巢湖流域非点源污染物来源的模糊聚类对应分析方法
(完整)巢湖水污染状况及原因调查报告
(完整)巢湖水污染状况及原因调查报告编辑整理:尊敬的读者朋友们:这里是精品文档编辑中心,本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的,发布之前我们对文中内容进行仔细校对,但是难免会有疏漏的地方,但是任然希望((完整)巢湖水污染状况及原因调查报告)的内容能够给您的工作和学习带来便利。
同时也真诚的希望收到您的建议和反馈,这将是我们进步的源泉,前进的动力。
本文可编辑可修改,如果觉得对您有帮助请收藏以便随时查阅,最后祝您生活愉快业绩进步,以下为(完整)巢湖水污染状况及原因调查报告的全部内容。
巢湖水污染状况及原因调查报告生物与环境工程系李建 1202062008一、调查目的1.对巢湖水污染状况及原因的深入调查与了解。
2. 为了让更多的人看到巢湖水污染情况以及增强人们的环保意识。
3。
提高小组成员的实践能力,以及团队合作能力.二、调查内容1、巢湖简介巢湖位于安徽省中部,合肥市南部,是在构造盆地基础上发育起来的典型断陷构造湖泊,流域面积13350km2,按侵蚀切割类型划分,地形地貌可分为中切割低山区、浅切割低山丘陵和丘陵岗地、岗冲地和冲击平原三种类型,流域内共有大小33条河流,分别属杭埠河-丰乐河、派河、西淝河—店埠河、柘皋河、白石山河、兆河、裕溪河7大水系,其主要出入河流有9条,分别为合肥市境内的南淝河、十五里河、派河,巢湖市境内的柘皋河、双桥河、兆河、白石山河、裕溪河,六安市舒城县境内的杭埠河,其中入湖水量最大的是杭埠河,约占总入湖水量的60%左右。
裕溪河是唯一的出水通道,通往长江。
巢湖由于淡水水域面积较大成为我国五大淡水湖之一.2011年行政区划调整后,合肥“揽湖入怀",独拥800平方公里巢湖,这在全国省会城市中是独一无二的。
对于巢湖的治理,合肥一直在探索.近年来,随着经济、社会的发展,这一自然系统的环境日益恶化,尤其以水污染和富营养化等水环境问题最为突出,水质的严重污染已经成为巢湖流域经济、社会发展的瓶颈,它使该地区既不能形成良好的人居环境,又不能形成健康、安全的投资环境,严重影响和制约了流域内经济、社会的可持续发展。
巢湖水污染状况及原因调查报告
巢湖水污染状况及原因调查报告巢湖水污染状况及原因调查报告一、引言巢湖是中国重要的淡水湖泊之一,但近年来却出现了严重的水污染问题。
本文旨在调查巢湖水污染的状况及其原因,为进一步改善巢湖的水质提供参考。
二、调查目的本次调查旨在:1.了解巢湖水质的污染程度。
2.分析巢湖水污染的主要原因。
三、调查方法根据巢湖周边地区的水体采样,采取以下方法进行调查:1.采集巢湖不同区域的水样,包括湖心区和湖岸区。
2.对水样进行理化分析,包括浑浊度、溶解氧、氨氮、总磷、总氮等指标的测定。
3.调查巢湖周边主要的人类活动及污染源。
四、巢湖水质状况分析根据对水样的分析结果,得出以下结论:1.湖心区水域的浑浊度较高,远超国家标准,水体透明度较差。
2.溶解氧含量远低于国家标准,巢湖水体富氧能力不足。
3.氨氮、总磷、总氮等指标超过国家标准限值,巢湖水体富营养化严重。
五、水污染原因分析通过调查,我们得出以下水污染原因:1.农业活动排放:农村地区农药、化肥的使用过量,导致农田径流水污染巢湖。
2.工业废水排放:巢湖周边工业企业废水未经处理直接排放入湖,含有大量的有机物和重金属。
3.生活污水排放:周边城市及乡镇的生活污水处理不完善,部分生活污水直接排放入湖。
4.湖泊沉积物释放:巢湖底泥中的富磷物质在水体缺氧条件下释放,导致巢湖富营养化。
六、附件本文档涉及的附件包括:1.采集的巢湖水样分析报告。
2.调查中使用的调查表格和问卷。
七、法律名词及注释1.水污染防治法:指中华人民共和国于2008年颁布的《中华人民共和国水污染防治法》。
2.水质标准:指中华人民共和国国家标准《地表水环境质量标准 GB3838.2002》。
3.富营养化:指水体中富含过多的营养物质(如氮、磷),导致水体中藻类过度繁殖,引发水质恶化。
巢湖水污染状况及原因调查
研究目的和意义
• 本次调查旨在明确巢湖水污染的现状及其对周边环境和生态系统的影响,分析其主要污染来源,为制定有效的治理措施提 供科学依据。同时,本研究对于提高公众环保意识、促进地区可持续发展具有重要意义。
02
巢湖水污染状况
巢湖水质现状
巢湖水质总体处于V类和劣V类水平,主要污染物包括总磷、氨氮、高锰酸盐等。 局部区域水质恶化,出现蓝藻水华现象。
政策支持
提高公众环保意识,鼓励公众积极参与巢 湖保护工作,促进社会共治。
监测与评估
加强政策引导和资金支持,推动绿色产业 发展,促进巢湖地区的可持续发展。
建立完善的水质监测体系,定期评估治理 效果,为持续改善巢湖水质提供科学依据 。
06
参考文献
参考文献
参考文献1:巢湖水 质持续恶化 污染治 理亟待加强.pdf
垃圾处理
部分垃圾填埋场和垃圾中转站存在管理不善的问题,垃圾渗滤液未经处理直接进入巢湖,对水质造成严重污染。
其他污染源
船舶污染
巢湖周边有大量的船舶停靠,这些船舶在运营过程中会产生油污、生活污水等废弃物,直接排放到巢 湖中,对水质造成污染。
自然因素
巢湖的自然环境也对其水质产生影响,如水体流动性差、水生生物群落结构不合理等,导致水质自净 能力下降。
水质季节性变化明显,夏季水质较差,冬季较好。
主要污染物及来源
总磷
主要来源于农业面源污染、生 活污水和工业废水。
氨氮
主要来源于生活污水和工业废水。
高锰酸盐
主要来源于生活污水和农业面源污 染。
水质变化趋势
近年来,巢湖水质有所改善,但仍然存在季节性波动。 夏季水质较差,冬季较好,但总体上仍需加强污染治理和生态修复工作。
太湖流域非点源污染特征与控制
太湖流域非点源污染特征与控制太湖是我国第三大淡水湖,位于长江中下游,是长江流域的重要组成部分。
它不仅是上海、江苏、浙江三省市的重要饮用水源地和经济支柱,也是国家级自然保护区和生态文明建设的重要区域。
太湖流域不仅存在点源污染,非点源污染也日益严重,给太湖生态环境和经济发展带来了巨大挑战。
因此,研究太湖流域非点源污染特征和控制措施具有极其重要的意义。
一、太湖流域非点源污染特征1. 非点源污染物质种多样,来源复杂。
太湖流域非点源污染物种繁多,包括土壤颗粒、养分、化学氧化需求量(COD)等。
2. 夏季和雨季是非点源污染强度高的时期。
夏季和雨季是太湖流域气象条件和人类活动水平最活跃的时期,在这个时期,非点源污染的强度会明显增强。
3. 不同地理单元非点源污染程度不同。
太湖流域南北地形差异较大,南部区域降水量大、流量大、侵蚀强度高,而北部为平原区,侵蚀作用相对较小。
其次,太湖流域不同地理单元人类活动频率、种类、强度等差异也较大,导致非点源污染程度的差异。
二、太湖流域非点源污染控制措施1. 科学合理地规划土地利用。
合理的土地利用规划可以有效控制非点源污染的生成和流入太湖,例如,降低农业废弃物的堆肥利用率、规范村庄建设、限制养殖池塘数量及密度等。
2. 采取措施加强了水土保持。
水土保持措施可有效控制太湖流域的非点源污染。
例如,建立梯田、种植林木、建设防护林带、优化耕作方式、设施化养殖等。
3. 发挥生态系统功能。
优化生态系统功能,加强河流、湖泊的水生态修复和重建,降低农业、工业和城市的污染物生成和污染排放,促进生态系统自身调节和修复。
4. 技术创新和管理创新。
在改善土地利用、提高水环境质量、促进生态系统复原能力等多方面采用各种技术手段和管理措施,积极推进太湖流域非点源污染的防治。
综上所述,太湖流域非点源污染对于太湖的生态环境和经济发展存在重大威胁。
为保护太湖环境和支持太湖经济的可持续发展,政府、企业和公众应共同努力,积极采取相关措施减少非点源污染,保障太湖流域的生态安全和绿色发展。
巢湖典型农村流域面源氮磷污染模拟及来源解析
巢湖典型农村流域面源氮磷污染模拟及来源解析巢湖典型农村流域面源氮磷污染模拟及来源解析一、引言随着农村经济的迅速发展,农村人口增加、农业生产规模不断扩大,导致了农业面源污染问题日益严重。
巢湖,作为我国重要的淡水湖泊之一,长期以来一直受到来自农业面源的氮磷污染的困扰。
为了深入了解巢湖典型农村流域面源氮磷污染的情况,本文将进行模拟及来源解析,以期为巢湖农村面源污染治理提供科学依据。
二、巢湖典型农村流域概况巢湖是位于中国安徽省中部的一片淡水湖泊,周围有许多典型的农村流域。
本文将重点关注其中一个典型农村流域,并选取其为研究对象。
该流域地处巢湖的上游地区,农田面积较大,农业活动频繁,是巢湖面源氮磷污染源的重要来源。
三、巢湖农村流域面源氮磷污染模拟为了模拟巢湖农村流域的面源氮磷污染情况,我们选取了该流域的典型农田进行监测和数据采集。
通过实地采样和实验室分析,获得了农田土壤中氮磷元素的含量数据,并结合土地利用和农业活动的情况,建立了一套适用于该流域的面源氮磷污染模拟模型。
模型考虑了农业面源的各种污染因素,如化肥施用、畜禽养殖、农田灌溉等。
通过对这些因素的量化和分析,模型得出了在不同季节和降雨条件下,农田面源氮磷污染的潜在程度。
模型还预测了农田面源氮磷污染对巢湖水体的影响,并给出了相应的风险评估。
四、巢湖农村流域面源氮磷污染来源解析通过模型的模拟结果,我们进一步分析了巢湖农村流域面源氮磷污染的来源。
根据模型预测的结果,主要的氮磷污染来源是农田施肥和农田灌溉。
在农田施肥中,化肥的使用量和施肥时间是主要的影响因素;在农田灌溉中,农药残留和灌溉水的污染是主要的排放源。
此外,畜禽养殖也是重要的面源污染来源之一。
解析农田施肥和灌溉的氮磷污染来源,我们发现主要是由于农民在使用化肥和灌溉时缺乏系统的技术指导和科学管理,导致了过量施肥和不当灌溉的情况。
此外,畜禽养殖过程中的粪便和养殖排放物也没有被充分利用,在处理不当的情况下成为了面源氮磷污染的一部分。
巢湖流域非点源污染来源、影响及控制研究
沿 江平 原 区 , 西南 地 势较 高 , 大别 山 区 , 属 西北 部 为 江
淮丘陵, 湖体东部及北部有零星 山地 。巢湖流域河刚
密 集 , 湖 河 流 成 向 心状 分 布 , 泊 、 库 、 环 湖 水 渠塘 及 水 田等广 泛分 布 。随着 巢湖 流域 人 口和工 农业 生 产的快
随 着城 镇化 的 发展 , 们 日常 生活 垃圾 的数 量越 人 来 越多 。农 村及 城 市生 活垃 圾 中 ,一 次性 垃圾 袋 、 泡 沫 、 料瓶 等不 易 分解 的成 分 占较 大 比例 。垃圾 堆放 塑 不 仅 占用 土地 , 成为 蚊虫 病 菌 的滋生 场 所 。 降雨作 还 用下 , 垃圾 渗漏 , 染土 壤及 地 表水 体 。另 外 , 村环 污 农 保设 施 建设 严 重滞 后 , 流域 内大部 分农 村 生活 污 水任
县 9个 县( ) 区 。流域 地形 以丘 陵 、 原 为主 , 平 大部 分属
7 4
环 境 整治 ・ N I E V R.C T OL ON R
万 t产 生 的氨 氮达 1 .0万 t _ , 1 7 。随意 堆放 畜禽 粪 便 , l 5
23泥 沙淤 积 , . 降低水体 生态功 能
留和累积 , 藻类大量繁殖 , 加剧 了巢湖水体富营养化
的 发展 速 度 , 型水 生 植 物 难 以萌发 和 生 长 , 类 逐 大 种 渐减少 , 生生 态系 统遭 到严 重破坏 Ⅱ。 水 o 张洪 等 通过 l J
2 巢 湖流域 非点源污染的影响分 析
21对 农 田生态 系统 的影 响 .
日晒雨 淋 , 随地 表径 流进 入水 体 。绝 大 部 分禽 畜养 殖
场缺 乏 管理 ,没 有 建立粪 尿 污水 的治 理配 套设 施 , 大
巢湖调查报告
巢湖调查报告巢湖调查报告一、背景介绍巢湖,位于中国安徽省中部,是我国第五大淡水湖。
作为长江经济带重要的水资源补给地,巢湖承载着重要的生态和经济功能。
然而,近年来,巢湖面临着严重的污染和生态退化问题,为了更好地了解巢湖的现状和问题,我们进行了一次调查。
二、水质状况调查我们首先对巢湖的水质进行了调查。
通过采集多个不同位置的水样,我们进行了水质分析。
结果显示,巢湖的水质整体上较差,主要表现为高浊度、高氨氮含量和高COD(化学需氧量)值。
这些指标的超标表明巢湖水体存在严重的污染问题,可能会对湖区生态系统造成长期的危害。
三、污染源调查为了找出巢湖污染的根源,我们对周边的工业企业、农业活动和城市排污口进行了调查。
结果显示,巢湖的污染主要来自于农业活动和城市排污。
农业活动中的农药和化肥使用过量,导致了水体中农药残留物和营养物质的过度富集。
而城市排污口的存在和管理不善,使得大量的废水和污水直接排入巢湖,加剧了水质的恶化。
四、生态系统调查为了了解巢湖生态系统的状况,我们进行了水生生物和湖泊植被的调查。
结果显示,巢湖的生态系统已经受到了严重的破坏。
许多水生动植物的种群数量明显减少,一些特有物种甚至已经灭绝。
湖泊植被的退化也导致了湖岸的侵蚀和水质的恶化。
巢湖的生态问题已经到了亟待解决的程度。
五、建议与措施基于我们的调查结果,我们提出了以下建议和措施,以改善巢湖的状况:1.加强农业环保管理,推广科学施肥和合理农药使用,减少农业面源污染。
2.加强城市污水处理工程建设,提高污水处理能力,减少城市排污对巢湖的影响。
3.加强巢湖生态系统保护,建立湿地保护区和水生生物保护区,保护和恢复湖泊植被。
4.加强巢湖水资源管理,制定科学的水资源利用规划,合理调配水资源,保障湖区生态和经济发展的可持续性。
六、结论通过对巢湖的调查,我们深刻认识到了巢湖面临的严重污染和生态退化问题。
为了保护巢湖的生态环境和水资源,我们必须采取有效的措施,加强污染源治理和生态系统保护。
基于单元分析的非点源污染调查评估方法
基于单元分析的非点源污染调查评估方法一、本文概述随着工业化和城市化的快速发展,非点源污染问题日益严重,成为影响水环境质量和生态系统健康的重要因素。
非点源污染具有来源广泛、过程复杂、难以监测等特点,因此,如何有效调查评估非点源污染成为了环境保护领域的重要研究课题。
本文旨在探讨基于单元分析的非点源污染调查评估方法,以期为非点源污染的防治和水环境的改善提供理论支持和技术指导。
本文首先介绍了非点源污染的概念、特点和危害,分析了当前非点源污染调查评估的难点和挑战。
在此基础上,提出了基于单元分析的非点源污染调查评估方法,并详细阐述了该方法的基本原理、实施步骤和技术要点。
该方法以流域或区域为单元,通过收集和分析单元内的土地利用、气象、水文、环境管理等相关信息,构建非点源污染评估模型,实现对非点源污染的定量评估。
本文还通过案例研究,验证了基于单元分析的非点源污染调查评估方法的可行性和有效性。
案例研究选取了具有代表性的流域或区域,运用该方法进行了非点源污染调查评估,得到了较为准确的结果,为当地的环保决策提供了科学依据。
本文总结了基于单元分析的非点源污染调查评估方法的优点和不足,提出了未来研究的方向和建议。
通过不断完善和优化该方法,有望为非点源污染的防治和水环境的改善提供更加科学、有效的技术支撑。
二、非点源污染的主要来源与影响非点源污染,也被称为面源污染,是一种由降水或融雪等自然过程引发的,通过地表径流、壤中流、地下渗流等途径,将土壤、大气、水体中的污染物带入受纳水体(如河流、湖泊、水库和近海水域)而造成的污染。
与点源污染相比,非点源污染具有时空上的随机性、分散性、隐蔽性、不易监测和难以量化等特点。
其主要来源和影响可以从以下几个方面进行详细分析。
农业活动:农业是非点源污染的主要来源之一。
农业生产中大量使用的化肥、农药、畜禽养殖产生的粪便等,在雨水冲刷下容易流入水体,造成水体的富营养化、重金属污染等。
不合理的农业耕作方式,如过度耕作、水土流失等,也会导致土壤侵蚀,增加水体中的悬浮物和营养盐含量。
巢湖水污染状况及原因调查报告
巢湖水污染状况及原因调查报告巢湖水污染状况及原因调查报告一、引言本报告旨在对巢湖水污染状况及其原因进行全面调查和分析。
巢湖作为中国重要的淡水湖泊之一,其水质状况对于当地生态环境和人民生活具有重要意义。
针对巢湖水污染的现状和原因,本报告将进行深入的研究和调查。
二、调查目的和方法本次调查的目的是全面了解巢湖水污染的状况和原因,为解决该问题提供科学依据和建议。
调查的方法包括实地考察、采样分析、相关数据收集和文献研究等。
三、巢湖水污染现状1.水质指标分析通过对多个监测站点的水质指标进行采样分析,发现巢湖水质状况普遍较差。
主要污染物包括悬浮物、营养物、重金属和有机物等。
其中,氨氮、总磷等营养物的浓度超过了国家标准限值,严重影响了水体的生态平衡。
2.水体富营养化程度通过对巢湖各区域的营养盐含量进行分析,发现巢湖已经存在严重的水体富营养化问题。
特别是湖心区域,富营养化现象尤为明显,导致藻类过度繁殖,水体浑浊,影响了水生生物的生存状况。
3.水生生物状况调查发现,巢湖的水生生物多样性明显降低,部分优势种群数量减少。
水生植物的种类和数量也受到严重限制。
这与巢湖水质的恶化密切相关。
四、巢湖水污染的主要原因1.工业废水排放巢湖周边存在大量工业企业,部分企业排放的废水未经过有效处理,直接或间接进入巢湖,导致水质受到严重污染。
2.农业排污农业活动的发展使得农药、化肥等大量有害物质进入巢湖水体,引起水质污染。
3.生活污水排放周边农村和城市的人口增加,污水排放量大幅增加,部分地区的污水处理设施滞后,导致大量污水直接排入巢湖,加剧了水体污染程度。
五、解决巢湖水污染的对策建议1.完善法律法规制定更加严格的水污染防治法律法规,明确责任追究和处罚力度,提高违法成本,增强环境保护意识。
2.加强监测和管理建立健全的巢湖水质监测网络,加强对污染源的监督管理,及时发现和阻止污染物的排放。
3.推进生态修复加大对巢湖湿地的保护力度,恢复湖泊生态系统功能,提高水生生物多样性。
巢湖水污染状况及原因调查
加强废水处理厂建设和管理
建立完善的废水处理体系
在巢湖周边地区建设更多的废水处理厂,确保 工业、农业和生活废水得到有效处理。
提高废水处理效率
加大对废水处理技术研发的投入,提高废水处 理效率,减少污染物排放。
加强废水处理厂的运营管理
建立有效的监管机制,确保废水处理厂的正常运行和达标排放。
推广生态农业和绿色农业
加大资金投入
政府应加大对环境保护的资金投入,支持废水处理厂建设、生态农 业发展等项目。
加强政策监管
政府应加强对环保政策的监管和执行力度,确保政策的有效实施。同 时,建立健全的环保法规体系,对违法排污行为进行严厉打击。
05
结论与展望
研究结论
巢湖各区域中,南淝河、派河、杭埠河等主要 入湖河流的水质状况较为严重,存在较高的污
染负荷。
巢湖流域内工业结构偏重,部分企业存在违法排污行 为,导致工业废水对巢湖水体产生较大污染负荷。
巢湖水质总体稳定,但存在不同程度的污染, 主要污染源为生活污水、农业污水和工业污水 。
巢湖流域内农业面源污染和农村生活污水排放对 水体污染负荷贡献较大,是导致巢湖水污染的主 要原因之一。
研究不足与展望
农业面源污染
农业生产过程中使用的化肥、农药 等流入巢湖,导致水体中氮、磷等 营养盐超标。
水质变化趋势分析
总体呈下降趋势
近年来,巢湖水质总体呈下降趋势,污染状况日益严 重。
季节性变化明显
不同季节水质变化较大,夏季水质相对较差,冬季相 对较好。
治理难度大
巢湖污染状况复杂,治理难度较大,需要采取综合措 施进行治理。
巢湖水质长期处于Ⅳ类或 Ⅴ类,属于中度或重度污 染。
富营养化严重
巢湖富营养化指数较高, 水体中氮、磷等营养盐含 量超标。
潮河流域非点源污染控制关键因子识别及分区
潮河流域非点源污染控制关键因子识别及分区耿润哲;王晓燕;庞树江;殷培红【摘要】Non-point source pollution (NPS) had deteriorated water quality in Miyun Reservoir watershed. GIS technology, ArcSWAT model, and statistics analysis were coupled to identify the zonation of NPS control in Chaohe river watershed, one main tributary in northeast of Miyun Reservoir watershed, with relative strong intensive agricultural activities. The results showed that annual average loads of TN and TP were 563.3t/a and 28.7t/a, respectively. The spatial distribution of NPS pollution load was greatly diverse with different precipitation and terrain in Chao river watershed. In high flow year, the agricultural land at higher elevation had the highest NPS pollution loads, whereas in the normal and low flow year, the agricultural land and livestock area also contribute the major pollution load; the fertilizer application amount was identified as the most important factor of TN and TP loss. Meanwhile, the slope length, soil type, land use, and slope degree were also more important factors; The content of organic P in soil may contribute to TP loss due to long term cultivation and overuse of fertilizer in Chaohe river watershed; Three zones for NPS control in Chaohe river watershed were divided as pollution control zone where the agricultural activities was intensive, pollution treatment zone where was livestock breeding area and villages, ecological restoration zone where was high soil erosion at higher elevation.%将GIS技术、ArcSWAT模型与分析技术相结合,以农耕养殖程度较高的北京密云水库上游潮河流域为研究区,通过对流域近20年非点源污染负荷时空变异情况进行模拟,识别影响非点源污染流失的关键因子,进行非点源污染控制区划.结果表明,总氮和总磷年均负荷量分别为563.3,28.7t/a,氮磷负荷空间分布特征表现为:丰水年以地势较高且农业耕作活动频繁区域为主,平水年和枯水年表现为靠近河道的农业用地与畜禽养殖区为主.采用多因素方差分析11种不同因素对流域非点源污染负荷的影响程度表明,施肥量是影响氮磷输出的最主要的因子,坡长、土壤类型、土地利用方式及坡度是影响氮磷输出的次重要因子;针对潮河流域长期传统耕作以及化肥过量施用的现状,土壤有机磷的含量也会对总磷的输出产生一定的影响.潮河流域可划分为3个污染控制区,第1类:污染控制区(以近河道耕种区为主,面积186.74km2),第2类:污染治理区(农村生活及畜禽养殖区为主,面积23.09km2),第3类:生态修复区(高坡度强降雨区为主,面积1365.25km2).该研究结果可有效提升流域非点源污染治理的效率,为水源地流域环境保护提供参考.【期刊名称】《中国环境科学》【年(卷),期】2016(036)004【总页数】10页(P1258-1267)【关键词】非点源污染;SWAT模型;污染分区;密云水库【作者】耿润哲;王晓燕;庞树江;殷培红【作者单位】首都师范大学资源环境与旅游学院,北京 100048;环境保护部环境与经济政策研究中心,北京 100029;首都师范大学资源环境与旅游学院,北京 100048;首都师范大学首都圈水环境研究中心,北京 100048;首都师范大学资源环境与旅游学院,北京 100048;环境保护部环境与经济政策研究中心,北京 100029【正文语种】中文【中图分类】X52* 责任作者, 教授,**************.cn非点源污染是目前影响流域水质的重要因素,由于非点源污染发生具有随机性,来源和传输过程具有间歇性和不确定性,对其进行监测和治理相对比较困难[1].以关键源区识别为基础,对流域进行分区是实现非点源污染控制的可靠途径.影响非点源污染的因素十分复杂,包括流域内的地形地貌、水文、气候、土地利用方式、土壤类型和结构、植被、管理措施等.尤其是下垫面,对降雨入渗产流、营养元素输出等有着重要作用,是影响非点源污染流失的主要因素[2].同时与人类活动相关的许多因子,如植被覆盖、农药化肥的使用、农田灌溉等也会对非点源污染的流失产生一定的影响[3-4].控制农业非点源污染物流失的关键是要针对影响农业非点源污染形成、迁移转化的关键因子,采取科学的管理措施,构建以减少污染源排放为核心,传输路径控制和末端治理为主要技术手段的非点源污染综合防控体系,防止其扩散进入水体而影响水环境安全[5].农业非点源污染控制区划是根据影响农业非点源污染的主导因子和区域农业非点源污染特征的差异性以及相似性对研究区域进行的分区[6].流域具有统一的出水口,水文特性相近,但同时也是复杂的综合体.尤其在高山丘陵地区,地形破碎度高,流域内不同地形、地貌的土壤性状、植被覆盖、土地利用等差异较大.区划的基本方法就是通常所说的划分法和合并法.根据所用区划技术的不同其又可分为地理相关法、空间叠置法、主导标志法和定量分析法[7].目前来看,这些国际通用的区划方法在流域水环境功能区划、流域生态环境控制区划等相关方面应用较为广泛,并取得较好的效果[8-12].在非点源污染控制案例中的相关研究,则多是采用经验模型(如输出系数模型、磷指数等)或机理模型(如SWAT、HSPF、AnnAGNPS等)流域非点源污染负荷或单位面积污染物潜在流失量的高低来对流域进行分区[13-16].未考虑影响非点源污染流失的关键因素的作用,导致所配置的实施方案的可行性较低,很难取得较好的污染控制效果[17].本研究在充分考虑非点源污染流失特征的基础上,通过识别影响流域非点源污染流失全过程的关键因子,并以此为基础进行非点源污染控制区划,能够较好的实现流域非点源污染整体管控的技术目标.密云水库是北京市重要的地表饮用水水源地,水库水体的富营养化程度属中营养型,向富营养化发展的趋势比较明显.其上游的潮河流域是密云水库的主要水源地,由于流域内没有较大的工业点源的存在,因此农业非点源污染为主要污染来源[15].在该流域开展农业非点源污染控制区划研究,掌握农业非点源污染物发生流失的主要影响因子和污染特征,为合理制定适合该流域的最佳管理措施提供依据,对防治密云水库富营养化,保证其正常的供水功能,具有重要意义.采用ArcSWAT (v2012)模型对潮河流域非点源污染时空分布特征进行模拟分析,在此基础上通过多因素方差分析(,ANOVA)对影响非点源污染物流失的各项因子进行评判,筛选出影响流域非点源污染物流失的关键因子,采用两步聚类和系统聚类相结合的方法对潮河流域进行污染分区,为下一步最佳管理措施(BMPs)的分区配置提供基础.1.1 研究区概况研究区域位于北京市东北部(115°25′~117°33′E,40°19′~41°31′N)(图1),包括5个县,共60个乡镇,其中北京市密云县境内北部和东部共8个乡镇,流域面积约为4888km2,流域居民以农业人口为主,产业结构以畜牧业为主,工业不发达,是一个典型的农业耕作区,作物以玉米和小麦为主,化肥施用和农田管理方式粗放.流域下游密云水库作为首都北京唯一的地表饮用水源地,具有重要的生态和社会经济价值. 1.2 数据来源以RS、GIS技术为支持,建立流域非点源污染空间及属性数据库.空间数据库主要包括数字高程模型图(DEM)、土地利用类型图、土壤类型图等;属性数据主要包括土地利用及植被参数、土壤物理及化学属性、水文水质数据和相关的社会经济数据等(表1).1.3 非点源污染特征识别分析ArcSWAT 模型是一个连续的半分布式流域水文模型,可用于包含各种土壤类型、土地利用和农业管理制度的大中尺度流域水文循环、泥沙传输、农作物生产、化肥施用、农业活动管理等的模拟[18-19].非点源污染产生的过程中氮、磷等营养物是随着降雨进入径流传输过程流失的,因此径流的模拟的准确性是模型能否正确反应流域真实情况的关键.本文选用潮河流域的下会站1979~ 2010年的逐月平均流量数据对ArcSWAT模型校准和验证,其中1982~1995年作为模型的校准期,1996~2010年作为验证期.泥沙负荷以下会站1980~2010年的年实测泥沙数据为基础进行校验.总氮和总磷负荷以下会站1991~2010年的月实测浓度数据进行校验.运用SWAT-CUP中的SUFI2方法对影响污染物输出的主要参数进行优化调整及敏感性分析,在此基础上通过敏感性参数的调整对模型进行校准.采用纳什效率系数(NE)、相对误差(RE)对模型模拟效果进行评价,根据Moriasi的模型效率评价指标,确定径流模拟的精度相对误差在25%以内,泥沙和营养物的相对误差控制在50%以内,并且Ens≥0.5,表明模型模拟结果是可接受的[20].1.4 统计分析方法及应用方差分析(ANOVA),即“变异数分析”或“F检验”,用于两个及两个以上样本均数差别的显著性检验.由于各种因素的影响,在不同的条件下,一般实验数据呈波动状.造成波动状的原因可分为两大类,一类为不可控因素,是由随机因素引起,称为组内差异;另一类则是可控因素,由实验设计条件(因素)不同引起的,通常称为组内差异[21].若因素对实验结果有显著影响,则实验结果也会产生明显差异.本研究中的多因素方差分析涉及到的因素除上述的土地利用类型、土壤类型、坡度等主要下垫面影响因素之外,也加入了降雨量、坡长、距河道距离、施肥量及土壤氮磷含量本底值等共11个因素.聚类分析(CA)基本原理是根据样本的属性和特征的相似性或亲疏程度,用数学方法按照某些相似性或差异性指标,把它们逐步地划类,最后得到一个能反映个体或站点之间、群体之间亲疏关系的客观的分类系统[22].本文以潮河流域非点源污染流失关键因素识别结果为基础,通过对不同地块所具有的特征因素值进行分类,采用两步快速聚类和系统聚类法相结合的方法进行聚类分析,自下而上对具有农业非点源氮磷污染来源、污染特征相似的地块进行合并,划分潮河流域非点源氮磷污染控制区,以达到科学、客观地反映该流域农业非点源污染的现状,多因素方差分析和聚类分析均在SPSS v20软件中完成.2.1 模型校准与验证从参数率定与模型校准结果来看(图2),实测值与模拟值的流量能较好的吻合,对径流量、泥沙、总氮及总磷输出模拟结果纳什系数(NE)分别达到了0.82、0.83、0.81和0.78,相对误差(RE)分别为10%、17%、10%和32%.由于缺乏高精度泥沙数据,对流域内的泥沙参数仅基于年尺度监测数据进行校准,而磷的迁移转化过程和泥沙关系较大,泥沙模拟误差的累积导致磷的模拟值和实测值相差较总氮大.但从模拟的整体误差结果来看,精度均满足非点源污染措施模拟的要求.2.2 非点源污染时空分布特征参考张鹏飞[24]对密云水库上游流域水文年的划分结果,选用1996年、1997年和2002年分别作为水文情景模拟的丰水年、平水年和枯水年,对流域不同水文情景下潮河流域非点源污染特征进行模拟分析.总氮负荷和总磷负荷的丰枯年份差异明显,在丰水年各种污染物负荷都比较大,枯水年则相对较小,其中丰水年径流量是枯水年的3.1倍,总氮、总磷负荷则分别是枯水年的3.6倍、5.09倍.可以认为,丰水年是流域氮磷污染物流失的关键年份,并且径流量是负荷变化的关键影响因素.径流产生量越高,氮、磷负荷也越大,而且磷的变化比氮明显(表2).结果表明非点源污染过程与径流的产生过程紧密相联.总磷负荷量在平水年比例略小于丰水年,这是由于在丰水年全年的降雨分布比较均匀,到达汛期之前已经有较多的降雨,这也导致下垫面在汛期之前已经达到饱和,汛期降雨产流迅速且对地表冲刷较为强烈,导致泥沙的流失量增加,进而使得总磷的负荷量增加[23];而平水年降雨集中在汛期,非汛期总降雨量不足全年20%,汛期初期降雨不能全部形成有效径流,因此虽然汛期降雨比例较高,但径流和污染负荷比例却相对偏低;枯水年降雨量全年较小,且降雨量和雨强都较小,因此径流产生量和负荷量均偏低[24].非点源污染负荷受流域内降雨量大小和分布不同、土地利用方式差异以及地形坡度不同的综合作用影响,具有很强的空间差异性.通过模拟计算求得密云水库流域各个子流域总氮(TN)、总磷(TP)污染负荷(图3).从图3可以看出,丰水年污染负荷严重地区主要集中在流域上游西部地区,这些地区降雨量较大,实地调查发现,在该区域地势较高,平均坡度较大,农业种植耕作活动频繁,在发生强降雨时产流迅速,较易造成营养物质的流失;但是在平水年和枯水年,污染物流失的高风险区则位于流域的中下游区域,且大部分高风险区距河道距离较近.这是由于该流域内农业活动一直以来都主要集中在地势平缓的水体附近,并且处于污染高风险区的乡镇经济发展速度较快,畜牧业为主要经济来源.以河北大阁镇为例,奶牛的养殖已经成为其经济收入的主要来源,畜禽养殖业总产值均达到了农业总产值的50%以上和国民生产总值的30%以上.2006年以来共建有10个集中奶牛养殖区,全镇奶牛的存栏量就达到了2万头,由此导致其污染负荷较高.另外,由于受到特殊的地理条件和自然特征的限制,农业生产和畜禽养殖所产生的非点源污染就成为了流域内的主要污染源[25];该区人口密度较高,农药化肥施用量均达到了其他区县的两倍以上[26].2.3 非点源污染关键影响因子识别多因素方差分析涉及到的因素主要包括各个HRUs (Hydrological Response Units) 中所包含的土地利用类型、土壤类型、坡度、降雨量、坡长、距河道距离、面积、施肥量、土壤有机氮、土壤硝态氮及土壤有机磷含量本底值等共11个因素.对各因变量与各个因素进行不同水平下多因素方差分析,其主要结果如表3所示:当P<0.05时认为因素对因变量影响显著.针对各变量的不同因素的值大小来对各因素对非点源污染的影响程度进行排序(表3).影响泥沙流失的因子按显著程度较高的因子为降雨量、距河道距离、坡长、土地利用类型、土壤类型等,施肥量、土壤有机氮及土壤硝态氮的含量对土壤流失的影响不显著;对硝态氮而言,影响因子按显著程度较高主要有施肥量、土地利用类型、土壤类型、土壤有机氮及土壤硝态氮含量等,土壤有机磷含量对硝态氮的流失并无显著影响;对有机氮而言,影响因子按显著程度大小排序为土壤有机氮、施肥量、土地利用类型、土壤硝态氮及土壤类型等,土壤有机磷含量对有机氮的流失并无显著影响;对有机磷而言,影响因子按显著程度大小排序为面积、距河道距离、土壤类型、土壤有机磷等,土壤有机氮和土壤硝态氮含量对其影响不显著;对颗粒态磷而言,影响因子按显著程度大小排序为坡长、降雨量、有机磷含量、土壤类型等,而土壤有机氮和硝态氮含量同样对颗粒态磷的输出无显著影响;对溶解态磷而言,影响因子按显著程度大小排序为施肥量、土壤类型、土壤有机磷含量、面积以及坡长,同样地,土壤本底值的含氮量对溶解态磷的流失无影响;对总氮而言,影响因子按显著程度大小排序为施肥量、坡长、土地利用类型、坡度、以及距河道的距离,土壤含磷量同样对总氮无显著影响.对于总磷而言,影响因子按显著程度大小排序为施肥量、土壤类型、土壤有机磷、坡度以及降雨量,土壤含氮量对于总磷的输出无显著性差异.就营养物而言,除有机磷外,对其余所有形态氮磷影响最为显著的因子为皆为施肥量,可见人为施肥对潮河流域非点源污染的产生量有着最为显著的影响.对于有机态污染物,土壤本底值的氮磷含量对其影响较为显著,对于颗粒态磷和泥沙而言,更多的与土壤类型、坡长、降雨量等有关,但两者中各因子的排序位置略有不同,导致其最终影响因素排序出现差异,对于总氮和总磷而言,除施肥量占据排序的第一位外,其余主要的影响因子为坡长、土壤类型、土地利用、坡度、土壤有机磷.通过对不同影响因子进行多因素方差分析可知,对于总氮和总磷而言,人为因素中的施肥量是影响最氮磷输出的最主要的因子,而下垫面因子中的坡长,土壤类型、土地利用方式、坡度则可作为影响氮磷输出的次重要因子[27],针对潮河流域长期传统耕作以及化肥过量施用的现实特征来看,土壤有机磷的含量同样会对总磷的输出产生一定的影响.2.4 非点源污染控制分区根据生态系统的一般特性,以及潮河流域农业非点源污染的特点,参考张淑荣[5]对于桥水库非点源污染区划的方法,以潮河流域非点源污染不同影响因素的所因素方差分析结果选取与农业非点源磷污染相关的7个主要影响因子作为区划因子,包括施肥量、坡长、坡度、土地利用类型、土壤类型、降雨量、距河道的平均距离,其中施肥量可归结为人为影响因素土地利用类型、土壤类型、坡度、坡长及距河道距离可归结为下垫面影响因素,降雨量可归结为气候影响因素.以类型划分法为主,以潮河流域非点源污染营养物质流失高风险地块样本单元,自下而上对具有农业非点源氮磷污染来源、污染特征相似的地块进行合并,进行潮河流域非点源氮磷污染控制区划分.潮河流域非点源污染高风险区区划聚类分析结果表明(表4),第1类和第2类风险区中土地利用类型、距河道距离以及施肥量都对风险区的划分起决定性作用,但是第1类风险区中主要的土地利用类型为耕地且距河道距离较近为18m,平均施肥量达到了216.61kg/hm2,因此根据风险区划分中的区域差异性和主导因子原则,将第1类风险区划分为受人为干扰较强的近河道耕种区;而第2类风险区中虽然也是土地利用、距河道距离为主控因子,但是施肥量的影响已经下降到了2.9%,且主要的土地利用类型因子为居民区及牧草地,距河道平均距离也相对较远为27m,在第2类风险区中施肥量平均为54.36kg/hm2,这基本上属于牧草地的畜禽粪便还田的数量,因此,根据区划原/则,将第2类风险区划分为农村生活及畜禽养殖污染控制风险区;第3类风险区中土地利用(41.7%)、距河道距离(41.7%)、施肥量(100%)、平均坡长(55.2%)以及降雨量(30.2%),且其中土地利用类型主要为林地,距河道距离较远,基本达到了35m以上,坡长较短,平均坡度较大,达到了12%以上,降雨量相较于其余两个分区更高,因此,根据区划原则,将第3类分区划分为以生态保护为主的,高坡度强降雨水土保持控制区.具体的分区各控制类型区的区域特征、农业非点源污染特征及推荐的控制措施见可以看出,区划研究结果和区域生态环境特征基本相符,表明该方法在区划研究中的可行性和科学性(图5,表5).3.1 潮河流域非点源污染空间差异较大,上游及中游偏下区域负荷较为严重,主要原因在于在该区域内耕地比重较大,易发生土壤侵蚀和营养物流失.下游密云县境内区域林草地、耕地比重相对均衡,因此污染程度居中.从水文年对比来看,丰水年是流域氮磷污染物流失的关键年份,其非点源负荷主要集中在汛期,降雨的时空异质性是非点源污染产生的重要影响因素.3.2 多因素方差分析不同因素对流域非点源污染负荷的影响程度,结果表明人为因素中的施肥量是影响最氮磷输出的最主要的因子,而下垫面因子中的坡长,土壤类型、土地利用方式、坡度则可作为影响氮磷输出的次重要因子,针对潮河流域长期传统耕作以及化肥过量施用的现实特征来看,土壤有机磷的含量同样会对总磷的输出产生一定的影响.3.3 潮河流域非点源污染的高风险区共划分为3个区域,第1类:人为干扰较强的近河道耕种区(污染控制区),第2类:农村生活及畜禽养殖污染控制风险(污染治理区),第3类:高坡度强降雨水土保持控制区(生态修复区),以此为基础从3个分区中分别选取代表性地块进行实地监测研究,以提高相应BMP的可执行程度.【相关文献】[1] 贺缠生,傅伯杰,陈利顶.非点源污染的管理及控制 [J]. 环境科学, 1998,(5):88-92+97.[2] Maguire R O, Rubaek G H, Haggard B E, et al. Critical evaluation of the implementation of mitigation options for phosphorus from field to catchment scales [J]. J. Environ. Qual., 2009,38(5):1989-97.[3] Besalatpour A M A, Hajabbasi S, Ayoubi A Jalalian. Identification and prioritization of critical sub-basins in a highly mountainous watershed using SWAT model [J]. Eurasian Journal of Soil Science, 2012,1:58-63.[4] 马岚,滕彦国,林学钰,等.晋江流域污染负荷空间分布及关键源区识别 [J]. 中国环境科学, 2015,35(12):3679-3688.[5] 张淑荣,陈利顶,傅伯杰.于桥水库流域农业非点源磷污染控制区划研究 [J]. 地理科学,2004,24(2):232-237.[6] Liu G, Wu W, Zhang J. Regional differentiation of non-point source pollution of agriculture-derived nitrate nitrogen in groundwater in northern China [J]. Agriculture, Ecosystems & Environment, 2005,107(2):211-220.[7] 段华平.农业非点源污染控制区划方法及其应用研究 [D]. 南京:南京农业大学, 2010.[8] Cox C C Madramootoo. Application of geographic information systems in watershed management planning in St. Lucia [J]. Computers and Electronics in Agriculture,1998,20(3):229-250.[9] Zhou F, Liu Y, Huang K, et al. Water environmental function zoning at watershed scale and its key problems [J]. Advances in Water Science, 2007,18(2):216.[10] Zhang B, Luo H, Wang Z. Watershed environmental management framework based on economic theory [J]. Chinese Journal of Population Resources and Environment, 2014,12(4): 361-365.[11] Jang C -S. Using probability-based spatial estimation of the river pollution index to assess urban water recreational quality in the Tamsui River watershed [J]. Environmental Monitoring and Assessment, 2016.188(1):1-17.[12] Sutherland G D, Waterhouse F L, Smith J, et al. Developing a systematic simulation-based approach for selecting indicators in strategic cumulative effects assessments with multiple environmental valued components [J]. Ecological Indicators, 2016.61:512-525. [13] Cecchi G, Munafò M, Baiocco F, et al. Estimating river pollution from diffuse sources in the Viterbo province using the potential non-point pollution index [J]. Annalidell'Istituto Superiore di Sanita, 2006,43(3):295-301.[14] 武晓峰,李婷.流域内污染负荷分布的评价模型研究——以密云县蛇鱼川小流域为例 [J]. 中国环境科学, 2011,31(4):680-687.[15] 耿润哲,王晓燕,焦帅,等.密云水库流域非点源污染负荷估算及特征分析 [J]. 环境科学学报, 2013,34(5):1484-1492.[16] 张汪寿,耿润哲,王晓燕,等.基于多准则分析的非点源污染评价和分区——以北京怀柔区北宅小流域为例 [J]. 环境科学学报, 2013,34(1):258-266.[17] 王晓,郝芳华,张璇.丹江口水库流域非点源污染的最佳管理措施优选 [J]. 中国环境科学, 2013,33(7):1335-1343.[18] Arnold J G, Srinivasan R, Muttiah R S, et al. Large area hydrologic modeling and assessment part I: Model development1 [J]. JAWRA Journal of the American Water Resources Association, 1998,34(1):73-89.[19] Arabi M, Frankenberger J R, Engel B A, et al. Representation of agricultural conservation practices with SWAT [J]. Hydrological Processes, 2008,22(16):3042-3055. [20] Moriasi D, Arnold J, Van Liew M, et al. Model evaluation guidelines for systematic quantification of accuracy in watershed simulations [J]. Trans. ASABE, 2007,50(3):885-900.[21] 高忠江,施树良,李钰.SPSS方差分析在生物统计的应用 [J].现代生物医学进展,2008,(11):2116-2120.[22] 汤效琴,戴汝源.数据挖掘中聚类分析的技术方法 [J]. 微计算机信息, 2003,(1):3-4.[23] 秦耀民,李怀恩.基于降雨事件监测的非点源污染对灞河水质的影响 [J]. 中国环境科学,2014,34(5):1173-1180.[24] 张鹏飞.不同气候条件下密云水库流域非点源污染评价 [D].北京:首都师范大学, 2013.[25] Geng R, Wang X, Duan S, et al. Application of improved export coefficient model in estimating non-point source nutrient load from Miyun reservoir watersheds [J]. Acta Scientiae Circumstantiae, 2013,33(5):1484-1492.[26] Wang X, Zhang Y, Ou Y. Predicting effectiveness of best management practices for control of nonpoint source pollution---a case of Taishitun Town, Miyun County, Beijing [J]. Acta Scientiae Circumstantiae, 2009,29(11):2440-2450.[27] 孙丽娜,卢文喜,杨青春,等.东辽河流域土地利用变化对非点源污染的影响研究 [J]. 中国环境科学, 2013,33(8):1459-1467.。
巢湖水污染状况及原因调查报告
巢湖水污染状况及原因调查报告巢湖水污染状况及原因调查报告1. 引言巢湖是中国第六大淡水湖,位于中国安徽省巢湖市,拥有丰富的生态资源和重要的经济价值。
然而,近年来,巢湖的水质状况逐渐恶化,水污染问题日益严重,给当地的生态环境和经济发展带来了巨大威胁。
为了深入了解巢湖水污染的状况及原因,本报告对巢湖水质进行了调查和分析。
2. 调查方法为了获取真实可靠的数据,我们采取了以下调查方法:- 水样采集:我们在巢湖的不同区域、不同时间段采集了多个水样。
对于每个采样点,我们使用专业的采样瓶收集水样,并且按照规范的方法进行标注和保存,以确保数据的准确性和可比性。
- 水质监测:通过水质监测仪器,我们对采集的水样进行了一系列的水质分析。
包括浑浊度、溶解氧、氨氮、总磷、总氮等指标的测试。
- 调查问卷:我们还针对巢湖周边居民和相关企事业单位进行了调查问卷。
通过问卷了解他们对巢湖水污染的认知程度和对于水质状况的评价,从而进一步了解水污染的现状。
3. 调查结果3.1 水质状况通过水质监测,我们对巢湖的水质状况进行了评估。
以下是我们得到的一些关键指标:- 浑浊度:巢湖的浑浊度普遍偏高,超过了国家标准中的III类水质标准。
- 溶解氧:巢湖的溶解氧含量普遍偏低,远低于生态需要的标准。
- 氨氮:巢湖的氨氮含量超过了国家标准中的III类水质标准。
- 总磷:巢湖的总磷含量远高于国家标准中的III类水质标准。
- 总氮:巢湖的总氮含量超过了国家标准中的III类水质标准。
3.2 调查问卷结果通过调查问卷,我们了解到巢湖周边居民和相关企事业单位对巢湖水污染的认知程度和对于水质状况的评价。
以下是一些关键发现:- 绝大多数居民和企事业单位都认为巢湖的水质呈现下降趋势。
- 巢湖的水污染主要受到工业废水和农业面源污染的影响。
- 多数居民和企事业单位认为应该加强水质监测和治理措施。
4. 分析与讨论4.1 水污染原因分析根据调查结果和对巢湖水质状况的分析,我们认为巢湖水污染的主要原因如下:- 工业废水排放:巢湖周边的工业企业废水排放量大,并且存在排放不合规的情况,导致了巢湖受到了重金属等污染物的污染。
湖泊水质污染源追溯分析
湖泊水质污染源追溯分析湖泊作为重要的自然资源,拥有广阔的水域面积和丰富的生物资源,对于维持生态平衡和人类生活至关重要。
然而,近年来湖泊水质污染问题日益突出,严重威胁着湖泊生态系统和人类健康。
因此,追溯湖泊水质污染源成为保护湖泊的重要环节。
一、湖泊水质污染源的主要类型湖泊水质污染源主要包括点源污染和非点源污染两大类。
1. 点源污染:这类污染源指特定位置排放污染物直接进入湖泊。
例如,工业废水、城市污水处理厂的排泄物以及定点废弃物进行无害化处理中可能存在的渗漏等都属于点源污染。
2. 非点源污染:这类污染源指来自于农田、养殖场、建筑工地等广泛分布,难以准确追踪源头的污染物。
主要包括农药、化肥、土壤流失、养殖废水等。
二、湖泊水质污染源追溯方法为了准确追溯湖泊水质污染源,科学家们采用了多种方法和技术。
1. 水质监测和采样:通过设置水质监测站点,定期对湖泊水体进行监测,并采集水样进行进一步分析实验,以确定水质污染物的种类和浓度。
2. 同位素分析:同位素分析是一种常用的追溯方法,它通过测量和比较水体中不同同位素(如氢、氧、硝酸盐等)的含量和比例,来判断污染物的来源。
3. 溯源技术:利用大气、水体中的污染物离子测定,结合湖泊流域水文、地质等相关数据,采用溯源技术可以初步判断出污染物可能的来源范围,进一步确定污染源。
4. 模型模拟:通过构建污染物输运模型,模拟湖泊水体中污染物的迁移和扩散规律,可以推测出可能的污染源。
三、影响湖泊水质的主要因素湖泊水质受到多种因素的影响,以下是影响湖泊水质的主要因素:1. 水体富营养化:大量的化肥、农药以及城市污水中的营养物质进入湖泊,导致湖泊水体富营养化,产生水华等问题。
2. 有机物和重金属污染:工业废水、生活污水中的有机物和重金属超标排放,对湖泊水质造成严重威胁,甚至危害生态系统健康。
3. 土壤侵蚀和径流污染:由于不合理的农田经营和森林破坏,导致土壤侵蚀和径流污染,使湖泊水质受到严重影响。
环巢湖小流域污染源的调查与分析
环巢湖小流域污染源的调查与分析作者:周琳陈学强邵甜来源:《安徽农学通报》2019年第14期摘要:污染源调查与分析是流域水环境治理的一项基础工作。
为解决环巢湖小流域水污染问题,以某小流域为研究对象,以水质现状监测资料为基础,对流域内的点源、面源、内源污染物进行了详细的调查分析,得到流域内水污染物的主要来源、贡献率和空间分布,进而为下一步提出有针对性的水环境治理措施打下坚实的基础。
关键词:巢湖;小流域;污染源调查Abstract:Investigation and analysis of pollution sources is a basic work for water environment control in river basins.To Solve the Water Pollution Problem in the Small Watershed around Chaohu Lake,this paper takes a small watershed as the research object,based on the monitoring data of water quality status,the point source,non-point source and endogenous pollutants in the basin were investigated and analyzed in detail,the main sources,contribution rates and spatial distribution of water pollutants in the basin are obtained,and then lay a solid foundation for the next step to put forward targeted water environment control measures.Key words:Chaohu;Small watershed;Investigation of pollution sources巢湖位于安徽省腹地、长江流域下游左岸,是我国5大淡水湖之一。
湖泊流域非点源污染分区精细化模似与多级优先控制区识别
湖泊流域非点源污染分区精细化模似与多级优先控制区识别洱海作为云南省第二大淡水内陆湖泊,对于调节区域气候、维持生态系统平衡和支撑社会经济发展方面具有重要的作用,被大理人民称为“母亲湖”。
与众多内陆湖泊的演变规律类似,洱海正处于“草—藻”共生的初期富营养化状态的关键拐点,就目前来看,洱海湖区水质总体上为Ⅲ类水,低于其目标水质Ⅱ类水,且下降趋势十分显著。
从20世纪80年代较为稳定的Ⅰ类水降至目前的Ⅲ类水,蓝藻现象也时有爆发,仅在1996年、2003年和2013年就爆发了较为严重的区域性蓝藻水华,伴随着湖区水质和营养状态的改变,大型挺水植物逐渐衰退,湖区水生生物结构发生改变,造成湖区水生态系统的稳定性趋于下降。
此外,随着近几年洱海流域社会经济的快速发展,农业种植的高产化和旅游业的高收入性在给当地居民带来巨大的经济效益的同时,也给洱海带来了巨大的入湖污染负荷。
过量的外源污染物质输入不仅对湖区水质带来了巨大的负面影响,还为湖泊富营养化现象的发生提供了必要的物质基础。
从目前我国生态文明建设工作中所提出的“山水林田湖是一个生命共同体”的管理理念来看,如何遏制洱海湖区水质的进一步恶化?如何全面认识洱海外源污染物质输入的变化特征?如何以湖泊水质改善为目的建立行之有效的流域非点源污染治理方案?这是当前洱海保护工作中亟需解答的问题。
在此大背景下,本文以流域水文学、水资源学和水环境学等多学科理论为研究基础,以地理、气象、水文、水质和社会经济等多元数据作为研究支撑,以现场监测、机理模型模拟以及数据挖掘分析相结合的研究手段,以问题诊断、模型模拟、规律揭示这种层层递进的逻辑关系结构,围绕着洱海流域非点源污染变化特征研究和优先控制区识别这两个研究主题,依次构建了基于蒙特卡洛AHP算法的洱海流域分区方法体系、基于分区参数移植法的洱海流域非点源污染模拟框架、基于空间马尔科夫链模型和湖泊水质—污染源响应关系模型的入湖污染贡献负荷量计算方法体系和混合区水质污染分担率计算方法体系、基于统计分析的洱海流域入湖流量—非点源污染负荷黑箱经验模型以及基于灰色系统理论和流域水质具标管理制度的流域非点源污染多级优先控制区识别方法体系,在此基础上,深度剖析了洱海流域不同区域的非点源污染变化过程及阶段性特征,为建立高效的、有针对性的流域非点源污染治理方案提供理论依据和数据支撑。
基于PCA的巢湖抱书河污染源解析研究
基于PCA的巢湖抱书河污染源解析研究巢湖是中国重要的淡水湖泊之一,也是安徽省的第二大湖泊。
由于人类活动的影响,巢湖水质受到了严重的污染。
抱书河作为巢湖的主要支流之一,是巢湖水质恶化的主要原因之一。
为了解析抱书河的污染源,可以使用主成分分析(PCA)方法。
PCA是一种常用的多变量数据分析方法,通过降维将原始数据转化为新的相互无关的变量,以便分析数据的结构和模式。
收集巢湖周边地区的水质数据,包括抱书河上游、下游以及其周边的农田、工业园区等地区的水质监测数据。
这些数据可以包括水体中的溶解氧、氨氮、总磷等常见的水质指标。
然后,将收集到的水质数据进行预处理,如去除异常值、缺失值等。
接下来,利用PCA方法对数据进行分析。
首先计算数据的协方差矩阵,然后进行特征值分解,得到特征值和特征向量。
特征值表示了数据在特征向量方向上的变化程度。
根据特征值的大小,可以判断哪些主成分(即特征向量)对数据的解释能力更强。
选取最大的几个主成分,将原始数据映射到这些主成分上,得到降维后的数据。
降维后的数据可以更好地展示不同水样之间的关系,帮助找到抱书河的主要污染源。
根据降维后的数据,可以利用聚类分析等方法进一步区分不同水样的来源,并识别出可能的污染源。
可以发现某些水样具有较高的氨氮和总磷含量,并且这些水样主要来自工业园区附近,那么可以推测工业废水是抱书河的重要污染源之一。
通过基于PCA的巢湖抱书河污染源解析研究,可以为巢湖的水质改善提供科学依据。
根据分析结果,相关部门可以制定相应的治理措施,减少污染源的排放,改善巢湖的生态环境。
该研究方法还可以应用于其他水体的污染源解析和环境监测中,具有一定的推广价值。
基于PCA的巢湖抱书河污染源解析研究
基于PCA的巢湖抱书河污染源解析研究巢湖是我国五大淡水湖之一,位于安徽省中部。
作为水资源丰富的重要湖泊,巢湖的保护和治理一直备受关注。
在巢湖的流域中,抱书河是一个重要的支流,然而长期以来,抱书河受到了严重的污染,成为了巢湖水质恶化的主要原因之一。
为了解决抱书河污染问题,采取了一系列的污染源解析研究,并尝试使用基于主成分分析(PCA)的方法进行研究。
本文将结合巢湖抱书河污染问题的背景,介绍基于PCA的污染源解析研究,并分析其意义和可能带来的效果。
一、巢湖抱书河污染问题的背景近年来,随着我国工业化进程的加快和农业化生产方式的变化,巢湖周边地区的水污染问题日益严重。
而在巢湖的流域中,抱书河作为巢湖的支流,长期以来一直受到了严重的污染问题。
抱书河水质恶化的主要原因包括城市生活污水、工业废水和农业面源污染等。
特别是在农业面源污染上,农业化肥、农药的大量使用,以及畜禽养殖废水的直排等问题,都对抱书河的水质造成了严重危害。
由于抱书河的污染问题严重,传统的调查研究方法往往难以深入分析污染源和解决方案。
基于PCA的污染源解析研究方法的提出和应用,对于巢湖抱书河的治理具有重要意义。
二、基于PCA的污染源解析研究PCA(Principal Component Analysis)即主成分分析,是一种用于数据降维的统计方法,它是通过对数据矩阵进行线性变换,将原始数据转换为一组互不相关的变量。
在环境科学领域,PCA可以用于污染源解析研究,通过对水质数据进行分析,找出影响水质的主要因素和污染源。
在巢湖抱书河的污染源解析研究中,可以采用PCA的方法对抱书河的水质数据进行分析。
收集抱书河的多个监测点位的水质数据,包括PH值、溶解氧、化学需氧量(COD)、氨氮、总磷、总氮等常规水质指标,以及重金属元素等特殊污染物的监测数据。
然后,对这些水质数据进行PCA分析,通过主成分得分和载荷矩阵的计算,可以得到各监测点位水质的主要变化趋势和影响因素。
沉积物污染特征分析的未确知聚类-对应分析模型
沉积物污染特征分析的未确知聚类-对应分析模型
李如忠;石勇
【期刊名称】《环境科学研究》
【年(卷),期】2009(022)006
【摘要】针对现有未确知聚类的不足,将聚类有效性函数引入聚类算法中,通过与对应分析方法的综合集成,建立了未确知聚类一对应分析(UC-CFA)模型,并以加速遗传算法优化计算最佳聚类数目、聚类中心以及聚类点(包括污染指标和采样点)隶属于聚类中心的隶属度.以安徽巢湖塘西河口湿地为研究对象,采用UC-CFA模型对沉积物污染特征进行聚类分析,将所有聚类点划分为4类,即Cd-有机质联合污染区,高磷污染区,Cu-Zn-Pb-Cr复合污染区以及高氮污染区等.实例研究表明,对于沉积物污染特征分析,UC-CFA模型具有适用性.
【总页数】7页(P695-701)
【作者】李如忠;石勇
【作者单位】合肥工业大学资源与环境工程学院,安徽,合肥,230009;合肥工业大学资源与环境工程学院,安徽,合肥,230009
【正文语种】中文
【中图分类】X703
【相关文献】
1.基于未确知聚类法的巷道围岩稳定性预测 [J], 刘洋;叶义成;刘晓云;岳哲;胡南燕
2.基于改进未确知聚类模型的煤与瓦斯突出预测 [J], 赵剑楠
3.混凝土抗渗性能预测的未确知判别分析模型 [J], 万正义
4.未确知聚类在专利质量评价中的应用 [J], 张妮妮; 孙胜娟; 张永健
5.基于未确知数学理论的沉积物重金属污染评价模式 [J], 李如忠;洪天求;熊鸿斌;钱家忠
因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
不同来源的非点源污染对湖泊氮磷浓度的影响——以巢湖流域为例
Effects of nonpoint source pollution from different sources on lake nitrogen and phosphorus :A case study ofChaohu Lake basinFENG Xuejiao 1,2,LIN Chen 1*,XIONG Junfeng 1,CHEN Xi 1,3,WU Zijing 1,4,MA Ronghua 1(1.Key Laboratory of Watershed Geographic Sciences,Nanjing Institute of Geography and Limnology,Chinese Academy of Sciences,Nanjing 210008,China;2.University of Chinese Academy of Sciences,Beijing 100049,China;3.School of Geographical Sciences,Changchun Normal University,Changchun 130032,China;4.School of Geomatics Science and Technology,Nanjing Tech University,Nanjing 211816,China )Abstract :This study aimed to clarify the impact of different sources of nonpoint source (NPS )pollution on lake nitrogen and phosphorus.This study was based on a redundancy analysis method that comprehensively considered the five major sources of nonpoint source pollution in the Chaohu Lake basin including planting land,livestock and poultry breeding,aquaculture,rural domestic sewage discharge,and atmospheric deposition.The effects of NPS pollution from multiple sources on lake nitrogen and phosphorus were discussed.Additionally,the impact of different sources was analyzed on the two seasons of the normal and wet water periods.The results showed that the influence不同来源的非点源污染对湖泊氮磷浓度的影响——以巢湖流域为例冯雪娇1,2,林晨1*,熊俊峰1,陈曦1,3,吴紫静1,4,马荣华1(1.中国科学院流域地理学重点实验室,中国科学院南京地理与湖泊研究所,南京210008;2.中国科学院大学,北京100049;3.长春师范大学地理科学学院,长春130032;4.南京工业大学测绘科学与技术学院,南京211816)收稿日期:2021-12-01录用日期:2022-02-18作者简介:冯雪娇(1998—),女,河北唐山人,硕士研究生,主要研究方向为流域面源污染对湖泊水环境的影响。
模糊综合评价法在巢湖市饮用水水源保护区水质评价中的应用
模糊综合评价法在巢湖市饮用水水源保护区水质评价中的应用陶涛,孙世群(1. 合肥工业大学资源与环境工程学院,安徽合肥230009)摘要:本文将模糊综合评价应用到巢湖市饮用水水源保护区的水质评价中,通过确定所选取因子的权重和隶属度,对该保护区4个监测断面的不同时期水质进行综合评价,评价结果表明:该保护区水质状况不容乐观,8月水质相对较差,主要污染因子为氮、COD和高锰酸盐。
同时,将模糊评价结果与单因子评价结果进行对比,体现了单因子评价法在确定水质级别中的从严性,而模糊评价法能有效地解决水质级别划定时的亦此亦彼性,能为制定水域的环保政策和规划提供合理、科学的理论依据。
关键词:水源保护区;水质评价;模糊综合评价法;单因子评价;Fuzzy Comprehensive Evaluation Method Apply in the Drinking Water Source Protection Zone Water Quality in Chaohu CityTao Tao1, Sun Shiqun1, Jiang Dongdong1, Fang Hongwei1(1. School of Resources and Environmental Engineering, Hefei University of Technology, Hefei 230009, China)Abstract: The mothod of fuzzy comprehensive evaluation was applied in water quality assessment of drinking water source protection in the city of Chaohu in this paper. We have evaluated comprehensively water quality in different times of 4 monitoring sections in the protected zone by weights and membership of factor we determined and selected. Evaluation results showed that the water quality of protected area isnot optimstic, the water quality in August is relatively poor which mostly polluted factors are nitrogen, COD and permanganate. Comparing the result of fuzzy evaluation with the single-factor evaluation’s, the single-factor evaluaiton was reflected preciseness in determining the level of water. However the fuzzy evaluation can effectively resolve 亦此亦彼性 as delimiting the water level, and it can provide a reasonable and scientific theoretical basis when laying down enviromental policy and programming for water area.Key words: source protection zones;water quality assessment; fuzzy comprehensive evaluation; single factor evaluation0 引言饮用水水源地的保护是关系国计民生的重大问题,关系到亿万百姓的健康和饮水安全,其水质状况受到社会各界越来越多的关注[1]。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
第43卷第2期2006年3月
土壤学报
ACTAPEDOLOGICASINICA
V01.43.No.2
Mar..2006
巢湖流域非点源污染物来源的模糊聚类
对应分析方法*
王宗志1,2金菊良2洪天求3
(1南京水利科学研究院,南京210029)
(2合肥工业大学土木建筑工程学院,合肥230009)
(3合肥工业大学资源与环境工程学院,合肥230009)
FUZZY观USTERINGBASEDCOR刚瞪'PoN]测CERu】rORANALYSIsM匝THODFORNON.PoINTSoURCEPOLLUTIoNINCHAoHUDRADiAGEBASIN
wangzongzhil’2JinJulian矿HongTianqiu3
(1№,彬增毋卉o“如胍eⅡrc^,瑚砌如,№咖培210029,∞i∞)
(2cofk酽矿c妇nEn酽艘e^增,氆缸№觇乃西y旷‰矗肋fogy,魄筋230009,劬iM)(3Cof妇e矿Ⅳ舭mf胍。
帆船n砌E聊iron脚m甜E嚼删^憎,日咖i踟眦"计矿‰^加fogy,坳铳230009,锄i朐)
关键词巢湖流域;非点源污染;对应分析;模糊C一均值聚类;遗传算法
中图分类号)(524文献标识码A
对应分析,又称对应因子分析(Co玎espondenceFactorAnalvsis,CFA),是由法国学者Jean—PaulBenz6cri在20世纪70年代提出的一种几何分析技术-l叫卜,是主成分分析技术的拓广怛J。
cFA依靠主成分分析的降维手段,使高维问题变为低维问题;采取独特的数据预处理方式使样本矩阵p和变量矩阵R呈对称性,并从数学上证明了R与p具有正交关系,有相同的特征值,从而可以在相同标度的因子轴坐标系中同时标度变量和样本¨。
』。
cFA依据被标注点群的聚散状况,解释与判断变量之间、样本之间以及变量与样本之间的多重内在联系,已在众多领域得到了广泛的应用。
CFA的解析原理是【1’3J:在同一标度的因子平面或空间里,临近的变量点,表示它们密切相关或来自同一源;临近的样本点,则表示它们密切相关或属于同一类;靠近样本点的变量点,表示这些变量对这些样本点具有造成、导致或其他某种关系,其相关程度可由它们之间的距离表示。
聚类是人类认识事物的重要手段旧J,因而,人们在使用cFA时往往要将这些点群分成几类,使类间差异性和类内相似性都尽量大,以更方便揭示其多重内在联系。
显然,这是一个聚类数目未知的模糊聚类问题,若根据经验随意确定,往往导致不正确的分析结果_9J。
为此,本研究将xie等旧’l0_提出的模糊聚类有效性函数.s引入模糊c一均值聚类(Fuzzyc—meansc】ustering,FCM)l¨10J算法中,取s随聚类中心数目c变化曲线中最小值对应的G作为最佳聚类数目,并用实码加速遗传算法(RealcodingbasedAcceleratingGeneticA190rithm,RAGA)【“1优化该复杂非线性模型,同时获取最佳聚类数、聚类中心及各点隶属各中心的隶属度,实现了聚类数目未知下的最佳快速排序,提出了基于模糊C一均值聚类的对应分析方法(CoⅡespondenceFactorAnalysisbasedonFuzzyc.Ⅱleansclustering,cFA.FcM)。
将cFA.FcM用于巢湖的非点源污染研究中L9J,剖析了巢湖流域不同土地利用方式与营养物地表径流输入之间的对应关系。
1CFA—FCM的建立
CFA.FCM的建立包括以下7个步骤:(1)原始数
*国家重大基础研究前期研究专项“巢湖输入型非点源污染的源解析及控制”(2003ccc00400)、国家自然科学基金项目(5057900970471090)、教育部优秀青年教师资助计划、安徽省自然科学基金项目(01045102,01045409)共同资助
作者简介:王宗志(1977一),男,山东邹平人,南京水利科学研究院博士研究生,从事水资源系统工程研究
收稿日期:2004—09—15;收到修改稿日期:2005—01一12。