平原河网地区水体黑臭预测评价关键指标研究
平原河网区水源地异味物质应急监测案例分析
·环境预警·平原河网区水源地异味物质应急监测案例分析郁建桥,吕学研,刘雷(江苏省环境监测中心,江苏南京210036)摘要:平原河网区河流纵横交错,污染物质的迁移途径复杂多变,其内水源地突发性污染事故的应急监测难度大。
以江苏省近期发生的一起水源地污染事故为典型案例,分析了污染物浓度沿程的变化特征以及典型断面污染物浓度的变化特征,总结事件处置的经验,为同类事件的处理提供借鉴。
关键词:平原河网区;水源地;应急监测中图分类号:X830.7文献标识码:A文章编号:1674-6732(2014)06-0008-04Analysis on an Emergency Monitoring Case of Extraneous Odor Substances in the Water Sources Located in Plain River Network AreaYU Jian-qiao ,LU Xue-yan ,LIU Lei(Jiangsu Environmental Monitoring Center ,Nanjing ,Jiangsu 210036,China )Abstract :The river network in plain area is a complex system.The moving of pollutants in the system is hard to predict ,leading it hard to conduct emergency monitoring of water sources.In this paper ,a water source pollution accident in plain river network in Jiangsu Province was taken as a typical example.Variations of the pollutants along the main rivers were analyzed.Variations of the pollutants in typical monitoring section were also taken into account.The useful experience was summarized and provided as a refer-ence for similar accidents.Key words :Plain river network area ;Water source ;Emergency monitoring收稿日期:2014-07-18;修订日期:2014-08-10基金项目:江苏省省级环保科研基金项目(2013058)。
平原河网地区城市集水区非点源污染过程模拟与系统调控管理研究
平原河网地区城市集水区非点源污染过程模拟与系统调控管理研究【摘要】:随着工业和生活污染源等点污染源逐步得到控制,非点源污染已成为影响城市水环境质量的最主要因素,得到各国政府和学者的重视。
在这一背景下,非点源污染过程模拟以及其系统调控管理已经成为当前环境领域的热点问题和前沿领域,引起学界的广泛关注。
独特的水文地貌特性使得城市化对平原河网地区城市非点源污染过程的影响深刻。
论文以中国东部平原河网地区的上海市临港新城为例,从环境科学、生态学、水文学及管理学的交叉视角,运用理论研究与案例分析相结合、室内模拟与室外试验相结合、数学模型与计算机仿真相结合的方法,以平原河网地区集水区特征与划分为切入点,围绕非点源污染的“源-过程-汇”和“试验-模拟-调控”两条主线,阐释了平原河网地区城市集水区非点源污染的过程与特征,构建了平原河网地区城市集水区非点源污染调控模型,尝试提出了平原河网地区城市集水区非点源污染的系统调控方法、原则与核心策略。
论文主要研究结论可概括为如下几个方面:1.基于平原河网地区所特有的且取得共识的水利分区/片管理体系,分析了平原河网地区城市集水区的特征,从空间尺度、汇流途径和调控强度三个维度,初步探讨了面向非点源污染调控的平原河网地区城市集水区四级划分体系:一级集水区从大尺度、高强度调控来体现研究区域与水利片的关系,重点关注重要外河;二级集水区从中尺度、中强度调控来体现功能分区和排水系统分布的关系,重点关注内河:三级集水区从小尺度、低强度腹有诗书气自华调控来体现小区域地形与集水区出口的关系,重点关注小区域河流;四级集水区主要用于数据支持和微观机理阐释。
以临港新城集水区为例,划分了1个一级集水区,13个二级集水区,137个三级集水区;二级集水区与现有规划的功能分区基本一致,可保证后续调控策略的落实。
2.论文从理论上探讨了平原河网地区城市集水区非点源类型划分与过程概化方法;在此基础上,运行了大量室外试验和室内模拟的第一手数据,阐释了平原河网地区城市集水区非点源污染的过程与特征。
平原河网区城市引水工程水质改善预测研究
式中, C为污染 物浓 度 , / 。 mg L
:一K C ( 6)
式 中 , 为 线 性 衰 减 系 数 , ~; 为 纵 向 扩 散 系 数 , K d D
收稿 日期 :0 1— 9—3 21 0 0
作者 简 介 : 昌 军 , , 陈 男 高级 工 程 师 , 事水 资 源保 护 和 水 利 规 划 工 作 。 E—m i ehu @ yhoem.n 从 al cjn ao.o e :
程 方案 比较计 算要 求 。
衰 1 参 数 率 定 结 果
方程 组 , 采 用 的 隐式 差 分 法 具 有 稳 定 、 敛 快 等优 所 收
点。
1 2 模 型 概 化 .
根 据该市 地形 特点 、 河流 走 向 , 构建 本次模 型计 算
的河 网概化 图 。工程 区 内概 化河 道 9 5条 , 节点 5 2个 ,
O + O t
一
水 质变 化模 拟采用 一维 对 流扩散 方程 , 即 旦( O D— C):
O 、 x O x
一
x
A C+cq ( ) K 5
‘ 、
1 1 河 网水 动 力 一水 质 模 型 .
河 网水动 力模 型采用 一维 圣维 南方程 组 ¨ , ] 即
连续 方程 : + :g () 1
置和 引水 规 模 , 4 a的 历 史 实 测 水 文 资料 进 行 了分 析 。根 据 分 析 结 果 确 定 了能 够 使 城 区满 足 水 功 能 区 目标 以 0
要 求的 最 佳 弓 水 量 , 出 了 最优 枢 组 布置 及 5 水 方 案 。 1 提 1 关 键 词 : 动 力 一水 质模 型 ;枢 纽 布 置 ;水 质 分 析 ;引 水规 模 ;城 市 水 环 境 ; 原 河 网 区 水 平 中 图法 分 类 号 : V 7 T 6 文献标志码 : A
黑臭水体评估
黑臭水体评估黑臭水体是指由臭气、污染物和异色等因素引起的水体异常状态,给人们的生活、健康和环境带来很大的影响。
黑臭水体评估是对黑臭水体的源头、污染物种类及浓度、水质和环境等进行科学评估,为黑臭水体治理提供参考依据。
下面将对黑臭水体评估进行具体分析。
首先,黑臭水体评估需要对黑臭水体进行现场调查和采样分析。
调查应包括水体的形状、大小、深度和水流情况等,同时,还要收集有关水体附近的环境特点、围填海工程、废水排放口、养殖场等信息。
在采样过程中,需根据不同的污染物进行不同的采样方法,如浮游植物、底泥、水样等,以获取准确的数据。
其次,黑臭水体评估需要对采集的水样进行分析。
通过实验室的分析,可以确定水样中各种有机物质、无机物质、重金属等的类型和浓度,判定水体的污染程度。
比如,可以检测出水体中苯、甲苯、二甲苯等有机化合物的浓度,以及重金属元素如铅、镉、汞等的含量。
然后,黑臭水体评估需要对污染物来源进行分析。
通过分析水体附近的工业企业、农业活动、生活污水排放口等情况,确定污染物的产生源头。
还可以通过物种分析,确定是否存在有害水生生物。
最后,黑臭水体评估需要对水质和环境进行综合评估。
一般来说,水质评估要参考《地表水环境质量标准》等相关标准,对水体的溶解氧、氨氮、化学需氧量等指标进行评估。
环境评估方面,需要考虑水体在生态、景观、社会等方面的价值和影响。
在黑臭水体评估的基础上,可以对黑臭水体进行合理的治理措施和方案的制定。
比如,可以对污染源进行监管,以减少排污和污染物的排放;也可以对治理设施进行改造和升级,以提升水体的水质和环境。
此外,还需要进行长期的监测和跟踪,以确保治理措施的有效性和长久性。
总之,黑臭水体评估是对黑臭水体的状况进行科学评估的过程,可以为黑臭水体治理提供有效的参考依据。
通过调查、采样分析、污染物来源分析和综合评估,可以确定污染源、水质、环境等情况,为黑臭水体治理提供科学的决策依据。
平原河网地区面源污染控制的前置库技术研究
无降雨和小降雨输入期间, TN 、TP、SS 的平均去除率分别达到 65.1%、45.3%、62.9%; 强降雨时, 降雨初期 TN 、TP、
SS 污染物去除率分别为 70.5%、84.6%、90.9%, 而处理后期, TN 、TP、SS 的去除率达到 91.7%、96.2%、96.8%。
关键词: 前置库; 面源污染控制; 平原河网地区; 地表径流; 总氮; 总磷
二、前置库系统的结构及特点
平原河网面源污染控制的前置 库系统, 主要是针对太湖流域面源污 染严重、沟渠和水塘比较丰富等特 点 , 采 用 生 态 河 道 技 术 、人 工 湿 地 技 术、生物操纵与水生生物净化技术, 通过物理沉降、吸 附 , 化 学 反 应 , 以及 生物吸收和微生物降解作用, 以去除 村镇地表径流以及其他未处理的污 染源中 N、P 营养盐、悬浮固体和有机 污染物, 减少入湖污染负荷。( 张毅敏 等, 2003)
④生态库塘强化净化子系统, 利 用具有高效净化作用 的 生 物 浮 床 、水 生生物系统、固 定 化 脱 氮 除 磷 微 生物 和陆生植物拦截带等, 充分发挥物理 沉降、吸附, 化学 反 应 , 以 及 生 物 吸 收 和微生物降解作用, 强化清除水体中 N、P 等污染物等。
⑤导流与回用子系统, 暴雨时为 防止前置库系统暴溢, 初期雨水引入
图 1 平原河网地区前置库系统的组成结构
中国水利 2006.17
15 水
理论前沿 CHINA WATER RESOURCES
前置库后, 后期雨水通过导流系统流 出 。处 理 后 的 出 水 经 回 用 系 统 可 进 行 综 合 利 用 。本 示 范 工 程 因 地 制 宜 利 用 当 地 现 有 的 圩 口 闸 、排 涝 站 , 经 适 当 改造, 建成导流与回用系统。
黑臭水体4项检测指标标准
黑臭水体4项检测指标标准黑臭水体是指由于有机污染物和微生物的生长繁殖而导致水体散发出难闻的臭味和黑色异味的现象。
为了有效监测和治理黑臭水体,我们需要对其进行检测,并根据检测结果进行相应的处理。
在对黑臭水体进行检测时,有四项指标是必须要关注的,它们分别是溶解氧、化学需氧量、氨氮和总磷。
这四项指标的检测结果可以反映出黑臭水体的水质情况,为相关部门制定治理方案提供重要依据。
首先,溶解氧是指水中溶解的氧气分子的含量。
水体中的生物和化学过程都需要氧气的参与,因此溶解氧是维持水体生态平衡的重要指标。
在黑臭水体中,由于有机污染物的存在,溶解氧的含量通常会偏低。
当溶解氧过低时,水体中的生物生存将受到影响,甚至会出现富营养化现象,导致水体黑臭。
因此,监测黑臭水体的溶解氧含量是十分重要的。
其次,化学需氧量(COD)是指水中有机物和无机物被氧化分解的化学需氧量。
在黑臭水体中,有机污染物的含量较高,因此化学需氧量通常也会偏高。
高化学需氧量不仅会消耗大量氧气,导致水体缺氧,还会加重水体的污染程度。
因此,对黑臭水体进行化学需氧量的监测是十分必要的。
第三,氨氮是指水体中氨和铵态氮的总和含量。
氨氮是一种常见的水体污染物,它来源于生活污水、工业废水和农业排放等。
在黑臭水体中,氨氮的含量较高往往会导致水体异味的产生,同时也会对水体生态环境造成一定的影响。
因此,对黑臭水体的氨氮含量进行监测是十分重要的。
最后,总磷是指水体中无机磷和有机磷的总和含量。
磷是一种常见的营养盐,它在水体中的过量含量会导致水体富营养化,进而引发水华的产生。
在黑臭水体中,总磷的含量较高往往会加重水体的富营养化现象,导致水质恶化。
因此,对黑臭水体的总磷含量进行监测同样是非常必要的。
综上所述,对黑臭水体的溶解氧、化学需氧量、氨氮和总磷这四项指标进行监测是十分重要的。
这些指标的检测结果可以为相关部门制定黑臭水体治理方案提供重要依据,帮助改善黑臭水体的水质状况,保护水体生态环境,维护人民群众的身体健康。
黑臭河道的判断标准
黑臭河道的判断标准
黑臭河道是指有大量污水、垃圾等废弃物在河中积存,引发恶臭、黑
色或暗绿色河水、河岸滋生的异味等问题的河道,严重危害了人类健
康和生态环境。
为了遏制黑臭河道的蔓延,相关机构制定了判断标准,以便及早发现和处理黑臭河道。
判断黑臭河道的标准主要包括以下三方面:
1.外观标准
外观标准主要指河道的表面水质以及河岸边的环境。
黑臭河道通常表
现为水色黑、溃烂、泡沫、漂浮物和异味等现象。
其次,河岸边经常
出现污染物和废弃物的堆积,垃圾、苍蝇等有害生物严重滋生,环境
污染非常严重。
2.水质标准
水质标准是判断黑臭河道的重要依据之一。
水质测试可以通过分析水
中总磷、总氮、氨氮、化学需氧量、生化需氧量等指标确定是否达到
国家污染物排放标准。
如果这些指标超过排放标准,就意味着这些水
源已被污染。
3.生态环境标准
生态环境标准是衡量河道整体生态环境是否健康的重要参考。
如果因为人为活动或者其他原因导致河道生物多样性和生态环境灭绝或严重受损,就意味着这条河道已成为黑臭河道。
总的来说,判断一条河道是否成为黑臭河道不是基于单一的标准,而是要综合考虑多个方面的表现。
事实上,很多因素都可能导致河道黑臭,例如地理位置、社会经济等因素都具有很大的影响力。
只有当我们综合了各方面的情况并采取积极的措施去处理,我们才能彻底解决黑臭河道的问题。
平原河网区城市水污染特征及控制对策研究
第2 第5 4卷 期
2O O 8年 9月
水 资
源
保 护
、o . 4 N . r 2 o5 1
S p.2 0 e 08
W AI r ER REs 瓜 CES P rECI 0N 0I I r 1
平原河 网区城市水污染特征 及控制 对策研究
vl i a st .1m sadteC N r i teC a o n a om ndf m B D ) a n a cd n t e cyW l a 0 O / n l / ao( m u t s b i o O 5 W u bl e ,i h ot s e h s n } t h W e r s n a e
area og, I i Z A hnha, I i a Z A G埘 A ii JA GXa x R A i hn2 L 3 H OZ e・ 3 N - d, H N x oi o y , u L: d
( .Clg r t,Clg Oen oa Uirt,N n 108 h a 2 col 1 oeeo a c oee ca ,H hi nvsy a g209 ,C i ; .Sho l fT f l o f ei n f o
c e ead Si c n ns
E gne n n i r g,N n nv sy, n 10 3 h / 3 oee E v om na i c adE gne n ei a g U e i Na g 20 9 ,C n i r t a; .C lg ni n etl e e n n i r g,H — l o f r c S n ei o h i n rt,N , a i sy a 20 9 ,C i Uv i e 10 8 h n a)
平原河网地区水利工程水生态环境效应评估指标构建分析
类 更好地 开发 河流 资源 , 对 标 中所处 的位置 也不一样 。
有 着重要 影响 , 一旦上游 河网遭 受污 染 ,
本 次 模型 中的总 目标 T 共有水 文特 征 、 水 下: 物理 形 态结 构较 差 、 水体 质量较 好 、
底 栖 生物 、 水 质 状况 以及 物 理 底 栖 生物 较 差 、 水 生 生物 以 及 水 文特 征 下游河网以及湖泊也会在水量交换过程 生 生 物 、 中 被污 染 ; 第三 , 大 多数 为 浅 水湖 泊 , 水 形 态 结 构 等五个 准 则 ( B i ) , 每 个准 则 又 深 较浅 ; 第四 , 东 平 湖流 域的气 候条 件 非 包 含不同的项 目㈥ 。 常 适合 浮 游 植 物 的生长 , 因此 很 容 易 爆
水利l T程 对 周 围水 生 义 以 及一定 的科 学内涵 , 让 态 环 境 所 造 成 的 影 响 是 多 水 生态 环 境 系统 的客 观 特
绿化 带平均 宽度 ( 米) 湖 泊护 岸 形式 口门畅 通 率
表 1
一 般 较 差 8 2 %
O . 1 9 0 6 01 2 8 5 0 2 6 1 2
的影 响 一 直 是 水 生 态 环 境 动 力 等 。 由此 我们 知 道 , 在 相 关研 究 机 构 所 关 注 的 首 东 平 湖 水 利 工 程 水 生 态 环 要 问题 。 为了减 小水 利 工程 境 效 应评 以下原 则 : 栖 生物 、 水 生 生 物 以 及 水
平原河网地区河流健康评估研究——以太浦河为例
表 2 太浦河评估河段划分
太浦河健康状况面临的主要问题包括:①太浦 河沿线地区经济发达、人口密集、工业企业众多,污 染物入河量仍远超区域纳污能力,且太浦河位于典 型的平原河网区,地势低平,区域内水体流动缓慢, 水系交换能力差;②太浦河岸线开发利用程度较高,
河段序号
河段
河段长度 /km 河段长度占比 /%
关键词:河流健康评估;指标体系;平原河网;太浦河 中图法分类号:X824 文献标志码:A DOI:10.15974/j.cnki.slsdkb.2018.11.005
河流健康概念提出至今已近 30a,美国、澳大利 亚、英 国、南 非 等 国 家 相 继 研 究 形 成 了 RIVPACS、 AUSRIVAS、IBI、RCE、ISC、RHP等一系列评价方法。 进入 21世纪,国内流域管理部门以及众多研究机构 对于河流健康的问题日益重视,黄河、长江、海河、珠 江等分别于 2004,2005,2006,2006年相继由相应流 域机构提出 河 流 健 康 评 价 体 系。2010年 水 利 部 印 发了《河 流 健 康 评 估 指 标、标 准 与 方 法》(办 资 源 〔2010〕484号)[1],确定了水文水资源、物理结构、水 质、水生物及社会服务功能 5个准则层的河流健康 评估体系及评估方法。
病态
赋分范围
说明
80~100
接近参考状况或预期目标
60~80 与参考状况或预期目标有较小差异
40~60 与参考状况或预期目标有中度差异
20~40 与参考状况或预期目标有较大差异
0~20 与参考状况或预期目标有显著差异
适当调整。同时考虑到太浦河人工河道特性及供 水、航运等特色功能,增加部分自选指标[5]。
收稿日期:2018-06-14 作者简介:李昊洋,女,太湖流域管理局水利发展研究中心,工程师.
平原河网地区水利工程水生态环境效应评估指标构建
p oet li ie ew r ra rjcsi panr rn t o kae n v
HA o gx , I n -u , A G Z o gk i, A G e ,S N Migy a N L n .i 一 JA Ge gh  ̄ Y N h n -a Y N L i U n -u n
第2 7卷第 5 期
2 1 年 9月 01
水
资
源
保
护
V0 . 7 No. J2 5 S p.2 1 e 01
W ATE RES R OURCES PR0TECT【 0N
D :0 36 / . s .046 3 .0 10 .1 OI 1 .99 ji n 10 —9 3 2 1 .5 0 5 s
h d o y al c y rd n lis,wae n io e tq li l tre vrn n ua t m y,h d o is n e t o r d n i e y r bo ,a d b n h swee i e t d.Th i v l ain i d x s o h i f e man e au to n e e ft e
摘要 : 以太湖 流域 平原 河 网地 区为例 , 河流 开发 与 保 护 的流 域 水生 态安 全 概 念 出发 , 于平 原 河 网地 区水 从 基 系的水文 水动 力 、 生 态环境特 征 , 据 水利 工程 的 开发 建设 及 运行 状 况 , 其 对水 生 态环境 产 生 的 不 同影 水 根 及 响, 对水利 工程 进行 分 类 , 别辨析 不 同水 利工程 对 水文 水动 力 、 环境 质量 、 生 生物 、 栖 生物 的影响 , 分 水 水 底 提
ca c rt s fh a r cl cl ni n e t f ew t s m i tepa vr e oka a h ee p et hr t ii ew t o g a ev m n o t a rs t l nr e t r r ;t dvl m n , a e sc o t ee o r i o h e ye nh i i nw e e o
平原河网枯水期纳污能力核定及有关问题探讨
平原河网枯水期纳污能力核定及有关问题探讨
灶燥蚤 贼葬扎蚤悦灶澡造悦泽皂藻怎燥蚤葬糟砸蚤藻澡责泽哉增藻则灶贼藻则蚤泽
中国资源综合利用
援灾燥造 31袁晕燥援 6 圆园 13 年 6 月
平原河网枯水期纳污能力核定及有关问题探讨
陈吉江 1袁赵 翔 1袁胡劲松 2袁夏国团 1
渊1.余姚市水利局曰2.余姚市丈陆地区水利管理处袁浙江 余桃 猿员缘源园园冤
有机物的降解速率又快速增加袁但太大的宽深比又
会引起水体对来水的调节能力与纳污能力的降低
遥 咱21暂 据此袁当平原河网枯水期流速大于等于 1.5 m 辕 h
而小于 3.5 m 辕 h袁污染物在横断面上均匀汇合袁选择
一维模型进行纳污能力核定遥 公式为咱20暂院
宰越 渊悦杂-C载冤 渊匝垣匝 孕冤
渊3冤
式中院
第6 期
m要 要 要污染物入河速率渊g 辕 s冤曰
C载-L要 要 要水功能区下断面污染物浓度渊mg 辕 L冤袁 其计算公式为院
C载-L越C0
exp渊-K蕴
员 U
冤垣
m Q
exp渊-K蕴
员 U
冤
渊6冤
其余符号意义同前遥
2.1.3 二维模型
对于平原河网枯水期袁 水体流速大于等于 3.5
m 辕 h袁主要考虑对流作用遥 因此袁选择二维模型进行
capacity approved in different river flow 袁 and illustrates the determination of main parameters of relevant
model. At the same time, the related problems of unit division袁 model parameters and the approval when it
平原河网地区环境流量计算特征及评价方法研究
第6期2009年11月华东师范大学学报(自然科学版)JournalofEastChinaNormalUniversity(NaturalScience)No.6 Nov.2009文章编号:1000 5641(2009)06 0071 08平原河网地区环境流量计算特征及评价方法研究覃永良1, 袁 雯2(1.广西水利电力勘测设计研究院,南宁 530023;2.华东师范大学资源与环境科学学院,上海 200062)摘要:以水量丰富但水体污染程度普遍较高的平原河网地区为研究区域,分析平原河网地区环境流量的概念和内涵;探讨不同功能目标下环境流量的计算要素和特征;基于动态权重法提出平原河网地区环境流量的等级设定和评价标准,并利用松浦大桥周围的水文水质数据,对上海环境流量状态进行了初步评价.本研究为实现以河流多元功能为目标的丰水地区环境流量计算和评价提供了一种思路.关键词:平原河网地区; 环境流量; 动态权重; 评价方法中图分类号:X171.1 文献标识码:A 收稿日期:2008 12 基金项目:国家自然科学重点基金(40730526);国家自然科学基金(70673022) 第一作者:覃永良,男,硕士,研究方向为水文水资源及GIS技术应用. 通迅作者:袁雯,女,研究员,博士生导师.E mail:wyuan@admin.ecnu.edu.cn.犈狀狏犻狉狅狀犿犲狀狋犪犾犳犾狅狑犮犪犾犮狌犾犪狋犻狅狀犪狀犱犪狊狊犲狊狊犿犲狀狋犻狀狆犾犪犻狀狉犻狏犲狉狀犲狋狑狅狉犽犪狉犲犪狊QINYong liang1, YUANWen2(1.犌狌犪狀犵狓犻犠犪狋犲狉牔犘狅狑犲狉犇犲狊犻犵狀犐狀狊狋犻狋狌狋犲,犖犪狀狀犻狀犵 530023,犆犺犻狀犪;2.犛犮犺狅狅犾狅犳犚犲狊狅狌狉犮犲狊犪狀犱犈狀狏犻狉狅狀犿犲狀狋犛犮犻犲狀犮犲,犈犪狊狋犆犺犻狀犪犖狅狉犿犪犾犝狀犻狏犲狉狊犻狋狔,犛犺犪狀犵犺犪犻 200062,犆犺犻狀犪)犃犫狊狋狉犪犮狋: Thispaperanalyzedthecharacteristicsofenvironmentalflowinplainrivernetworkareas.Byusingdynamicweight,acalculationmethodunderdifferentwaterqualityandquantitycombinationswasdesigned.TheenvironmentalflowdataofSongpuBridgeonHuangpuRiverwereusedtoassesstheenvironmentalflowsituationinShanghaiarea.Thisresearchmightpro videanewwaytounderstand,describeandcalculateenvironmentalflowguidedbymultifunctionofrivermanagement.犓犲狔狑狅狉犱狊: rivernetworkplain; environmentalflow; dynamicweight; calculationandas sessment0 引 言随着人类用水需求的激增,如何维持一个基本的流量以保障河流系统乃至地球表层系华东师范大学学报(自然科学版)2009年统的健康,成为众多相关学科关注的问题.从20世纪90年代起,具有多学科背景的环境流量概念被提出,并成为协调流域不同用水需求的基本工具.澳大利亚、南非、美国和英国等国首先开展研究并逐步应用于流域和水资源的综合规划与管理.环境流量的基本含义是河流中必须保留一部分流量以满足河流自身生存和健康的需要,或者说,环境流量就是河流自身的用水需求.世界自然保护联盟采纳的环境流量定义为“在用水矛盾突出、且用水量可以进行调度的河流、湿地和沿海区域,为维持其正常生态系统及功能所拥有的水量”[1].近20年来,围绕如何确定环境流量,如何基于环境流量进行水资源利用的调控,已经取得了较多的研究成果.目前,公认的环境流量计算方法可分为四类,即水文学法、水力分级法、生境模拟法和整体分析法[2,3].Powell等认为环境流量是维护洪泛平原湿地生态整体性地基本要素,洪泛平原环境流量模拟应包括洪水周期、频率、深度、范围以及洪水路径和湿地核心组成部分等[4];Smakhtin等采用月径流数据建立流量过程线,根据生态保护目标确定天然径流基数,发展了环境流量评价软件[5];Nicholas针对已经被完全利用的河流,如何通过经济补偿的方法调节用户需求,以提供满足河流自身需求的环境流量这一目前环境管理中的核心问题进行了讨论[6].我国的环境流量研究起步较晚.关于河流基本流量的研究较多使用的是生态需水量、环境需水量、生态环境需水量和水环境容量等概念表述.这些概念与环境流量有重合的部分,即关注满足河流、湿地和沿海区域基本功能的基本流量;也存在着不同的侧重点.比较而言,环境流量是以河流生态系统自身需求为主体,从河流的生态及环境功能角度出发,通过描述河流基本流量、水质及其时空变化,给出维护河流持续健康的流态.杨志峰等对黄淮海地区生态环境需水量进行了系统研究[7];桑连海的研究得出在长江口丰水期环境流量对生态环境影响不大,而枯水期会产生严重生态环境问题的结论[8].郭文献采用改进河道湿周法计算长江中下游各河段最小生态流量和鱼类产卵繁殖所需流速,估算了长江中下游各河段的适宜生态流量,并利用Tennant法对计算结果进行了分析评价[9].黄强在Tennant法的百分比系数中引入了环境比降和季节系数,并将其应用到黄河下游三门峡至利津等站[10].刘昌明等提出了一种基于河道信息(水力半径)和适宜流速(生态流速)来估算生态需水量的方法[11].王西琴认为现有研究较多考虑水量,可能导致污染严重地区生态环境需水计算值偏小,提出了基于二元水循环计算生态需水的设想[12].桑连海等在评述国内外环境流量法的基础上,提出了要开发适合本国国情和水情的计算方法,要研究长江以南水量丰富但生态环境问题严重地区的环境流量[13].从国内外研究现状看,目前对环境流量计算方法的研究,主要以干旱半干旱地区为主要研究对象,以河流的最小需水量为判别标准.尽管有学者提出要关注水量丰富但污染严重地区的环境流量问题,但相关研究成果尚不多见;对环境流量的评价研究,则是丰水地区特有的课题.本文将在分析平原河网地区环境流量概念和内涵特征的基础上,提出河流不同功能目标下环境流量的计算特征,基于动态权重法探讨不同水质水量条件组合下平原河网地区环境流量评价方法.1 平原河网地区环境流量概念和计算特征平原河网地区一般出现在大河的三角洲地区,其形成主要受河口沉积作用影响.多发育有完好的河漫滩,谷坡较平缓,河道比降较小,河床宽浅.绝大多数中小河道流速缓慢,换水27第6期覃永良,等:平原河网地区环境流量计算特征及评价方法研究周期较长.网状河流结构是平原河网地区的典型地理特征[14].在上海开展的研究表明,河网高度发育,河流结构复杂,人工调控程度高是平原河网的显著特点[15].由于平原河网地区水量丰富,单一的水量制约在平原河网地区发生概率较小.但平原河网地区往往是人类集聚区域,用水矛盾突出,水体污染比较严重,因此“水质型缺水”常常被用于描述该类地区受水质制约的用水紧缺.1.1 概念及其界定鉴于平原河网地区水量充足,水质较差,流速较缓,人工调控程度较高,本文认为平原河网地区环境流量首先是达到生态系统耐受的水质条件的那部分水量;在保障河流健康最小需水量的同时,还必须能够维护河流流量的自然状态以及流量过程的规律性变化,维护平原河网地区的景观特征.1.1.1 环境流量是一个区间概念在平原河网地区,河道最小需水量与基于防洪目标的最大控制流量对于区域水环境安全同等重要,因此环境流量是一个由最小流量和最大控制流量构成的区间.最大控制流量一般根据一地区洪水设防标准确定,最小流量的计算要素和方法则因区域自然地理和社会经济发展特征而有所不同.在受潮汐影响的平原河网地区,以区间概念定义环境流量,对于保护潮间带生境和生物多样性有着十分重要的意义.1.1.2 水质位于水量的优先级完全的水量制约在丰水的平原河网地区出现概率较小,“水质型缺水”既表达了因水质达不到功能要求而引起的用水紧缺状况,也反映了丰水地区水质对环境流量的有限制约意义.水质优先还使得平原河网地区稀释和自净需水占了环境流量较大的比例.那些因严重污染导致河流生态环境功能丧失的河流,可以认为不具备环境流量.1.1.3 环境流量的可调控程度高平原河网地区往往水利工程发达,对河网和流量过程的人工干预程度较高.上海以14个水利片的规划建设和控制,基本实现了对全区域的人工调控.良好的水利基础设施有助于实现不同来水和不同污染条件下环境流量的有效调控,在相对较短的时间内达到改善水质的目的.1.2 平原河网地区环境流量计算特征平原河网地区的区域特征和特定的环境流量内涵,决定了其环境流量在河流目标功能约束下具有计算方法和要素的多元性.概括而言,就是平原河网地区环境流量计算应该按照河流目标功能,选择计算要素和方法,以满足生态系统耐受、河流健康基本需水、流量变化和过程的基本规律和平原河网景观的全部或部分要求.因此,分析不同河流目标功能下的环境流量计算要素和特征是计算平原河网地区环境流量的前提.由表1,对于河流基本的生态、环境和资源功能,满足不同功能需求的环境流量对水量水质的要求及其水质优先级的要求也不同.以河流生态功能为目标的环境流量,水质位于绝对的优先级,水量必须满足河流最小需水量;以河流环境功能为目标的环境流量,除了对水质水量的基本要求外,还必须关注水文过程;而以资源功能为目标的环境流量,则与水体的功能区划目标密切关联,人为调控程度相对更大.37华东师范大学学报(自然科学版)2009年表1 基于河流不同功能的环境流量计算特征Tab.1 Waterquality quantitybalanceguidedbyriverfunctions功能描述水量要求水质要求优先级应用区域生态功能栖息地、迁徙通道和多样化生境等1、满足最小需水量;2、流量过程遵循自然变化规律满足地表水Ⅰ~Ⅲ类标准水质绝对优先1、各类受保护的栖息地和迁徙通道;2、未开发利用且水质达Ⅰ~Ⅲ类的河流、河段环境功能维护水分循环和水安全等1、增加河流换水率;2、维持适宜的水深和水面率;3、调控流量过程满足地表水Ⅲ~Ⅴ类标准水质优先条件下保障水量具有环境流量的河流资源功能供水、发电、航运、水产养殖、景观和休闲旅游等1、达到设定保证率的水量;2、水深达到不同功能要求满足不同功能要求的水质标准根据功能要求确定水质有限程度1、水源保护区;2、渔业用水区;3、具有发电、航运、景观和休闲旅游功能的河流河段2 平原河网地区环境流量评价方法2.1 评价指标和量化方法由于平原河网地区环境流量是一个区间值,相对于缺水地区作为最小流量概念的环境流量,其判断标准具有水量的层次性.本文参考Tennant法,以天然来水过程为前提,将各月留在河道内的流量与该月多年月平均流量的百分比区间作为环境流量基流评价指标.由于平原河网地区流量年内洪枯变化相对较小,且年平均流量与年内最小月平均流量的比值一般不大于4,环境流量的水量下限值取该地区河流上游多年月平均入流的40%,对上海而言,该流量具有90%以上的保证率;考虑到水安全范围内不同来水条件能为水生物种提供多样的栖息地,有利于维持物种的多样性,最大值取大于等于月平均入流的80%.水质作为平原河网地区环境流量的首要制约因子,在丰水地区位于水量的优先级.本文采用指示鱼类生存的重要因子DO指标表征以有机污染为主的平原河网地区水质状况.指标量化标准根据我国有关标准设定.我国渔业水质标准[16]中对DO的描述如下:“连续24h中,16h以上必须大于5,其余任何时候不得低于3,对于鲑科鱼类栖息水域冰封期其余任何时候不得低于4.”我国地表水环境质量标准[17]中设定Ⅰ~Ⅴ类水的DO标准分别是7.5,6,5,3和2.0mg/L.赋予水量和水质指标不同的权重,是常用的综合评价方法.即犚=犓1×犚1+犓2×犚2,(1)式中犚为环境流量得分;犓1、犚1为水质权重和等级得分;犓2、犚2为水量权重和等级得分;犓1+犓2=1.表2分别列出了基流、DO指标的量化方法和环境流量的等级设定及标准.当流量百分比低于40%或DO浓度低于3mg/L时,环境流量为零.2.2 动态权重及初始权重的确定由于平原河网地区环境流量具有水质优先的基本特征,而且水质越差,对环境流量的影响权重越大.基于固定权重的评价方法一方面无法准确反映不同水质水量组合条件下两要素对环境流量的不同权重影响,另一方面区域普适性和季节普适性也较差.由此,本文提出采用动态权重法,即根据水质和水量的状态差异,调整水质对于水量的优先级,从而使环境流量状态评价更趋合理的基本思想.47第6期覃永良,等:平原河网地区环境流量计算特征及评价方法研究表2 环境流量的等级设定和标准Tab.2 Environmentalfloworderandassessmentcriteria基流指标流量百分比/%评分水质指标DO/(mg·L-1)评分环境流量等级评分等级≥805≥7.5570~8046~7.544~5优60~7035~633~4好50~6024~522~3中40~5013~411~2差<400<300极差假设水质水量的初始权重分别为犽1和犽2,基于水质优先原则,其动态调整公式如下:犓1=犽1-(犚1-犚2)/5×犽,(2)犓2=犽2+(犚1-犚2)/5×犽.(3)式中犽为调整系数,其数值根据水质和水量的初始权重比例确定.环境流量的等级评价可依下式进行:犚=犚1×(犽1+(犚1-犚2)/5×犽)+犚2×(犽2-(犚1-犚2)/5×犽).(4)其中,犽1和犽2的数值确定可通过试算获得,选取标准为使区域环境流量评价结果在排除极端情况后基本呈正态分布,即排除(1)DO<3mg/L;(2)水量<40%;(3)同时满足DO>7.5mg/L和水量>80%的3种情况,并使得没有因水质水量的细微变化导致由“差”到“好”或者“优”的“跃级”现象.从犽1取值0.51,犽2取值0.49开始,经多次试算,发现取犽1=0.55,犽2=0.45,水质水量初始权重比例为0.11∶0.09时,可满足前设选取标准.当犚1<犚2,意味着水质是环境流量的主要制约因子,调整系数犽取水质权重比例0.11,则犓1=0.55-(犚1-犚2)/5×0.11,(5)犓2=0.45+(犚1-犚2)/5×0.11.(6) 当犚1>犚2,意味着水质优先原则下水量也是环境流量的主要制约因子,调整系数犽取水量权重比例0.09,则犓1=0.55 (犚1-犚2)/5×0.09,(7)犓2=0.45+(犚1-犚2)/5×0.09.(8) 极端情况下,当犚1=5,犚2=1时,犓1=0.462,犓2=0.538;当犚1=1,犚2=5时,犓1=0.638,犓2=0.362,其结果较好地体现了平原河网地区环境流量计算的水质优先原则和水质水量对环境流量的综合影响.2.3 环境流量评价等级和标准采用上述方法计算获得不同水质水量条件组合下环境流量等级得分如表3所列,依据表3和表2所列的等级设定标准获得的环境流量等级及评价标准见表4.由数据可见,环境流量的等级得分在量和质两方面呈现基本均等的变化幅度.在水质或水量处于最差和最好状态时,单一的指标改善对环境流量状态影响均不显著;当河道基流为月平均流量的60%~70%,基流得分为3时,水质的改善能够最大程度地提高环境流量的等级;当DO指标浓度为6~7.5mg/L,水质得分为4时,水量的改善能够最大程度地提高环境流量的等级,由此可以得出,水质对环境流量的改善比水量对环境流量的改善具有更严格的前提.57华东师范大学学报(自然科学版)2009年表3 水量水质权重动态调整下环境流量等级得分Tab.3 Scoresofenvironmentalflowunderdynamicadjustingofqualityandquantityweight水质不同水量与水质动态调整下环境流量等级得分1234511.001.431.812.152.4521.532.002.432.813.1532.032.533.003.433.8142.493.033.534.004.4352.913.494.034.535.00表4 基于动态权重的平原河网地区环境流量等级评价标准Tab.4 Orderassessmentcriteriaofenvironmentalflowbasedondynamicquality quantityweightDO/(mg·L-1)不同流量百分比下环境流量等级评价标准40%~50%50%~60%60%~70%70%~80%≥80%3.0~4.0差差差中中4.0~5.0差中中中好5.0~6.0中中好好好6.0~7.5中好好优优≥7.5中好优优优在实际应用中,可以根据水文监测资料绘制流量—水位过程线,以水位和水质进行更简便的环境流量等级评价.2.4 初步计算显示上海地区环境流量水质位于水量的绝对优先级黄浦江是太湖来水下泄的主要通道.2008年,以松浦大桥站数据计算,通过黄浦江下泄的太湖来水量达到154亿m3,是上海本地年地表径流30亿m3的5倍.黄浦江上游松浦大桥测站的水文水质资料基本可以反映进入上海的环境流量状况.以苏州河黄渡站数据计算苏州河年径流量7亿m3,占上海年地表径流量的23%.从两测站的多年平均月流量资料看,逐月平均流量均大于月平均流量的80%,这就意味着上海的环境流量中,水量部分处于最优状态,由此何以推定上海的环境流量等级基本由水质状况决定.由上海市水务局发布的水资源公报,2008年上海市主要骨干河道水质污染以有机污染为主,超标项目主要是氨氮、化学需氧量和溶解氧.在719.8km评价河长中,优于Ⅲ类(含Ⅲ类)水河长占26.0%,Ⅳ类水河长占14.8%,Ⅴ类水河长占22.2%,劣Ⅴ类水河长占37.0%.按本文设定的溶解氧浓度标准进行环境流量等级判断,上海的骨干河流中,14.8%的河段环境流量等级为“中”,59.2%的河段环境流量等级为“极差”.由于上海水质空间分布差异很大,本文以松浦大桥数据判断进入上海的环境流量季节分布状况.采用松浦大桥测站多年平均月流量和2007年水质数据(见表5),2007年5-9月溶解氧浓度值均低于3,因此,该时段环境流量状态极差,环境流量优良水平呈冬季最好,春季次之,夏季最差.3 结果与讨论环境流量的概念起源于对干旱和半干旱地区维护河流最低自身需水量的关注.对于因水质达不到维护河流健康需求的丰水地区,如何应用环境流量的基本思想,进行水资源评价67第6期覃永良,等:平原河网地区环境流量计算特征及评价方法研究和管理?本文作了一些初步的探索.对平原河网地区环境流量的概念界定,本文认为除了保障河流最低需水的水质和水量要求外,还必须能够维护河流水文要素的空间和时间变化规律,因为这种变化规律是区域生境多样性的基础,而生境多样性正是丰水地区环境流量区别于干旱半干旱地区环境流量的重要特征.表5 黄浦江松浦大桥环境流量状态评价(2007年)Tab.5 EnvironmentalflowassessmentresultsaroundSongpuBridge,HuangpuRiver(2007)1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月多年平均流量/(m3·s-1)382369349327304287371277296340369384溶解氧/(mg·L-1)7.075.975.404.372.822.021.822.422.324.065.575.68环境流量等级优好好好极差极差极差极差极差中好好丰水地区环境流量的区间性、水质优先水量以及高可控性,反映了平原河网地区水资源的自然属性和社会经济发展特征.由于河流的不同功能决定了对水质和水量的不同要求,可以看到满足河流生态功能的水质和水量要求最高;满足河流环境功能的水质和水量要求略低;满足河流资源功能的水质和水量要求则呈多元化状态.本文依据Tennant法和平原河网地区丰枯水量年内变化特征确定环境流量的水量等级标准.衡量水质的指标很多,一般会选择用水质综合指数来评价水质状况,考虑到环境流量所要求得水质首先是生态系统的健康,因此本文选择衡量鱼类生存条件的溶解氧指标作为环境流量的水质评价指标,溶解氧同样也是以有机污染为主的水体水质的表征性指标.环境流量的水质等级标准参考我国渔业水质标准和地面水环境质量标准进行设定.采用动态权重是为了解决不同水质优先程度下的水质水量权重分配,以使该方法具有更好的适应性.从本文计算结果看,动态权重能够解实现水质水量变化前提下环境流量等级的连续性变化.由于数据的局限,本文仅是对上海环境流量的时空分布进行了粗浅的分析.对上海的骨干河流,水质决定了环境流量的良好程度.但是,对于作为河网毛细血管的中小河流,其环境流量状态尚有待进一步研究;同时,如何更合理地确定丰水地区环境流量的水质评价指标和标准,也需要在今后的研究与实践中不断完善.[参 考 文 献][1] POSTELS,RICHTERB.河流生命———为人类和自然管理水[M].武会先,往万战,宋学东,译.郑州:黄河水利出版社.2005:20 29.POSTELS,RICHTERB.RiversforLife:ManagingWaterforPeopleandNature[M].[S.l.]:IslandPress,2003.[2] 王西琴,刘昌明,杨志峰.生态及环境需水量研究进展与前瞻[J].水科学进展,2002,13(4):507 514.WANGXQ,LIUCM,YANGZF.Researchadvanceinecologicalwaterdemandandenvironmentalwaterde mand[J].AdvancesinWaterScience,2002,13(4):507 514.[3] 徐志侠,陈敏建,董增川.河流生态需水计算方法评述[J].河海大学学报(自然科学版),2004,32(1):5 9.XUZX,CHENMJ,DONGZC.Commentsoncalculationmethodsforriverecologicalwaterdemand[J].Jour nalofHehaiUniversity(NaturalSciences),2004,32(1):5 9.[4] POWELLSJ,LETCHERRA,CROKEBFW.Modellingfloodplaininundationforenvironmentalflows:Gwydirwetland,Austrilia[J].EcologicalModelling,2008,211:350 362.77。
水网平原区人居环境质量评价指标体系及其可行性研究
水网平原区人居环境质量评价指标体系及其可行性研究发布时间:2022-08-15T10:08:31.201Z 来源:《城镇建设》2022年6期(上)作者:吴瑛[导读] 人居住环境是指人类的生存地所能满足的人们生产生活的基本条件吴瑛******************摘要:人居住环境是指人类的生存地所能满足的人们生产生活的基本条件,科技的进步,不断的将人的居住环境打造的更加完美,相应的配套基础设施更加完备。
尤其是在城市当中,医疗教育休闲等相应的整体居住环境都在不断的提高质量,而与之相对应的水网平原区人居环境相对来说比较落后。
关键词:水网平原区;水网平原区人居环境;满意度调查引言:为了加快我社会主义建设步伐,提高水网平原区经济建设水平,国家推出了一系列的支持水网平原区建设的法律法规。
为了能够突出水网平原区人居环境建设的问题,制定更加有针对性的改善方案和措施。
在这一过程中需要对水网平原区居民进行人居环境满意度调查,通过调查结果来有效分析当前水网平原区建设存在的问题和弊端,进一步推进我国水网平原区人居环境建设进程。
一、水网平原区概况平原水网受河口沉积影响,通常出现在河流的三角洲地区,是一种特殊的地貌形态。
由于水系发达,水资源丰富,自然条件优越,水网平原区往往适宜耕种和栖居,居住空间呈现临水分布的特点,人口相对较多,社会经济较发达。
但同时,水网平原区河网密布,水流缓慢,通常存在泄水能力低,排水困难,容易产生洪涝现象等情况,导致水体自我净化能力下降,从而给人居环境带来严重问题。
一、水网平原区人居环境满意度调查1、问卷调查设计与发放本次调查选择水网平原区的152名当地居民作为调查对象,在开展调查前,事先与152位居民进行沟通和交流,本次调查对象均自愿参加本次调查,并且能够保证在调查过程中客观理智的填写问卷保证问卷的数据采集更加准确。
2、居民厕所环境满意度调查表1水网平原区居民厕所环境满意度调查表(n=152)调查项目很满意满意满意一般不满意很不满意公共厕所数量 30(19.7%) 25(16.4%)47(30.9%)26(17.1%)24(15.8%)公厕卫生环境 36(23.7%)24(15.8%)45(29.6%)27(17.8%)20(13.2%)男女公厕比例 31(20.4%)28(18.4%)49(32.2%)25(16.4%)19(12.5%)公厕粪污无害化处理34(22.4%)29(19.1%)51(33.6%)21(13.8%)17(11.2%)水网平原区水网平原区公共卫生设施建设情况调查,152居民有19.7%的人认为公共厕所数量很满意,15.8%表示很不满意。
平原河网地区水利工程水生态环境效应评估指标构建
平原河网地区水利工程水生态环境效应评估指标构建韩龙喜;贾更华;杨钟凯;杨磊;孙明园【摘要】Taking the plain river network area of the Taihu Lake Basin as an example, starting from the basin water ecological safety concept of river development and protection, and based on the hydrology and hydrodynamics; the characteristics of the water ecological environment of the water system in the plain river network area; the development, construction, and operation conditions of water conservancy projects; and the effects on the water ecological environment, the water conservancy projects were classified, and the effects of different water conservancy projects on the hydrology and hydrodynamics, water environment quality, hydrobios, and benthos were identified. The main evaluation indexes of the water ecological environmental impact assessment of the water conservancy projects were put forward. The evaluation index system of the water ecological environment of water conservancy projects in the plain river network area was established.%以太湖流域平原河网地区为例,从河流开发与保护的流域水生态安全概念出发,基于平原河网地区水系的水文水动力、水生态环境特征,根据水利工程的开发建设及运行状况,及其对水生态环境产生的不同影响,对水利工程进行分类,分别辨析不同水利工程对水文水动力、水环境质量、水生生物、底栖生物的影响,提出水利工程水生态环境影响评价的主要评价指标,构建平原河网地区水利工程水生态环境效应评估指标体系.【期刊名称】《水资源保护》【年(卷),期】2011(027)005【总页数】5页(P65-69)【关键词】平原河网;水利工程;水文水动力;生态效应;指标体系【作者】韩龙喜;贾更华;杨钟凯;杨磊;孙明园【作者单位】河海大学环境学院,江苏南京 210098;水利部太湖流域管理局,上海201100;水利部太湖流域管理局,上海 201100;河海大学环境学院,江苏南京210098;河海大学环境学院,江苏南京 210098;河海大学环境学院,江苏南京210098【正文语种】中文【中图分类】TV213.4;X820.3水是人类生产和生活必不可少的宝贵资源,但其自然存在的状态并不完全符合人类的需要。
平原河网地区湖泊水生态系统评价指标体系的构建及应用
平原河网地区湖泊水生态系统评价指标体系的构建及应用华祖林;阚丽景;刘晓东;褚克坚;谢增芳【摘要】According to the ecological condition of lakes in plain river network,water ecological evaluation index system was established in this paper,considering five respects:physical form structure,hydrologic characteristics,water quality status,aquatic organisms and benthonic realm.Analytic hierarchy process and entropy method were applied to determine the weight of each evaluation index.Lifting semi-ladder of membership function was applied to determine membership.Evaluation model of water ecosystem was established based on the fuzzy theory.The evaluation index system and the evaluation model were applied to Taihu Lake to evaluate its water ecosystem situation.%本文针对平原河网地区湖泊特点与水生态系统状况,从物理形态结构、水文特征、水体质量状况、水生生物及底栖生物5个方面构建了平原河网地区湖泊水生态系统评价指标体系.综合运用层次分析法和熵权法确定指标权重,依据升降半梯形函数确定隶属度,建立基于模糊理论的生态系统评价模型,并将该评价指标体系和评价模型应用于太湖,进行了太湖水生态系统评价.【期刊名称】《四川环境》【年(卷),期】2013(032)003【总页数】6页(P85-90)【关键词】水生态系统评价;指标体系;模糊综合评价模型;太湖【作者】华祖林;阚丽景;刘晓东;褚克坚;谢增芳【作者单位】河海大学浅水湖泊综合治理与资源开发教育部重点实验室,南京210098;河海大学环境学院,南京210098;河海大学水资源高效利用与工程安全国家工程研究中心,南京210098;河海大学浅水湖泊综合治理与资源开发教育部重点实验室,南京210098;河海大学环境学院,南京210098;河海大学浅水湖泊综合治理与资源开发教育部重点实验室,南京210098;河海大学环境学院,南京210098;河海大学水资源高效利用与工程安全国家工程研究中心,南京210098;河海大学浅水湖泊综合治理与资源开发教育部重点实验室,南京210098;河海大学环境学院,南京210098;河海大学水资源高效利用与工程安全国家工程研究中心,南京210098;河海大学力学与材料学院,南京210098【正文语种】中文【中图分类】X8241 引言平原河网地区水道纵横,湖荡棋布,河网水流流向、流态不定,同时也是我国经济发展较为迅速的地区。
平原河网区浅水湖泊氮污染特征研究的开题报告
平原河网区浅水湖泊氮污染特征研究的开题报告1. 研究背景和意义近年来,随着经济和城市化的发展,人类活动对自然环境的影响日益加剧,特别是对水资源的污染和破坏。
其中,氮污染是一种严重的水体污染形式,它会导致浅水湖泊的富营养化和蓝藻水华等问题,给生态系统和水资源的可持续利用带来威胁。
因此,深入研究浅水湖泊氮污染的特征,对于输入有效的水体污染控制措施,保护生态环境和水资源的可持续利用具有重要的理论和实际意义。
2. 研究现状目前,对于浅水湖泊氮污染的特征研究已经有了一定的进展。
国内外学者通过采样分析、实验室模拟、数学模型等方法,探讨了浅水湖泊氮物质的来源、迁移和转化规律、影响因素等问题。
其中,促进氮物质转化的微生物过程被认为是影响氮循环的关键因素。
3. 研究内容和目标本研究将以平原河网区的典型浅水湖泊为研究对象,对浅水湖泊氮污染的特征进行深入研究,具体包括以下内容:(1)浅水湖泊中氮物质的来源和迁移规律;(2)浅水湖泊氮物质的生物转化过程;(3)浅水湖泊氮污染的影响因素和机理;(4)提出相应的水体污染控制策略。
研究目标是深入研究平原河网区浅水湖泊的氮污染特征,探究产生氮污染的原因,分析氮污染的危害,为制定针对性的水体污染管理措施提供依据。
4. 研究方法本研究将采用野外取样、实验室分析和模型模拟等多种方法,具体如下:(1)采集平原河网区浅水湖泊的水体和沉积物样品;(2)分析样品中的氮物质含量和稳定同位素组成,对分析结果进行统计学处理和分析;(3)进行微生物转化实验,研究微生物过程对氮物质转化的影响;(4)基于分析结果和实验数据,构建数学模型,深入探究氮物质在浅水湖泊中的迁移和转化过程;(5)根据研究结果,提出相应的水体污染控制策略。
5. 预期成果通过本研究,预期可以深入探究平原河网区浅水湖泊的氮污染特征,找出产生氮污染的原因和影响因素,分析氮污染的危害和后果,提出相应的水体污染控制和管理策略。
同时,本研究还将为水体污染控制和环境保护相关领域的研究提供新的思路和方法。
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平原河网地区水体黑臭预测评价关键指标研究程 江, 吴阿娜, 车 越, 徐启新(华东师范大学环境科学系上海市城市化生态过程与生态恢复重点实验室,上海200062)摘 要: 水体黑臭判断标准尤其是关键指标的选取,是水体黑臭预测、评价和修复的依据。
在综合考虑水体黑臭的产生机理、现有国内外研究成果以及上海中心城区中、小河道水质现状的基础上,选取造成平原河网地区水体黑臭的关键指标DO 、COD M n 、BOD 5、NH 3-N 和TP 构建水体黑臭预测评价指标体系。
在结合单因子评价和综合指数评价两种方法的基础上,提出了预测和评价水体黑臭关键指标的控制要求:DO 2m g /L,COD Mn 15m g /L ,B OD 5 20m g /L,NH 3-N 8mg /L ,TP 0.8m g /L 。
关键词: 水体黑臭; 平原河网; 城市河流; 中、小河道; 指标中图分类号:X703.1 文献标识码:A 文章编号:1000-4602(2006)09-0018-05Study on K ey Indicators for Judgi ng B l ack and OdorousW ateri n A rea of Plai n R iver Syste mCHENG Jiang , WU E-nuo , CHE Yue , XU Q -i x i n(K ey Laboratory o f Urbanization and E cological R estoration ,D epart m ent o f E nviron m entalScience ,East China N or m al Universit y ,Shanghai 200062,Ch i n a)Abst ract : The j u dge m ent criter i o n of b lack and odorous w ater ,especially ho w to choose the keyi n dicators is t h e base o f black and odo r ous w ater pred iction ,assess m ent and restoration .B ased on the theories o f b lack and odorous w ater ,the present researches and the background of ri v er w ater qua lity i n the ur ban districts o fShangha,i a ne w criterion was established .The ne w criter i o n is co mposed o f fi v e in -dexes ,i n cl u ding DO,COD M n ,BOD 5,NH 3-N and TP .DO 2m g /L,COD M n 15mg /L ,B OD 5 20m g /L,NH 3-N 8m g /L and TP 0.8m g /L are the li m ited va l u es o f the quantitative indexes based on the si n g l e i d entificati o n i n dexes and co m prehensive identificati o n indexes .K ey w ords : black and odorous w ater ; pla i n river syste m; urban ri v er ; s m a ll and m edium sized rivers ; i n d icator基金项目:上海市科委科技攻关项目(05dzl2009); 上海市水务局科研项目(沪水科2004-05)城市河流作为城市的命脉,不仅有水体循环、水土保持、贮水调洪、水质涵养等功能,而且还能调节温湿度、改善城市小气候,然而随着经济的快速发展和城市化进程的加快,世界各国普遍出现了城市河流被污染的现象。
目前我国各大水系城市河段的污染普遍较为严重,80%以上的城市河流受到了污染[1],甚至出现了季节性和常年性水体黑臭现象[2、3]。
对于城市河流的黑臭现象,国内从20世纪80年代起就已开始研究,但水体黑臭成因复杂,对黑臭程度的描述也因个人感观的差异而有别,故迄第22卷 第9期2006年5月 中国给水排水CH I NA W ATER &WA STE WAT ERV o.l 22No.9M ay 2006今为止国内外关于水体黑臭尚无统一的评价方法和标准[2~8],已有的研究也主要集中于大型城市骨干河流,对大量中、小河道水体黑臭的评价方法研究尚未得到重视。
针对上海市中心城区中、小河道(简称中、小河道)黑臭水体的水质特征,尝试提出一套适合于平原河网地区中、小河道的水体黑臭预测、评价方法,以期为中、小河道黑臭河流的整治及河道的自然生态修复提供依据。
1 水体黑臭的现有评价方法所谓 黑臭 ,从视觉上来说是指水体呈黑色或泛黑色,对嗅觉而言是指水体会散发出刺激人的嗅觉器官并引起人们不愉快或厌恶的气味。
C H4、H2S、NH3等发臭气体被认为是水体黑臭中的发臭物质,FeS及M nS则被认为是水体黑臭中的主要致黑物质[5、6]。
导致水体发生黑臭现象的原因有很多,国内外的研究者认为有机污染、腐殖质吸附螯合致黑物质以及底泥中放线菌的大量繁殖是水体产生黑臭现象的三大主要机理[5~9],并根据所研究河流的污染特征建立了众多的黑臭指数评价关系式[2~8]。
按照黑臭判别评价思路的差异,已有的水体黑臭指标评价方法可分为两大类,一类是根据黑臭状况与环境因素的相关关系确定判别关系式,利用判别关系式进行黑臭判别,其优点是确定过程相对比较科学,存在的问题是所选关键指标不够全面,而且判别式的确定以及计算过程相对较复杂;另一类方法是先确定引起水体黑臭的关键指标,进而确定这些指标的临界值,如超过阈值则表明水体为黑臭。
第二类方法在实际应用中较为方便和快捷,指标的选取及单个指标临界判断标准的设定是其关键所在。
由于有时大部分指标达标,而单个指标超标并不会引起水体黑臭,因而如何在单个指标临界值的基础上建立多个指标的综合临界标准是其需要解决的问题。
此外胡国臣还建立了水体黑臭的感官评价标准,将水色分为黄(灰)绿无臭、灰褐微臭、黑臭、深黑恶臭4级;水体臭味感觉级别以距离划分,微臭为贴近水面有感觉,黑臭为站在河旁有感觉,恶臭为距离河流1m以外有感觉。
由于感官评价方法因个体判断存在较大差异,使得评价结果往往带有较大的不确定性。
2 水体黑臭评价体系的构建2.1 中、小河道水体黑臭产生原因导致河流黑臭的因素众多,例如有机污染、底泥污染、水温、溶解氧浓度、富营养化、水动力条件、黑臭水团等。
上海中心城区的中、小河道处于平原河网地区,流速缓慢,流向、流态呈现随机性变化,水量交换关系紊乱,汇流特性极为复杂,且部分河道因市政建设等原因而被填堵,使得近60%的河道存在不同程度的 断头浜 现象,造成大部分河道水体流动缓慢或者几乎不流动,水动力条件不佳使得水体自净能力减弱,N、P等营养物质难以被降解。
由于近90%的中、小河道未实施有效的截污工程,大量未经处理的生活污水、工业废水以及沿河农业污水、地表雨水径流、垃圾直接排入河道,造成水质严重恶化,经常出现黑臭现象,严重影响城市面貌和沿河居民的生活。
上海市水文总站2004年2月的监测数据显示,城区中、小河道中C OD M n、B OD5、NH3-N、TP和COD的浓度分别为21.8、58.3、20.01、2.257和140.1m g/L,均超过地表水 类标准,由此可推断综合性有机污染和富营养化是造成其黑臭的主要原因。
此外,河道岸坡坍塌、水土流失、自然淤积、垃圾随意入河也导致中、小河道存在不同程度的河床淤积现象,加剧了河道黑臭现象的发生。
由于不同河流的黑臭判别式各异,即使是同一河流也存有不同的黑臭判别式,同时对水体黑臭感官评价标准的掌握也因人而异,故难以达成统一判断。
根据笔者的调研结果,只有徐祖信提出的标识指数评价法适合有机污染和富营养化水体的黑臭评价,但该方法是针对上海市黄浦江和苏州河水质提出的,对于物理、化学和生物等边界条件与之有明显差异的中、小河道而言,该公式是否完全适合还有待探讨。
因此,笔者尝试建立一套适合平原河网地区中、小河道水体黑臭的预测评价方法。
2.2 预测评价关键指标的选取根据国内外已有的水体黑臭判别指数及方法[2~8],不同方法所选取的关键指标各有差异,但主要采用与水体黑臭具有直接关系的指标来构建水体黑臭判断指标体系。
目前国内外水体黑臭评价中选用频率最高的指标是DO、NH3-N、COD M n和B OD5,在笔者所调研的10种方法中它们被采用的频率分别为90%、70%、50%和40%,表明其为控制水体黑臭的关键指标。
根据对1994年 2003年上海市黄浦江、苏州河及中小河道典型监测断面的15项水质指标的分析发现,影响城市河流水质的主要污染指第9期程 江,等:平原河网地区水体黑臭预测评价关键指标研究第22卷标为两类,一类是有机污染指标,包括DO、NH3-N、COD M n和BOD5,另一类是富营养化指标即TP。
基于对现有黑臭控制指标、上海区域水污染的特点、城区中小河道水质现状以及中小河道水体产生黑臭原因的综合分析,选择DO、NH3-N、COD Mn、B OD5和TP作为预测评价中、小河道黑臭的污染控制指标。
水体黑臭的发生有时与水温有较高的关联性(尤其是在夏季),很多研究者直接或间接地考虑了水温(T)的影响,但饱和溶解氧浓度随水温的上升而下降,在选用DO指标的同时已经隐含了对水温的考虑,因此未选取T这一指标。
2.3 关键指标控制要求的确定由于中、小河道黑臭水体的水质远低于国家 地表水环境质量标准 (GB3838 2002)的 类标准,在黑臭河道的综合整治中,如以 类地表水的标准作为消除黑臭的评价标准,不仅水质标准要求过高,而且河道整治的成本也过大,因此不能简单地以 类地表水标准作为衡量水体是否消除黑臭现象的水质标准。
根据国外有关专家的研究,在正常情况下,如DO 2m g/L则水体就会产生黑臭;COD M n的临界值为16~30m g/L。
在国家环保模范城市考核和 十五 期间城市环境综合整治定量考核中,对DO和COD M n值是要求其达到相应城市水域功能区划的规定。
根据2004年 上海市水(环境)功能区划 ,上海中心城区的中、小河道水质应达到地表水 类标准。