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重庆主城江段特征水域水体富营养化原位观测研究

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重庆主城江段特征水域水体富营养化原位观测研究

作者：任春坪西南大学

学位级别：硕士

三峡水库175m蓄水后,长江回水末端将至江津花红堡,嘉陵江回水末端至合川,重庆市主城江段水域都将直接受蓄水影响。自三峡水库建成蓄水以来,库区多条次级河流如大宁河、神女溪、大溪河、抱龙河、梅溪河、草堂河、澎溪河等支流的回水区都... 详细信息

三峡水库175m蓄水后,长江回水末端将至江津花红堡,嘉陵江回水末端至合川,重庆市主城江段水域都将直接受蓄水影响。自三峡水库建成蓄水以来,库区多条次级河流如大宁河、神女溪、大溪河、抱龙河、梅溪河、草堂河、澎溪河等支流的回水区都出现了藻类异常增殖的“水华”现象,175m蓄水后重庆主城江段的水质状况值得我们关注。像三峡这样的巨型水库,其水量交换比一般湖泊大,虽然国内有些学者已开始关注三峡水库的富营养化问题,但时至今日国内外还没有定量判断大型水库富营养化的理论方法和经验公式。本文以重庆主城江段相关特征水域(嘉陵江干流大溪沟断面、长江干流丰收坝、朝天门、唐家沱断面)为对象开展了为期近一年的水体原位观测研究,比较分析浮游植物(藻类)群落结构、藻细胞密度的时空变化情况;分析藻密度与流速、水温、光照强度、营养盐浓度等影响因子的相关关系;从生物多样性、藻细胞密度、水体综合营养状态(TLI)等角度评价研究水域的水质现状。 2009年3-12月研究水域共检出藻类5门49属109种。其中,硅藻门24属,69种,占所有检出藻种的63.3%;绿藻门18属,31种,占所有检出藻种的28.4%;蓝藻门4属,4种,占所有检出藻种的3.7%;裸藻门2属,3种,占所有检出藻种的2.8%;甲藻门1属,2种,占所有检出藻种的1.8%。观测水体中藻类检出种数随时间变化明显,3-5月和10-12月两个时段群落构成和藻种丰富度明显优于7-9月这个时间段,7-9月4个断面水体中均只有硅藻细胞检出。生物多样性评价显示,Shannon-Wiener(H)变化范围为0.4215-2.1884之间,属中污染-重污染;Margalef指数(D)值范围在3.1582-9.9295之间,均大于3,属轻污染,相同时期D值大溪沟>唐家沱>丰收坝>朝天门;Pieluo均匀度指数范围为0.0755-0.3399,属中污染-重污染,重庆主城江段水体中藻类群落结构的复杂程度较差,浮游植物群落丰富度较好,各物种个体数目分布的均匀程度较差。 2009年3-12月重庆主城江段研究水域水体中藻密度检出量为0-6.03x105 cell/L,低于复旦大学公共卫生学院提出饮用水源中蓝藻密度9.1x105 cell/L的限值,从藻类生长角度考量,水体处于贫-中营养状态,重庆主城江段研究断面满足饮用水水源地功能要求。从时间分布来看,大溪沟、丰收坝、朝天门、唐家沱4个观测断面水体中藻细胞密度随时间变化明显,具体表现为：总藻细胞密度及甲藻门、蓝藻门、绿藻门、裸藻门3-5月藻密度与6-9月、10-12两个时间段的存在显著性差异(S-N-K指数检验,下同),硅藻门在上述三个时段藻密度互相呈显著性差异;所有门类藻细胞密度3-5月>6-9月>10-12月。从空间分布来看,嘉陵江大溪沟断面藻密度整体上大于同时期长江干流几个观测断面(硅藻细胞密度同时期丰收坝最大),但几个断面藻密度相互间没有显著性差异;同一断面靠岸边水体中藻密度整体大于同时期河道中间点位水体中藻密度,总藻细胞密度、硅藻门和裸藻门细胞密度在左、中、右监测点位没有显著性差异,甲藻门、绿藻门和蓝藻门藻细胞密度在靠岸边水体中与河道中间水体中的呈显著性差异,说明这几种藻类更容易在岸边集聚。三峡水库蓄水期间重庆主城江段特征水域水体中藻类有从河流型硅藻向湖泊型蓝、绿藻类过渡的趋势,嘉陵江水体中藻类由河流型硅藻向湖泊型蓝、绿藻过渡的趋势大于长江水体。观测结果表明：大溪沟断面藻细胞增殖的主要限制因子是水温,丰收坝断面藻类的主要限制因子是流速和光照强度;朝天门断面藻类的主要限制因子是流速、透明度;唐家沱断面藻类的主要限制因子是光照强度、流速和透明度,这反映出天然水体中藻类生长与环境因素关系的复杂性。观测水体中蓝藻细胞密度与水温、流速相关系数均为负值。而三峡水库高位蓄水时段为冬季,水温较低,而高位蓄水明显减缓重庆主城江段水流流速的现实,重庆主城江段的在三峡水库高位蓄水时蓝、绿藻的可能异常繁殖尤其值得关注。

关键词：重庆主城特征水域三峡水库富营养化藻密度

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三峡库区冬季微囊藻水华探析

安徽农业科学 2009年第11期37卷 5074-5077页

作者：任春坪钟成华邓春光黄程西南大学化学化工学院重庆400715 重庆市环境科学研究院重庆401147 重庆工商大学环境与生物工程学院重庆400067

通过分析优势藻的生长繁殖规律及其与N、P营养盐浓度、温度、流速和水深等因素的关系,探讨了水华微囊藻、铜绿微囊藻在大宁河完整生长周期所需的水域条件及死亡细胞的沉降速率,并提出了防止和抑制水华发生的措施。

关键词：水华微囊藻铜绿微囊藻生长周期沉降速率

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SWAT+模型在郪江流域的适用性探究

水电能源科学 2024年第9期42卷 21-24,10页

作者：王博郑淋峰任春坪四川省环境政策研究与规划院四川成都610096

为评估SWAT+模型在四川省内流域模拟的适用性,通过构建SWAT、SWAT+模型,探究SWAT+模型在郪江流域的径流、总磷非点源模拟适用性。结果表明,两款模型表现出了良好的径流模拟效果,R2和纳什效率系数均达到0.6以上,SWAT+模型表现出更好的适... 详细信息

为评估SWAT+模型在四川省内流域模拟的适用性,通过构建SWAT、SWAT+模型,探究SWAT+模型在郪江流域的径流、总磷非点源模拟适用性。结果表明,两款模型表现出了良好的径流模拟效果,R2和纳什效率系数均达到0.6以上,SWAT+模型表现出更好的适用性。两款模型的总磷模拟效果合格,SWAT+模型对总磷模拟的R2和纳什效率系数均比SWAT略高,郪江流域2015年月均总磷污染负荷强度约为0.93~1.59 kg/(ha·月),总体呈现上游低下游高的趋势。SWAT+在流域配置、输入文件格式、土地利用及管理等方面有较大提升,且能够刻画面状水系,在建设有水库、池塘、闸坝的研究区域内建模更精准,但目前存在河道生成效率低的缺点。总体而言,SWAT+模型在郪江流域表现出较好的适用性,有望凭借其优质的用户体验和良好的模拟效果取代SWAT模型。

关键词： SWAT+模型 SWAT模型郪江流域径流模拟非点源污染

三峡水库175m蓄水后川维厂排污口污染带预警分析

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安徽农业科学 2009年第23期37卷 11098-11100页

作者：黄程邓春光朱德军任春坪幸治国重庆市环境科学研究院重庆401147 清华大学水利水电工程系北京100084 西南大学化学化工学院重庆400715

采用深度平均二维非恒定流数值模型模拟了175 m水位川维厂排污口附近的流场和浓度场,利用TECPLOT软件绘制了其排污口污染带分布图,并根据预测结果进行了预警分析。结果表明,蓄水后川维厂排污口附近的河道变宽,水深加大,流速由天然状况下... 详细信息

采用深度平均二维非恒定流数值模型模拟了175 m水位川维厂排污口附近的流场和浓度场,利用TECPLOT软件绘制了其排污口污染带分布图,并根据预测结果进行了预警分析。结果表明,蓄水后川维厂排污口附近的河道变宽,水深加大,流速由天然状况下的1.5 m/s陡降至0.2 m/s。受河道地形的影响,在川维厂排污口附近及其上游形成了一个明显的回水区域,致使污染物长时间停留在排污口附近水域稀释扩散,其排污口附近江段的水环境容量比天然状况将会变小,在处理后排放、未处理直排和污染事故排放3种工况下均会形成一条明显的超背景和超水质标准污染带,将无法满足附近江段水域功能要求。

关键词：三峡水库排污口污染带预警

长江流域总磷污染:分布特征·来源解析·控制对策

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环境科学研究 2018年第1期31卷 9-14页

作者：秦延文马迎群王丽婧郑丙辉任春坪佟洪金王鹤扬中国环境科学研究院国家环境保护河口与海岸带环境重点实验室北京100012 中国环境科学研究院湖泊水污染治理与生态修复技术国家工程实验室北京100012 中国环境科学研究院国家环境保护饮用水水源地保护重点实验室北京100012 四川省环境科学研究院四川成都610041 北京市西城区环境保护监测站北京100055

针对长江流域总磷污染,开展总磷污染时空特征分析,选择长江流域总磷污染最严重的上游地区岷江和沱江为典型区,分析总磷来源,提出总磷污染控制对策.研究表明:2016年开始总磷成为长江流域主要污染因子,其中上游污染最重,中游污染最轻,总... 详细信息

针对长江流域总磷污染,开展总磷污染时空特征分析,选择长江流域总磷污染最严重的上游地区岷江和沱江为典型区,分析总磷来源,提出总磷污染控制对策.研究表明:2016年开始总磷成为长江流域主要污染因子,其中上游污染最重,中游污染最轻,总体呈降低趋势;长江流域枯/平水期总磷污染较重,丰水期污染较轻,说明流域主要污染负荷来自点源.总体来说,造成长江流域总磷较高的原因有:磷矿开采和磷化工的污染源高负荷排放,造成部分河段水质严重超标;基础设施建设滞后,城镇生活污染源排放影响河流水质;畜禽养殖废物资源化利用不足;生态流量不足,加剧水污染问题;水污染治理导向不全面和污染源监管措施不系统,影响总磷水质同步改善.针对长江流域总磷污染特征,按照"分区控制、分类治理""突出重点、精准施策"原则,提出长江流域总磷污染控制建议:(1)抓住长江流域上游重点片区,开展流域总磷污染整治.(2)抓住磷化工、城镇生活和畜禽养殖等三类涉磷重点污染源的治理,控制磷污染负荷排放.(3)抓住环境监管有效手段,进一步完善水环境标准和监管体系.

关键词：长江流域总磷时空分布污染成因控制策略

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缺资料小流域污染负荷历时曲线建立方法探讨

水力发电 2019年第2期45卷 43-47页

作者：李倩白绍斌任春坪张新华四川大学水力学与山区河流开发保护国家重点实验室四川成都610065 四川省水利厅四川成都610017 四川省环境科学研究院四川成都610041

制定污染物负荷历时曲线(LDC)是实现水域纳污能力的动态管理和落实逐日最大污染负荷通量(TMDL)控制的关键。但对小流域来说,实测径流数据的缺乏使流量历时曲线(FDC)的建立变得非常困难。针对我国中小流域水文观测站点稀少,观测资料缺乏... 详细信息

制定污染物负荷历时曲线(LDC)是实现水域纳污能力的动态管理和落实逐日最大污染负荷通量(TMDL)控制的关键。但对小流域来说,实测径流数据的缺乏使流量历时曲线(FDC)的建立变得非常困难。针对我国中小流域水文观测站点稀少,观测资料缺乏程度不同,提出了径流系列法、径流系列延长法、水文模型模拟生成法、相似流域法、径流深法等5种构建LDC的方法,并改进了相似流域法在应用过程中可能遇到的问题。为验证5种方法的适用性,以资料缺乏的岷江支流思蒙河流域为例,分别探讨了5种方法的可行性和计算结果的合理性。结果表明,5种方法基本可行,计算结果能满足中小流域污染物的动态管理和实施TMDL控制的需求。

关键词：缺资料流域径流系列负荷历时曲线思蒙河流域

关于推进嘉陵江流域生态环境高水平保护与经济社会高质量发展的建议

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决策咨询 2022年第5期 81-85页

作者：罗后巧任春坪四川省环境政策研究与规划院农村与土壤环境规划部

本文立足于流域实际,剖析了当前嘉陵江生态环境高水平保护与经济社会高质量发展面临的问题,提出优化空间布局、补齐环境安全短板、统筹污染防治、推动绿色发展等对策建议,积极探索流域高水平保护促进经济社会高质量发展的新道路。

关键词：嘉陵江生态环境保护高质量发展

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四川省出川断面主要污染物通量及来源研究

四川环境 2012年第4期31卷 81-86页

作者：张铁柱任春坪佟洪金钱骏四川省环境保护科学研究院成都610041

以2001～2007年实测水文、水质数据为基础,计算了四川省主要出川断面高锰酸盐指数(CODMn)和氨氮(NH3-N)污染负荷通量;利用断面水质目标约束,通过污染负荷历时曲线,分析了区域水环境承载力;在基流分割的基础上,利用水文分割法,识别了区... 详细信息

以2001～2007年实测水文、水质数据为基础,计算了四川省主要出川断面高锰酸盐指数(CODMn)和氨氮(NH3-N)污染负荷通量;利用断面水质目标约束,通过污染负荷历时曲线,分析了区域水环境承载力;在基流分割的基础上,利用水文分割法,识别了区域污染物的主要来源,为从源头上开展三峡水库水环境保护提供数据支撑。分析结果表明,各出川断面干流主要污染物(CODMn、NH3-N)大致在可接受的范围内,2001年以来,出川断面CODMn通量呈降低的趋势,有效的减缓了输入三峡库区的污染物总量,氨氮通量整体稳定。嘉陵江、涪江、渠江流域污染物来源主要为非点源,应重点加强面源的污染防控;长江干流为点面源混合型,简单的削减点源已不能保证高功能水体要求,应加强点源和面源污染的综合防控。

关键词：通量源解析出川断面点源面源

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高寒高海拔地区农村生活污水治理模式探讨

资源节约与环保 2023年第3期 89-93页

作者：黄田郑淋峰罗彬任春坪四川省环境政策研究与规划院四川成都610041

在对阿坝藏族羌族自治州13个县(市)的农村生活污水治理调查的基础上,分析了治理现状,识别了存在的问题,结合当地民族特色、区域经济发展水平、地形条件、气候条件等,提出了适用于阿坝藏族羌族自治州的农村生活污水治理模式以及对策建议... 详细信息

在对阿坝藏族羌族自治州13个县(市)的农村生活污水治理调查的基础上,分析了治理现状,识别了存在的问题,结合当地民族特色、区域经济发展水平、地形条件、气候条件等,提出了适用于阿坝藏族羌族自治州的农村生活污水治理模式以及对策建议,以期为我国高寒高海拔地区农村生活污水治理提供借鉴。阿坝藏族羌族自治州农村生活污水治理应坚持资源化利用优先,坚持分散为主、集中处理为辅。在工艺选择方面,坚持因地制宜,因人制宜,合理采用资源化利用(自然生态降解法、三格式化粪池+资源化利用)、集中处理(纳管处理、生态处理法、建设集中式一体化设施处理)和收集转运处理工艺。

关键词：资源化利用高寒高海拔农村生活污水治理