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环境科学研究 2021年第2期34卷 319-327页

作者：杨琴张永勇中国科学院地理科学与资源研究所陆地水循环及地表过程重点实验室北京100101 中国科学院大学北京100049

沙颍河流域是我国淮河流域污染最严重的区域之一.为揭示流域非点源的时空分布特征并评估其对水污染的贡献,以沙颍河流域(河南段)为研究区,采用流域水循环系统模型(heqm模型)模拟了重点断面2012—2015年月径流和氨氮浓度过程,辨识了污染... 详细信息

沙颍河流域是我国淮河流域污染最严重的区域之一.为揭示流域非点源的时空分布特征并评估其对水污染的贡献,以沙颍河流域(河南段)为研究区,采用流域水循环系统模型(heqm模型)模拟了重点断面2012—2015年月径流和氨氮浓度过程,辨识了污染源类型及其贡献,揭示了非点源负荷的年内和年际变化.结果表明:①径流和氨氮浓度的模拟效果较好,heqm模型在沙颍河流域(河南段)具有较好的适用性.②非点源氨氮污染负荷占多年平均总负荷量的37.40%,在污染时期占比为29.32%.沙河和颍河上游污染时期的非点源负荷比例较高,分别为91.49%和90.45%.③非点源氨氮负荷对丰水期(6—9月)和平水期(3—5月、10—11月)污染的贡献较大,占总负荷的48.83%和51.92%;从年际变化来看,2012—2015年各年份的空间分布特征基本相似,但2014—2015年单位面积非点源污染负荷较2012—2013年明显下降.研究显示,沙颍河流域(河南段)非点源对氨氮污染的贡献已不可忽视,丰水期和平水期是非点源污染治理的关键时期.

关键词：非点源氨氮时空变化污染贡献率 heqm模型沙颍河流域

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北运河流域污染源解析及其清单研究

北运河流域污染源解析及其清单研究

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作者：赵云强北京化工大学

学位级别：硕士

北运河发源于北京西部山区,承担着供水、防洪、景观等任务,是连通京津冀的一条重要河流。随着城市发展,水环境、水生态、水资源等环境风险问题突出,对生态环境问题进行定量解析和建立污染源清单,是进行流域综合治理的重要前提和基础。... 详细信息

北运河发源于北京西部山区,承担着供水、防洪、景观等任务,是连通京津冀的一条重要河流。随着城市发展,水环境、水生态、水资源等环境风险问题突出,对生态环境问题进行定量解析和建立污染源清单,是进行流域综合治理的重要前提和基础。本研究以ArcGis为技术手段,生态环境部划分北运河流域控制单元为基准面,采用直接和间接计算对工业源和城镇生活源进行核算,并通过构建北运河流域污染源评估模型分析方法体系,开展北运河流域十年(2009-2018)污染量化分析,掌握污染分布,探究污染来源,形成具有时空分布特征的流域水污染物排放动态清单。为管理部门控制流域面源污染及改善流域水环境提供有效支撑。研究结果表明:(1)北运河流域各控制单元工业源和城镇生活源污染物排放量呈逐年下降趋势,说明北运河流域控制单元点源污染物排放呈逐年下降趋势。这说明点源已经不在是北运河流域内的主要污染源。(2)北运河流域中部地区氮型(TN和NH4+-N)面源污染排放负荷较为突出;2009-2018年北运河流域面源TN和NH4+-N平均排放负荷分别为0.31 t/km2和0.23 t/km2,平均排放量分别为1858t和1370t,平均入河量分别为228 t和166.4 t。从时序上来看,2015年、2016年和2017年北运河流域氮型面源污染排放负荷相对较高,2016年最为突出,其原因是2016年的氮盈余量相对较高,且降雨量也高于多年均值,从而导致2016年流域氮型面源污染最为突出。从污染类型上来看,农田生产一直是北运河流域氮型面源污染的主要污染源,2009-2018年农田径流型TN和NH4+-N排放量的平均占比均为65.7%。(3)北运河流域中部和南部地区磷型(TP)面源污染较为突出;2009-2018年北运河流域面源TP平均排放负荷为0.02 t/km2,平均排放量和入河量分别为147 t和16 t。从时序上来看,受降水、农田氮磷平衡量等因子的综合影响,2015年、2016年和2017年北运河流域TP面源污染排放负荷相对较高,2009年和2012年也相对突出。从污染类型上来看,北运河流域磷型面源污染来源主要是农田生产和畜禽养殖,2009-2018年农田径流型TP排放量的平均占比为42.6%,近年随着畜禽粪便处理率的逐渐提高,由畜禽养殖引起的总磷污染总体上呈现下降趋势。(4)北运河流域中部和南部化学需氧量型(CODCr)面源污染排放负荷较为突出,具体表现为围绕流域内北京市中心城区、天津市和河北省城区地带突出分布和其他地区零散分布的特征;2009-2018年北运河流域面源CODCr平均排放负荷为2.72 t/km2,平均排放量和入河量分别为16070 t和1718t。从时序上来看,2009-2018年北运河流域CODCr面源污染排放负荷普遍较高。从污染类型上来看,北运河流域化学需氧量型面源污染来源主要是畜禽养殖和城镇径流,2009-2018年城镇径流型CODCr排放量平均占比为51.0%,畜禽养殖型CODCr平均占比为41.6%。

关键词：北运河流域污染源解析污染源清单遥感分布式面源污染模型 heqm模型

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近35年长江流域土地利用时空变化特征及其径流效应

近35年长江流域土地利用时空变化特征及其径流效应

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作者：徐苏郑州大学

学位级别：硕士

土地利用/覆被变化是当前全球变化研究的重点内容,土地利用发生变化后会影响水文过程并最终导致径流发生变化,因此是水文学者重点关注的领域。本文以长江流域作为研究对象,对流域内近35年的土地利用时空变化特征进行了详细分析,并建立... 详细信息

土地利用/覆被变化是当前全球变化研究的重点内容,土地利用发生变化后会影响水文过程并最终导致径流发生变化,因此是水文学者重点关注的领域。本文以长江流域作为研究对象,对流域内近35年的土地利用时空变化特征进行了详细分析,并建立流域水文模型,对土地利用变化后径流影响进行定量计算,分析流域土地利用的径流效应,研究结果表明:(1)长江流域近35年土地利用变化特征如下:1980～1990年和2000～2005年期间土地利用变化速度要比1990～1995和1995～2000年期间要快,研究期内第一(1980～1990年)和第四时期(2000～2005年)的平均交换变量值分别为0.61和0.45,远远大于中间两个时期的平均值0.09和0.08。在空间分布上流域上游中部的四川一带的交换变量值比较大,是流域内土地转移最活跃的地区,其次是上游源头地区,流域中下游地区的转移活跃程度相对较小。不同类型的土地利用变化方面也有不同的特征,耕地、水域、建设用地和未利用地的面积先减后增,林地和草地的面积在前两个时期增加,后两个时期内减少。人类毁林和过度放牧等使上游林地、草地等面积减少明显,这些土地类型多转为未利用地,中下游的在林地、耕地之间的转换相对较多,下游的水域面积在前期转为未利用地和水田的较多,后期水域面积增加则主要来源于未利用地和水田的转化,建设用地是流域内增加最明显的用地类型,特别是经济发达的下游地区。(2)模型计算结果表明土地利用变化后对径流产生了明显的影响。在不同的土地利用条件下多年日平均径流量、枯水期和丰水期径流平均值及洪、枯水值都发生变化,研究中的11个站点径流变化如下:上游干流的直门达、屏山;雅江小得石站和鄱阳湖水系的径流量减少。屏山站年径流量减少了840623.62万m3,减幅5.03%,是所有站点中径流减少最多的站点;剩余的7个站点:高场站、北碚站、武隆站、皇庄站、城陵矶站和干流宜昌站和大通站年径流量都呈增加变化。径流增加幅度最大的在嘉陵江的北碚站,年径流值增加了520060.18万m3,增幅为9.32%;增加相对较小的是泯沱江的高场站,年径流量只增加3784.32万m3,增幅仅为0.05%;位于下游干流的大通站年径流量增加了78209.28万m3,增加0.08%。枯水期和丰水期平均值的变化趋势多数跟年径流总量变化一致,或同时增加,或同时减少,但是宜昌、城陵矶和大通站的变化不一致。10%频率洪水在屏山以上的站点、宜昌和湖口站减少,其中屏山站的减少最多,减幅为2.67%,其余都减少1.00%;北碚、皇庄等站洪水值增加,最大增幅3.48%。枯水值只在北碚、宜昌、皇庄和大通站增加;多数站点的枯水径流减少,最大减幅68.70%,土地利用变化后对枯水径流影响较大。流域径流量在土地利用变化后,上游屏山站以上和鄱阳湖水系的流量减少,中下游地区朝着增加的趋势变化。

关键词：长江流域土地利用变化径流 heqm模型

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