北京市水生态健康评价体系研究及应用

随着社会经济的飞速发展,水生态健康状况评价成为人们的关注重点.建立了由目标层、准则层及指标层等3个层次构成的水生态健康评价指标体系,分为河流、湖泊及水库等3套系统,其中河流评价指标16项,湖泊评价指标21项,水库评价指标21项,用于对北京市流域水生态健康状况进行评价.以密云水库和北运河流域为例,于2019年5、8、10月进行水生态监测和健康评价,结果表明,密云水库健康综合指数为87.76,水生态健康状况处于健康等级;北运河流域的水生态健康状况呈现空间性差异,其总体健康状况有所改善.     

基于改进随机森林的城市河流水生态健康评价研究

通过改进传统的随机森林算法,对海河流域某城市河流水生态健康状况进行评价研究,构建了由18个因子组成的该市河流水生态健康评价体系,并将评价结果分为"病态、微病态、亚健康、微健康、健康"5个等级。研究表明,改进的随机森林算法(IRF)较传统的随机森林算法(RF)在模型误差、计算效率和工作性能方面有很大提升;评价结果显示,该城市在2014—2018年近5 a的水生态健康状况呈现"微病态～亚健康～微健康"的良好发展态势,改进的模型可为相关评价研究提供理论指导。     

辽河流域河流健康综合评价

以辽河流域为例,针对社会经济发展和高程度水利开发对河流生态环境的影响,采用现场监测和资料调查相结合的方法整理流域内2015年前后的社会经济、水生生物、物理结构、水文水资源、水质状况等数据资料,综合考虑多方面因素提出河流健康评估体系。根据河流生态环境特点和河流健康评价相关研究,在详细比较河流生态完整性和各项社会服务功能的基础上,确定符合辽河流域特征的评价因子和指数,各指标权重利用AHP法计算确定。研究表明:辽河流域生态完整性处于健康并趋近于亚健康状态,其赋分值为62.8分,其中水生生物和物理结构健康水平较低;在河流研究中所建立的评价体系具有较强的可行性与科学性,可为河流生态治理和环境保护提供科学的指导。     

基于突变理论的城市河流生态健康评价研究

为了合理、客观评价城市河流生态健康状态,选取河流水资源、水质、水系结构、水生态以及水系利用与管理五方面20个指标,建立了郑州市河流生态健康评价指标体系,采用突变理论标准量化底层评价指标,再根据相应的归一化公式推求突变级数值,从而确定城市河流生态健康状态。结果表明:2012年郑州市河流生态健康状况处于亚健康且趋于健康状态,其中水资源处于健康且趋于亚健康状态,水质处于亚健康且趋于病态,水系结构处于健康且趋于很健康状态,水生态处于健康且趋于亚健康状态,水系利用与管理处于亚健康状态。与传统评价方法相比,突变理论可削弱确定指标权重所带来的主观性,可以对城市河流生态健康状况做出科学合理的评价。     

基于水生态区的黑河流域水生态健康评价研究

本文以我国西北干旱区典型内陆河流域—黑河流域为例,基于黑河流域水生态区划,以"压力-状态-响应"(PSR)模型为基础,构建了涵盖13个指标的流域水生态健康评价体系,分析评价了流域内8个水生态区的健康状况。评价表明:黑河流域水生态区中,上游区域水生态健康状况较好,中游次之,中下游极差,下游较差。主要是因为上游地区受到外在污染最轻、人为扰动相对最小;中游地区人口密度相对较大,农业活动等外在扰动相对较多;中下游地区处于荒漠地区,河流、湖库等水体缺乏;而下游地区虽然人口数量少、水体受外来污染影响较小,流域水生态健康性压力相对较轻,但来水量相对不足、水生态系统栖息地条件极为脆弱,致使水生生物栖息地安全状况较差。     

半城子水库水生态健康评价

参照《水生态健康评价技术规范》中的评价方法及评价体系,对密云水库上游半城子水库水生态健康状况进行评价,评价结果显示:半城子水库水生态健康综合指数为83.79,处于评价水平中的健康等级.根据评价结果,从村庄生活污染控制、河道生态修复及库区水质改善等方面提出建议.通过对河湖生态系统的现状及存在的问题进行诊断,来评估北京市河湖水生态系统的健康状况,对加快推进水生态文明建设具有重要意义.     

南京市城南河流域水生态系统现状评价

随着城市化的快速发展,滨江城市水生态状况整体呈现恶化趋势。为了解滨江城市南京城南河流域的水生态状况,基于2018年平、枯、丰三时期城南河流域水生态调查数据,采用MIKE11水动力模型、单因子评价法、Shannon-Wiener法以及定性分析法等分别对其水文、水质、生物和水生态服务功能四方面开展单因素评价,并在此基础上,采用综合评价模型对城南河流域水生态系统开展现状评价。结果表明:城南河流域水生态系统总评分2.42,处于亚健康状态,4项评价指标中水文指标综合得分3.18,为健康水平,生物和水生态服务功能得分位于2～3之间,为亚健康水平,水质指标最差,综合得分1.66,为不健康水平。原因在于一些闸泵的设置不合理以及生产、生活污水的直排入河。水质状况较差是影响城南河流域水生态系统的主要原因。建议采取控源截污、水系连通等方法改善河流生态系统的恶化,促进城南河流域水生态系统健康发展。研究成果可为滨江城市小流域的水生态评价提供一定的理论依据。     

基于改进可变模糊集的延河水质评价

为了合理评价延河水质,基于集对分析法、熵值理论和可变模糊集,构建了水质评价模型。该模型利用可变模糊集的思想,将熵权集对分析法得出的加权平均联系度作为相对差异度,计算水质的最终评价等级。利用该模型对延河5个监测断面的6项水质指标进行了综合评价,结果表明:延河整体水质较好,4个监测断面属于Ⅲ类水体,1个监测断面属于Ⅱ类水体;与其他方法比较,该模型评价结果合理,计算简便,同时还可以比较处于同一水质等级下不同监测断面的污染情况,对研究河流沿程污染和确定河流纳污能力有一定指导意义。     

基于复合模糊物元-熵权组合模型的淮河干流健康综合评价

选取河流的物理特征、水文情势、水环境质量、生物多样性4个方面建立河流健康综合评价指标体系,构建基于复合模糊物元与熵权法的河流健康综合评估数学模型,对淮河干流关键断面进行实例应用研究。结果表明,淮河干流淮滨、王家坝、鲁台子与蚌埠4个关键河段的河流健康指数分别为0.470、0.435、0.462和0.432,河流综合健康水平整体不高,自上游到下游呈下降趋势,由于国家政策和人类活动影响,鲁台子河段的河流健康状况明显升高。     

蔷薇河生态系统健康状况评价研究

本文采用多指标评价法对蔷薇河进行生态系统健康评价,并将评价结果分为"病态、不健康、亚健康、健康、很健康"5个等级,构建了单一目标层、5个准则层和16个具体指标的健康河流评价体系,并借助于层次分析法建立评价模型得出研究成果。结果表明,蔷薇河生态系统健康评价综合指数为3.02,即蔷薇河处于健康状态,但已接近亚健康状态。此评价方法可为同类其它河流开展生态系统健康评价提供参考。     

2004年淮河流域水质状况和聚类分析

根据2004年淮河流域水体水质监测资料,采用综合污染指数评价法评价分析淮河流域总体、干流及12个主要断面的水质状况,并与“九五”期间和2001~2003年淮河流域水质进行比较,还对12个主要断面进行聚类分析。结果表明:2004年总体水质污染程度为中度污染,水质好于2001~2003年;水质Ⅴ类和劣Ⅴ类之和由“九五”期间的58%降至39%;干流1月、2月和12月水质较差,6月至9月水质较好;属严重污染的断面有4个。聚类分析的结果为12个主要断面分6组较合理。     

河流生态健康评价中功能指标分析与计算

通过对包括生境多样性指标、河流水质指标、河口径流指标、森林覆盖率指标、地下水超采率和河流纵向连续性指标等河流生态功能指标进行分析,考虑各项指标在整体评价中的作用确定指标权重,并对各项评价指标进行标准化处理,建立了河流生态健康评价指标体系。据此,利用滦河流域有关成果调查和资料,对滦河河流生态功能进行评价,评价结果介于一般与较差之间。该评价方法考虑了多项影响河流生态功能的因素,因此评价结果能较好地反映河流生态功能,可为河流开发和管理提供参考依据。     

淮河流域“97达标”一年来的回顾

为检验1997年底淮河流域工业污染源达标治理成效及水污染防治规划目标，水利部淮河水利委员会于1998年1月和12月分别对全流域188个县级以上城镇和流域内46个重点城镇的人河排污口进行了全面监测，并开展了流域内重点河道控制断面的水质监测工作，从实测结果分析了淮河流域水污染防治所取得的成果和存在的问题，并提出切实可行的措施与建议。     

汾河上中游流域生态系统健康评价

为综合整治汾河流域生态环境,依据汾河流域2016年水生态监测数据,从涵盖水体物理化学和水生生物特性等方面构建生态系统健康的候选指标体系。采用主成分与相关性分析方法对评价指标进行筛选,得出包含底栖动物多样性指数、鱼类多样性指数、石油类、溶解氧、硝态氮、化学需氧量、五日生化需氧量、总氮、总磷、氟化物、阴离子表面活性剂、锌、铬、铜和镉这15个指标构成的河流健康综合评价指标体系。采用改进的灰色关联方法对河流生态系统健康进行评价,评判综合多指标条件下的河流健康等级情况。结果表明:汾河上中游流域的37个采样点中"健康"等级有12个,"亚健康"等级有1个,共占35%;"一般"等级有7个,占19%;"较差"和"极差"等级采样点为17个,占46%。其中健康与亚健康等级采样点均位于汾河上中游北部地区,较少受人类活动影响,而较差和极差等级主要位于汾河上中游流域南部河段,城市生活及工业畜牧业排污是导致河流健康受影响的主要原因。     

西江下游流域水质与不同空间尺度土地利用的响应关系

基于西江下游流域2005—2017年11个监测断面水质数据和2005年、2010年、2018年遥感影像数据,通过不同空间尺度和土地利用类型的划分,利用Spearman秩相关系数法、冗余分析等方法分析了不同空间尺度下土地利用结构对西江下游流域水质的影响。结果表明:2005—2017年西江干流、贺江及罗定江水质较为优良,新兴江、南山河水质恶化明显,西江干流汛期总磷浓度明显高于非汛期;流域尺度下,河流水质指标与城镇用地呈显著正相关关系,与水体呈显著负相关关系;河岸缓冲区尺度下,河流水质指标与林地、水体呈负相关关系,城镇用地对河流中COD解释度较高,800 m缓冲区城镇用地对氨氮和总磷解释度最高,河流水质指标与旱地相关性在缓冲区达到 1 500 m后显著上升,800 m缓冲区内水田坑塘对河流水质指标影响较大。建议对西江下游流域河岸800 m宽度范围内城镇用地、水田坑塘以及1 500 m缓冲区外旱地加强污染管控。     

黑水河流域生态系统完整性评价

为评估黑水河流域受人为干扰的实际情况,依托流域范围内的基础地理、生物多样性、环境数据、其他威胁等调查资料,构建包含水文情势、水质、连通性、栖息地、生物群落5项关键属性的淡水生态系统完整性评价指标体系。通过变化范围法RVA、综合连通系数、栖息地比例相似PSI指数、入侵指标和捕捞指标等对黑水河流域生态系统完整性进行评价,黑水河流域水文情况属性现状为差、连通性属性现状为差、栖息地属性现状为差、生物群落属性现状为一般;河流水质现状较优,但黑水河支流存在一定富营养化风险,评估为一般。结果表明：流域生态系统完整性评价指标体系,应围绕淡水生态系统五大关键生态属性,并结合流域生态特征及生态现状来确定;RVA、综合连通系数、PSI 指数等的综合运用能够科学地确定指标阈值,进而正确进行流域生态完整性评价;受不同流域鱼类生态学习性差异等因素影响,还需通过长期监测不断完善评价理论和方法。     

冬春交替期沱江流域水质评价及差异分析

为深入了解沱江经过综合治理取得的成效,选择沱江流域水质由好变差的冬春交替转折期,对沱江流域16个国考断面和1个背景断面(对照省控断面),基于全流域2016—2019年2月份监测结果,采用WQImin法,选择pH值、溶解氧、总磷、总氮、氨氮、高锰酸盐指数和电导率7个参数,对比分析了2016—2019年冬春交替期沱江流域水...     

漳卫新河生态健康诊断与修复对策

为更好地治理漳卫新河,在深入分析自然因子和人类活动对漳卫新河河流生态系统演化影响的基础上,根据水利部河湖健康评估工作大纲建立了漳卫新河生态健康指标体系,并运用基于可拓学的河流生态健康诊断模型对漳卫新河生态健康状况进行了诊断。诊断结果显示,2010年漳卫新河处于疾病状态。根据漳卫新河的具体情况,提出做好漳卫新河的治理工作应从生态流量调度、水污染联合治理、水生物修复等方面来开展。     

图们江流域水环境质量变化规律

根据图们江流域干支流监测断面的常年水质监测数据,采用均值型综合污染指数法等方法对其水环境质量进行评价;同时对不同年份的图们江流域水质变化规律和影响因素进行分析。结果表明:1983—2007年,图们江干流及支流嘎呀河水质总体呈恶化趋势;2005—2007年间,布尔哈通河及海兰河污染水平控制较好,水质保持原有水平。总体来说,图们江地区地表水污染比较严重,主要污染物为CODMn、石油类、挥发酚、BOD5和NH3-N等,而日益频繁的人类活动是影响图们江水质的主要原因。     

改进的RAGA-PPC模型及其在河流健康评价中的应用

利用山东海河流域骨干河流马颊河2009—2011年水质监测资料及污染调查评价中所取得的数据,通过构造改进的RAGA-PPC模型,将高维数据转换为低维数据,并将此模型应用于马颊河河流健康评价研究。调查断面选取从务庄闸到邓集共12个断面。河流健康评价结果显示总氮和氨氮在整个河流中总体趋势是增长的,生化需氧量在下游区域的大道王闸到邓集几乎是直线上升;河流中化学需氧量和生化需氧量会随着汛期和非汛期有些起伏,在汛期含量会有所增加;将选取进行综合评价的5个断面的权重值与标准值对比,其值均在0.22～0.15之间,马颊河基本处于亚健康状态。从研究区的人为因素及自然因素方面对马颊河河流健康状况进行了简析,为海河流域河流健康评价及河流污染治理提供了有效的科学依据。