北江干流及主要支流水质及其时空变化特征

[目的]分析2020年北江干流及主要支流监测断面的水质情况,为北江水环境监控及保护提供参考依据。[方法]采用单因子评价法和主成分分析法,研究北江水质时空变化趋势及驱动因素。[结果] 2020年北江监测断面整体水质良好,仅水车头、漫水河河口、黄浪水桥、龙归断面水质为Ⅲ—Ⅳ类,其他断面均为Ⅱ类。北江水温和溶解氧受季节影响较大,水体全年基本保持弱碱性,下游营养盐和有机物污染程度高于上、中游。[结论]由空间分析结果可知,下游水质劣于上、中游,其主要的影响因素是营养盐和溶解氧,pH值单独作用不会对水质产生明显影响。季节污染程度排序为：夏季>秋季>春季>冬季,其中全河段的水质主导因素为溶解氧,而下游河段的主导因素为营养盐和有机物。     

科尔沁沙地西部响水河悬移质泥沙粒度分析

[目的]对科尔沁沙地西部响水河的悬移质泥沙粒度特征进行研究,以便更好地认识该河流泥沙特征及侵蚀产沙规律,为沙漠区河流—沙丘相互作用研究提供基础素材与例证。[方法]通过野外实地考察,选择科尔沁沙地西部响水河3个典型河段对河水中的悬移质进行采样,然后进行室内激光粒度仪测试与分析。[结果](1)在上游河段Ⅰ和下游河段Ⅲ处,河水侧蚀弯道凹岸流动沙丘基部,由其上游断面至下游断面泥沙粒径变细,分选变差。(2)河段Ⅱ河水侧蚀由Q_3河湖相地层构成的陡坡,弯道环流对凹岸的冲刷作用较明显,泥沙粒径由其上游断面向下游断面变粗,分选变好。(3)悬移质泥沙粒度呈现从上游至下游粒径显著变粗,分选变好的趋势。[结论]该河的水源主要是其南侧石质残丘区泉水和河谷沿线流动沙丘或Q_3河湖相地层的侧向渗出水,随着沿途流动沙丘数量增加,集水面积扩大,流速和流量显著增加,河水的挟沙和冲刷能力随之增强;河流上、下游河段的悬移质主要来自被侵蚀的沙丘基部,中游河段的悬移质主要来自凹岸坍塌的Q_3地层砂。     

渭河干流陕西段综合治理前后的水质变化与趋势

[目的]讨论渭河干流陕西段综合整治项目启动以来河道水质的变化趋势,检验整治工程的治理成效,为后续河道的污染防治提供一定技术支持。[方法]基于2010—2016年渭河干流陕西段主要监测断面的水质数据进行水质综合评价,应用Mann-Kendall检验法阐述水质变化趋势,运用重标极差分析法(R/S分析法)查明水质的未来变化趋势。[结果]2016年渭河干流陕西段河道水污染已由2010年的重度污染转为轻度污染,劣Ⅴ类水质断面比例减少了58.8%,Ⅳ—Ⅴ类断面比例增加了55.5%,Ⅰ—Ⅲ类断面占比保持平稳;宝鸡市、咸阳市、西安市和渭南市4个出境断面枯水期化学需氧量(COD)、NH3-N浓度普遍高于丰水期,治理后西安市出境断面污染削减最为显著,但是西安市出境断面仍然是4个断面中污染最为严重的断面;4个出境断面NH3-N浓度均呈现高度显著下降趋势且未来持续性较强;咸阳、西安、渭南市出境断面COD浓度呈显著下降趋势,但是未来持续性较弱,宝鸡市出境COD浓度呈不显著上升趋势且会延续。[结论]综合治理后,河道污染程度明显减轻,水质变化明显,但部分断面污染物浓度有上升趋势,需引起特别关注。     

苏南河道疏浚底泥农用对土壤及水稻生长的影响

农村河道治理是新农村建设的内容之一,而底泥的处置则是农村河道治理的关键。本研究以江苏省常熟市辛庄镇河道底泥为研究对象,通过盆栽试验研究了2种底泥农田应用对土壤及水稻生长的影响。结果表明,施加Cu、Zn污染底泥能增加土壤有机质、氮、磷和有效态Cu、Zn含量,施加无污染底泥与污染底泥均能促进水稻生长,并能提高水稻产量。水稻中Cu和Zn含量均未超过食品限量标准,Zn的生物累积系数高于Cu。结合水稻产量及底泥中Cu和Zn含量,建议污染底泥施用量控制在45%以下。     

南水北调西线一期工程河道最小生态径流的估算与评价

南水北调西线一期工程从雅砻江支流鲜水河的达曲、泥曲和大渡河支流的色曲、杜柯河、玛柯河和阿柯河等6条河流通过“六坝七洞一渠”,将40亿m3/a水调到黄河的支流贾曲。这一水量约占引水坝址河川径流的65%~70%,剩余30%~35%的水量能否满足河道内的生态需水,需要进一步研究。本文通过分析该调水区河道内的生态需水主要是满足水生生物栖息地的需水要求,讨论了水生生物产量与水体水量之间的关系,利用河道内径流50%保证率的河道径流的30%作为最小生态径流量的方法,估算了达曲、泥曲、绰斯甲河、足木足河的水文站断面的最小生态径流量,并利用Tennant方法对估算结果进行了评价。结果表明:4~9月采用最小生态径流量可以使河道的流量状态处于中等水平,10~3月若河道内流淌着最小生态径流,可以使河道内水生生物及河道的正常功能处于非常好的状态,只要工程建成后采用计算的最小生态径流为河道内下泄流量,就可以保证同时满足调水河流的资源水和生态水。     

白马河流域除草剂及其代谢产物的时空分布特征与生态风险评价

[目的] 探讨典型除草剂阿特拉津（ATR）及其代谢产物脱乙基阿特拉津（DEA）、脱异丙基阿特拉津（DIA）在作物生长季（6—9月）的污染特征以及时空变化,为农业小流域除草剂的管理、使用与保护决策提供科学依据。[方法] 在白马河流域沿程设立18个采样点,基于实地监测和室内分析,探讨污染物的时空变化特征,并运用熵值法进行生态风险评价。[结果] ①所有采集水样中均有ATR及代谢产物检出,其中ATR在6—7月的地表水样中100%检出,8—9月检出率稍有下降,代谢产物DEA,DIA在前两月检出率较低,后两月检出率增加。②白马河污染物空间分布表明,各污染物浓度最高值大多出现于河流上游和中游,下游浓度均相对较低。这可能与河流下游河道宽阔、水流量大、稀释作用较强有关。③生态风险评价结果显示ATR,DEA和DIA风险等级均为中等,其原因是该河流的水负荷低,稀释能力不足。[结论] 相对于大流域,白马河作为典型农业流域的小支流,水量小、稀释能力不足,造成污染的生态风险高于许多大流域。     

汉江水源区生态沟渠对径流氮、磷的生态拦截效应

[目的]研究汉江水源区生态沟渠对径流氮、磷的生态拦截效应,为农业非点源污染的控制提供重要参考和依据。[方法]设置生态沟渠在不同时间对不同断面水体进行监测。[结果]同段沟渠内,侧面外来水对沟渠径流氮浓度变化影响比磷浓度变化明显;径流TN,NO3-N浓度在上游、中游和下游断面变异系数分别达到19.81%~31.88%,9.57%~16.73%和32.14%~42.81%;NH+4-N和TP在4个断面变异系数在33.33%~88.46%范围内变化;生态沟渠断面之间,水草拦截净化沟渠段氮、磷含量降低幅度在9.52%~31.11%。[结论]沟渠生态拦截对径流氮素净化效果较明显,同时适当布局拦沙工程可以削减磷素流失。     

基于主成分分析及水质标识指数法的黄河托克托段水质评价

[目的]分析黄河托克托河段水污染特征,合理选择水质评价指标,从而实现对黄河托克托段水质评价。[方法]以黄河托克托段干流2017年4—8月9个水质采样断面逐月连续水质监测数据为基础,利用多元统计法对水质样本进行主成分因子分析,构建水质评价指标体系,应用综合水质指数法对该河段水质进行评价。[结果](1)黄河托克托段水质状况整体为Ⅳ类水,该河段段主要污染因子为TN,TP,COD,属于有机型及富营养化污染;(2)时空分布上从上游到下游水质逐渐变好,支流汇入口大黑河断面由于受汛期大黑河超标污染物排入水质变差,采样期间8月水质状况最差,其次是4月,5—7月水质相对较好。[结论]基于主成分因子分析和综合水质标识指数法的水质评价方法不仅可以准确客观地反映水质特征,同时可对不同断面水质进行比较。黄河托克托段水质状况较差(整体Ⅳ类),属于有机型及富营养化污染。     

2014-2017年赣江上游稀土矿区典型流域水质污染变化及成因

[目的] 分析赣江上游稀土矿区典型流域水质的时空分布特征,揭示水质污染状况和成因,为该流域的水环境治理提供理论依据和数据支撑。[方法] 采用2014-2017年赣江上游桃江流域10个监测断面的6项水质指标,运用描述性统计分析、水污染指数法、相关性分析等方法分析该流域水质污染现状及其成因。[结果] ①桃江流域各监测断面不同水文时期的污染状况均存在差异,以氨氮含量的时空差异最为明显。②水污染指数评价结果表明水质类别为Ⅱ类和Ⅲ类所占比例分别为55%和29%,龙头滩断面的水质状况最差,以劣Ⅴ类为主。[结论] 水质污染成因解析揭示出氨氮为桃江流域最主要的污染物,降雨对流域内水环境的影响较大,农业活动和以稀土采选为主的工业活动是造成水环境污染的重要人为活动。     

海南省南渡江新坡河塘底泥养分状况及重金属污染评价

南渡江流域新坡河塘疏浚底泥的利用方向规划为农田土地整治工程中耕作层的替代土,用来发展蔬菜种植业。为了探清该流域河塘疏浚底泥的养分水平及重金属污染状况,综合考虑河塘的形态、水域面积、断面特征、流速、底泥沉积量采取典型断面布设和网格法布点,将所调查的河塘分为上游和下游,共采集0～40cm深的底泥样品78个。通过室内底泥样品成分检测、养分灰色关联度评价、内梅罗综合污染评价、GIS空间分析等方法,分析和评价了河塘底泥的养分特征、肥力水平、重金属的含量、污染程度及空间格局分布特征,掌握了该流域底泥的养分条件、底泥重金属污染状况及底泥农业利用的风险。结果表明:1)底泥的全氮、全磷、全钾及有机质含量呈现空间异质性,下游的全氮、全磷均值含量较上游分别高出32.45%、11.88%,而下游的全钾、有机质均值含量较上游分别低14.64%、14.62%,上游段底泥养分数据的变异系数普遍高于下游段,底泥养分异质性是由河流流速、周边的自然环境及人为耕作活动造成。底泥中的全氮、全磷、有机质等养分指标达到1级(丰)水平,统计分析全钾含量为5级(缺)水平;整个河塘底泥养分要高于对照点,为底泥的农业土地利用提供了有利条件。2)底泥重金属污染物主要为Cd和Cu,其次为和Cr和Ni,Cd、Cu、Cr、Ni样品单因素污染超标率分别为76.92%、47.44%、56.41%、23.07%,且超标幅度分别为58.45%、104.58%、6.06%、68.48%;底泥重金属污染是因基性火山岩为成土母质,背景值偏高,土壤重金属被酸雨淋溶出,并随地表径流汇集在河塘中,造成了底泥的重金属超标。内梅罗综合污染指数评价可知河塘底泥是以轻微污染和中度污染为主,分别占样品数的46.15%、28.21%;底泥污染状况具有明显的空间异质性,轻微污染水平(3级)和中度污染水平(4级)的区域面积分别为62.05%、25.80%,以中、轻微污染水平的区域为主。河塘下游水面宽阔,流速减慢,造成底泥沉积量增加,污染加重及污染空间分布异质性强。应该根据底泥的污染等级及养分条件综合决定其农业土地利用。     

2007-2017年府谷-龙门段河道冲淤特征及其动力机制

[目的]河道演变是水流、泥沙与河床边界相互作用的结果,对水利工程的安全、洪涝灾害的防控有显著的影响。黄河中游府谷—龙门段位于晋陕峡谷地带,以黄土高原沟壑侵蚀地貌为主,流经的黄土高原地区是黄河泥沙的主要来源,因此研究该河段的河道冲淤特征及影响因素对控制黄河中游水土流失有重要意义。[方法]基于府谷、吴堡、龙门3个典型水文站径流泥沙及河道断面数据,分析了2007—2017年府谷—龙门段河道冲淤特征及相关影响因素。[结果](1)近11年来府谷—龙门段河道整体表现为冲刷,其中府谷—吴堡段表现为河道冲刷量逐渐减小,吴堡—龙门段表现为河道冲刷逐年加剧。(2)府谷—吴堡段呈水减沙增的趋势,吴堡—龙门段整体表现为水多沙少,两河段河道冲淤量与水流含沙量变化同步。(3)府谷—吴堡段悬移质泥沙中值粒径呈增加趋势,河道冲刷变缓;吴堡—龙门段悬移质泥沙中值粒径呈减小趋势,加剧河道侵蚀。(4)府谷站入黄泥沙量增加,河道侵蚀力降低,河道冲刷变缓;吴堡站入黄泥沙量减少,河道侵蚀力增强,河道处于冲刷的状态。[结论]径流泥沙的变化在很大程度上影响了府谷—龙门段河道冲淤。在生态环境有所改善的背景下,研究该河段河道冲淤特征及动...     

海南岛河流底泥肥力和重金属污染特征及其风险评价

特征分析及其评价是底泥资源化利用的重要前提,为了解海南岛热带玄武岩地区河流底泥特征及其资源化利用的可能性,选取典型河段塘柳塘为研究对象,采用典型断面布点采样法,对52个底泥样本的重金属和肥力进行检测和评价.结果表明:1)参照第2次全国土壤普查土壤养分分级指标,底泥中全氮质量分数指标达到Ⅰ级水平,全磷、全钾和有机质质量分数均为Ⅱ级水平,阳离子交换量达到Ⅳ级水平;各肥力指标的灰色关联度指数均大于对照区,说明河流底泥养分较为良好.2)采用HJ 332-2006《食用农产品产地环境质量评价标准》,评价底泥重金属污染状况,主要污染物Cd超标率为65.4％,超标幅度为14％;Hg超标率为59.6％,超标幅度为11％.3)地累积指数和内梅罗综合污染指数评价结果显示,该河段底泥中主要污染物为Cd和Hg,河段整体达到中度污染水平.4)潜在生态风险指数评价表明,Hg是最主要的潜在生态风险因子,河段整体达到“轻微生态危害”等级.该研究在海南省南渡江土地整治重大工程中,为疏浚底泥生态改造与土壤资源化利用,提供科学依据和技术支撑.     

渭河中下游河道沉积物重金属污染生态风险评价

以渭河中下游河道沉积物为研究对象,在分析12个干流采样点和7个一级支流采样点沉积物中Pb,Zn,Cr,Cu,Co和Ni六种重金属元素含量变化的基础上,采用Hakanson潜在生态风险指数法对河道沉积物重金属污染的生态风险程度进行了评价。渭河中下游河道19个采样点沉积物中Pb,Zn,Cr,Cu,Co和Ni六种重金属元素含量均不同程度超过了陕西省土壤重金属背景值,除Pb外,支流沉积物中其他五种重金属的平均含量都低于干流沉积物;Hakanson潜在生态风险评价结果显示,渭河中下游采样点的六种重金属元素单项生态风险指数均小于40,综合潜在生态风险指数均小于50,潜在生态风险处于较低水平,表明渭河中下游河道沉积物中重金属富集量小,基本不构成生态风险。     

渭河陕西段河道沉积物中碳氮磷来源分析及污染评价

基于渭河陕西段及其支流河道16个采样点中沉积物的总氮(TN)、总磷(TP)和总有机碳(TOC)含量,运用C/N和N/P比值法研究沉积物中营养元素的可能来源,并采用有机污染指数法评价沉积物污染状况。结果表明,沉积物中TN含量为0.069~3.839g/kg,66.1%的样品含量低于平均值0.639g/kg;TP含量为0.453~1.841g/kg,62.7%的样品含量低于平均值0.713g/kg;TOC含量为0.772~25.221g/kg,62.3%的样品含量低于平均值5.609g/kg。渭河陕西段沉积物中有机质主要受内源影响,以藻类和浮游动植物为主;沉积物中磷的来源主要为外源输入。2014—2016年所有采样点的N/P值均小于Redfield比,这可能与沉积物中碳氮磷的生物地球化学过程有关。2016年11月,在局部河道如林家村、卧龙寺桥、常兴桥、兴平、草滩、清姜河入渭处可能受到外源有机质的影响。2015年内有机指数与有机氮指数变化一致,即汛前<汛中<汛后。在2014—2016年,渭河陕西段沉积物中有机氮污染和有机污染整体上得到有效控制,但在局部河道如咸阳铁桥、草滩、黑河入渭和灞河入渭处等距离城市较近区域存在污染反弹可能,需引起注意。     

黄河中游典型支流无定河流域水土流失动态监测

[目的] 探索黄河中游典型的粗泥沙支流无定河的水土流失分布和动态变化特征,为新时期水土保持工作、生态环境建设和流域高质量发展提供科学依据。[方法] 以无定河流域为例,基于1985,1999,2011年3次普查和2019年全国水土流失动态监测成果,提取年度水土流失强度、面积,分析其时空分布及动态变化特征,并采用Mann-kendall检验,基于水文数据,分析1980—2018年流域水沙变化特征。[结果] 2019年无定河流域水土流失面积1.20×10⁴ km²,以水力侵蚀为主,风力侵蚀主要集中分布在流域北部的风沙区。下游干流（白家川—绥德+丁家沟段）、小黑河绥德以上的输沙模数超过流域平均水平的3倍,是主要的泥沙策源地;水土流失面积较1985年减少1.40×10⁴ km²,减幅为53.87%,输沙量和径流量均呈现出减小的趋势,拐点分别出现在2007年和1996年。空间上,风力侵蚀由1985年的集中连片分布转为零星分布,水力侵蚀空间位置分布与1985年相比基本无变化,但干流赵石窑至流域出口段左岸侵蚀强度有所降低。[结论] 无定河流域水土保持工作成效显著,有效遏制了土壤侵蚀,生态环境整体向好。但流域水土流失依旧严重,未来工作中,应结合历史水土保持工作经验,突出工作重点,进一步加强无定河流域水土流失综合治理。     

南淝河中微塑料的分布特征及来源

[目的] 研究流经城市河流中微塑料的污染情况,探索水体微塑料来源,旨在为微塑料污染防控积累基础资料,并为控制和治理提供科学依据。[方法] 于2019年3月份采集安徽省合肥市南淝河水和沉积物样,通过密度浮选、体式显微镜与傅里叶红外光谱仪等研究了微塑料的分布特征及其来源规律。[结果] 南淝河水和沉积物样品中普遍存在发泡、纤维、颗粒和碎片4类的微塑料颗粒,丰度分布规律基本一致,均集中在河流中游、人口密集段,表明河流中微塑料残留受人为影响较大。在水与沉积物中,微塑料粒径分布都表现出随着微塑料粒径增大,含量随之减少的规律;纤维类微塑料占比最大,泡沫类微塑料占比最少,表明其主要来源于人们的日常活动与污水处理厂的排放。按颜色分,彩色与透明比例大,黑色与白色占比较少。水样中碎片类高于颗粒类,沉积物中相反。傅里叶红外光谱仪分析表明,颗粒类和纤维类微塑料为聚乙烯,碎片类为聚丙烯,发泡类为聚苯乙烯。[结论] 微塑料普遍存在河流水体与沉积物中,污染状况处于一个较高水平,主要来源于人们的日常活动与污水处理厂的排放。     

径流季节变化对清水河河道生态环境需水量的影响

[目的] 估算清水河河道生态环境需水量,为保证清水河发挥其正常生态功能以及流域内水资源的合理配置提供依据。[方法] 通过对清水河流域用水情况实地调查,在分析整理多年水文统计资料的基础上,考虑生态用水安全,根据清水河径流随降水时间的季节性变化特点以及流域多年水文变化特征,在空间上选取清水河干流的不同断面计算河道生态环境需水量。针对需要满足河流不同生态功能要求,分别采用Tennant法、面积定额法,90%保证率最枯月水量法等方法计算河道基础生态需水量、蒸发需水量、输沙需水量以及水体自净需水量。[结果] 清水河河道生态环境需水量包括基础生态需水量、蒸发需水量、输沙需水量及水体自净需水量,年需水总量上游段为6.29×10⁶ m³,中游段为6.57×10⁷ m³,下游段为1.65×10⁸ m³。[结论] 清水河河道生态环境需水量与泥沙含量和水质有直接关系。泥沙含量高是清水河河道生态环境需水量高的最主要因素。     

基于稳定同位素技术的黄河支流河岸植被水分来源解析

[目的] 分析比较不同水分梯度下植物水的氢氧同位素特征,为黄河流域生态保护与防蚀控沙中适宜物种的筛选提供一定的理论基础。[方法] 采用氢氧稳定同位素技术,基于HYSPLI4气团轨迹模型和贝叶斯混合模型MixSIAR,分析黄河主要支流—西柳沟河流河岸不同水分梯度下优势植物对潜在水源利用率,进而提出不同植物的水分利用策略。[结果] 研究区在采样期间降水的水汽主要来源于西北季风输送和局地蒸发。在水分充足的河漫滩样地,植物以浅层土壤水（0—30 cm）为主要水源。距离河道较远的河谷阶地上,草本类植物主要利用浅层和中层土壤水（0—70 cm）,灌木类和高大草本类植物转而吸收更深层的土壤水（70—100 cm）,出现水文生态位分离的现象。[结论] 当水分缺乏时,灌木类植物会因为吸水模式的优势具有更强的生存竞争力。灌木类植物是黄河流域生态保护与防蚀控沙的适宜物种。     

2004-2011年滹沱河忻州段水质变化及影响因素

[目的]研究2004—2011年滹沱河流域忻州段地表水水质的变化,并对影响水质变化的自然社会经济因素进行探讨。[方法]利用2004—2011年的水质监测数据和有关的自然社会经济统计数据,采用有机污染综合指数方法。[结果](1)滹沱河忻州段近8a的地表水水质变化可分为持续恶化和快速改善两个阶段,2007年是水质变化趋势的转折点,两个阶段有机污染综合指数(T值)分别为5.51和2.85。(2)自然因素方面,河道水量、降水量与水质均呈负相关,相关系数分别为0.675,0.532(p0.01)。河道水量、降水量对各河段水质改善作用有限。社会因素方面,水质恶化主要与工业废水排放量、施用化肥量、生活污水排放量、污水处理能力有关,相关系数分别为0.689(p0.01),0.633(p0.01),0.465(p0.05)和0.905(p0.01)。[结论]2009年后虽然生活污水超过了工业废水排放,但污水处理厂的达标运行使河段水质进一步改善,污水处率是今后该地区水质持续改善的前提保障。经济发展与城镇化并未给水质带来压力,而且经济发展已成为改善水质的积极动力。