非点源污染河流的水环境容量动态分析与定量研究

发布时间：2018-10-08 18:52

【摘要】：水环境污染,是影响我国经济发展和人民生活的突出问题,南方地区流域水质富营养化现象更是屡见不鲜。随着对点源污染的控制力度加大,非点源引起的水环境问题日益凸显。在非点源污染治理与控制实践中,如何将非点源的污染过程及其控制目标定量化是最基础和最关键的一步,也是本领域当前的研究热点和难点。本文以浙江省东部的长乐江流域作为研究对象,于2007年1月至2012年12月,对长乐江流域干流和支流的6个监测断面进行连续逐月的水质监测,并在对流域水环境质量进行综合评价的基础上,采用LOADEST模型对监测期间的每日污染物负荷量进行模拟并估算流域污染物年均负荷,计算流域剩余水环境容量并分析其动态变化特征;根据流域的实际污染特征和各支流的水环境容量的余缺情况,针对性地提出了流域污染物的削减控制方案。主要结论如下:1.监测期间长乐江流域综合水质从上游到下游逐渐变差,空间变化比较均匀和平缓,而时间变化非常大,具有典型的非点源污染为主的水质变化特征,河流水质变化主要受气候和人为活动等因素的影响。COD和干流NH_4~+-N 一般可满足Ⅰ类水标准,支流的NH_4~+-N浓度基本在Ⅱ类水范围内,TP大致处于Ⅱ类和Ⅲ类水标准之间,而TN浓度全程全年超过了 2.0 mg·L~(-1)。因此,该流域存在较大的污染风险,主要问题是TN富营养化的非点源污染控制。2.长乐江流域是雨水径流补给型的河流,流域月均流量与降雨量呈显著线性正相关(R~2=0.7362,p0.01);空间上,随着流域面积的增加,河流流量从上游到下游依次递增,多年平均值从最上游测点的1.98m~3/s增加到流域出口的13.08m~3/s;时间上,3～8月位于高流量区,且在6月份的多年日均流量达到最大(49.5m~3/s);9月至次年2月多位于中、低流量区,最低日流量一般出现在1月,多年平均日流量最低值为8.61 m~3/s。3.在一定的水质标准下,水环境容量是水体水量的函数。但对于非点源污染为主的河流,沿河汇入的径流既是河流水量增加水源,同时也是主要污染源。长乐江流域TN年均负荷为1469.6 t·a~(-1),负荷量与流量呈显著线性正相关(r=0.92**)。因此,非点源污染为主的河流,实际水环境容量并不一定随河流水量的增加而增加。本文采用剩余水环境容量(即理论水环境容量与实际水体负荷量的差值),来表征非点源污染河流的实际水环境容量变化。结果表明,长乐江流域全年TN水环境容量为826.92 t·a~(-1),并且存在着显著的季节性变化。长乐江出口断面剩余水环境容量与河流水量呈非线性负相关(y =-0.0015x~2-0.0804x-0.1211;R~2=0.564),表明实际水环境容量随着河流径流量的增加而降低。4.长乐江流域TN负荷的季节分布特征为:夏季(6-8月)的TN负荷占全年负荷的比例位于30%～40%,是一年中氮素流失的高峰阶段。其次是春季(3-5月)和冬季(12-2月),所占TN年均负荷比例依次为21.4%～28.68%、20.99%～30.45%,,秋季的TN年均负荷比例为16.31%～18.88%。5.根据计算所得的水环境容量和流域污染源特征,得出了长乐江流域污染物入河量控制方案和投(排)放削减量控制方案。流域TN现状入河量总削减量为642.68 t·a~(-1),流域内化肥农药施用、畜禽养殖与农村生产生活的年投(排)放削减量分别为1481.8 t·a~(-1)、318.16t·a~(-1)和417.32t·a~(-1)。郯源江和崇仁江是需要重点削减的子流域。
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【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：X26;X52

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