南苕溪青山湖流域水污染特征分析

【摘要】：南苕溪是太湖的源头水系,其水质状况对杭嘉湖平原居民饮用水安全和太湖流域的治理有重要意义。污染物总量控制和非点源污染防治是环境领域的研究重点。目前的研究集中在西苕溪流域,有关南苕溪流域水环境质量的报道少见。本试验以南苕溪青山湖流域为研究对象,利用改进的模糊层次分析法进行水质评价;选取其中污染严重的锦溪下游锦城段,利用物量平衡法对河道点源污染进行水环境容量测算;同时,利用输出系数法对该段集水区面源污染进行污染负荷估算。以上试验研究的主要结论如下: 1)论文克服以往的模糊层次分析法低估污染的严重性和不能评价劣Ⅴ类水质的缺点,建立了一个改进的模糊层次分析模型;以流域实测水质资料为依据,应用该模型对南苕溪青山湖流域的水质及其时空变化进行了评价。改进的模糊层次分析法以各级水质标准上、下限的中间值为限值,来计算隶属度。这样就可以得到六个隶属函数,更符合研究问题的要求。评价结果表明:TN是主要的污染物,它的权重达到0.487;各断面水功能区超标严重,总体达标率仅为18.75%,属富营养化河流。 2)针对南苕溪支流锦溪的污染现状,选其下游城镇区锦城段进行水环境容量研究。将研究区划分成不同的河段,应用物量平衡关系推算水环境容量模型。选取NH3-N和COD为评价指标,反推出最枯月NH3-N和COD的降解系数,利用配线法和水文比拟法求出典型水文年,再结合临安市水文特征,将各典型年份划分出不同水文期,分析各河段环境容量。计算结果表明,控制上游来水的NH3-N总量是锦溪水质改善的基础,枯水期至少要削减19.84 kg·d~(-1),平水期至少要削减36.50 kg·d~(-1)才能满足水功能区要求。同时,还要提高沿岸截污力度和点源排放达标率。 3)在锦溪下游城镇区锦城段集水区,进行了4种土地利用类型、3种降雨强度的野外模拟降雨实验,综合分析了产流产污规律。结果表明,对于同种用地类型,随着降雨强度的增加,各污染指标初始冲刷浓度和平均浓度总体是增加的;同种降雨强度条件下,林地、农田、草地的TN、TP大于公路,COD均相差不大,仅在大雨强条件下,公路的COD大于其它三类用地;从各污染物含量来看,产污过程主要污染是氮污染。 4)集水区内不同土地利用类型的UPLRs计算表明,除NH3-N外,公路的UPLRs都最高,TN、TP、COD值分别高达53.38 kg·hm~(-2)·a~(-1),9.19 kg·hm~(-2)·a~(-1),745.53 kg·hm~(-2)·a~(-1)。农田的UPLRs中NH3-N最高,TN、TP、COD分别为43.81 kg·hm~(-2)·a~(-1),8.80 kg·hm~(-2)·a~(-1),500.55 kg·hm~(-2)·a~(-1),仅次于公路。草地的UPLRs均最小,TN、NH3-N、TP、COD值分别为30.28 kg·hm~(-2)·a~(-1),13.62 kg·hm~(-2)·a~(-1),5.49 kg·hm~(-2)·a~(-1),213.65 kg·hm~(-2)·a~(-1)。总的来说,UPLRs的顺序为:公路﹥农田﹥林地﹥草地。 【关键词】：水质评价 面源污染 环境容量 年污染负荷 人工降雨 南苕溪
【学位授予单位】：浙江农林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：X52
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-11
• 1 文献综述11-23
• 1.1 水质评价方法研究进展11-13
• 1.1.1 指数评价法11-12
• 1.1.2 基于数学综合模式的水质分类分级方法12
• 1.1.3 基于多元统计分析的水质综合指标确定方法12-13
• 1.1.4 基于“3S”技术的水质时空特征评价方法13
• 1.2 水环境容量研究进展13-16
• 1.2.1 总量控制思想与水环境容量概念13-14
• 1.2.2 我国水环境容量的研究进程14
• 1.2.3 河流水环境容量计算方法的研究进展14-16
• 1.2.3.1 河流水环境容量主要计算方法14-15
• 1.2.3.2 我国河流水环境容量计算应用研究15-16
• 1.3 降雨径流污染与负荷估算16-19
• 1.3.1 人工模拟降雨方法对降雨径流污染机理研究进展17-18
• 1.3.2 降雨径流污染负荷估算18-19
• 1.3.2.1 降雨径流污染负荷主要估算方法18
• 1.3.2.2 输出系数法的应用研究进展18-19
• 1.4 本课题的提出、意义及研究内容19-23
• 1.4.1 本课题的提出及意义19-20
• 1.4.2 本课题的研究内容及创新点20-21
• 1.4.2.1 本课题的研究内容20-21
• 1.4.2.2 本课题的创新点21
• 1.4.3 技术路线21-23
• 2 南苕溪青山湖流域概况23-27
• 2.1 水文气象概况23-25
• 2.2 地貌土壤概况25-26
• 2.3 社会经济概况26-27
• 3 南苕溪青山湖流域水质评价27-37
• 3.1 调查与分析方法27-28
• 3.1.1 监测断面设置27-28
• 3.1.2 采样与分析方法28
• 3.2 模糊层次分析方法28-33
• 3.2.1 层次结构模型的建立28-29
• 3.2.2 建立模糊评价矩阵29-31
• 3.2.3 确定权重31-33
• 3.2.4 综合评价33
• 3.3 结果与分析33-35
• 3.3.1 主要影响因子33-34
• 3.3.2 时间变化34
• 3.3.3 空间变化34-35
• 3.4 结论35-37
• 4 锦城段水质时空变化规律与水环境容量分析37-51
• 4.1 材料与方法37-38
• 4.1.1 研究区概况37-38
• 4.1.2 采样与分析方法38
• 4.2 水质评价与分析38-44
• 4.2.1 锦溪入库口水质变化规律38-39
• 4.2.2 各水质指标的动态变化39-40
• 4.2.3 锦溪锦城段的水质评价40-44
• 4.2.3.1 评价依据40
• 4.2.3.2 评价方法40-41
• 4.2.3.3 评价结果41-44
• 4.3 水环境容量模型44-50
• 4.3.1 基本假设44
• 4.3.2 环境容量计算模型44
• 4.3.3 模型因子及参数确定44-46
• 4.3.3.1 污染物浓度44-45
• 4.3.3.2 河流流量45-46
• 4.3.3.3 降解系数K46
• 4.3.4 结果讨论46-50
• 4.3.4.1 NH3-N 剩余环境容量46-48
• 4.3.4.2 COD 剩余环境容量48-49
• 4.3.4.3 削减量的确定49-50
• 4.4 结论与建议50-51
• 5 人工降雨条件下锦溪锦城段集水区面源污染负荷估算51-69
• 5.1 研究方法51-56
• 5.1.1 人工降雨实验方法51-54
• 5.1.1.1 人工降雨装置51-52
• 5.1.1.2 人工降雨径流小区概况52
• 5.1.1.3 样品收集与分析52-54
• 5.1.2 面源污染负荷估算方法54-56
• 5.1.2.1 年污染负荷估算方法54-55
• 5.1.2.2 集水区面积及其面源污染负荷估算55-56
• 5.2 结果分析56-66
• 5.2.1 不同土地利用方式不同降雨强度下的污染物流失规律56-63
• 5.2.2 各参数的确定63-65
• 5.2.2.1 径流浓度63-64
• 5.2.2.2 径流系数64
• 5.2.2.3 校正系数64-65
• 5.2.3 不同土地利用类型污染负荷计算65-66
• 5.2.3.1 年污染负荷估算65-66
• 5.2.3.2 面源污染负荷估算66
• 5.3 结论66-69
• 6 结论与展望69-71
• 6.1 主要结论69-70
• 6.2 研究展望70-71
• 参考文献71-79
• 个人简介79-81
• 致谢81

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