辽东湾入海河流污染物通量特征及来源分析

来源 :大连理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:W200582166
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入海河流作为通路与载体,通过地表水循环系统将流域中产生的污染物质输送到近海,是陆源污染物质来源中的重要途径之一。虽然水环境治理工作成效显著,但受水文气象和人类活动的双重影响,入海河流水质反弹后的通量输送和有限的近岸海域纳污能力使得湾体局部依然存在中或重度富营养化现象,因此通量的有效估算对开展陆源污染物质整理工作、改善近海海域水质意义重大。本文以辽东湾主要入海河流作为研究对象,在水文水质状况分析评价的基础上,主要借助LOADEST(Load estimator)统计模型研究入海河流相关有机物、营养盐污染物输送通量,并分析其时段演化趋势,探究不同水文时期径流量与浓度值对通量值的影响。之后利用多元统计分析方法对入海河流污染物来源进行识别判定并提出治理建议。主要研究成果如下:(1)河流入海断面处的径流量总体呈减少趋势,年际与年内变化幅度较大,水体季节性污染现象突出。在2010-2019年间,辽河、大辽河、大凌河、小凌河的多年平均径流量分别为29亿m~3、51.7亿m~3、4.89亿m~3和1.96亿m~3,径流差积曲线均在2013年后呈减小趋势。辽河、大辽河、大凌河的多年月平均径流量呈现“双峰”变化,灌溉期和汛期的水量全年占比在40%左右。借助内梅罗综合污染指数法,入海断面处数值超过1且达到轻、中度污染级别的时段多存在于4-5月份和10-12月份,季节差异性明显。(2)基于LOADEST模型的污染物通量回归方程差别较大,大辽河污染物通量占比突出。根据AIC和SPPC最小准则,利用判定系数R~2和纳什系数E大于0.6的基准,经过校准与验证,确定辽河、大辽河CODMn、BOD5、TP的5、4、7参数及4、7、4参数,大凌河、小凌河CODMn、BOD5的3、2参数及5、5参数方程均有效。选择方法,计算辽河、大辽河、大凌河、小凌河CODMn的2015-2019年平均入海通量分别为12086t/a、19320 t/a、2871 t/a、1515 t/a;BOD5分别是12352 t/a、6884 t/a、1952 t/a、841 t/a;NH3-N结果为3112 t/a、935 t/a、242 t/a和103 t/a;TP为641 t/a、297 t/a、60 t/a、27 t/a。(3)有机物、磷指标通量的时段变化过程受径流量影响较大,NH3-N指标的通量结果与流量、浓度值的相关性均较弱。四条河流的年内通量峰值多出现在平水期5月份和丰水期8月份,且箱体图分布中出现平水期>丰水期的现象,说明平水期部分时段内通量数值受调水灌溉影响更大。通过线性拟合,发现NH3-N浓度、径流量与通量相关系数在0.2713以下,猜测该指标受流量与浓度共同影响,需要进一步研究。(4)利用主成分分析和聚类分析方法,得出辽河水系以生活、农业污染源为主,浑太水系存在生活、工业、农业污染源类型,凌河水系以工业、农业污染源为主。然后,系统聚类辽河、浑太、凌河水系为4、4和3大类,识别并划分出相似属性的污染来源。
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