北运河流域水质时空演变趋势评估与预测
近年来，中国城市化水平愈来愈高、工业化的发展速度以及人口的增长速度也在逐渐加快，同时全球气候开始发生变化，导致流域水环境恶化，有关问题已开始引起相关部门关注。北运河是北京市五大水系中唯一发源于北京且干流常年有水的河流，承担着北京中心城区90％的排水任务，流域内人口集中、城市化水平高、生活污染排放量大，造成北运河流域内污染物排放量远远超过环境容量，河道水质污染严重，在北京市五大水系中水质最差。流域水环境质量的提高改善与居民的生活以及社会生产等都有着密切的联系，同时，流域水环境质量也是相关管理部门关心的核心问题，研究水质的时空分布特征和水质预测对于流域水环境管理保护具有重大意义。 本文从水环境质量改善出发，根据流域特点，分析流域水质时空分布特征，构建流域水质预测模型。研究区域选择北运河流域的14个水质监测断面开展水质时空分布特征及水质预测模型的分析研究。本文主要研究内容及成果主要分为以下几部分: (1)收集整理北运河流域2015～2019年沙子营、清河闸、沙窝、鼓楼外大街、白石桥、花园路、新八里桥、广北滨河桥、大红门闸上、王家摆、老夏安公路、秦营扬水站、土门楼、北洋桥14个监测断面的水质监测数据;同时整理了北运河流域的人口、社会经济等概况。 (2)采用多元统计分析方法对北运河流域14个水质监测断面开展水质时空演变趋势评估。水质在时间分布上呈现显著的年内变化特征:丰水期水质要好于枯水期和平水期水质，表明汛期区域径流能够降低河流中的污染物浓度，对区域河流水体具有一定的稀释作用，也表明雨水径流资源的综合利用、调度对于改善区域水质具有重要作用。平水期水质最差，说明沉积物的扰动使污染物再次释放到环境中，同时说明内源二次污染是重要的污染来源。在空间分布上14个断面被分为两种类型，各类型断面主要影响因子、污染物浓度值等较为相近，第一类断面是鼓楼外大街、白石桥、北洋桥、清河闸、广北滨河桥、大红门闸上和花园路断面，第二类断面分别是王家摆、秦营扬水站、土门楼、沙窝、新八里桥、沙子营和老夏安公路断面。主要污染物浓度空间差异分析表明，第二类断面水质优于第一类断面水质。 (3)构建人工神经网络模型和时间序列模型开展流域水质预测。根据数据收集情况确定了溶解氧(DO，mg/L)、化学需氧量(COD，mg/L)、五日生化需氧量(BOD5，mg/L)、氨氮(NH3-N，mg/L)、总磷(TP，mg/L)五项水质指标作为研究对象进行分析预测。预测结果显示各断面水质总体上呈现逐渐变好的趋势，部分断面的个别指标有一定的波动，可能是当地的工程项目施工造成的干扰，但是整体发展趋势良好，应该继续加强水质的监督管理，营造更好的水环境。 (4)针对水质时空分布特征及水质预测结果提出水环境质量管理管控措施。注重源头排放，将污染“扼杀在摇篮”，完善产业布局;加强污水的监督监察，联动治水;加大末端治理力度，加大资金投入;建立完善跨省市流域的协调联动机制;建立统一的管理机构，完善跨界/境环境管理;明确上/下游区域的责任。
北运河流域;水质监测;时空演变;预测模型
北京化工大学
硕士
环境科学与工程
林爱军;姚瑞华
2021
中文
X832
2021-09-24（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）