南水北调中线不同调水方案下的汉江水华发生概率分析

为评估南水北调中线工程对汉江中下游水华的影响，从汉江水华的成因机理分析入手，提出了汉江水华发生概率的计算模型．该模型由河流一维水动力学模型、水体富营养化模型以及随机数生成模型组成，它不仅可以模拟汉江水华的发生机理，而且可以对诱发水华的各种因子进行随机抽样组合，从而求出中线调水不同方案实施后汉江水华的发生概率．计算结果表明，在现状情况下汉江水华的发生概率为9．2％，南水北调中线各调水方案（无引江济汉工程）实施后，汉江水华发生的概率将有一定程度的增加，而如果调水方案与引江济汉工程同时兴建将大大减少汉江水华发生的概率．最后提出建议，汉江自身的水污染治理是减少水华发生概率的最根本措施，而丹江口水库和引江济汉工程的联合调度将会减小汉江水华发生的概率．     

南水北调中线工程对汉江中下游水华的影响及对策研究(Ⅱ)——汉江水华发生的概率分析与防治对策

为了评估南水北调中线工程对汉江中下游水华的影响,根据汉江水华发生的成因和关键因子的分析结果,对汉江水华发生的概率进行了定性分析;应用水动力学模型和富营养化动力学模型以及随机模拟法对汉江水华发生的概率进行了定量计算,并提出了相应的防治对策。结果表明熏南水北调中线工程145×108m3方案实施后将增加汉江水华发生的概率,而引江济汉工程的兴建将极大地减少汉江水华发生的概率。汉江自身的水污染治理是减少水华发生概率的最根本措施。丹江口水库增加枯水期下泄流量和三峡电站减少枯水期下泄流量的联合调度将减小汉江水华发生的概率。     

汉江水华的影响因素分析及控制方法初探

从分析汉江水华的状况、影响因素及其水华发生的参数阈值着手,初步探讨了汉江水华的控制方法。     

南水北调中线工程对汉江中下游水华的影响及对策研究(Ⅰ)——汉江水华发生的关键因子分析

为了评估南水北调中线工程对汉江中下游水华的影响,在广泛现场监测、资料收集、调查论证工作的基础上,应用水动力学模型和富营养化动力学模型对汉江水华发生的成因和关键因子进行了分析。汉江水华发生的主要原因有3个:汉江中游进入城区的排污量日趋增大,藻类等生物所需的氮、磷等营养物质严重过量(此乃根本原因);汉江水枯同时长江水位增高使汉江流速变缓,产生类似于湖泊的水流特性;春季气温偏高。在已满足藻类生长需求的营养条件下,流量和流速是制约汉江水华发生的关键(敏感)因子,南水北调中线工程对汉江中下游水华的影响将主要体现在水文因子上。     

汉江“水华”成因分析及防治

汉江是长江的最大支流，是陕西、湖北两省沿岸居民生活用水和工业用水的重要水源，随着沿岸人口的增加，工业的发展，排污量不断增加，使汉江水质逐年下降，于近几年多次出现水华，本文在调查的基础上，对汉江水华成因进行了分析并提出了防治措施，供有关部门参考。     

汉江“水华”成因分析及防治

汉江是长江的最大支流,是陕西、湖北两省沿岸居民生活用水和工业用水的重要水源。随着沿岸人口的增加,工业的发展,排污量不断增加,使汉江水质逐年下降,于近几年多次出现水华。本文在调查的基础上,对汉江水华成因进行了分析并提出了防治措施,供有关部门参考。     

汉江下游江段春季频发“硅藻水华”原因分析

根据汉江下游从1992年至2000年发生的3次“硅藻水华”跟踪调查资料和近10年的汉江下游水质监测数据，对汉江下游水华的特征、发生的原因、以及发展趋势进行研究和探讨。结果发现汉江下游水体中浮游植物生长所必须的磷、氮等营养物质浓度均已超过典型的富营养化湖泊，并逐年上升。这是汉江水华频繁发生的主要原因。另外，汉江流域近年常出现暖春，干旱气候，导致汉江下游水流减缓、水温升高、光照充沛，为浮游植物大量增殖提供了适合的环境。     

汉江下游河流型水华暴发的多影响要素特征识别

水体富营养化通常发生于湖泊和水库等闭合水域,在大型流动性河流中通常较少发生.然而,随着近年来人类活动的干扰,汉江中下游水华事件频繁暴发,给沿岸居民的饮用水安全带来了严重隐患.科学辨识可能导致汉江下游水华暴发的多要素变化特征,是揭示河流水华成因和优化上游水利工程调度的重要依据.基于收集的汉江流域下游气象、水文、水环境和水生态长序列数据,系统检测了可能导致汉江河流型水华暴发的多要素特征和不同时期的变化差异.结果表明:①汉江中下游降雨量（1961-2015年）下降、气温（1961-2012年）显著上升,汉江流域近50年气候逐渐呈现暖干的变化趋势.②1992-2013年汉江中下游径流变化呈显著下降趋势,在水华严重暴发的2008-2011年,汉江干流中下游主要断面年均流量和水位均处于历史上相对较低的一段时期.③2004-2014年汉江下游主要水环境指标变化趋势不显著,但总体水质状况较差,水华年ρ（COD_Mn）和ρ（TP）明显高于非水华年.④汉江水华暴发季节时间自2008年后有明显前移趋势,每年春季的2月中下旬-3月中旬将是水华暴发的重点防控时段.研究显示,汉江下游藻密度的变化相对于营养盐和水文情势要素更加敏感,在不同水华暴发时期的差异也最为显著,是导致河流型水华暴发的主要驱动因素.      

汉江流域水资源现状及承载力研究

汉江流域特别是中下游分布着较为发达的农业区或产业区,其自身经济总量在长江流域举足轻重,若干产品在全国占有突出地位,尤其是粮食生产在全国粮食生产战略中具有重要地位。伴随着汉江经济社会发展快速增长,尤其是本世纪以来,对汉江水资源的需求也日益增长,水生态环境压力日益加大,流域水安全面临较大挑战,本研究依据汉江流域的水资源现状,通过指标分析法展开对汉江流域承载力的研究,为合理开发利用汉江流域的水资源提供借鉴意义。     

调水及梯级开发对汉江襄阳段水环境容量影响

汉江是襄阳市主城区唯一水源地和纳污水体,其水质状况对襄阳市和汉江中下游的社会经济发展和人民生活影响重大。对南水北调中线调水及汉江梯级崔家营建成后的汉江襄阳段环境容量进行了预测,为该区域的水污染物总量控制提供科学依据。结合汉江襄阳段的水质、水文条件以及排污状况,采用零维和二维水质模型相结合,对该江段的水环境容量进行了计算。结果表明:与现状相比,2015年汉江襄阳段主要污染物COD和NH1-N的水环境容量在多数江段呈下降的趋势,尤其是丰水期和平水期下降较为明显。     

红色赤潮藻主导的混合赤潮对浮游生物群落结构的影响——以浙江南部沿海为例

根据2016年6月中旬浙江南部沿海一次红色赤潮藻主导的混合赤潮的调查数据,分析了赤潮海域和非赤潮海域浮游生物的种类及丰度、优势种、多样性指数差异以及其与水环境因子的相关性。结果表明,该海域共鉴定出浮游植物22种,浮游动物20种,赤潮区浮游植物平均丰度显著高于非赤潮区,赤潮区与非赤潮区浮游动物平均丰度和生物量差异不显著。赤潮区浮游植物均匀度指数显著低于非赤潮区,而赤潮区和非赤潮区浮游动物各指数均差异不显著。赤潮发生对桡足类影响较大,其在赤潮区的种类和丰度均显著少于非赤潮区。主成分分析结果表明非赤潮区最主要优势种红色赤潮藻与氮磷浓度呈正相关,赤潮区则相反。浮游动物总丰度在非赤潮区及赤潮区均与叉状角藻丰度呈正相关,与有毒赤潮生物具刺膝沟藻丰度呈负相关。以上结果表明红色赤潮藻为主的混合赤潮爆发能够显著改变赤潮发生海域浮游生物的群落结构。     

臭氧氧化铜绿微囊藻及其对水质的影响

针对水华典型污染藻类-铜绿微囊藻(Microsystis aeruginosa),采用臭氧氧化处理,研究臭氧除藻及其对水质的影响。细胞氧化前后的光学显微摄影图片表明:氧化剂对细胞结构的完整性有明显的破坏作用,细胞最后被裂解成大小不等的碎片,同时胞内物质释放,导致溶解性有机碳(DOC)有所升高。藻细胞数量和叶绿素含量(以OD440、OD680和叶绿素a含量表示)均发生相应的降低。此外,藻液水质的pH值、浊度、UV254有一定的改善作用。     

太湖北部水体溶解性氨基酸分布特征及其环境意义

为探讨溶解性氨基酸(DAAs)在太湖水体中作为指示有机质来源及降解特征生物标记物的可能性,对太湖北部不同水域2种分子量级(胶体态:1kDa~0.5mm;真溶解态:<1kDa)的DAAs的空间分布、分子量分布、组成变化及对DOM的相对贡献等方面进行了调查研究.结果表明,太湖水体DAAs大多数以真溶解态存在,平均占DAAs的90%.不同湖区DAAs的含量及分子量组成不同,梅梁湾污染河口区、中心区、湾口区及太湖湖心区DAAs的含量分别为14.5, 34.7, 59.8, 24.0nmol/L,其中真溶解态的比例分别为94%, 88%, 89%及90%. DAAs的空间分布说明太湖的浮游生物内源是太湖DAAs的主要来源.组氨酸、精氨酸、赖氨酸、丝氨酸、酪氨酸是现存的主要氨基酸.氨基酸的成分变化能反映有机质从高分子量向低分子量转变的降解趋势,可作为指示溶解性有机质(DOM)降解的生物标记物.氨基酸碳(AA-C)与溶解性有机碳(DOC)的比值可以作为DOM生物降解性的评价参数,反映湖泊水体中与生物活性相关的DOM动态变化.     

江湖关系变化及其对鄱阳湖水环境影响研究——代“江湖关系变化及其对鄱阳湖水环境影响研究”专栏序言

近年来,江湖关系变化成为影响鄱阳湖水环境的重要因素之一.立足于近年来鄱阳湖与长江江湖关系变化,试图通过鄱阳湖发展演变及江湖关系变化影响因素,以及江湖关系变化对鄱阳湖入湖污染负荷、水质、沉积物和藻类水华影响等方面,深入揭示江湖关系变化对鄱阳湖水环境影响机理.其中,从N、P生物地球化学循环的角度切入,研究揭示江湖关系变化对水体和沉积物N、P等生源要素的产生、输移、转化与降解过程以及赋存形态与时空分布等的影响机理;利用水质-水动力耦合模型量化江湖关系改变对鄱阳湖水动力及水质的影响;应用SWAT模型以及GIS技术,定量估算了江湖关系变化对鄱阳湖入湖营养盐负荷及其典型湿地植被景观格局时空变化的影响;利用现场观测和室内模拟试验研究预测了江湖关系变化对鄱阳湖藻类水华风险的影响,并讨论分析了其影响的重点区域和时段.     

鸭河口水库水体浮游植物预测研究

考虑浮游植物的增长和沉降等因素,采有质量平衡模型,选择合适的预测参数,对鸭河口水库水体浮游植物浓度进行了预测研究,揭示了本浮游植物浓度随时间变化规律,为鸭河口水库富营养化防治奠定基础。     

藻源性湖泛发生过程的季节差异

藻源性湖泛在春季和夏季均有发生,但湖泛发生的完整过程在野外很难被追踪到.本文利用专利装置进行了春季与夏季藻源性湖泛的室内发生模拟,研究了湖泛发生过程中水体视觉和嗅觉两方面特征指标的变化过程.结果表明:湖泛在春季比夏季需要更长的酝酿时间方可发生,且持续时间较短;春季湖泛发生时水体真色度与悬浮固体含量均要高于夏季,且波动更显著;夏季湖泛致臭物质的变化较春季更明显,具有迅速、持久的特点;春季与夏季藻源性湖泛过程均具有嗅觉特征先于视觉效果显现的现象,即呈现先臭后黑的特点.     

铜陵市河湖湿地浮游生物群落结构特征及影响因素

以铜陵市河湖湿地为研究对象,通过开展2020年12月(枯水期)、2021年3月(平水期)和6月(丰水期)的水环境和浮游生物采样调查,综合分析浮游生物群落结构的时空变化特征,探讨了水环境因子、水闸分布等对浮游生物群落结构的影响。结果显示:共采集到的浮游植物有7门60属102种,主要隶属于蓝藻门和硅藻门,春季、夏季物种数多,冬季物种数少;共采集到的浮游动物有3门21属32种,其中轮虫占优势。铜陵市河湖湿地浮游生物群落结构主要受水温、溶解氧、总磷等环境因子的影响,此外还与水闸分布密度密切相关。高密度的水闸分布影响河湖的自然生境,浮游生物密度较高。从城市河湖湿地长期保护与生态修复的角度考虑,在保障防洪排涝的条件下,适当调节水闸的分布以及开启频率,可为浮游生物提供更有利的湿地生境条件。     

城市湖库蓝藻水华形成机理综合建模研究

蓝藻水华形成是诸多营养及环境因素相互作用的结果,因此,本文对城市湖库蓝藻水华形成(包括复苏、萌芽、生长、暴发阶段)这一复杂生态过程进行了综合建模研究.通过在阳光房中模拟湖库蓝藻水华形成过程,采用正交实验分析获得蓝藻生长的关键影响因素,并为蓝藻水华形成机理建模提供相应参量.在此基础上,构建了用于模拟湖库蓝藻水华形成过程的蓝藻生长机理模型,采用遗传算法对机理模型中涉及的参数进行优化率定;同时,考虑蓝藻水华暴发阶段具有突变特性,建立了描述蓝藻水华暴发状态的尖点突变模型,进而构建了城市湖库蓝藻水华形成各阶段的综合机理模型.实验仿真结果表明,该综合机理模型能较好地模拟城市湖库蓝藻从复苏到暴发整个过程的变化规律,且该模型结合了数学机理建模和智能方法的优势,克服了单一蓝藻水华机理模型的缺陷,为湖库蓝藻水华形成机理的深入研究提供了新思路.     

东海春季赤潮前后沉积物-海水界面营养盐交换速率的研究

应用实验室培养法现场研究了3～5月东海硅藻赤潮发生前后10个站位的营养盐在沉积物-海水界面的交换,并应用连续函数拟合法计算了营养盐的界面交换速率.结果显示,NO^-₃-N在赤潮前向沉积物中汇聚［-1.33～－0.68 mmol/(m²·d)］,赤潮后却基本由沉积物向海水中释放［－0.69～0.82 mmol/(m²·d)］.NH⁺₄-N在赤潮前后大都从沉积物中释放［－0.65～1.46 mmol/(m²·d)］,赤潮后释放速率小于赤潮前.NO^-₂-N赤潮前后除Zc17站外都向沉积物中汇聚［－0.09～0.05 mmol/(m²·d)］,赤潮后汇聚速率稍高.SiO^2-₃-Si在所有站位都由沉积物向海水释放［0.85～9.23 mmol/(m²·d)］,其赤潮后速率高于赤潮前.PO^3-₄-P在赤潮前向沉积物中汇聚［－0.06～－0.01 mmol/(m²·d)］,在赤潮后却由沉积物向海水中释放［0～1.26 mmol/(m²·d)］.NO^-₃-N和PO^3-₄-P向东海近海沉积物的汇聚在春季不利于硅藻赤潮的暴发,但其在硅藻赤潮暴发后从沉积物的大量释放为后面紧接的大面积甲藻赤潮的暴发提供了重要的营养物质补充.