BP模型在河流水质预测中的误差分析

为验证BP模型在河流水质预测中的有效性,利用仿真技术模拟一条河流污染物的变化趋势,并得到大量的河流水质参数数据.用上游已知河段的水质数据预测该河流下游10个检测断面的水质状况.预测过程分2种情况进行:长距离预测(一次连续预测下游10个河段)和短距离预测(每次连续预测下游2个河段),并以MSE函数生成均方误差作为对2种预测方法性能的检验.结果显示,长距离预测的性能低于短距离预测,2种方法对溶解氧预测的均方误差为0.432和0.035,对生化需氧量预测的均方误差分别为0.243、0.055.     

BP模型在河流水质预测中的误差分析

为验证BP模型在河流水质预测中的有效性，利用仿真技术模拟一条河流污染物变化趋势，产生大量的河流水质参数数据。用上游已知河段的水质数据预测该河流下游10个检测断面的水质状况。预测过程分2种情况进行：长距离预测（一次连续预测下游10个河段）和短距离预测（每次连续预测下游2个河段）。并以MSE函数生成均方误差作为对2种预测方法性能的检验，结果显示，长距离预测的性能低于短距离预测，2种方法对溶解氧预测的均方误差为0.432和0.035，对生化需氧量预测的均方误差分别为0.243,0.055。     

描述北方河流封冻期BOD-DO动态的数学模型

本文定量地研究了北方河流封冻期BOD-DO的动态变化规律。提出了一种描述这一动态变化规律的数学模型形式,并且根据在图们江上收集到的实测数据,利用参数估计方法确定了模型中的耗氧系数K_1、复氧系数K_2和BOD沉淀-再悬浮系数K_3.通过实测数据对该模型进行检验的结果证明,它能较好地反映封冻期河流中的BOD-DO动态,可以做为这一时期水质预测与控制的基础。 用数学模型来描述封冻期河流中BOD-DO的变化规律尚属初次,所提出的模型结构形式仍有待于进一步完善。     

基于保护目标制定的湖泊流域入湖河流河段划分方法——以滇池流域为例

通过科学合理地划分河段实现栖息地分类管理是恢复流域生物完整性的重要内容之一.湖泊流域入湖河流空间尺度小、坡降大、生态学过程差异性显著的特点导致其河段类型复杂多样,与河流流域河段类型的大尺度特征具有明显区别,因此,河流流域河段划分指标及其方法不适用于湖泊流域,亟需发展以栖息地分类管理为目的的湖泊流域河段划分方法.本文通过回顾河流分类的概念、划分依据及划分方法的发展历程,明确了湖泊流域河段划分理论基础,提出了基于保护目标制定的湖泊流域河段划分方法,为恢复湖泊流域生物完整性提供了更为精细的管理单元.同时,以滇池流域为例,通过筛选与大型底栖动物敏感种群和濒危种群显著相关的环境因子,建立了由地貌类型、土地利用方式、河水来源、河道人工化情况及水体营养程度构成的指标划分体系;在实现各划分指标空间化的基础上,利用空间叠加聚类技术手段,将滇池流域入湖河流划分为9个河段类型,为滇池流域水生态系统健康恢复提供了科学依据.     

国家水环境质量管理信息系统的研究(续七)

第六章国家水环境质量管理信息系统的需求功能设计(二)河流水质模拟和排污削减量规划是水质管理信息系统的重要功能,对此,根据总体功能的设计要求,提出以下的设计方案。(一)河流水质模拟计算的概要设计通常有三种情况需要进行水质模拟:·对城市区段、河段(或非城市区段、河段)的某种排污控制(削减污染物排放量)方案,进行河流     

辽河流域河流栖息地评价指标与评价方法研究

建立了由底质、栖息地复杂性、速度-深度结合特性、堤岸稳定性、河道变化、河水水量状况、植被多样性、水质状况、人类活动强度和河岸土地利用类型所构成的河流栖息地评价指标体系,确定了各指标的等级划分以及栖息地综合指数的计算方法.结合2005年辽河流域河流生态调查结果,对流域内所调查的28个河段的栖息地质量状况进行了具体评价,并进一步分析了河道栖息地综合指数与河流理化因子、底栖生物以及小流域土地利用状况的相关关系.结果表明:①辽河流域28个河段的栖息地质量状况差异显著,其中10个河段达到了较好等级以上,6个仅为中等水平,12个河段为较差等级以下;②栖息地质量与理化因子、底栖生物指标具有显著相关性,表明栖息地质量是影响水质与生物状况的重要因素;③小流域的人类未利用土地比例与栖息地质量显著相关,表明小流域土地利用程度对栖息地环境质量影响较大,是恢复与保护河流栖息地质量的重要条件.     

亭子口库区水温变化对水生态环境的影响

亭子口水库形成以后，将改变嘉陵江苍溪河段的径流分布状况，通过水库的调节作用来满足水利枢纽各用水功能（如灌溉，发电，防洪等）的要求；同时，水库也改变了天然河流水体的热状况，对库区的水生态环境造成影响，本文采用水温一维扩散模型模拟了建库后的水温分布，并就库区水体热状况的改变对水生态环境的影响进行了分析。     

城市河流异养菌耐药状况及微生物群落结构特征

为深入了解城市河流中细菌的耐药状况和微生物群落结构特征,在西安市浐河和灞河河段8个采样点以及某污水处理厂二级出水排放口采集水样,利用细菌培养技术、PCR检测和DGGE(变性梯度凝胶电泳)分析技术,对河流中异养菌耐药率、四环素抗性基因以及微生物群落结构进行研究. 结果表明:浐河和灞河水样中异养菌对SMZ(磺胺甲恶唑)、TET(四环素)、CIP(环丙沙星)和CTX(头孢噻肟)的平均耐药率分别为18.3%、6.2%、2.7%和1.3%,耐药率高低顺序与污水厂排放水中的异养菌相同. 城市河流中异养菌浓度与其耐药率并不存在显著的相关性. 与上游河段相比,污水厂排放口下游河段的异养菌浓度没有明显增加,但对多种抗生素的耐药率却有所升高. 浐河和灞河中四环素抗性基因主要是tetA和tetB,检出率分别为100%和75%,这意味着城市河流中异养菌对TET的耐药性可能主要通过编码外输泵蛋白的抗性机制来实现. 污水厂排放水进入城市河流,并未显著影响河流中的微生物群落结构,但却使某些原有的敏感物种消失,而病原菌或条件致病菌在邻近污水厂排放口的下游河段则有所增加.      

水体自净系数的研究

在总结国内外关于水体自净规律研究的基础上，简述了影响水体自净的各种主要因素，选择水文、水质监测资料齐全的河段及库段，应用水质模拟方法，优选出水体耗氧系数K_1和复氧系数K_2，通过室内实验分析，求得实验条件下的K_1和K_2值，对比分析室内实验数据和野外监测成果，得出不同水体耗氧系数K_1及复算系数K_2的计算公式，可为生产实际服务。     

河水中水合肼降解规律的探讨

本文通过室内及室外实际河流的监测,证明了水合肼的降解符合动力学一级反应。降解速度受水温、微生物、溶解氧、pH等因素影响,水温高,有微生物的存在,富氧及pH在6—8之间的条件下,降解速度快。温度对降解的影响符合K_T=K_(20)θ~((T-20))公式。利用微机计算出K_(20)与θ,结果pH为6时K_(20) 0.0281~1/h,θ1.045,pH为8时K_(20) 0.021~1/h,θ1.036,计算与实测降解系数平均误差分别为1.17％和-10.7％。在所实验的河流中,水合肼的降解系数为0.300~1/h平均误差为-5.87％。     

低流量河流的水量水质平衡研究

针对存在补给关系的河流或河段,提出更切合实际设计条件的水量平衡模型和水量水质平衡模型,进而确定了源与目标之间的响应关系参数和河流或河段的输移作用,在水量水质平衡模型基础上,给出推求自净环境容量的方法。该模型和方法已得到实际应用和检验,具有广泛的应用前景。      

河流水环境质量评价研究——对评价系统、评价方法的新探讨

本文旨在对河流水环境资源中水质、水量二要素的评价以及对定量、定性数据的综合评价进行方法论上的探讨。文中提出了模糊数学评价的改进方法,建立了一套水量评价标准和评价方法;建立了“优势度”概念并提出了水质、水量多目标定量、定性数据综合评价方法。以四川省沱江为例,对上述方法进行验证,根据评价结果划分河段,并对各河段的水资源合理利用及水环境规划提出建议。     

解关于河流的一维污染物质迁移方程的有限差分法

一、引言 在非稳态的情况下,我们可以写出在河流中进行一级衰变反应的污染物质迁移方程(1): 一般情况下必须求助于数值方法来解方程(1)。我们推荐两个差分体系,在强烈不稳定的边界条件下,这两个体系都被证明是可靠的。我们选择一个均一的河段与一个可以得到解析解的边界条件作为例证。这样的例子可以用来估算示踪研究的参数和确定事故排     

大伙房水库入库河流物理生境评价及其对水质状况的影响

2012年8—9月对大伙房水库入库河流39个河段的物理生境特征和水质状况进行调查,并运用相关分析和冗余分析的方法识别物理生境特征与水质状况的响应关系.研究结果表明,大伙房水库入库河流物理生境质量等级为较好以上的河段占43.6%,一般河段占48.7%,较差河段占5.1%,物理生境质量好的河段主要位于浑河上游地区,质量较差的河段主要位于大伙房水库周边地区.大伙房水库入库河流总磷(TP)、氨氮(NH+4-N)、总氮(TN)多符合国家Ⅱ类地表水环境标准,五日生化需氧量(BOD5)和化学耗氧量(CODCr)较高,部分点位超过了国家Ⅲ类地表水环境标准.大伙房水库入库河流物理生境特征与水质状况显著相关,物理生境综合评价指数与水体中TP、NH+4-N、溶解性固体总量(TDS)、电导率和硅酸盐呈显著负相关.物理生境指标中人类活动、土地利用方式、植被多样性和栖境复杂性对水质影响较大,在流域水生态管理中应以减少人为活动干扰、合理配置土地类型、控制农业面源污染和恢复自然植被为主要对策.     

基于层次分析法的徒骇河适宜性评价

随着建设宜居城市的热潮,景观河的建设倍受关注,传统河流自然性评价仅注重河流的生态环境,不能完全代表其适宜性。因此,以徒骇河聊城市陈口桥南至徒骇河大桥段为例,在自然性评价基础上提出适宜性评价,依据地貌、生态和水文三方面特征选取21个评价指标,基于层次分析法,构建河流适宜性评价体系,对该河段进行适宜性评价。评价结果表明,研究河段总体处于适宜状态,但个别河段的适宜性让人堪忧。构建的评价体系可为研究河段的景观规划提供理论支撑和数据支持,并为中小城市郊区景观河流评价提供方法参考。     

基于鱼类保护目标的太子河环境流量研究

环境流量是流域水资源合理配置的基础.因此,本文借鉴FLOWS法,以太子河重要鱼类为保护目标,构建了流量组分与鱼类生态需求关系模型.同时,结合栖息地指标与流量关系曲线,计算了包含基流、脉冲流、平滩流和漫滩流4种组分在内的太子河环境流量.结果表明：太子河本溪、辽阳、唐马寨河段鱼类保护年基流量分别为2.93×108、3.12×108、2.88×108m3;现状径流总体可以满足年基流量的要求,但水文过程需要通过水库调度以匹配鱼类生态过程.推荐的各河段脉冲流、平滩流和漫滩流的量级、频率、历时、出现时间等水文参数,可以体现环境流量组分与自然径流过程的一致性要求.该研究可为太子河流域水库生态调度提供理论依据.     

岷江上游河流健康状况的表征及评价

河流健康状况评价是河流管理和河流生态系统监控的基础。本文针对水电开发程度较高的岷江上游开展河流健康状态标识及评价研究。尝试从河流结构、生态环境功能、社会服务功能3个方面袁征河流的健康状况,其中引入鱼类生物完整因子,结合岷江上游水生生态特点及国外研究现状拟定了12个指标对该因子进行表述;并采用多目标模糊评价模型,在确定岷江上游指标权重与指标标准特征值前提下,开展健康评价。评价结果表明：岷江上游由于电站的建设导致枯水期减水河段的河流动力大幅度下降;蜿蜒度以及水质状况良好;减水河段长度比及纵向连通性较差,岷江上游鱼类生物完整性属差的状态,社会环境功能指标一般。河流的综合健康状况处于较差状态,需采取一定措施对其进行生态修复以期恢复到相对健康的状态。     

河流水动力条件对大型底栖动物分布影响研究进展

大型底栖无脊椎动物(简称"底栖动物")是河流生态系统重要的生物类群,其组成与分布受河流水动力条件影响显著.对世界范围内不同气候带的7条大型河流的研究发现,底栖动物在河流纵向上展现出了明显的分布特征:①山区树线以上,粗颗粒有机物有限,直接收集者占绝对优势,其中流速大的河段以适应流水的摇蚊幼虫为主,流速低的河段以寡毛类为主.②树线以下的上游河段,充足的凋落物进入河流,流速大的河段以抗冲刷能力强的水生昆虫(如蜉蝣目)为主,流速低的河段以寡毛类和摇蚊幼虫为主.③中下游河段以及河口地区,河流比降小、水深大、流速小、底质较细,受一定程度的人类活动影响,寡毛类、摇蚊幼虫和软体动物等较为常见,其中寡毛类和软体动物主要栖息在淤泥底质中,摇蚊幼虫在沙质河中更为常见.底栖动物的物种数量及组成与底质的稳定性、河流含沙量、降水量等因素相关.水动力条件中的底质、含沙量及流速对底栖动物的影响最为显著:①底栖动物物种数随着底质粒径和稳定性的降低而减少,在卵石底质中达到最大值.②含沙量增加导致底栖动物的物种数和密度显著下降.③汛期水动力条件的改变直接导致底栖动物密度和优势种变化,汛期过后则优势种恢复,密度达到年内最大值.研究推测气候通过影响底栖动物食物网来影响其密度,而不是种类.建议今后增强气候变化对底栖动物食物网及密度综合影响的研究.     

新一代X荧光仪在河流底质监测中的应用研究

文章主要介绍了新一代能量色散型X荧光分析仪在地面水监测(河流底质监测)中的应用研究。通过对成都市两条主要河流——府河和沙河部分河段中底泥沉积物现场取样分析样品中As、Cu、Cr、Pb、Cd等元素含量,并利用地质累积指数法对两条河流取样段的重金属污染的现状和水平进行了初步评价,验证了X荧光分析方法作为一种快速分析手段在地面水监测中应用的可行性。     

基于OTIS模型的巢湖十五里河源头段参数灵敏性分析

为探究城市地区渠道化源头河段水环境模型参数灵敏性,以巢湖流域十五里河源头段为对象,选择氯化钠(NaCl)为保守型示踪剂,采用瞬时投加方式,开展现场示踪试验. 在此基础上,利用OTIS模型(小河流水体溶质迁移扩散模型)模拟溶质(示踪剂)输移扩散规律,并以均方误差(RMSE)为目标函数,就±10%和±20%等参数多种变幅情景,采用扰动分析方法对A(河道过水断面面积)、A_s(暂态存储区断面面积)、α(交换系数)及D(扩散系数)等参数开展局部灵敏性分析. 结果表明:在十五里河源头段溶质迁移特征模拟方面,OTIS模型具有很好的适用性;尽管不同河段各参数的灵敏性排序存在一定的变化性,但总体趋势较为明显,表现为A＞α＞A_s＞D,这与欧美国家空间尺度相近的一些小河流水体基本相同;由于α和A_s的灵敏性超过D,表明在渠道化的城市小河流源头段,考虑暂态存储对于溶质输移扩散的影响十分必要. 研究结果进一步验证了扰动分析方法对于OTIS模型参数灵敏性分析的有效性.