基于3S技术对太湖底质及水质总磷的研究

应用3S技术研究了太湖底质与水质总磷(TP)的分布情况,并结合水华频次分析了其相关性。结果表明:2016—2018年,太湖底质TP年均值在433~537 mg/kg波动,水质TP年均值从0.064 mg/L上升至0.087 mg/L。从空间分布来看,底质TP、水质TP和水华频次均呈现“西高东低”的规律,太湖西部区尤其是竺山湖区是需要开展治理的重点区域。3年间,太湖西部区水质TP上升,而底质TP与入湖河流TP下降,说明内源磷污染是太湖西部区水质TP升高的主要原因,须加强科学清淤。     

汛期暴雨情景下鄱阳湖流域水质时空分布特征与污染成因分析

基于2019年和2020年鄱阳湖流域降水及水质监测数据,利用线性倾向估计法和累积距平法对2020年汛期暴雨情景下的湖区及入湖河流开展水质时空分布特征及污染成因分析,量化湖区地表水水质评价指标在不同降水量级情景下的响应。结果表明:①从时间上看,TP为主要超标污染物。2020年汛期,出湖口水质为Ⅲ类的月份占比同比上升8.3%,有机污染强度同比显著加重,暴雨情景下的指标浓度变幅大于非汛期降水情景。②从空间上看,湖区水质自南向北改善明显。入湖支流汛期水质主要受有机污染强度增加的影响而有所下降,TP浓度在南部入湖口和出湖口变幅较小,NH₃-N浓度与场次降水量存在强正相关性,污染负荷变化对场次暴雨量的累积响应较同步且迅速。③降水量级会影响污染来源结构。暴雨洪水的稀释作用可能是湖区水质年内波动的主要控制因素,暴雨可能导致湖体出现富营养化。     

2015年以来太湖总磷升高原因的研究

对2015年以来的太湖TP变化趋势进行了研究,并对TP升高原因进行了分析。结果表明,2015—2019年,太湖TP浓度由0.059 mg/L上升至0.079 mg/L,涨幅34.1%。太湖TP上升的原因可能为:随入湖大量泥沙的带入而累积;东太湖水生植被覆盖面积急剧下降,使得湖体TP上升幅度明显;太湖磷营养盐浓度影响着蓝藻水华爆发的强度,蓝藻水华加快了湖体磷循环;夏季受台风天气影响,风浪较大的条件下造成底泥的再悬浮与释放而影响水质。     

太湖东部水域浮游硅藻群落特征及其与环境因子关系

对太湖东部水域9个点位浮游硅藻的群落结构进行了分析。结果表明,9个点位的生物多样性处于一般到较丰富状态,其水质为中污染到轻污染;硅藻群落的物种丰富度、生物量和密度因水域地形特点、换水周期等因素出现差异,在半封闭水体中的物种丰富度较差,生物量和藻密度较高,优势种所指示的水质处于中等偏下水平。硅藻相对多度和各项环境因子冗余分析显示,总磷(TP)对群落的组成和分布影响显著。东北部水域浮游硅藻群落主要受到TP和浊度(NTU)的影响,东南部水域浮游硅藻群落受到TP和NTU的影响则很小。     

太湖主要入湖河流排污控制量研究

利用2006—2008年的监测数据对太湖主要入湖河流的水环境状况进行了分析,通过对研究区工业污染源、农业污染源和城镇生活污水排污的分布以及入河情况的调查,对各种污染源的入河量进行了计算,根据确定的水质目标,分别计算出主要入湖河流以及区域水系的水环境容量和排污控制量。结果表明:15条主要入湖河流超标现象显著,近3a来污染程度有所波动,N、P污染最为严重。研究区内污染物入河量较大,未接管的生活源污染物入河量所占比重最大,各类污染物均在50%～60%之间;张家港市的污染物入河量最大,各类污染物所占比重达总入河量的18%～20%。研究区内河网密布,水环境容量分布不均匀,望虞河、直湖港、武进港等7条河流水环境容量较大,张家港市区域水环境容量较大。为保证水质达标,研究区内近期共须削减CODCr66554.38t/a、NH4-N8105.71t/a、TP1324.42t/a;远期共须削减CODCr96719.08t/a、NH4-N11541.45t/a、TP1788.71t/a。     

太湖流域河流入河污染负荷通量与入湖水质响应关系分析——以殷村港为例

以2020年1—12月太湖主要入湖河流殷村港水质自动监测站的监测数据及2020年太湖水位资料为依据,构建了一维水量水质耦合数学模型,建立了入河污染负荷通量与入湖控制断面水质响应关系,以入太湖控制断面殷村港站达Ⅲ类水质水为目标,模拟计算了殷村港站主要污染物入湖水质变化过程。结果表明,殷村港站高锰酸盐指数、氨氮、总磷等水质指标浓度最大值均明显的降低,其中氨氮浓度降低幅度相对较大,主要集中于3—6月;高锰酸盐指数和总磷日均入河污染负荷通量变化相对较小,氨氮日均入河污染负荷通量降低幅度相对较大;殷村港站高锰酸盐指数、氨氮、总磷等水质指标年入河污染负荷削减量分别为24.17,41.43,3.87 t。提出,基于核算出的削减量需进一步结合污染负荷通量过程和污染源溯源分析,确定不同水质指标下入河污染负荷控制方向,为科学合理规划殷村港主要污染物的入河污染负荷总量控制提供科学依据。     

太湖大气氮、磷干湿沉降特征

于2018年1—12月,采集太湖湖滨及湖面共计9个点位600多个干湿沉降样品,估算了N、P干、湿沉降率以及全太湖2018年N、P干、湿沉降通量。结果表明,2018年太湖TN和TP月湿沉降率均值分别为161. 2和7. 1 kg/(km~2·月),TN和TP月干沉降率均值分别为103. 6和4. 5 kg/(km~2·月)。TN和TP年干沉降率空间分布规律为:湖面之上开阔水域处的TN和TP年干沉降率大于其他湖滨点位,TN和TP总沉降通量为7 702和333 t/a。2018年相比于2002—2003年,TN和TP总沉降通量分别降低了22. 6%和53. 8%。     

长兴入太湖河网水文变化特征与水质时空差异

以长兴县入太湖的泗安塘-合溪-乌溪河网为研究对象，将入湖河网划分为水源区、河网区、西苕溪区和入湖区，于2018年8月和2019年1月分别对长兴县入太湖河网丰水期和枯水期的水质状况进行了调查，采用空间聚类法、水质标识指数对水质的时空分布进行评价。结果表明，长兴入太湖河网不同片区氨氮（NH₃-N）和总氮（TN）的质量浓度平均值呈现枯水期较丰水期高的特征，而高锰酸盐指数（COD_Mn）和总磷（TP）则呈现丰水期较枯水期高的特征。空间聚类分析结果表明，水质指标分布具有明显的空间差异性，呈现水源区>西苕溪区>河网区>入湖区的分布特征，入湖区是污染物聚集的主要区域。综合水质标识指数分析结果表明，长兴入太湖河网主要以Ⅱ类和Ⅲ类水为主；单因子水质标识指数分析结果表明，溶解氧（DO）、COD_Mn、NH₃-N、TP指标均优于Ⅲ类水标准，TN是入太湖河网的特征污染物，且在丰水期和枯水期质量浓度平均值分别达到2.24,3.49 mg/L。因此，进一步削减氮污染是缓解其河网富营养化的关键。     

太湖水华的遥感分析

随着太湖流域的经济迅速发展,太湖湖体的富营养化程度日趋严重,特别是在20世纪的后期,水华频繁爆发。国家环保总局常规的水质监测是基于21个点位对全湖进行评价,完成一次采样耗时近1月,其对大面积水华现象的监测具有很大的局限性。文章利用遥感技术快速、大尺度、动态监测的特点,基于多个时相的TM影像对太湖的水温、悬浮物、叶绿素等水质参数的浓度和分布进行了遥感反演,进而对太湖水华的成因、发展程度、影响因素等方面进行分析,从而对太湖水华发生的特点,太湖的水质情况有一个全面的了解。     

长湖流域水质时空分布特征及影响因子

利用2009—2014年长湖5个水质监测点数据,采用时间序列法分析了长湖水质的时间变化规律,采用相关性分析法,分析了流域水污染的影响因子。结果表明:在时间上,长湖水污染物质量浓度季节变化明显,COD、TN、NH3-N均为7、9月较低,1、3月较高,丰水期水质好于枯水期。入湖地区TP质量浓度7月达最高值,且7月份入湖地区的桥河口、关沮口的NH3-N、TN含量稍高于5月。空间上,西北部入湖地区水质劣于湖心及东南部出湖地区。工业、生活等点源污水,以耕地为主的农业非点源以及天然降水量和径流量是影响水质的主要因素,入湖排污量、降水量和径流量与长湖水质呈显著相关关系(P0.05)。     

1987—2016年太湖总氮浓度变化趋势分析

基于可获取的太湖国控监测点位总氮监测数据，分析了1987—2016年太湖总氮浓度变化趋势。结果表明，近30年来，太湖湖体总氮浓度年均值在1.74~3.88 mg/L之间，总体呈先上升、后下降的波动变化趋势，1996年浓度达历史峰值；其变化具体可分为上升期、波动期、下降期三个阶段，约以10年为一个阶段。分湖区分析，西部湖区、北部湖区2000—2016年总氮年均浓度与全湖总氮浓度呈明显的正相关，为影响湖体总氮浓度的主要湖区。总氮多年月均值浓度变化显示，2000—2016年湖体总氮多年月均值年内呈较明显的季节变化规律，月均最大值、最小值分别出现在3月和9月。空间变化分析表明，西部湖区的宜武片区及南部湖区的湖州长兴片区为湖体总氮的两个污染扩散核心。湖体总氮主要受15条主要入湖河流汇入影响，这些河流总氮年均浓度整体高于湖体，是太湖总氮治理的重点。     

太湖湖滨带浮游植物群落特征及指示种筛选

针对太湖湖滨带,均匀布设49个点位,分别于2009年12月、2010年4、8月开展浮游植物及水质监测。结果显示,湖滨带浮游植物群落多样性整体较低,优势种从枯水期到丰水期呈"鱼腥藻-鱼腥藻-微囊藻"的演变趋势;西北部湖区(竺山湖、梅梁湾、西部沿岸)浮游植物密度明显高于东南部湖区(东部沿岸、东太湖、南部沿岸);湖滨带浮游植物群落结构与湖体相似,密度比湖体高1个数量级;RDA排序筛选出在显著水平上解释浮游植物分布的最小变量组合为TN、CODMn、SS、p H、SD,且方差分解指出TN是相对最重要的变量;当物种适合度为50%~100%时,与TN具有较好梯度响应关系的是四尾栅藻及弓型藻,并且这2个种与TN、TP及综合营养状态指数的组合变量也有较好的梯度响应关系,具备指示太湖湖滨带富营养化的可能,但定量指示意义尚待进一步研究。     

太湖水质氮素质量浓度时空差异特征及影响因素分析

通过对2014—2016年湖体水质中氮素质量浓度分析,结合出入湖总氮浓度、水量、湖体水生生态等影响因素,发现太湖水体中总氮浓度呈现逐年下降的趋势,各监测点位总氮为0.530 mg/L～5.51 mg/L,时空分布不均,差异明显。时间上,总氮浓度表现为春季最高,夏季和秋季最低,且月均值变化曲线呈现出规律的正弦函数波形。空间上,总氮浓度大致表现出由西部湖区向东部湖区递减的趋势,呈现西部湖区﹥北部湖区﹥南部湖区﹥湖心区﹥东部湖区。要改善湖体水质,不仅要切断污染源,而且要加强水生生态功能修复。     

五里湖淤泥现状及生态清淤

对五里湖淤泥现状进行了调查，表明影响五里湖水质的主要污染是五里湖湖底的淤泥，目前淤泥平均厚度为0.6m-0.8m，淤泥量约360万t。根据淤泥中有机质，TN和TP水平分布，有机质平均为40.37g/kg，TP平均值为2.61g/kg，TN平均值为1.19g/kg，均超过了太湖和梅梁湖底泥中有机质，TN和TP的平均值，五里湖底泥的有机污染已相当严重。指出淤泥是湖体营养盐和污染物的聚集地和储存仓库，不断向水体释放营养物质和污染物质，淤泥所产生的二次污染已成为五里湖湖水富营养化和藻类爆发的主要原因之一。提出为改善五里湖水质，应采用生态清淤治理五里湖淤泥污染，同时将生态清淤与交通，绿化和生态农业建设有机结合起来，合理利用清出的淤泥，提高生态清淤的综合效益。     

基于多元回归理论的太湖湖泛预警模型研究

在太湖宜兴段藻源性湖泛高发区设立4个监测点,以湖泛发生的物质基础"藻类生物量"为研究对象,运用数据分析软件SPSS对监测点的藻类生物量、水质、气温等数据进行相关分析,建立了以藻密度为因变量的多元逐步回归模型。结合往年太湖藻源性湖泛发生时的气象条件等历史资料以及相关藻密度阈值的报道,构建了太湖宜兴段藻源性湖泛高发区监测预警模型系统,该模型能够基于监测点的实时水质数据和气象预报数据,对监控区域湖水在未来某时间段内发生湖泛风险的可能性进行分级预警。     

湖州合溪新港污染物入湖通量估算与分析

根据2021年5月—2022年4月合溪新港河流水量、水质(TN和TP)的同步监测数据，利用通量模型核算了合溪新港污染物(TN和TP)通量。通过测算合溪新港TN、TP通量与断面降雨强度、水质的响应关系，分析了该区域的污染类型及特点，为后期水质污染调查及通量研究提供了新思路。结果表明：合溪新港流量与降雨量存在明显相关关系，在强降雨期(7—8月)水体流量最高，占监测周期总流量的57.77%;少雨期则流量最低，且会出现湖水倒灌现象(11—12月)。通过分析合溪新港TN、TP通量与流量、水质的相关关系，确定了该流域污染类型为点源污染及农业面源污染共存的混合型污染，且在高强度降雨时污染物负荷量较大。综上，可针对农业面源污染对该流域治理提出相关对策，建立农业面源污染防治体系，以有效降低TN和TP污染物的入湖通量，减少太湖TN和TP污染物负荷量。     

基于LOADEST模型和M-K检验的淮河入洪泽湖氮磷污染通量分析

基于2015—2020年淮河入洪泽湖断面的水文水质数据，利用LOADEST模型建立污染物通量与河流流量之间的统计回归模型，并估算淮河入洪泽湖总氮（TN）、总磷（TP）污染物通量。结果表明，2005—2020年间淮河TN、TP年平均输移通量分别为（4 730.14±1 893.32）t、（257.56.±108.53）t；受流量变幅影响，TN、TP输移通量与河流流量均呈极显著性相关关系（p＜0.01）。采用M-K检验分析发现，研究期间淮河TN和TP的输移通量总体上呈下降趋势，2018年12月后受入湖水量与氮磷浓度双重影响氮磷输移通量下降趋势更为明显。     

江苏省太湖应急防控形势及对策体系研究

对2008年-2010年来太湖水质状况、蓝藻暴发状况及影响因素、湖泛发生状况及成因、蓝藻生长对湖体水质的影响、蓝藻与湖泛对饮用水安全影响进行了研究.简述了环保、建设、水利、气象、中科院南京地理与湖泊研究所等部门和单位,在监测预警、供水保障、调水引流、打捞蓝藻、生态清淤、控源截污、人工增雨、统筹协调等方面团结协作、多措并...     

PSO和SVM混合算法确定太湖入湖河流水质主要影响因子

以影响太湖入湖河流水质的24个因子值为研究对象，将PSO算法与SVM算法相结合。PSO算法用于优化SVM算法的参数c和g，以利于快速、高效地确定c和g的全局最优值；SVM算法基于最优的c和g，分别以24，21，18，15，12，9和6个因子作为特征向量预测水质的污染程度。结果表明，当特征向量为9个影响因子时预测率最高。其参数c=18.56，g=1.35，对应的预测率为：全局预测率92.59%，重度污染水质预测率88.89%，轻度污染水质预测率94.45%。因此，通过PSO和SVM混合算法，可以确定影响太湖入湖河流水质的主要因子，利用这些主要因子对水质进行预测预警，不但可以节省时间，而且可以得到精确的结果。     

洮滆水系湖库富营养化生态风险的特点与比较

茅东水库、长荡湖、涌湖、太湖竺山湾是洮滆水系从上游到下游排列的4大典型湖库,2008年的监测分析表明,氮、磷是该水系湖库富营养化的主要污染因子,并沿流域呈加剧趋势,上下游TP质量浓度为0.081～0.296 mg/L,差异小,而TN质量浓度为0.314～5.67 mg/L,差异大,长荡湖到涌湖是洮滆水系首要污染物TN快...