太湖典型丘陵水源地水质时空变化及影响因素分析——以平桥河流域为例

基于太湖流域典型丘陵水源地平桥河流域12个采样点的水质监测数据,综合运用聚类分析和主成分分析法对平桥河流域水质时空变化及影响因素进行分析。聚类分析显示,按照水质相似性将平桥河流域水质分为枯水期、平水期、丰水期3个季节时段和中上游丘陵河谷区、下游紧邻平桥镇的平原区、下游暗沟出口区3个典型空间区域。主成分分析显示:(1)枯水期水质以氮污染为主导因素,磷和有机污染次之,受流量减小、流速缓慢导致的营养盐富集的影响加大;平水期水质以氮污染为主导因素,磷污染次之,受茶园等大量施肥导致的农业面源污染的影响;丰水期水质以氮和磷污染为主导因素,受到水稻种植等农业活动和大量降雨径流的影响。(2)中上游丘陵河谷区水质以氮和磷污染为主导因素,有机污染次之,受到茶园种植等农业活动导致的面源污染的影响;下游紧邻平桥镇的平原区水质以氮和磷的污染为主导因素,有机污染次之,受到居民生活污水和农业生产的影响;下游暗沟出口区水质以氮污染为主导因素,有机污染和磷污染次之,受到生活污水、农业生产和畜禽养殖的影响。研究结果可为太湖流域丘陵区水源地保护和管理提供参考。     

鄱阳湖枯水期水体营养浓度及重金属含量分布研究

通过监测鄱阳湖枯水期的主湖区、五河入湖口以及碟形湖表层水体氮、磷等营养浓度以及重金属含量变化，对鄱阳湖全湖的营养状况以及重金属污染现状进行了系统分析。结果表明：2010年枯水期的鄱阳湖流域表层水体总氮、总磷、化学需氧量等含量较高，达富营养化水平，湖泊水质受总氮、氨态氮、总磷和pH的影响较大。且鄱阳湖水域的氮、磷等营养存在明显的空间差异。研究结果进一步显示，饶河入湖口水体N、P污染最严重（TN 314 mg/L；TP 025 mg/L），修河入湖口污染程度次之（TN 134 mg/L；TP 009 mg/L），而南矶山碟形湖水体污染最小（TN 049 mg/L；TP 005 mg/L）。鄱阳湖表层水体重金属Pb、Cd的含量较低，符合国家渔业水质标准要求，尤其是湖泊Cd含量低于地表水Ｉ类标准。但鄱阳湖流域Cu、Zn污染较严重     

南四湖入湖重点污染河流筛选与水环境问题分析

根据南四湖主要河流入湖口水质空间分布监测数据，按平均综合污染指数〖WTBX〗Pj〖WTBZ〗＞2的标准共筛选出洸府河和薛城小沙河等17条重污染河流，这些河流CODcr、TP、TN的单项污染贡献率平均值依次为455%、763%、86.4%，说明南四湖TN和TP主要来自于重污染河流， CODcr、TP、TN的单项污染分担率平均值依次为22.7%、15.4%、61.9%，说明南四湖的首要入湖污染物是TN，其次是CODcr和TP。给出了南四湖湖东区入湖河口NH3 N与TN的线性回归方程，受湖西与湖东地形地势、河流形态、水力停留时间以及水体中pH、SS、叶绿素a等多种因素的影响，湖西比湖东河流的硝化过程较完全，湖西区和湖东区入湖河口氨氮与总氮的平均比值分别为025和065。分析表明，重污染河流的汇水区域一般都在主要城镇和工矿区分布，CODcr和氮污染物主要来自于工业和城市生活等点污染源，磷污染物主要来自于部分工业行业。因此，加强南四湖流域的工业结构调整、重点企业截污和城市污水处理厂脱氮除磷等点源控制措施仍是重中之重。     

太湖西北部湖区入湖河流氮磷水质标准修正方案研究

氮磷污染一直是太湖流域的首要污染问题,有效遏制氮磷入湖量的增加是治理太湖的重要任务。然而由于我国现行的地表水环境质量标准(GB3838-2002)中河流和湖泊氮、磷水质标准存在差异,即河流无总氮控制指标、河湖总磷标准不一致的问题,往往造成通过控制入湖河流污染来改善太湖湖泊水质时,湖泊污染物浓度往往达不到治理目标。以太湖西北部湖区及其入湖河流为例,利用BATHTUB模型模拟入湖河流与湖泊TN、TP的关系,推算太湖在满足现行湖泊水质标准中TN和TP各类别目标值的情形下的环境容量并以此环境容量决定入湖河流的水质,进而提出相应的方案进行比选,从而提出太湖入湖河流氮磷水质标准修正方案。结果表明:(1)当太湖入湖河流执行现行河流水质TP标准时,对应湖泊的水质TP超标,并不能达到保护湖泊的目标;(2)当太湖西北部湖区入湖河流TN、TP执行现行湖泊水质标准,对应湖区水质均能达标并且优于目标限值,然而该方案对于污染较为严重的太湖区域的实际参考意义不足;(3)以现行湖泊水质标准TN、TP各类别为目标值反推计算入湖河流水质指标,既能保证湖泊水质达标,又不会使河流水质标准过于严格,因此其结果可作为入湖河流水质标准修正的参考,从而提出太湖入湖河流TN、TP水质标准建议方案。     

鄱阳湖乐安江流域非点源氮污染时空变化特征分析

乐安江是影响鄱阳湖水质的一条重要河流，近年来非点源污染迅速增加，水质呈下降趋势。运用GIS手段建立了研究区非点源污染的基本空间信息库，在野外水样监测和土地利用调查的基础上，分析了乐安江流域非点源氮的时空变化特征。氮的流失主要以可溶态形式，TN和DTN全年变化剧烈，在12月份普遍较高，4月份次之，9月份最低。在监测各月份乐安江流域TN浓度的范围为0.09~1.359 mg/L，水质属中营养水平。NO3-N浓度平均值为DTN的65%，是DTN流失的主要形态，其时空分布与TN具有明显的相似性；在丰水期4月份，NH3-N的平均浓度为全年最低水平，平水期9月份NH3-N平均浓度为三氮之首；NO2-N全年含量最低。各种形态的氮浓度在空间上从上游向下游基本呈增加趋势；西南部地区各种形态的氮浓度普遍高于东北部地区，说明上游水质普遍好于下游水质。     

湖北省主要大中型水库富营养状况及特征分析

水库在城市供水、工业用水、水产养殖、农业灌溉、水利防汛以及景观旅游等方面发挥着重要的作用，但随着社会经济的发展，部分水库的富营养化状况日益严重，成为影响社会经济发展的重大环境问题。通过在2010年的3、6、7、10月对湖北省30座主要大中型水库进行布点采样，对水体的水质状况分别进行了调查、监测，采用《地表水环境质量标准》湖库标准进行水质类别分析，采用湖库营养状态指数法对湖泊富营养化评价, 并运用因子聚类分析方法对这些水库进行了类型划分。结果表明：30座大、中型水库有14座水库水质类别为Ⅱ类~Ⅲ类, 占467%; 有8座水库水质类别为IV类，占267%；有8座水库水质类别为Ⅴ类或劣Ⅴ类，占267%；除白云湖水库为轻富营养化外，其余29座水库均属中营养状态；氨氮、磷作为营养物质是这些水库富营养化的主要影响因素，溶解氧对水体富营养化有重要影响，总氮、水温和有机物污染对水体富营养化产生较大影响；30座水库聚类分为城市工业废水污染源型、生活污水污染源型、农业非点源污染源型和养殖轻污染型4种水库类型。针对水库的污染类型，分别提出了减缓防治措施     

河南泌阳县域地表水质特征及污染控制对策研究

采集了我国中部地区泌阳县3个水库断面和6条河流断面水质样品,分析了《地表水环境质量标准》(GB 3838-2002)中的23项基本污染物项目,研究了污染原因及控制对策。结果表明,泌水河梁河断面CODCr、NH3-N、TN和TP的平均浓度超过V类水标准限值0.75~7.5倍,铁帽徐断面TN和华山水库断面TP平均浓度分别超过V类水标准限值5.4倍和1倍,饮用水源地铜山湖水库处于富营养状态,但华山水库和铜山湖水库TN/TP均低于16;与其他地区水库相比,泌阳县水库水质TN和TP的平均浓度处于中间水平;其他监测断面NH3-N、TN、TP均低于III类水标准限值,各监测断面重金属等其他污染物项目未检出或远低于III类水标准限值。泌阳县仅部分地表水体富营养化情况较重,主要受到渔业养殖和农业面源影响,也受到了工业和生活排放污染的影响。辖区政府及环境保护部门应用严格的制度保护地表水环境,加强农业面源污染治理,优化水库渔业养殖方式,加强生活污水和工业废水的治理,减少氮、磷等污染物排放,防止地表水环境质量进一步恶化。     

太湖水质的时空分异特征及其与水华的关系

在大量调查数据的基础上,分析了太湖水质的时空分异特征,探讨了太湖不同湖区、不同季节水质差异的原因。研究结果显示：北部的入湖河口区、几个湖湾、湖心区、西南湖区、东部湖区水体的透明度、高锰酸盐指数、氮、磷、叶绿素等富营养化指标差异显著。入湖河口区的高锰酸盐指数和营养盐含量高于南部湖区数倍,也明显高于北部湖湾区,这反映出太湖西北部入湖河道污染对太湖影响显著。不同季节太湖水质指标也差异显著,冬春期(12～次年5月份)水体的氮含量高于夏秋季(6～11月份)近1倍。水质季节性的显著差异进一步说明了外源输入对太湖水质的影响。研究表明太湖水质的时空异质性既受太湖湖泊形态特征本身的影响,也更多受到外源污染的影响,解决太湖的蓝藻水华问题,首先要在太湖的外源污染控制方面取得突破.     

太湖水质的时空分异特征及其与水华的关系

在大量调查数据的基础上,分析了太湖水质的时空分异特征,探讨了太湖不同湖区、不同季节水质差异的原因。研究结果显示：北部的入湖河口区、几个湖湾、湖心区、西南湖区、东部湖区水体的透明度、高锰酸盐指数、氮、磷、叶绿素等富营养化指标差异显著。入湖河口区的高锰酸盐指数和营养盐含量高于南部湖区数倍,也明显高于北部湖湾区,这反映出太湖西北部入湖河道污染对太湖影响显著。不同季节太湖水质指标也差异显著,冬春期(12～次年5月份)水体的氮含量高于夏秋季(6～11月份)近1倍。水质季节性的显著差异进一步说明了外源输入对太湖水质的影响。研究表明太湖水质的时空异质性既受太湖湖泊形态特征本身的影响,也更多受到外源污染的影响,解决太湖的蓝藻水华问题,首先要在太湖的外源污染控制方面取得突破.     

汉阳湖群底栖动物群落及其对环境质量的指示

汉阳地区湖汊纵横、水系丰富，是汉阳地区工业和生活废水的主要纳污水体，水质多为劣V类。底栖动物已被广泛用于监测湖泊有机污染，因此，为探明汉阳地区湖泊群（三角湖、墨水湖、龙阳湖、月湖、后官湖）的污染状况和污染分布格局，于2002~2005年全面调查了各湖泊的底栖动物群落，并分析了其对环境的指示作用。除后官湖发现软体动物外，其他各湖泊均以耐污的颤蚓科寡毛类(霍甫水丝蚓，苏氏尾鳃蚓)和摇蚊科幼虫(长足摇蚊、红裸须摇蚊、羽摇蚊)占绝对优势。统计分析表明，颤蚓类和摇蚊幼虫的密度与水体氮、磷、叶绿素含量呈显著正相关（〖WTBX〗p<005），且颤蚓类密度对水体氮、磷水平的预测能力（R2）〖WTBZ〗优于摇蚊幼虫。K 优势曲线和多样性指数的污染评价结果显示，墨水湖和龙阳湖属重污染，月湖和三角湖属中度污染，后官湖属轻度污染，这与理化指标表征的营养状况基本吻合，特别是在受苯酚化工废料污染的龙阳湖东片没有采集到底栖动物，这是底栖动物能够监测污染物长期效应的例证。进一步应用颤蚓类密度的水平分布指示了各湖泊的沉积物污染分布，结合湖体周边环境分析论证了这种指示作用的可信度     

长湖水环境质量与水生生物状况

对长湖水环境质量和水生生物状况进行了评价。结果表明：长湖水质污染属有机污染型，总体评价属V类或劣V类水质，长湖属极富营养型湖泊。藻类群落结构随季节变化，其中，夏季长湖蓝藻为优势类群；磷是长湖藻类生长的限制因子；夏秋季浮游动物数量明显高于冬春季；菹草（Potamogeton crispus）、微齿眼子菜（Potamogeton maackianus）为沉水植物主要群落类型，水生维管束植物分布占全湖面积的80％～90％，春季生物量较高；藻类与沉水植物的生长处于相对平衡的状态。     

红枫湖水质变化趋势及原因分析

红枫湖是贵阳市重要的饮用水源地,自2007年集中治理以来,水质不断好转,基本达到预期目标。对红枫湖流域7个断面及4条入湖支流水质进行监测,研究2003~2012年10年的水质变化趋势和2013年年内变化趋势,并对引发水质变化的原因进行分析。结果表明,从2003年到2007年红枫湖水质急剧恶化,从Ⅲ类降到劣Ⅴ类;经过6年的集中治理,水质提升至目前的Ⅲ类、局部Ⅱ类,整体处于中营养状态,但受内源污染和外源生活污染等影响,部分断面仍存在TP、NH3-N、COD等超标现象。湖库水质季节性变化明显,受降雨及气温影响,在6月和7月出现轻度富营养化,其余月份均处于中营养状态。红枫湖4条入湖支流水质受到不同程度的污染,2011年后水质状况好转,但支流水体呈现受生活污染源污染的显著特征,主要表现为BOD5、粪大肠菌群超标。因此,对影响水质的污染源还需要增加处理设施,加强管理,以达到水源地水质的要求。     

南水北调中线工程总干渠沿线经过河流水质评价

选取南水北调中线总干渠工程沿线的19条河流,对其水环境特征进行了为期1年的动态监测。利用单因子污染指数评价每条河流的污染因子和污染源类型,在此基础上,由综合污染指数评价得知,河南的赵河、贾鲁河、河北的孟良河,北京的琉璃河水质为Ⅳ类中度污染;河南的卫河、河北的洨河、天津的北运河水质为Ⅴ类重度污染,天津的独流碱河水质为劣Ⅴ类严重污染。评价Ⅳ类、Ⅴ类、劣Ⅴ类河流水质指标污染分担率确定污染水体主要污染物及其来源。总体来看,水质沿工程总干渠由南到北逐渐恶化,污染类型也由农业型转向工业型。研究结果可为中线工程的水资源合理配置与沿线河流污染的有效控制提供科学依据.     

丹江口水质变化及影响因素分析

水库水质变化情况在湖库生态安全的调查与评价中占有重要的地位，同时也为生态安全监测与预警，生态安全保障，以及湖库综合治理方案的发展提供了基础和依据。将高锰酸钾指数，氨氮以及其它一些参数选作为主要的评价因子，并对丹江口水库近年来的水质变化进行分析。同时，对影响水库水质的因素，包括水库的水量，上游来水，农业非点源污染等，以及它们与丹江口水库水质变化的联系也做了探索和分析，并根据分析提出了改善丹江口水库水质的建议。总而言之，丹江口水库的水质近年来通过环境保护和污染控制等逐渐变好，同时也正在向更好的方向改善。丹江口水库水质变化主要与非点源污染相关，另外，水质监测系统需要进一步完善     

太湖及主要入湖河流平水期水环境质量评价

水环境质量评价是了解水质现状的基础,对区域水环境的管理起到重要的指导作用。以太湖及其主要入湖河流为研究对象,于平水期采集代表性断面水样,以营养盐(总磷、总氮、氨氮)、叶绿素a和高锰酸盐指数等指标为基础,采用灰色聚类法对区域内水环境质量进行评价,并借助多元统计分析对研究区域内主要污染因子进行解析和识别。灰色聚类分析表明,秋季采样断面(2012年10月)中63%的河道断面和36%的湖泊样点超过我国地表水3级标准,而在春季(2013年4月)采样断面中,100%的河道断面和64%的湖泊样点超过地表水3级标准。该结果同时也表明春季河道污染物质的输入是导致太湖水质恶化的主要原因,并可能对太湖蓝藻暴发起到推动作用,因此需加强对蓝藻暴发前期太湖入湖河道水环境的管理。为便于水环境管理将河道和湖泊采样断面依据聚类分析法划归为高、中、低三类;同时主成分分析表明,氮、磷依旧是影响太湖流域水质空间变异的主要污染因子。     

基于探索性数据分析的汉丰湖富营养化驱动因子研究

为了探究汉丰湖富营养化驱动因子和营养状况，基于2014年水质监测数据，应用探索性数据分析方法初步研究了汉丰湖水动力条件与环境因子的相关性、水质主成分、相关环境因子熵权和营养健康指数。回归分析结果表明：水位与透明度呈正相关，流量与DO呈负相关，与流速呈负相关的因子为Chla、CODMn、NH+4-N和DTP；主成分分析提取的3个主成分分别反映了营养盐、有机污染以及藻类信息；DO、TN和TP的熵权表明汉丰湖水体的富营养状况受制于耗氧有机污染和氮、磷营养盐；营养健康指数S1>S3>S6（湖心）>S7（湖尾）>S5（湖首）>S4>S2。汉丰湖水体营养状况介于中营养到轻富营养，其中南河营养状态较高，湖心营养程度高于湖首和湖尾。减少有机污染物、营养盐的输入和改善局部水域的水动力条件可抑制藻类生长，有利于防治富营养化。 关键词： 探索性数据分析；汉丰湖；富营养化；驱动因子；水动力条件；主成分；熵权；营养健康指数     

经济增长下的渤海环境容量预测

据1999，2002—2005年渤海活性磷酸盐、石油类、无机氮的水质监测资料。采用箱式模型。估算渤海及各分区现状下及不同经济增长率下的环境容量预测值。估算结果显示．分污染物来看，各年份均是无机氮较大，石油类次之．活性磷酸盐较小；分区域来看。各年份各污染物均是渤海中部较大，辽东湾、渤海湾次之，莱州湾最小；从时间变化来看。除活性磷酸盐外。石油类和无机氯自2002年到2004年逐年减小。假设渤海污染物排入量随着经济增长每年增加5％。以达到环境容量极限值需要的年数来看。自2005年。分别在7年、4年、17年后渤海的石油类、活性磷酸盐、无机氮将达不到一类水质标准，50年、19年、37年后超过四类水质下环境容量极限值；假设随着经济增长污染物排海量每年增长10％，那么自2005年起。29年、13年和22年后三种污染物将超过四类水质下环境容量极限值。     

南四湖水质空间分布监测分析与水环境问题解析

南四湖作为南水北调东线工程重要的输水通道和调蓄湖泊,其水质状况一直受到人们的广泛关注。根据南四湖水质空间分布监测数据,按平均综合污染指数Pj>2的标准共筛选出29个重污染测点,其中有19个处于重污染河口外混合区,说明南四湖污染物主要来自于重污染河流;南四湖2006年秋和2007年春监测的总体平均综合污染指数分别为2.12和1.98,表明南四湖污染依然相当严重,而且秋季比春季水质更差,按湖区南阳湖、微山湖岛北、小北湖的水质最差,特别是南阳湖水质四项主要指标平均超标2倍以上。南四湖两次监测CODcr、TP、TN的单项污染分摊率平均值依次为30.6%、36.0%、33.4%,表明南四湖的主要污染物是TP、TN、CODcr。因此,在调整区域内重污染企业工业结构的同时,应实行管辖区内工业和城市生活等污水的深度处理和截蓄导用,严格执行水污染物排放标准和总量控制指标。     

基于PCA和SOM网络的洪泽湖水质时空变化特征分析

2010年分4个季度对洪泽湖全湖20个样点的水质理化特征进行了定期监测,采用修正的卡尔森营养状态指数法（TSIm）综合评价了洪泽湖水质的营养状况,同时应用主成分分析（PCA）和自组织特征映射网络（SOM网络）分析了洪泽湖水质的时空变化特征。结果显示：除了水深（WD）和透明度（SD）,洪泽湖的pH、EC、NH+4 N、TN、TP、和CODMn等水质参数季节差异显著。TSIm综合评价结果表明洪泽湖4个季节的水质均呈富营养化状态,夏季富营养化程度最严重。PCA分析表明洪泽湖水质主要受离子和氮盐的控制,磷不是控制洪泽湖水质的最主要因素。SOM网络将全湖20个样点聚为G1、G2和G3三类,G1代表洪泽湖相对封闭的北部区域,有沉水植被分布,水质主要受围网养殖污染的影响;G2代表洪泽湖东部和南部区域,〖JP2〗航运繁忙,直接承接淮河入湖河水,水质主要受淮河入湖河水和航运的影响;G3代表洪泽湖西部水域,沿岸密布养殖池塘且人口密度大,水质主要受养殖废水和城镇生活污水的影响。研究认为,控制外源污染和恢复沉水植被是防治洪泽湖富营养化的有效途径     

洪湖水环境现状及主导因子分析

利用2003年夏季在洪湖采集的20个水体样本的测定结果分析了洪湖目前的水体化学性质。根据分析洪湖夏季为Ⅲ类水,则其他季节的水质等级很有可能在Ⅲ类以下。洪湖水体的理化性质各方面状况有利于水生生物的生长和繁殖。运用模糊数学方法得到的结果表明2003年水质状况以Ⅲ类水为主,表明洪湖近年来的水质呈现下降的趋势,这与人类对洪湖水生资源的过度开发有直接的联系;通过主成分分析方法,得到了目前洪湖水质的三个主要控制因素。洪湖水质主要受到氮盐营养元素和生物活动的控制,其次是悬浮物和水体的离子属性,第三是水体的磷化合物。尽管磷是大多数湖泊水体富营养化的关键物质,但它对洪湖湖水而言,并不是最重要的控制因素,所以洪湖富营养化不是水质变化的主要原因。