R型聚类对辽河不同断面水质指标相关性分析

河流水质监测中许多指标常常存在着一定的相关性,通过对水质指标相关性研究,可了解水质指标间影响关系及河流污染物的特点,指导河流水污染治理,提高水质量标准。以辽河为例,采用R型聚类方法对辽河不同断面水质指标的相关性进行分析,应用DPS统计软件,通过计算机对监测数据进行运算得出相关系数矩阵和变量的分类树形图。通过分析可看出化学需氧量与五日生化需氧量、高锰酸盐指数与氨氮相关密切。文中对各种水质指标相关关系的内在关联进行深入研究,分析相关指标间的相互作用,以期达到对影响因子的全方位监测与控制,实现对辽河水污染治理及水环境监测评价的作用。     

北湖流域水质改善系统动力学研究

利用系统动力学擅长研究动态、非线性复杂系统的特点,将其应用于北湖水质改善分析,构建了系统动力学-水质耦合模型,可实现长时间序列的连续模拟和水环境管理的情景分析。文章定量分析了三产比例调整、城镇化率提高与污水集中处理等因素对流域纳污控制及水质改善的影响,推演出可协调经济发展-水环境保护-污水治理资金三方矛盾的合理方案,为类似小城镇的发展提供可借鉴的思路和方法。     

长荡湖近15年营养状态评价及限制因子研究

采用综合营养状态指数法以及时间序列分析法、箱线图、Pearson相关分析等统计分析方法对长荡湖近15年的氮、磷、Chl a等监测数据进行分析,研究长荡湖的水质现状、营养物时空分布和变化规律及藻类生物量与氮磷营养盐的关系.结果表明:自2001年以来长荡湖富营养化呈加剧趋势,近15年来的透明度呈现下降趋势,Chl a浓度则以每年5.5μg/L的速率不断攀升,长荡湖随时都可能爆发大规模的蓝藻水华;长荡湖东部出水口(北干河口区)的水质好于湖体区(湖北区、湖南区、湖心区);TP为长荡湖浮游藻类生长的限制因子.     

河流水环境容量安全边际研究

水环境容量安全边际是污染物总量控制的关键。运用河流二维稳态水质模型,计算大宁河回水区内COD环境容量,并采用一阶误差分析法分析模型关键参数对大宁河COD环境容量影响程度,科学计算大宁河水环境容量安全边际值。结果表明,三峡库区坝前水位175 m时,大宁河回水区内COD环境容量为729.06 t/a;模型参数对环境容量影响顺序为:背景浓度(C0)>混合区长度(x)=水深(h)>流速(u)=扩散系数(E)y>降解系数(K);大宁河回水区内安全边际值为84.06 t/a,占环境容量的11.53%。文章科学地计算大宁河回水区内COD环境容量安全边际,而非人为定性提出,为三峡库区河流水环境容量安全边际确定提供理论依据。     

Three-dimensional hydrodynamic and water quality model for TMDL development of Lake Fuxian, China

Lake Fuxian is the largest deep freshwater lake in China. Although its average water quality meets Class I of the China National Water Quality Standard (CNWQS), i.e., GB3838-2002, monitoring data indicate that the water quality approaches the Class II threshold in some areas. Thus it is urgent to reduce the watershed load through the total maximum daily load (TMDL) program. A three-dimensional hydrodynamic and water quality model was developed for Lake Fuxian, simulating flow circulation and pollutant fate and transport. The model development process consists of several steps, including grid generation, initial and boundary condition configurations, and model calibration processes. The model accurately reproduced the observed water surface elevation, spatiotemporal variations in temperature, and total nitrogen (TN), total phosphorus (TP), and chemical oxygen demand (COD) concentrations, suggesting a reasonable numerical representation of the prototype system for further TMDL analyses. The TMDL was calculated using two interpretations of the water quality standards for Class I of the CNWQS based on the maximum instantaneous surface and annual average surface water concentrations. Analysis of the first scenario indicated that the TN, TP and COD loads should be reduced by 66%, 68% and 57%, respectively. Water quality was the highest priority; however, local economic development and cost feasibility for load reduction can pose significant issues. In the second interpretation, the model results showed that, under the existing conditions, the average water quality meets the Class I standard and therefore load reduction is unnecessary. Future studies are needed to conduct risk and cost assessments for realistic decision-making.     

Variation of cyanobacteria with different environmental conditions in Nansi Lake, China

Nansi Lake is located on the east line of the South-to-North Water Diversion Project in China. A comprehensive study was carried out to investigate the spatial and temporal distribution of cyanobacteria in the lake from June 2008 to May 2011 based on monthly sample monitoring from five stations. The effect of environmental factors on cyanobacterial abundance was also evaluated. The cyanobacterial community contained 15 genera and 23 species. The cyanobacterial abundance of each monitoring station ranged from 0 to 1.53× 10⁷ cells/L with an average of 1.45×10⁶ cells/L, which accounted for 11.66% of the total phytoplankton abundance. The dominant species of cyanobacteria were Pseudanabaena (32.94%) and Merismopedia (19.85%), not the bloom-forming algae such as Microcystis and Anabaena. In addition, the cyanobacterial community structure and water quality variables changed substantially over the survey period. Redundancy analysis (RDA) suggested that temperature and phosphorus were important environmental factors that affected cyanobacteria. Temperature was the most important factor affecting cyanobacterial abundance. The effect of phosphorus on cyanobacterial abundance was more notable in warm periods than in periods with low temperature.     

鄱阳湖生态经济区经济与环境的协调性研究

对经济与环境协调性关系的分析是可持续发展的研究核心。文章根据鄱阳湖生态经济区经济和环境的发展状况,选取了7个经济指标和7个环境指标,采用主成分分析法及协调性发展指数评价方法,对2006-2010年鄱阳湖生态经济区的经济系统与环境系统的协调性进行了定量分析,通过研究提出需要进一步加大鄱阳湖生态经济区环境保护力度、加快发展循环经济和构建环境友好型产业体系等政策建议。     

长江上游地区泥石流灾害敏感性量化评价研究

泥石流敏感性分析对灾害分析评价预测具有重要作用。文章以长江上游为研究区,选择坡度、相对高差、地层岩性、年降雨量、地震烈度等5方面因素为评价因子,探讨运用GIS技术管理分析泥石流灾害信息和区域泥石流敏感性分析的方法。量化评价因子的作用分值大小,有效表达泥石流敏感性指数(DFSI),进而,结合空间分析与条件概率模型,实现了区域泥石流敏感性分析并制作了泥石流敏感性专题图。长江上游地区泥石流敏感性区域具有一定的规律性,高度敏感区主要分布在第一级阶梯与第二级阶梯的过渡地带,比较集中的区域有雅砻江中下游、安宁河、小江、普渡河、大渡河中下游、理塘河、白龙江、岷江上游、涪江上游等干支流的5～10 km范围内;中度敏感区主要分布在高度敏感区的外围约10～30 km范围内。利用历史泥石流资料验证,表明已经发生的泥石流主要分布在泥石流敏感性指数较高地区,说明敏感性分析的结果基本反映出研究区泥石流敏感性特性。     

温榆河浮游动物多样性及水质改善效果评价

为评价自2010年5月罗马东湖示范工程运行后温榆河水质变化情况,于2010年5月-2011年2月间,定期采集该流域大型浮游动物,并从浮游动物种类、敏感种数量以及Shannon-Weaver生物多样性指数(H')等3个方面对温榆河流域大型浮游动物多样性进行分析。2010年5月-10月,罗马东湖大型浮游动物种类增加,敏感种数量上升,Shannon-Weaver生物多样性指数(H')由0.650 1升至2.134 2,水质由重污型改善为β-中污型;2010年11月-2011年2月,H'降低,说明季节变化对生物多样性影响较大。下游苇沟桥由于接受示范工程水域敏感种,H'与罗马东湖具有相同变化趋势,但受到清河水体影响,实际水质较差。苇沟桥下游北关闸敏感种再次消失,H'降低。其他位点H'明显较低,并受季节变化影响。结果表明:温榆河水质改善示范工程对局部水域的水质改善效果明显。要实现河流健康目标,必须控制污染源,由点到面,逐步由局部生态修复过渡到流域生态系统的恢复。     

钙、镁离子在水流作用下对铜绿微囊藻生长的影响

为了解在"引江济太"过程中大量钙、镁离子的引入对铜绿微囊藻生长的影响,本实验在控制温度和光照条件下,室内模拟不同钙、镁离子浓度在两个特征流速5 cm/s和15 cm/s下微囊藻的生长。实验结果表明,微囊藻藻密度随钙、镁离子浓度的增加而增加,流速在15cm/s下微囊藻最大藻密度(9 236.4×104cell/mL)是流速为5 cm/s下最大藻密度(2 873.72×104cell/mL)的3倍,流速为15 cm/s下微囊藻最大比增长速率均较5 cm/s下的高。这可能是在水流产生的剪切力作用下藻细胞胞外多糖增加,粘附更多的钙、镁离子更利于钙、镁离子迁移到胞内,同时胞外附着的钙、镁离子尤其钙离子形成桥联,使微囊藻细胞形成群体产生微环境利于微囊藻的生长。水流对微囊藻利用钙、镁离子有重要的影响,这为有效调水抑制蓝藻生长提供科学依据。