基于BPNN的一江两河流域水体中重金属浓度预测

本文将反向传播神经网络(BPNN)应用于青藏高原一江两河流域(雅鲁藏布江山南段、拉萨河、年楚河)水体中重金属浓度预测，探讨了输入变量、预测因子、隐藏层节点数和模型结构的影响.模型以溶解氧(DO)、pH、电导率(EC)、总磷(TP)、铁(Fe)作为网络的输入层，重金属砷(As)、锑(Sb)、钼(Mo)、锰(Mn)的含量作为网络的输出层，使用Levenberg-Marquardt (LM)算法进行训练.其中，BPNN隐藏层的传递函数为tansig，隐藏层节点数为9，输出层的传递函数为purelin，输出层节点数为4.结果表明：(1)以单个元素作为预测因子时，As、Sb、Mo、Mn预测值和实测值的决定系数(R²)分别为0.98、 0.933、 0.894、 0.928；均方根误差(RMSE)分别为：9.7168×10^-4、 1.2508×10^-4、 3.3159×10^-4、1.9188×10^-3.(2)以4个元素作为预测因子时，预测值和实测值的决定系数(R²)为...     

玛纳斯河流域荒漠草地沙化遥感监测研究

以1989—2016年玛纳斯河流域TM/OLI遥感影像为数据源,利用混合像元分解技术,计算玛纳斯河流域草地总覆盖度和裸沙面积。在此基础上通过监测年与基期年的比较,计算草地覆盖度相对基期年的减少率和裸沙面积相对基期年的增加率两个监测指标,依据《天然草地退化、沙化、盐渍化的分级指标》(GB 19377—2003),对计算出的两个指标分别进行沙化等级评定和赋值,将两种评定结果相综合来监测草地沙化。结果表明,玛纳斯河流域近30年来荒漠草地沙漠化总体呈现先增加后降低的趋势。分析表明,玛纳斯河流域草地沙化是人为和自然因素双重作用的结果。     

关于城市河流水污染防治技术应用和研究

随着我国经济的不断发展,各种工厂也大量的成立,而这也使得很多废弃物及废水被过度排放到湖泊与河流之中,进而导致其出现了严重的污染问题。污染不仅对人们的生活质量产生了影响,同时也对生态的平衡发展产生了很大的阻碍,业已经成为社会各界高度关注和重视的问题。基于此,本文围绕城市河流水污染的现状进行了分析,对于污染产生的原因也进行了阐述,针对城市河流水污染防治技术的应用也进行了探讨和研究,以期可以有效解决我国出现的河流水污染问题,进而为人们及社会营造一个全新、绿色的河流环境。     

应用鱼类生物完整性指数评价荔浦河河流健康

生物完整性指数是河流生态系统健康评价主要方法之一。为评价荔浦河河流健康状况,选择鱼类作为指示生物,构建了基于鱼类生物完整性指标体系。2017年1月、4月、7月和10月对荔浦河4次采样共采集到鱼类21 192尾,经鉴定共计94种,隶属于6目17科62属。以S1(修仁镇)、S10(马岭镇)、S11(双江镇)作为参考点,经过分布范围分析、箱体图判别能力分析及相关性分析等指标筛选过程从25个候选指标筛选出5个指标,即鱼类总物种数、Shannon-Wiener多样性指数、肉食性鱼类数量百分比、敏感性鱼类数量百分比、产漂浮型卵鱼类数量百分比。将荔浦河河流健康等级分为"健康"、"一般"、"较差"、"极差"和"无鱼"5个等级。结果表明,荔浦河青山镇、荔浦县及蒲芦乡河段健康状态为"一般"水平,东昌镇、龙怀乡、杜莫镇及新坪镇河段健康状态为"较差"水平,茶城乡河段健康状态为"极差"水平。筑坝工程、架桥工程和修路工程等人类活动导致荔浦河支流上的健康状况比干流更差。上述研究结果可为荔浦河的河流管理和保护提供理论依据和技术支持。     

暴雨径流对海河干流水质的影响及排干水质要求的确定

以天津市海河上游河段为研究对象,模拟计算暴雨径流由二级河道排入海河干流后所造成的影响。采用EFDC(Environmental Fluid Dynamics Code)模型建立了海河干流上游河段的水动力和水质模型。在不同降雨重现期和干流入口流量的情况下,模拟了二级河道排放污染物COD、DO、NH3-N和TP等在海河干流的迁移转化规律。降雨重现期选取0.5 a、1 a、2 a、5 a、10 a和50 a。海河干流入口流量选取0、10 m3/s、20 m3/s、30 m3/s、50 m3/s、100 m3/s、150 m3/s和200 m3/s。海河干流的柳林控制断面为水质控制断面。当降雨重现期为10 a、干流入口流量为0时,柳林控制断面处COD、NH3-N和TP质量浓度分别超标73%、47%和197%,DO质量浓度只有3.16mg/L,水体污染严重。在保证柳林控制断面处水质满足水质要求的前提下,确定了各二级河道排干水质要求拟合曲线。当固定降雨量时,干流入口流量越小,二级河道排干水质的控制指标就越严;当固定干流入口流量时,降雨量越大,二级河道排干水质的控制指标就越严。根据二级河道排干水质控制指标,可计算各二级河道的排干水体的总截污量和DO补充量,为汛期海河水环境保护提供理论指导。     

新疆伊犁喀什河流域地表水水化学特征及控制因素

利用2019年1月至7月伊犁喀什河流域的水化学测试数据,采用Piper三线图、相关性分析、Gibbs模型等方法,分析喀什河流域的地表水水化学特征及其控制因素,并对其物质来源进行探讨.结果 表明,喀什河流域地表水呈弱碱性(7.77≤pH≤8.16),TDS介于184.8-588.12 mg.L-1之间,其浓度均值(243.48 mg.L-1)低于世界半干旱区地表水TDS的均值(370 mg·L-1),同时低于干旱区地表水TDS的均值(440 mg·L-1),但高于世界河流的均值(115 mg·L-1);阳离子以Ca2+为主,HCO3-为其主要阴离子,两者分别占其相应离子总量的82.8％和82.6％;研究区主要离子浓度总体随海拔升高而降低,主要原因是高海拔流域冰雪融水占比高;水化学类型以HCO3-Ca·Mg和HCO3-Ca型为主;地表水主要离子受岩石风化作用和阳离子交换作用的影响,主要离子来源于碳酸盐岩和硅酸盐岩的风化溶解,HCO3-、Mg2+、Ca2+与SO42-主要来自白云岩等碳酸岩盐的风化溶解,Na+与K+主要来自长石类硅酸盐岩的风化溶解,人类活动对离子组分的影响较弱.     

河流流域生态安全综合评估方法

在国内外生态安全相关研究的基础上,提出了河流流域生态安全的定义.以河流流域生态安全为研究对象,基于DPSIR(驱动力-压力-状态-影响-响应)模型框架,构建了评估指标体系,并利用多准则群体决策模型的层次分析法和熵权法确定指标权重.以晋城市沁河流域为例,对该流域2005─2009年生态安全状况进行了综合评估.结果表明:5年内沁河流域的生态安全综合指数从2005年的0.487升至2009年的0.641,状态从"安全"区域底部逐步提升到顶部,人均GDP增长、单位工业产值CODCr和NH3-N排放强度的降低、污水处理厂投入使用和环保投资的逐年增加是影响其变化的关键因素.     

三峡澎溪河回水区消落带岸边土壤重金属污染分布特征

在对澎溪河回水区消落带及岸边土样品中重金属含量和样品理化性质测定的基础上,重点分析了该区域内重金属分布特征,并对重金属元素间的相关性展开研究.同时,应用地累积指数对研究区域污染现状进行评价.结果表明,消落带样品中Cu、Cr、Zn、As、Cd、Pb、Hg的平均含量分别为28.17、59.21、108.98、4.77、2.02、28.85、0.52mg·kg-1;岸边土样品中重金属的含量范围分别为22.32、54.90、98.05、7.87、0.77、22.97、0.94mg·kg-1.Cd是三峡库区污染较严重的重金属元素.相关性分析表明：在消落带样品中,Cd与Zn显著相关（p〈0.01）,Pb、Hg和Cu、As都存在显著的正相关关系,说明这4种重金属元素在接受外来污染时可能存在相似性;在岸边土样品中,Cd与Zn、Cr与Cu、As与Hg显著相关（p〈0.01）,Pb与Cu、Cr、Zn、Cd显著正相关,表明这几种重金属可能有着相似的来源.消落带样品重金属污染程度评价结果为：Cd〉Hg〉Zn〉Pb〉Cu〉As〉Cr,岸边土样品重金属污染程度评价结果为：Hg〉Cd〉Zn〉As〉Pb〉Cu〉Cr,Cd和Hg在个别站位达到了严重污染水平.消落带土壤受人为扰动后会成为水体的二次污染源,因此,消落带土壤重金属对水体的潜在影响不容忽视.     

基于水质协议的跨界流域生态补偿标准研究

在完全信息的情况下,分析了如何设计跨界流域生态补偿标准,并讨论了跨界流域生态补偿政策可能存在的时间一致性问题.基于斯坦伯格博弈框架下的分析结果表明,若考虑跨界流域生态补偿标准与环境损害函数是线性的,则跨界流域生态补偿政策是具有时间一致性的环境经济政策,这是由于该政策在设计时,其补偿标准要么仅与环境损害成本有关,或直接与流域内各区域的污染物削减费用有关.在这两种情况下,流域内各区域在执行该政策的时候,没有相应的战略去刺激流域内各区域刻意改变其自身的污染物削减费用函数,从而影响到未来的跨界流域生态补偿政策的实施.随后,利用该方法针对COD指标,模拟了2008年河南省贾鲁河流域跨界流域生态补偿政策,结果发现,当生态补偿标准设置在2714.13元.t-1时,能够实现跨界流域生态补偿政策的目标.在这种情况下,该流域COD排放总量达到了流域COD年允许排放总量的要求;且相比跨界流域生态补偿政策实施前,强制要求流域内各区域单独削减COD达到断面年允许排放量的情况,各区域的COD削减费用均有所下降.     

河段水质压力目标管理模式的概念与方法

目前我国主流的流域水质目标管理模式中,在河段污染责任认定方面普遍存在难以界定上下游之间各自责任的问题,为此提出了一种基于河段水质压力概念的河流水质管理新模式.以水质压力为基础,配套建立了包括水质压力目标、水质压力纯水当量、水质压力偿罚金等在内的一系列相关概念及其设定与计量方法,完成对各河段的责任认定,并实现以河段处罚金与补偿金为调控手段的流域水质管理运行机制.结果表明,该管理模式有助于增强水质污染处罚与水质生态补偿的区域公平性和针对性,其中的概念和方法可作为现行河流水污染控制方法体系的一种改进性补充,同时能为流域生态补偿标准的确定提供一定借鉴.