基于Google Earth Engine云平台的黑龙江流域长时序常年和季节性水面提取及变化分析

遥感影像空间覆盖广、更新周期短,是快速提取大区域水面信息的可行技术,对水资源开发利用、管理和保护具有重要意义。针对年际内受降水波动性影响,充分应用年份内所有可用的影像数据构建年均水体指数,来减少单期影像难以准确反映年内水面特征的问题,利用Google Earth Engine （GEE）遥感云平台解决了传统影像下载和桌面端处理海量影像数据效率低的问题。以黑龙江流域为研究区,以Landsat影像为数据源,结合地形数据,提取1987—2019年常年水面和季节性水面。研究结果表明:1）相较于单期影像数据,年均水体指数能更全面反映水面的时间信息,水面提取总体精度达到95.32%,其中,常年和季节性水面的总体精度分别为96.59%、94.61%;2）与已有数据产品相比,提取的常年水面更加连续、完整,质量更好;3）近32年来,黑龙江流域常年水面面积波动较大,呈减少趋势,年均减少14.82 km2;季节性水面面积相对平稳,呈增加趋势,年均增加12.81 km2。     

洞庭湖出口径流变化及对生态系统的影响

为了阐明洞庭湖出口径流变化及生态效应，根据城陵矶1960~2016年的日径流量数据，采用生态盈余和生态赤字两个生态径流指标，分别从年和季节尺度分析了洞庭湖出口径流变化，并讨论了其对洞庭湖生态系统的影响。研究结果表明：年生态盈余和年生态赤字的变化范围分别为0~0.39和0~0.47，且年生态赤字比年生态盈余的波动更加剧烈和频繁；季节生态径流指标差异较大，春季和冬季生态盈余波动比较频繁，夏季和秋季生态盈余变化不大；除冬季外，春季、夏季和秋季生态赤字在水文变异后呈明显上升趋势，且高于生态盈余；季节生态变化总值整体呈上升趋势，且在水文变异后更加离散，表明生态系统受到了较大的扰动。气候变化和人类活动是导致径流变异的主要影响因素。降水对生态赤字的影响较大；人类活动导致了高流量减少、低流量增加，使季节生态径流指标发生较大改变。径流变化与生态系统关系的基本准则表明，洞庭湖出口径流与生态系统具有紧密的联系，且径流改变对生态系统产生了负面影响。     

平原水网圩区非点源污染模拟分析及最佳管理措施研究

平原水网区太湖流域非点源污染所占比例越来越重,非点源污染不确定性致使难以准确分析其流失规律。利用经率定验证的非点源污染模型AnnAGNPS模拟太湖流域雪堰镇平原水网圩区全年及各月非点源污染氮磷流失负荷,分析氮磷负荷时空分布规律,识别污染关键源区,通过对模型参数进行敏感性分析,定量评价最佳管理措施氮磷防控效果。结果表明,雪堰镇非点源污染氮磷负荷分别为62.99t/a、5.81t/a,流失高峰期在夏季。氮磷流失主要集中在坡耕地区和河道两侧,氮在施肥量大的地区也有大量流失。4种管理措施中,等高耕作、保护性耕作对颗粒态氮、磷削减效果明显,生态缓冲区、减少施肥量对氮削减效果明显。     

煤矸石与粉煤灰淋溶渗出液对水环境影响研究

试验表明,煤矸石与粉煤灰淋溶渗出液pH值将会稳定在煤矸石和粉煤灰本身pH值附近,淋溶渗出液的重金属离子含量及酸碱度符合<一般工业固体废物贮存、处置场污染控制标准>(GB18599-2001),不会对地下水环境造成污染.试验还表明煤矸石和粉煤灰对淋溶水中高含量的重金属有一定的吸附作用.     

七星河湿地水环境重金属污染特征与风险评价

为识别农业区湿地水环境中重金属的污染水平、空间分布特征和风险传递效应,采集了三江平原七星河湿地水体、沉积物和鱼类样品,并测定了Cu、Cr、Cd、Zn和Ni 5种重金属的含量。结果表明:水体和沉积物中重金属的平均含量由高到低依次为Zn （28.0） > Cr （4.5） > Cu （3.2） > Ni （2.6） > Cd （0.1）（水体,μg/L）和Zn （139.4） > Cr （81.9） > Ni （45.7） > Cu （24.4） > Cd （0.2）（沉积物,mg/kg）。水体中所有重金属含量均优于GB 3838—2002《地表水环境质量标准》Ⅰ类标准,而所有采样点沉积物中的Zn和Cd均超过黑龙江省土壤背景值（Zn:70.7 mg/kg;Cd:0.086 mg/kg）。除葛氏鲈塘鳢（Perccottus glenii）未检出Ni外,东北湖鱥（Phoxinus percnurus）和北方花鳅（Cobitis granoei）中5种重金属均有检出,且北方花鳅对Zn的富集已达到"中等富集"水平,鱼类样品中其他重金属均处于"低富集"状态。以水生生物允许限值和沉积物质量指南作为参考限值的单因子风险指数（CF）的计算结果表明,水体和沉积物中的Cr对水生生物构成了"高风险",且Cr对综合风险指数（PLI）的贡献最高。鱼类样品中5种重金属的目标危害系数（THQ）和综合危害指数（HI）均<1（Cr对HI的贡献率超过70%）,表明长期食用七星河湿地野生鱼类不会引起非致癌风险,但食用野生鱼类暴露Cd的癌症风险指数（CR）超过10-5,存在引发癌症风险的可能。