神定河流域水质空间变化特征研究

依据2016年神定河流域20个采样点的水质调查数据,应用综合污染指数分析和聚类分析方法对神定河流域水质空间变化特征进行分析,并采用判别分析对神定河流域水质空间差异性进行检验。结果表明:将神定河流域各采样点进行水质空间聚类分析,可分为A、B、C、D 4类,其中A类为水质污染程度严重的1类污染区,B类为水质污染程度较重的2类污染区,C类为水质污染程度一般的3类污染区,D类为水质污染程度较轻的4类污染区;水质综合污染指数分析与聚类分析结果基本吻合;水质空间差异性判别分析检验结果显示,仅用氨氮、石油类污染物和高锰酸盐指数3个水质指标就能较为完整地反映神定河流域水质的空间差异性特征。     

山东省辖淮河流域河流水质趋势的灰色预测

目前,灰色系统模型越来越多地应用在水质预测中。山东省辖淮河流域包括南四湖流域和沂沭河流域,流域区域内的河流水质不仅与区域的社会经济发展相互联系,而且也影响着南水北调东线的水质。因此,依据2000-2009年流域内河流的国控断面高锰酸钾指数、NH3-N的监测数据资料,在对数据进行处理的基础上,文章利用灰色GM(1,1)模型结合新陈代谢原理预测河流水质的发展趋势。结果表明:大多数河流水质呈好转的趋势,但河流水环境变好趋势较缓慢,特别是沭河高峰头断面的水质呈变差趋势。河流水质的变化趋势应值得高度重视,为区域水环境保护和制定水环境规划提供参考。     

灰色系统理论在湖泊水质预测建模中的应用

本文将灰色系统理论应用于湖泊水质预测建模研究,提出了湖泊水质预测的建模方法,并建立了某湖化学需氧量(COD)的GM(1,1)预测模型。      

赤水河流域水质演变特征及污染源识别

为了解赤水河流域水污染及时空变化状况,基于 2008～2017 年干流上、中、下游 3 个长期监测断面逐月水质数据,采用单因子评价法、综合污染指数法、Mann-Kendall 检验法和 Person 相关系数法对其水质的时空演变特征及其主要污染源进行了分析。结果表明, 2008～2017 年赤水河上、中、下游水质以Ⅰ类和Ⅱ类为主,水质综合污染指数波动较剧烈,其中 2008～2011 年整体水质持续恶化,2012 年进入相对平稳好转期,但时有再逆变情况。7 月综合污染指数最高,11 月至次年 3 月水质状况较好。水质沿程逐渐变差,至中游 (茅台站) 受白酒工业和城镇化影响,NH₃-N 污染指数大幅上升,COD_Mn 污染指数也升高;到下游,COD_Mn 和 NH₃-N 污染指数持续升高。不同流域尺度下水质的主要污染源存在异同,白酒工业和城镇化对水环境影响显著。     

黄河干流中卫新墩断面水质状况及预测

为评价黄河干流中卫新墩断面近年水质状况及水质变化趋势,文章采用综合污染指数法对新墩断面2004年以来的水质状况进行了分析。结果表明：新墩断面水质达到功能区水质要求,受到轻微污染,水质一般。在此基础上,文章利用GM（1,1）模型,借助Matlab软件,拟合了新墩断面未来水质污染变化方程,得出了新墩断面未来水质将进一步好转的结论。     

应用灰色模糊马尔科夫链预测海河水质变化趋势

灰色GM(1,1)模型在水质预测中得到了较为广泛的运用,但其存在灰色偏差与抗干扰能力弱的局限性,针对这一问题,将马尔科夫链理论与模糊集合理论引入灰色GM(1,1)预测模型,并应用该模型对海河三岔口断面的DO、CODMn和NH3-N 3项指标2012~2016年的浓度变化趋势进行预测.结果表明,2004~2016年,DO及NH3-N浓度大致呈上升趋势,预计2016年分别可达9.15,1.47mg/L;CODMn浓度呈下降趋势,预计2016年可达3.91mg/L.以2012年的数据做验证,灰色模糊马尔科夫链模型的预测精度最高,可作为科学的水质预测方法.     

2012-2021年阳宗海水质变化特征及趋势分析

为了解近10年来阳宗海的水质变化特征及砷污染事件发生后砷的治理成效,对2012—2021年的水质监测数据进行了研究,结果发现：化学需氧量、总磷、总氮、砷等主要监测指标削减明显,综合污染指数和综合营养状态指标呈显著下降趋势,说明近10年来阳宗海水质有所改善,特征污染物砷治理成效显著。     

赤水河流域水质时空变化特征与趋势

文章基于2008～2017年赤水河流域上游-赤水、中游-茅台、下游-鲢鱼溪断面水质、径流和降雨等水文气象数据,分析了流域水质时空变化特征及其与径流、降雨、白酒工业等影响因素的相关性.结果表明,近10年来,上游断面CODMn、NH3-N和TP的含量均呈下降趋势,而中游和下游断面CODMn、NH3-N呈现增加趋势,只有TP...     

1990~2016年湘江流域水质时空变化及驱动因素分析

为探讨湘江全流域水质时空变化特征及其驱动机制,收集湘江流域1990~2016年共26年113个站点16个水质参数数据,采用水质指数法等对流域水质进行综合评价并识别其主要污染物,分析其形成机制,重点剖析水位和土地利用格局对水质的驱动作用. 结果表明：①研究期间湘江流域整体水质等级为“良好”. 时间上,水质呈现出先恶化再改善的变化态势,1990~2003年为水质恶化阶段,2004~2016年为水质改善阶段;水质季节变化不明显,丰水期水质波动较大. 空间上,干流水质污染负荷从中游、下游和上游依次减小. 上游支流水质最好,水质较差区域主要分布在中下游支流河口处,尤其是有多条支流汇流的地方. ②有毒重金属具有毒性、持续性和生物累积性的特点,在水体中若超过一定浓度就难以净化,对自然环境和人类健康都危害极大. 毒性金属指标（CI1）是影响湘江水质的主导因素,其中汞（Hg）和镉（Cd）是影响湘江流域整体水质的主要参数. ③水位通过稀释环境参数对湘江水质产生正面影响,土地类型对重金属浓度影响不大,林地可以起到改善水质的作用,草地在较大尺度范围（≥5 km）与高锰酸盐指数存在负相关,流域内水体、耕地和不透水面面积的增加使得水体粪大肠菌浓度偏高的概率增加. ④土地利用方式对水质的解释能力呈现出随缓冲区尺度增大而增强的态势,在河岸带10 km缓冲区尺度上,土地利用方式对水质的解释度最高,是湘江水质治理的有效尺度. 研究显示,湘江流域重金属污染与其他污染驱动因素不同但区域差异均较明显,因此污染治理应分类和因地施策.     

湘江流域水质特征及水污染经济损失估算

基于2008~2016年湘江流域内40个监测站点10项参数的月观测资料,运用水质指数法分析流域水质时空分异特征,并采用主成分分析和多元线性回归分析识别影响流域水环境演变的主要因素.在此基础上将水质、水量与水资源价值结合起来,利用改进的污染损失率法和模糊数学法,构建污染价值损失模型,定量估算流域水污染经济损失.结果表明,湘江流域水质总体以优为主,2008~2011年水质变差,2011年后水质逐渐改善,2015~2016年改善状况较为明显.在季节尺度上,枯水期水质最差,丰水期和平水期接近.流域主要污染物是Hg、Pb、TP、NH₄⁺-N和COD_Mn.经济发展是影响流域水质变化的主要驱动因素.污染价值损失结果表明,长沙和郴州损失量最大,湘潭、株洲和衡阳次之,娄底损失最小.在年际尺度上,2013年污染损失最高（297.04亿元）,2008年最低（66.53亿元）,总体上2008~2016年污染损失在波动中增加.     

洋河流域张家口段河流水质演化及驱动因子分析

洋河流域是官厅水库的重要入库水源,而官厅水库一度承担着北京市生活饮用水、生产用水及景观用水的供给任务,是北京市经济社会发展的重要保障.本研究以1992～2009年洋河流域张家口段水质监测数据为基础,选取11类影响水质的污染因子,利用综合指数法和灰色关联度法等评价手段,分析流域水质演化态势,筛选出主要污染因子并对水质演化的驱动因子进行解析.结果表明,1992～1996年,张家口段流域水质污染严重,但呈快速恢复态势;1997～2009年,水体趋于轻度污染,并保持在稳定状态,但污染因子仍有超标情况.主要污染物包括氨氮、石油类、高锰酸盐指数、BOD5,重金属Cr6+和Cd对水质影响也较大.水质演化的驱动因子主要是土地利用类型的改变,工业用地对水质影响较大,农业用地对水质影响较小.     

近10年流域江湖关系变化作用下鄱阳湖水动力及水质特征模拟

鄱阳湖水文情势受流域来水及长江共同影响,近10年流域、长江和鄱阳湖间关系发生了较大变化,导致了新的水文节律调整,进一步使得湖区水质环境发生变化.对近10年序列(2003—2012年)和1956—2002年序列的多年平均的日水文过程进行对比,分析了鄱阳湖的流域入流、湖口出流及湖区水位的年内变化过程;近10年鄱阳湖最高水位降低,湖相时间变短,河相时间增长;通过构建鄱阳湖的二维水动力水质模型,并采用实测2010年湖区水动力及水质数据对模型进行率定验证,在此基础上着重研究流域、江湖水文情势变化条件下,湖区的水动力和水质发生的变化.模拟结果显示,由于4—6月间湖区丰水期滞后13 d,8—10月间枯水期提前21 d,导致TN浓度在两个时间段内分别上升10.6%和12.4%,TP浓度在两期间内分别升高11.7%和13.6%.在8—10月期间,湖区水位下降速率增加,南部与西部的碟型湖提前与主湖区分离,形成相对静水的水塘,加剧了碟型湖的富营养化风险.     

基于遥感的黑河流域生态环境变化特征及成因分析

使用2001~2017年MODIS-EVI产品和2001,2009,2017年Landsat数据提取的湿度指数（WI）、沙漠化指数（DI）、改进归一化水体指数（MNDWI）,并结合气象数据及其它数据,揭示黑河流域生态环境变化特征.结果显示：近17a来,研究区低、中高和高植被覆盖区的面积分别以36,29,132km²/a的速率增加,无植被、中植被覆盖区面积以185,11km²/a的速率递减,且夏季和上游植被覆盖度最高;2001~2009年流域水域面积扩大至3854.5km²,2009~2017年减少至2628.9km²,上游地区水体较多,水量由山岭向山麓递减,由西向东递增;流域湿度指数由2001年0.55上升到2017年0.65,高值中心主要位于上游地区和中游民乐县、山丹县以及金塔县;流域沙漠化程度先逆转后扩展,沙漠化土地主要分布于中游高台县、临泽县、金塔县和下游额济纳旗;流域气温、降水、潜在蒸散量和地区生产总值、第一产业、建成区面积及耕地面积是影响黑河流域生态环境变化的主要驱动因素.     

罗时江河口湿地水质季节变化特征及评价

分析2014年四个季节罗时江河口湿地常规水质指标p H、DO、TP、MPO4、TN、NH+4-N、NO3-N、NO2-N、COD和Chl-a浓度的季节性变化特征及相互关系,并用内梅罗指数法和综合营养状态指数法评价罗时江河口湿地水质和营养状况。结果表明:1)该湿地水质随季节变化呈现出不同的变化规律。2)内梅罗指数评价结果为春季水质最差,达到重污染级别,秋季和冬季次之,水质级别为较好,夏季水质属于良好水平;富营养化指数四个季节大小顺序为春季(65.53)秋季(59.46)冬季(57.90)夏季(50.70),即春季富营养化水平最高,达到中度富营养,夏秋季水质次之,为轻度富营养,冬季水质较好,但也达到了富营养化水平。3)不同季节CN/CP比值变化较大,由大到小的顺序依次为春季(60)、冬季(59)、秋季(26)、夏季(8)。4)罗时江河口湿地营养盐主要来自陆源,并以氮营养盐为主要污染因子。     

基于InVEST模型的官厅水库流域产水和水质净化服务时空变化

官厅水库是北京市及其周边地区重要的水源地之一,曾因水质污染严重而被迫退出北京市饮用水供应系统,经过全面治理后于2007年恢复成为北京市备用水源地.为了从整体上定量分析官厅水库流域生态系统的产水和水质净化服务,基于InVEST模型,选择官厅水库退出北京市饮用水供应系统和恢复成为北京市备用水源地为时间节点,定量评估1995-2010年官厅水库流域生态系统的产水量和TN、TP输出量,分析其产水服务和水质净化服务的时空变化.结果表明:1995-2010年,官厅水库流域产水服务表现为先减弱后增强,但整体呈减弱趋势,流域产水量由1995年的18.85×108 m3降至2010年的14.33×108 m3,产水服务减弱24.0%.水质净化服务表现为先减弱后增强,但整体呈增强趋势,流域的TN、TP输出量分别由1995年的4028.7、379.7 t降至2010年的3611.4和354.0 t,TN、TP净化服务分别增强10.4%和6.8%.研究显示,气候变化和土地利用变化是导致官厅水库流域产水服务发生改变的主要原因,不同时期的水资源保护政策导向也与水质净化服务变化趋势相吻合.      

应用GM(1,1)模型预测阿什河水质变化趋势

GM(1,1)模型在水质预测中得到了较为广泛的运用。本文应用GM(1,1)模型对阿什河入松花江口内断面中高锰酸盐指数和氨氮两项指标的浓度变化趋势进行了预测,结果表明:高锰酸盐指数浓度呈上升趋势,氨氮浓度呈下降趋势。对比灰色动态模型群和子模型的预测结果精度,发现对于两极分化的数据,模型群预测结果的关联度低于子模型。本文将为制定阿什河水质改善方案提供科学依据。     

滦河流域上游地区主要河流水污染特征及评价

在水资源管理与污染控制的研究过程中,进行水质特征分析与评价具有重要意义.本研究选取滦河流域上游地区29个监测站点,在2010年对河流溶解氧、氨氮、高锰酸盐指数等14项指标进行监测,并分别采用了单因子评价法、综合污染指数法、分级评价法、内梅罗污染指数法、模糊综合评价法及水质标识指数法6种方法对该地区主要河流水污染特征进行分析及评价.结果表明,水质标识指数法比较适于滦河流域上游地区河流的评价.单因子水质标识指数显示,该地区的主要污染物为总氮、氨氮、总磷和高锰酸盐指数,基本呈现富营养化状态;29个站点中小东区水质最差,达到劣Ⅴ类水质,且出现黑臭现象;波罗诺、窑沟门、下板城和平泉4个站点水质最好,均达到Ⅰ类标准;在河流总体评价中,柳河污染最为严重.根据评价结果将所有监测站点分为达标和未达标两类,并应用主成分分析和多元线性回归进行分析,结果表明达标站点和未达标站点的污染物的最大贡献者分别是生活污水和工业废水.研究结果对指导滦河流域水污染防治及水资源管理具有重要意义.     

小清河入海口近十年水质变化及驱动因素分析

根据2008～2017年小清河入海口水体污染物浓度监测数据,选取13个污染因子,利用污染指数评价法、相关系数分析法以及主成分分析法等对入海径流水质变化进行了分析,并研究影响水质变化的驱动因素.结果表明, 2008～2017年,小清河入海口水质呈好转状态,污染状况大大减轻;不同污染因子超标情况有所差异,化学需氧量、石油类污染物超标情况最严重,磷类污染物次之,其他污染物基本符合Ⅲ类水质标准;石油类、化学需氧量、氨氮、亚硝酸盐氮和砷等污染物的污染程度整体呈下降趋势,磷、硝酸盐氮以及重金属中的铜、镉、铅、锌、汞和六价铬等污染物的污染程度呈不同程度上升趋势;污染物排放以及土地利用类型的变化是小清河水质整体上较差的主要因素,污水处理率的提高以及水环境保护政策的实施是小清河水质明显改善的重要原因,温度、日照时长、降水和瞬时径流等气候和水文因素也间接影响小清河入海径流的水质.     

不同配置绿色屋顶径流水质特征及综合评价

绿色屋顶是海绵城市建设的重要措施之一,但植被和基质等配置因素对其径流水质的综合影响尚不清楚,这限制了绿色屋顶的推广.通过在北京市区搭建3种植被类型［佛甲草（Sedum lineare）、大花马齿苋（Portulaca grandiflora,马齿苋）和无植被（对照）］、3种基质类型［田园土、改良土和轻质生长基质（轻质基）］和2种基质厚度（15 cm和10 cm）的12个绿色屋顶,基于2019年雨季降雨特征、各绿色屋顶径流量以及径流中营养盐和重金属浓度的监测,构建绿色屋顶径流水质指数（RQI）定量分析不同绿色屋顶配置对径流水质的综合影响.结果表明,植被可提高绿色屋顶径流削减率和有效降低径流中NO₃^--N的浓度,佛甲草和马齿苋绿色屋顶的RQI接近,径流水质均优于对照绿色屋顶;基质材料显著影响绿色屋顶径流削减率和径流中污染物浓度,轻质基绿色屋顶的径流削减率最低且径流中NH₄⁺-N、DFe、DMn和DZn的浓度均值最高,其径流水质劣于改良土和田园土绿色屋顶;基质厚度为15 cm的绿色屋顶径流削减率更高,其径流水质优于10 cm的绿色屋顶.研究结果可为绿色屋顶设计及径流水质综合评价提供科学依据.     

辽河流域湿地水质污染特征及净化效果实证评估

流域湿地是流域生态系统中河岸陆地和河道水体间的水陆过渡地带,在污染物阻控、生物多样性保护、侵蚀泥沙削减等方面有着重要的作用。为揭示辽河流域干流上、中、下游湿地污染物削减特征,量化比较湿地水质净化功能的差异,在对东西辽河交汇口湿地、七星湿地和下游湿地水质及水量进行现场监测的基础上,采用内梅罗污染指数法对其污染状况进行分析,实证评估湿地对污染物的去除效果。结果表明,内梅罗污染指数在支流入口处较高,经过湿地净化作用,在湿地中部及出口处污染程度明显降低;东西辽河交汇口湿地、七星湿地和下游湿地对污染物的去除效果有所差异,这主要是受支流和流域水污染的结构性、复合性、区域性等特征因素影响的结果。