大鹏湾环境容量研究Ⅱ:环境容量规划

采用基于响应场的线性规划方法,考虑非点源与湾外污染物输入形成的本底值,结合深圳沿岸排污口的分布计算了大鹏湾的环境容量,并给出了总量分配方案.结果表明,大鹏湾物理自净能力差,但水体容量大,具有较大的稀释容量,加上污染物的生化降解,大鹏湾具有较大的环境容量.BOD5、总氮、总磷的最大允许排放总量分别为79.0,11.418,0.86t/d,BOD5、总氮、总磷的剩余环境容量分别为61.34,9.318,0.43t/d.     

基于精细化数值模拟的汾渭平原大气自净能力研究

汾渭平原作为大气污染防控的重点区域之一,精确认识其大气环境自净能力特征对科学制定防控政策具有重要意义.通过WRF模式开展的精细化数值模拟试验,本研究定量化探讨了汾渭平原地区PM_2.5的大气自净能力及其时空特征.结果表明,汾渭平原地区行星边界层高度、风速、降水量的时间特征均为白天高夜间低,春夏季最高,冬季最低;在空间上,行星边界层高度呈南低北高,降水量呈南高北低.汾渭平原大气自净能力在空间上整体为南低北高的特征;各城市白天的大气自净能力总体上高于夜晚,15:00为峰值时刻,7:00—8:00为谷值时刻;春夏季大气自净能力明显高于秋冬季.城市大气自净能力与PM_2.5浓度呈显著负相关关系.鉴于研究区域内大气自净能力的显著时空差异,错峰错时生产和合理化产业布局将是实现汾渭平原地区经济社会与环境保护协同发展的有效途径.     

苏州河生态恢复初期自净能力的综合评估方法

利用苏州河水的化学及生物学参数,以及水样对几种添加化学品的降解延滞期及降解率,综合评估了水体自净能力,并探讨了苏州河生态恢复初期自净能力的评估方法。对比2008年上、下游水样对醋酸钠、苯酚、苯胺、二甘醇、乙二醇、三聚乙醛等6种化学品的降解情况,比较分析了2006年及2008年两年度间苏州河自净能力的变化。相对2006年而言,2008年水体的氧化还原电位急剧下降,上、下游水体对化学品降解能力整体减弱,三聚乙醛降解能力的减弱尤为明显,降解率从2006年的77.82%和88.73%降至2008年的35.83%和65.86%。在外部有机物输入量无明显变化的情况下,上游的好氧异养菌数由2006年的4.7×104CFU/mL降为2008年的2.2×103CFU/mL。2008年苏州河上游水体对化学品(二甘醇除外)降解能力较下游水体更弱,且延滞期长。与2006年相比,2008年苏州河水体的自净能力整体减弱,上游水体自净能力的损失更为明显。     

太湖氮、磷自净能力的实验与模型模拟

于2011年9月对太湖竺山湖开展了1次湖区实验,根据质量平衡原理,通过进出竺山湖湖区河道以及竺山湖湾心、湾口水量、水质测量,弄清了竺山湖湖区营养物质进出以及消纳规律,从而为完善水量-水质模型参数提供依据,也为进一步研究太湖水体自净能力提供了基础资料.采用EcoTaihu模型模拟了太湖营养物质的循环以及自净能力,根据竺山湖湖区实测结果对模型进行了验证,实验得到竺山湖湖区总氮年自净能力为1 979 t,总磷年自净能力为119 t,通过EcoTaihu模型计算得到竺山湖总氮年自净能力为1 911 t,总磷年自净能力为116 t,实测数据和模型较为吻合.模型计算结果表明,2006、2008、2010年太湖氮元素自净能力分别为4.00、4.27、4.11万t.2006、2008、2010年太湖磷元素自净能力分别为1 566、1 798、1 712 t.     

湖库水体对石油类物质的自净能力评价初探

为了合理的预测湖库水体对油田特征污染物的自净能力,建立了突发事件溢油在水面上影响及对水质影响的模型,采用实测与预测相结合的方式对模型的参数进行了确定,同时根据建立的模型选择两个泡沼进行了验证。说明预测结果与实测值有较好的相关性,用湖泡推流衰减模型对湖泡的预测是可行的。     

区域水环境自净能力的定量评价

根据地震等级和风力等级的计算原理 ,提出了区域水环境自净能力等级的概念。它是描述一个地区水环境自净能力大小的定量指标。自净能力等级越高 ,区域水环境的自净能力越强。该指标从理论和应用方面来说都具有许多优点 ,概念明确 ,简单易行 ,具有重要的现实意义     

太湖氮素出入湖通量与自净能力研究

为了探索太湖氮素迁移转化过程,对2009～2010水文年环太湖25条主要河流及太湖梅梁湾、东太湖等典型区域的各形态氮素进行分析,并利用太湖出入湖水量、蓝藻人工打捞量和鱼产量等相关数据,分析计算太湖氮素流动和转化潜力.结果表明太湖全年河道输入氮素总量约7.00×104t,河道出湖氮素总量约4.01×104t.整个水文年中,太湖氮素自净量约3.22×104t,其中反硝化约3.02×104t,沉积物吸附约0.20×104t.在反硝化潜力上,太湖西湖区(如梅梁湾)反硝化潜力远高于东部湖区(如东太湖),而夏季太湖反硝化潜力又高于其它季节.因此,太湖氮素自净作用在湖泊氮素迁移转化中发挥重要作用.     

河流线型对河流自净能力的影响

为研究河流线型对河流自净能力的影响,选取5条具有不同河流线型的河涌进行研究,以弯曲度和分形维数表征河流线型,以TP、NH 3-N、NO 2-N、NO 3-N、COD Cr、TOC、DOC、叶绿素(Chlorophyll)和蓝绿藻藻蓝蛋白(BGA-PC)等9项水质指标沿程削减率表征河流自净能力,并分析各研究河段的悬浮微生物生物量和生物活性,探讨河流线型影响河流自净能力的作用机制。结果表明:多项水质指标沿程削减率随河流线型蜿蜒程度的增加而提升。在直立式浆砌石挡墙河段,河流线型通过提高悬浮微生物生物活性,进而增强河流自净能力,使TP、NH 3-N、NO 3-N、DOC、Chlorophyll和BGA-PC的沿程削减率显著提升;而在格宾石笼挡墙河段,河流线型通过增加悬浮生物生物量和提高生物活性,进而增强河流自净能力,使NO 2-N、COD Cr、TOC和DOC的沿程削减率显著提高。     

参窝水库水体自净能力及水质变化规律研究

根据参窝水库近几年的水质监测资料，对参窝水库的水体自净能力及水质变化规律进行了较深入的研究、计算出主要污染物在参窝水库的自净率，分析了参窝水库水质变化规律，为参窝水库的水污染防治提供了科学的依据。     

北海湾水体自净能力的探讨

根据1998年10月～1999年8月四个季度月对北海湾的调查研究资料，从物理、化学和生物三个方面探讨了该湾水体的自净能力。结果表明：该湾的水动力作用较强，对污染物的迁移、扩散极为有利，在水体自净过程中起主导控制作用；水体温度高、溶解氧含量丰富，使好氧微生物参与下的氧化分解作用极为活跃，有利于加快入海污染物的降解速度，对水体自净过程的贡献仅次于物理作用；从夏季COD与chl-a呈显著正相关和广西六大海湾的生物资源量分布状况可以判断，生物降解作用在该湾水体自净过程中具有重要的、直接的影响作用。     

大鹏湾近岸海域水质状况与富营养化水平

根据2012—2016年大鹏湾近岸海域的监测资料,采用单因子污染指数法和有机污染指数法对海域海水水质状况进行评价;采用富营养化指数和潜在性富营养化指数对海域富营养化水平进行分析,并探讨其与环境因子盐度的相关性。结果表明:2012—2016年,大鹏湾近岸海域水质状况良好,满足GB 3097—1997《海水水质标准》中第二类海水水质标准,水质年际变化呈波动状态,无明显规律,空间分布上仅沙头角湾受到明显污染;富营养化水平基本表现为低营养,年际变化呈上升趋势,空间分布上仅沙头角湾和南澳湾分别呈现富营养和高富营养状态;潜在性富营养化主要集中在Ⅰ级(贫营养);大鹏湾近岸海域富营养化指数与盐度呈负相关,表明海域受河口冲淡水和陆源带来的低盐、高浓度的污染物影响较大。     

大鹏湾海水环境要素与反曲原甲藻增殖的灰关联模型

通过反曲原甲藻种群增殖态势与环境要素的比较，建立关联度的排列顺序，运用灰色系统理论建立灰色模型｛ＧＭ（１，ｎ）｝。采用的方法是根据关联空间、光滑离散函数等概念，定义了灰导数和灰微分方程，进而用离散数据列建立灰色微分方程的动态模型。其结果是，浮游动物、ＤＯ、Ｆｅ和Ｍｎ对反曲原甲藻种群增殖态势具有密切的相关性。     

胶州湾石油烃污染物环境容量计算

根据石油烃污染物在多介质海洋环境中分布动力学模型建立了胶州湾海域石油烃污染物海洋自净容量(SPCo)计算方法。模型运行表明，该模型可以很好地模拟胶州湾海水中石油烃污染物年均浓度的年际变化。根据该模型，分别计算了胶州湾石油烃污染物SPCo，以及在不同海水水质标准条件下胶州湾石油烃污染物标准自净容量(SPCo^(s))、环境容量(ECo)和剩余环境容量(SECo)。根据运算结果可以推断，今后胶州湾在保持一级海水水质标准条件下可再接纳200t左右石油烃污染物，在二级海水水质标准条件下可再接纳600t左右石油烃污染物。     

大鹏湾春季海水理化因素与拟尖刺菱形藻种群密度的灰色系统模型研究

对1990年3月30日－6月25日在大鹏湾盐田海域的海水采样结果，用灰色理论的系统分析方法研究并计算大鹏湾地区海水中的拟尖刺菱形藻与浮游动物数量等15个海水理化因子变化的灰关联度，关联排序结果表明：浮游动物、Fe、浊度、Me、DO、V、Se、酸碱度、盐度和温度对拟尖刺菱形藻的种群增殖态有着较大的影响。进而建立灰色系统模型{GM（1，h )}对拟尖刺菱形藻种群增殖的动态辨识分析。     

珠江三角洲地区水环境承载力评价及障碍因素研究

为深入了解珠江三角洲(简称珠三角)地区水环境承载力发展状况,更好地推进生态文明建设,从社会经济、水生态环境、水资源3个子系统中选取19项指标构成水环境承载力评价指标体系,运用熵权法和障碍度模型对2015年珠三角地区9个城市的水环境承载力和障碍指标进行评价分析。结果表明:水环境承载力综合评价指数平均值为0.507,整体表现适中,但区域性差异显著,深圳、珠海和广州表现最好,佛山、东莞和江门相对较差;从指标障碍度分析来看,人均水资源量以9.9%的障碍度均值成为全地区水环境承载力的首要障碍指标,各子系统障碍度也存在不同程度的空间分异性。根据珠三角地区经济发展特点提出了提高其水环境承载力的建议。     

辽东湾北部海域大型底栖动物研究:Ⅰ.种类组成与数量分布

于2007年7月下旬在辽东湾进行了29个站位的大型底栖动物调查,共发现大型底栖生物79种;其中包括多毛类18科24种,甲壳动物15科19种,软体动物13科24种,棘皮动物4科6种,其他类群5种.整个调查区内大型底栖动物的优势现象不明显,优势度指数大于1%的物种仅有5种,分别为光滑河篮蛤、日本倍棘蛇尾、日本浪漂水虱、纽虫和西格织纹螺.调查区内底栖动物种类数、栖息密度以及生物量的高值区与低值区呈斑块状互相嵌套.大型底柄动物的平均栖息密度为68.28 m-2,平均生物量为22.75 g/m2;其中软体动物的平均栖息密度为30.52 m-2,生物量为6.92 g/m2;多毛类的平均栖息密度为14.48m-2,生物量为4.15g/m2;甲壳类的平均栖息密度为12.76 m-2,生物量为1.86g/m2;棘皮动物平均栖息密度为6.38 m-2,生物量为8.64 g/m2.1959年渤海各分区大型底栖动物的平均牛物量为10.29～12.83 g/m2.与其相比,除莱州湾外,目前各分区的平均生物量(16.45～22.75 g/m2)均显著升高,变化幅度有所增大.     

基于BP神经网络的水环境承载力预警研究——以北运河为例

为了预测水环境承载力未来可能出现的超载状态并提出警告,达到水环境风险管控的目的,本文构建了基于BP神经网络的水环境承载力预警方法体系,并在北运河流域开展了实证研究.所构建预警模型包括COD、氨氮、总磷承载力预警子模型和水资源承载力预警子模型,且模型拟合效果较好(平均绝对百分比误差在20％左右).研究结果表明:朝阳区、海...     

基于结构方程的流域水环境承载力评价——以湟水流域小峡桥断面上游为例

针对流域水环境承载力评价中指标体系构建及权重确定缺乏客观依据的问题,以湟水流域小峡桥断面上游为例,通过兼顾压力与水环境承载力的控制断面水质影响路径分析,建立了面向水环境承载力评价的结构方程模型(Structural Equation Modeling, SEM);在此基础上,构建了湟水流域的水环境承载力综合评价体系,并获得各指标权重,进而利用向量模法对流域水环境承载状态进行了综合评价.结果表明:SEM模型能够定量反映土地利用/景观格局及污染物排放因素与水环境承载状态的相关关系;SEM模型的路径分析可为水环境承载力综合评价指标体系的建立提供科学依据;由SEM模型得到的路径影响相关系数,可为权重的确定提供新的科学方法;研究区16个控制子单元呈上、中、下游水环境承载状态逐渐变差的梯度特征;最后,针对湟水流域不同区域的社会、经济、环境和资源差异,从流域水环境承载力双向调控的角度,提出改善水环境承载状态的相关建议,进而为流域水系统持续协调发展提供精细化管理支撑.     

流域水环境承载力聚类分区方法研究——以湟水流域小峡桥断面上游为例

流域内社会经济发展水平与水资源环境条件存在空间差异,导致水环境承载力具有空间差异特征.因此,有必要在流域水环境承载力分区基础上,实施差异化监管.以湟水河流域小峡桥监测断面上游为例,基于国家控制单元划分16个子单元,从水环境承载力大小、水环境承载状态、水系统脆弱程度及水环境承载力开发利用潜力4个角度,构建水环境承载力聚类分区指标体系,并对其进行量化.在此基础上,利用k-均值聚类法对控制子单元进行合并分区.通过轮廓系数验证,将研究区划分为4类最合理,即重点保护水环境敏感区、限制开发水资源约束区、控制开发水环境超载区和优化开发高开发潜力区.针对不同分区特点,提出具有针对性的水环境承载力双向调控措施,为流域水系统精细化管理及可持续发展提供科学依据.