松花湖水质空间差异及富营养化空间自相关分析

为识别中国东北地区最大的人工湖——松花湖水质空间差异与富营养化的空间分布特征,运用方差分析与因子分析对丰满水库主库区、松花江三湖保护区实验区和蛟河回水区这3个区域2017年的水质采样检测结果进行了分析,运用综合营养状态指数法评价了湖区的营养状况,采用空间自相关分析对松花湖湖区富营养化水平的空间相关性与聚集度状况进行了研究.主要结果如下：①方差分析结果表明,除溶解氧（DO）与叶绿素a（Chla）外,总氮（TN）、总磷（TP）、水温（WT）和pH值在松花湖3个区域内存在显著性差异（P<0.05）,其中TN与TP区域差异最为明显;②因子分析结果表明,气候条件因子（WT）、营养盐因子（TN、TP）与藻类生物量因子（Chla）变化主导着湖区水质的变化;③综合营养状态指数法结果表明,松花湖湖区营养状态整体为轻度富营养化,3个区域的富营养化水平由强到弱依次为：蛟河回水区 > 丰满水库主库区 > 松花江三湖保护区实验区;④全局空间自相关的结果表明,湖区富营养化水平整体呈现显著的正空间自相关关系,由于区域富营养化水平影响范围较大,松花湖富营养化水平的空间异质性不强;⑤局部空间自相关的结果表明,蛟河回水区的中部及北部地区是湖区富营养化水平的热点（高/高集聚）区域（P<0.01）,松花江三湖保护区实验区的中部是湖区富营养化水平的冷点（低/低集聚）（P<0.05）.因此进行松花湖水环境治理时,应将富营养化防治的重点区域落在蛟河回水区与丰满水库主库区.     

基于模糊权物元分析模型的湖泊富营养化评价

运用模糊权重,结合层次分析法和物元分析法,试图构建模糊权物元分析模型。该模型不仅继承了经典物元分析的优点,同时充分考虑了权重的不确定性。按照中国湖泊富营养化评价标准,把湖泊水体富营养化程度划分为6个等级,选取Chl-a、TP、TN、CODMn和SD等5个指标为评价指标,应用该模型对东昌湖富营养化进行了评价,结果表明:所监测的3个湖区均为富营养化等级,其中又以西北湖区最严重,西南湖区次之,东南湖区相对较好。研究结果与实际相符,说明了此方法具有良好的可靠性,可适用于湖泊富营养化的综合评价。     

基于Copula函数的水体富营养化联合风险概率研究

为了分析小型人工湖水体富营养化指标联合风险发生的概率,基于Copula函数的基本原理,结合眉湖水体富营养化模型模拟结果,建立了水体富营养化指标的边缘分布及Copula函数联合概率分布.通过Copula函数拟合检验和拟合优度评价筛选出不同组合方式下最优的Copula函数,并根据最优的Copula函数计算出水体富营养化指标的二维和三维联合风险概率.结果表明,不同组合方式下水体富营养化指标达到不同富营养化状态时的联合风险概率区别较大;当Chl-a和COD都为轻度富营养时,二维联合风险概率最大为62.29%,说明这种组合方式下眉湖水体极易发生轻度富营养;当Chl-a和COD都为轻度富营养、TN为中度富营养时,三维联合风险概率最大为45.46%,说明这种组合方式下眉湖水体极易发生中度富营养;由于受到水体富营养化指标监测系列的影响,部分二维和三维联合风险概率较小甚至为零.     

湖库富营养化的改进型模糊综合评价方法研究

针对水体富营养化评价系统的非线性、模糊综合评价法过程中权重赋予的主观随意性和隶属函数的不准确性等特点,对传统模糊综合评价法进行了改进,并据此对我国24个代表性湖库的富营养化程度进行了评价.其中以SPSS16.0和Yaaph软件为载体,采用层次分析法和主成分分析法相结合来确定选取因子的权重.根据确定的评价标准作自然对数变换使之线性化,并结合由基础数据统计分布情况,生成各评价因子隶属于各营养等级的对数形式的降半梯形隶属函数,进而得到各湖库的确定度,最后依据最大确定度得到湖库富营养化级别.该法所得结果与湖库实际富营养化状况以及现有多种评价方法的结果的对比表明,该改进方法的评价结果真实、准确、计算简单,具有可行性.     

基于延拓盲数的洞庭湖湖泊综合营养状态评价模型

基于湖泊水环境系统多种不确定性共存或交叉存在的特性,将延拓盲数理论应用于湖泊富营养化评价领域,用延拓盲数表示各参数浓度,与综合营养状态指数模型相耦合,建立基于延拓盲数的综合营养状态指数评价模型.采用该模型评价了洞庭湖的富营养化状况,结果表明,西洞庭湖、南洞庭湖和洞庭湖出口的富营养化程度较低,处于中营养级别,东洞庭湖的富营养化程度较高,处于中营养-轻富营养级别,并且有恶化到中富营养级别的趋势.相对于常规的确定性方法,综合评价模型得出了评价区域综合营养状态指数的可能值区间及其相应的可信度水平,较好地弥补了确定性评价方法的不足,更科学、全面地表征了评价区域的富营养状态与空间分布差异.     

粤东柘林湾养殖区海水富营养化评价

根据2011年9月和2013年8月在柘林湾11各位点采样调查,以化学需氧量(COD)、总氮(TN)、总磷(TP)、叶绿素a(Chla)和溶解氧(DO)为评价指标,采用隶属度模糊综合法对柘林湾海域海水富营养化水平进行评价,并与营养状态质量指数法(NQI)评价结果比较。研究表明,柘林湾西北部海域COD、TN和TP浓度较高,DO浓度较低;2011年COD、TN和Chla在各位点浓度较2013年高。海域各位点2011年全部处于富营养化水平,2013年部分位点营养水平降低。据隶属度权重分析,柘林湾海水富营养化形成主要因素是TN、TP和DO。隶属度模糊综合法对柘林湾海域营养水平评价结果与NQI基本一致。柘林湾海水富营养化主要是由养殖污染、陆源输入污染和航运污染造成,且后二者影响有逐渐增加趋势。     

临洪河口区域富营养化的初步探讨

根据1986～1989年在临洪河口的调查资料,选用化学耗氧量、无机氮和无机磷为指标,采用营养状态指数法,对临洪河口的富营养化水平进行了分区评价。结果表明,临洪河口水质较差,有机物及无机氮污染较重,西部区域的营养水平明显高于东部区域,高值区集中在河口处,整个河口区域属富营养类型。     

珠江河口富营养化水平评价

本文根据1987年2月至1988年2月在珠江河口的调查资料,选用化学耗氧量(COD)、总无机氮(T-N)、活性磷酸盐(PO_4-P)和叶绿素-a(Chl-a)为指标,采用模糊数学结合营养状态质量指数(NQI)对珠江河口的富营养化水平进行了评价。结果表明,珠江河口水质基本良好,属中营养水平,但是有机物及总无机氮污染严重,西部区域的富营养水平明显高于东部区域,为了防止出现富营养化,必须加强珠江河口的环境管理。     

基于指标协调性的水体富营养化状况的模糊识别

在湖泊富营养化评价指标体系中,同一指标的分级界点值差异很大,近似地呈现几何级数变化,同时各指标权重的选择与内涵存在不确定性,基于这两种认识,构建基于指标协调性和模糊权下的湖泊水质评价模型。对评价标准及待评价水质监测值进行对数变换,运用层次分析法求出指标的模糊权重;以此构造隶属函数,按最大隶属原则来评判地表水质量等级。应用此模型对巢湖西半湖水体进行富营养化识别,得出结果与生态评估结果基本一致。     

辽东湾北部海区秋季海水富营养化程度分析

基于2013年9月辽东湾北部海区的水质监测资料,以化学需氧量(COD)、溶解氧(DO)、总无机氮(DIN)和活性磷酸盐为海水富营养程度评价指标,以污染因子贡献率与层次分析法求得综合权重,应用模糊综合评判模型评价该海域的海水富营养化情况,分析了影响海水富营养化的指标以及具体的影响因素。结果表明:辽东湾北部海区近海地区属于重度富营养程度,而越往远岸海区则海水富营养有所减轻。影响辽东湾北部海区的主要影响因子为无机氮;辽东湾北部海区富营养化程度主要受沿岸河流注入与海水养殖业的影响。     

改进密切值法在湖泊富营养化评价中的应用

密切值法(Osculating Method)作为一种多目标优选方法,在水环境质量评价中具有一定的应用.经过改进,将各级营养级别作为评价样本,参与到湖泊水环境样本的矩阵中,引入目标差值率对初始矩阵进行规范化处理,并应用层次分析法,对各评价指标的贡献程度加以确定.将改进后的密切值法应用于湖泊富营养化评价中.经实例分析表明,该方法概念清晰、计算简便实用,保证了湖泊水环境质量评价的科学性,能较好地反映湖泊水环境质量的优劣,并使其与各级营养级别的关系一目了然.     

湖泊富营养化组合评价的真值次数加权法

针对湖泊水体富营化评价方法具有的不确定性问题,提出了湖泊富营养化组合评价的真值次数加权法.该法的建立步骤分为3步:首先,根据富营养化评价标准,随机生成1000组富营养化水质指标样本,分别用灰色关联法、模糊评价法、打分统计法、经验频率法、贝叶斯方法、向量评价法6种单项方法进行富营养化评价;然后统计1000组样本中各单项方法的评价值与真值相同的次数,据此计算各单项评价方法在组合评价方法中所占的权重;最后利用权重值对6种单项评价值进行加权平均组合,从而得到真值次数加权法的组合评价结果.将真值次数加权法应用于全国30个湖泊的水体富营养化评价,结果表明,该法能有效降低单项评价方法的不确定性.     

GA优化的湖泊富营养化评价的普适公式探讨

在适当设定富营养化指标的“本底值”情况下,当指标值用于对应“本底值”的相对值表示时,可采用S型曲线描述湖泊富营养化的发展程度,公式中的参数可视为与指标特性无关,采用遗传算法对公式参数优化,得到对多项指标均适用的富营养化程度的指数公式,并提出用广义模糊对比因子赋权新方法计算富营养化综合指数。该评价方法物理意义明确,计算简单,使用方便,具有普适性、可比性和实用性。     

湖泊营养状态评价的普适指数公式及效果检验

适当设定湖泊富营养化指标“参照”值 ,将修正的Carlson指数公式中的指标值用相对于“参照”值的指标“相对值”替换 ,公式中的参数可视为与指标特性无关。对公式中的待定参数采用遗传算法进行优化 ,得到对多项指标都通用的营养状态普适指数公式。用折衷激励功效函数法对单项指标的TSIG 指数赋权 ,计算综合指数。公式的正确性已被用于我国数十个湖泊、水库的营养状态评价检验得到证实。该公式计算简单、实用 ,具有客观性、可比性和通用性     

我国东部与云贵湖区富营养化控制标准对比研究

以我国东部湖区及云贵湖区主要湖泊2005~2008年的监测数据和国际公认的湖泊富营养化叶绿素a 含量分级为基础,通过频率统计方法,对叶绿素a、总氮(TN)、总磷(TP)、透明度(SD)和高锰酸盐指数(CODMn)进行了统计分析,并根据反退化原则,计算了两湖区湖泊富营养化控制指标的建议值.结果表明,东部湖区湖泊富营养化控制标准的建议值为TN:1.65mg/L,TP:0.100mg/L,SD:0.45m,CODMn:4.50mg/L;云贵湖区为TN:1.00 mg/L,TP:0.045 mg/L,SD:1.10m,CODMn:4.00mg/L.云贵高原湖区氮磷营养盐控制指标值绝对值低,相应控制标准比东部平原湖区严,主要原因是东部平原湖区受人类活动影响强烈,目前的水环境总体质量劣于云贵湖区.     

基于区间层次分析法的榆阳区水资源配置系统和谐性评价研究

城市水资源优化配置后,对配置方案进行后效和谐性评价以确定配置模型及配置方案的适应性具有重要意义,同时也是促进人水和谐的有效途径之一。影响水资源配置系统和谐性的因素繁多,评价方法也较多,但各类方法在评价过程的模糊性、指标权重的模糊性及评价精度方面均有不足。论文将区间数与层次分析法相结合,用区间数表示各指标表征值及专家的评价意见,对榆林市榆阳区水资源配置系统的后效和谐性进行评价研究,采用区间数特征根法求出各个指标层因素的区间权重,并进行一致性检验。研究结果表明,经水资源优化配置后,榆阳区水资源配置系统的和谐性整体提升,且系统内的各子系统和谐性也均有不同程度的提升;与目前常用的评价方法相比,区间层次分析法体现了评价过程的模糊性、权重的模糊性与评价精度,使评价结果具有柔性化特征,更加合理可靠。     

干旱半干旱地域灌区水资源综合效益评价体系研究

干旱半干旱地域灌区农业发展,既受水资源短缺制约,又受生态环境和社会因素的影响。论文基于水资源可持续发展的观点,认为灌区水资源优化配置必须考虑经济效益、生态效益和社会效益的协调和综合影响。文中建立了灌区水资源综合效益评价的数学模型。在分析该区水资源利用特点基础上,提出了综合效益评价的经济效益、社会效益和生态效益类等44项评价指标。应用层次分析法(AHP)原理,对构建的模型进行了研究。并以陕西省宝鸡峡灌区为例,利用所建模型进行了综合评价。评价结果可为灌区水资源评价、管理及节水规划提供决策依据。     

珠海市近岸海域水质状况与富营养化评价

为了解珠海市近岸海域水质污染程度和富营养化状况,本研究于2017年11月（秋季）和2018年3月（春季）对该海域水质进行调查监测,并采用单因子质量指数法、有机污染指数法和富营养化指数法评价海水的富营养化水平。单因子质量指数评价结果显示,珠海市近岸海域整体水质状况极差,春、秋季劣四类海水的站位占比分别为90.28%、79.17%。春、秋季DIN超标率分别为94.00%、89.00%,DIP超标率分别为28.00%、78.00%,DIN和DIP是影响整体水质状况的主要原因。整个区域的DIN/DIP均高于Redfield值,处于磷限制状态。有机污染指数评价结果显示,秋季严重有机污染的站位占比为51.39%,春季为56.94%,春季污染覆盖面更广。富营养化指数评价结果显示,春、秋季重度富营养化的站位占比分别为30.56%、31.94%,严重富营养化占比分别为6.94%、25.00%,富营养化程度较高。富营养化指数与COD_Mn存在显著的正相关关系,与盐度呈显著负相关关系,这说明COD_Mn在一定程度上可以反映珠海市近岸海域的富营养化状况,盐度越高富营养化水平越低,间接证明富营养化主要是由陆源污染物引起的,并与径流量以及外海海流的物理混合过程有关。