大连市英那河水库扩建工程运营后的主要环境问题预测及对策研究

英那河水库扩建工程运营后，大坝加高，出现了水库水体富营养化和水库水温分层现象。本文运用国内外推广使用的数学模型，对水库水温分层及水库富营养化的程度进行了预测，提出了水温分层对下游用水影响对策及控制水库水体富营养化的具体措施。     

天目湖沙河水库热分层变化及其对水质的影响

为揭示亚热带水库热分层的季节性变化特征、影响因素及水质效应,以最大水深11 m的江苏溧阳天目湖沙河水库为例,基于对水库坝前区(TM1)3~11月逐时的水温监测及对该水库2009~2016年相关水质和气象指标监测,分析了该水库热分层的形成和消失时间、驱动因素及其对水质的影响.结果表明,天目湖沙河水库呈典型的亚热带单循环混合模式:春季随着太阳辐射的增强,水温逐渐升高,当表层水温升至21℃左右时,热分层稳定形成,在整个5~9月期间水体热分层十分稳定;秋季随着太阳辐射的减弱,水温逐渐降低,当表层水温降至19℃左右时,热分层基本消失,在10~4月期间水体呈混合状态.热分层期间,表层和底层的水温差随太阳辐射的增强而增加;日均气温超过30℃的情况下,水体热分层更加稳定;夏季强降雨过程降低了水体表层的温度、减弱了上层5 m水体的温度分层,但对5 m以下深度的热分层状况基本无影响.水温分层对水库水质产生一定的影响:热分层期间,底层水体处于厌氧状态,底层水体氨氮浓度明显增加;热分层消失后,底层水体溶解氧、总磷及悬浮颗粒物含量均增加.研究表明,对于四季分明的亚热带中等深度的水库而言,水体热分层主要受太阳辐射的控制,稳定的热分层有利于蓝藻门相关种属藻类的生长,热分层形成及消散阶段改变了沉积物的营养盐释放及供给水体的强度,对水体水质形成冲击.在水库水质监控及生态保护管理中,应关注热分层过程的不利影响,并探索相关灾害的防控技术.     

电厂温排水对水库生态环境的影响

本文报告了电厂温排水对陡河水库生态环境的影响。结果表明,陡河水库年均水温比对照水体洋河水库提高2.8～4.8℃。溶解氧随着水温而变化,但从未低于5.0mg/l,增温后水体中各种营养盐类含量呈增加趋势,水体富营养化明显。     

水体富营养化预测方法探讨

1引言水体富营养化是指在人类活动和自然作用的影响下，生需的氮、磷等营养物质大量进入湖泊、河口等缓流水体，引起藻类及其它浮游生物迅速繁殖，水体溶解氧量下降，水质恶化，鱼类及基它生物大量死亡的现象。影响藻类生长的物理、化学和生物因素极为复杂，除氮、磷等关键因素外，还有光照，营养盐类、季节变化、水温、水的PH值，以及生物本身的相互关系等，因此，很难准确预知藻类的生长状况。鉴于目前水体富营养化尚缺乏系统的预测方法，为能预测水体富营养化的发生可能性和发展趋势，本文结合在建的大凌河白石水库工程的实际情况，对水…     

我国北方温带水库——周村水库季节性热分层现象及其水质响应特性

为揭示我国北方温带水库——周村水库水体季节性分层现象及其水质响应特性,于2014年7月~2015年6月对周村水库进行了37次采样,并对水体理化指标和浮游植物进行了原位监测.结果表明,周村水库在4~11月间处于水体分层,全年呈典型的温带单循环混合模式.水温分层对水库水环境的变化起着重要的作用,热分层引起的底层水体季节性缺氧,导致了沉积物中营养盐以及还原性物质的大量释放,其中热分层期底层水体总氮、总磷、锰和硫化物的平均值分别为1.18、0.11、0.47和0.48 mg·L~(-1);浮游植物垂向分布受水温分层的显著影响,热分层期上层水体浮游植物丰度较高,其均值为16.35×106cells·L~(-1),下层水体浮游植物丰度维持在较低水平.     

破坏水库水温分层系统的能量效率估算:以金盆水库为例

为指导高效节能的破坏水库水温分层技术及系统的选择,需建立统一的能量效率基准.根据质量守恒和热量守恒定律,求出分层水库水体完全混合后的水温,计算水库水体混合前后的重心;采用库容以及与水温相关的密度等数据,对水深方向各微小水层的势能进行积分得到水体总势能,混合后水体总势能的增加量即为破坏分层所需的最小理论能量,应用耗电量估算法得到破坏分层所产生的最小碳排量;破坏分层系统的能量效率为破坏分层的最小理论能量与实际输入能量之比.以西安金盆水库为例,采用数值模拟方法计算不同水位下的水库库容,应用该方法估算了水库不同季节破坏分层所需最小能量和扬水曝气破坏分层系统的能量效率.采用数值模拟方法计算不同水位下的水库库容,计算破坏分层所需最小能量.结果表明随水体垂向温度梯度的增加而增大,在6~10月期间相对较高,7月达到最大值2432.08kW?h;该水库扬水曝气破坏分层系统的能量效率约为4%;在水温分层开始阶段运行破坏分层系统可有效降低破坏分层所需的能耗,减少碳排放量.     

基于DRYESM模型的红枫水库水体热分层特征及关键控制因素模拟研究

水温结构是湖库生态系统演化的重要基础,热分层稳定性对深水湖库水体物理、化学和生物演化具有重要影响,因此研究水体热分层特征及关键控制因素具有重要意义。本文运用DYRESM水动力模型模拟了红枫水库2014年全年的水温变化特征,并对影响水体热分层结构的关键控制因素进行了探究。结果表明:1) DYRESM水动力学模型可有效模拟红枫水库的水体热分层特征及时间演化规律,可准确预测水体热分层形成和消亡的时间及去分层强度。2)气温变化对水库水体热分层具有明显影响,增温可加速水体热分层的形成,造成温跃层下潜和去分层延迟;短波辐射的增强(40%)不会对红枫湖水温结构造成明显影响,但可导致去分层发生时间后延;风速是水体热分层稳定性的敏感因素,当风速增加40%后,热分层演化发生较大变化,表现在6～9月份中层及底层水温大幅升高(从9℃上升到14℃),去分层时间提前30天,相应造成分层期缩短。     

千岛湖湖泊区水体季节性分层特征研究

千岛湖是典型的亚热带人工深水水库.为了解水库的物理特征,于2011年对水库温度、溶解氧(DO)、pH值、浊度、有效光合作用辐照强度(PAR)和叶绿素a的季节动态和垂直分层结构进行分析,探讨水库水体季节性分层特征.结果表明,千岛湖水库表层水温在10.4～32.7℃,在4～12月间出现水体分层现象,在夏季形成明显分层,是典型的亚热带单混合水体.水温分层结构对DO、pH值、浊度、PAR和叶绿素a的垂直剖面变化有一定的影响作用.水体溶解氧出现显著的分层现象,且温跃层内DO浓度较低,冬季底层溶解氧出现暂时周期性缺氧;浊度在温跃层内达到最大值,其表层大小主要受降水的影响;叶绿素a含量表层含量较高,且温跃层以下水深维持较低水平,这说明水体分层对水库水质的变化起重要作用.此外,水体光合作用最强处在5～10 m左右,此深度适合藻类生长,这为分析千岛湖水体蓝藻暴发取样和分析提供了依据.     

亚热带深水水库——龙滩水库季节性分层与富营养化特征分析

为揭示亚热带大型深水水库——龙滩水库水体季节性分层和富营养化特征,于2012年11月(枯水期),2013年4月(平水期)和7月(丰水期)对其环境因子及富营养化指标进行研究.结果表明:1龙滩水库分层结构呈不完全混合型湖泊特征,枯水期为单温跃层结构,表层至60 m为混合层,60~80 m为温跃层,80 m以后为永滞层.平水期和丰水期为双温跃层结构,表层到10 m为混合层,10~20 m为温跃层,20~40 m为混合层,40~60 m为次温跃层,60 m以后为混合层.2水温分层主导其它环境因子的分层结构,分层结构限制了水体上下对流,尤其永滞层的存在减少了内源污染的危害.3水库枯水期综合营养指数(TLI)在23.4~32.8之间,平水期在27.1~38.6之间,丰水期在26.0~45.1之间,均呈贫营养到中营养状态,其中总氮营养状态指数TSIc(TN)在60.3~72.5之间,呈富营养到重度富营养状态,氮磷比为107∶1,呈磷限制型.     

溶解氧对湖库热分层和富营养化的响应——以枣庄周村水库为例

为研究热分层和富营养化对湖库溶解氧变化特征的影响,于2014年1月~12月对周村水库水温、溶解氧、叶绿素以及初级生产力的季节变化及垂向分布进行了监测.结果表明:水温和溶解氧的分层期均为4~11月份;分层期叶绿素在20~50μg/L之间,初级生产力为2.16~2.23gO₂/(m³·d),光补偿点在1~3m之间;恒温层在5月中旬进入厌氧状态;由于光补偿点位置较高,5~8月份氧跃层位置为1~6m,高于温跃层上界面;而氧跃层位置偏高造成溶解氧在垂向上的极值一般在表层,且变温层溶解氧浓度梯度较大;9~11月份温跃层的下移使得氧跃层和厌氧区界面同时下移,厌氧区界面与温跃层上界面的位置变化始终同步,而氧跃层受水体耗氧作用的影响在热分层结构相对稳定时会再次上移.热分层和水体富营养化均对溶解氧的浓度和分布有重要的影响.     

松花湖水体营养物质动态变化及成因分析

对松花湖1989～1997年省控断面监测数据的统计分析发现,水中营养物质年际变化幅度较大,并引起近年来该湖水质的变化。经调查和实测数据表明,雨量及其他条件相同情况下,不同坡度和不同地面覆盖是影响水体中营养物质变化的主要因素。      

南水北调中线工程水源区的环境评价与预测

南水北调中线工程近期规划是把丹江口水库作为其水源区 ,建成后预计年均从丹江口水库调水将达 14 5× 10 8m3 ,为此大坝将增高 14 .5m。工程对该区域环境影响不可避免 ,因此进行该区域的环境评价和预测是必要的。本文用定性和定量结合的方法 ,分别对该区域水环境、气候和水土流失情况进行了评价和短期预测 ,并得出如下结论 :(1)该区域水环境短期内具有局部改善整体恶化的趋势 ;(2 )气候会向冬暖夏凉逐步转变 ,这种转变对降雨和洪水过程、洪水频率的影响 ,还有待进一步研究 ;(3)水土流失程度会在目前的基础上在库区上游有所降低 ,库区下游加剧。     

水葫芦用于水质污染治理的生态环境效应及其对策研究

水葫芦净化水质的应用虽然已取得一定的成效,但是,由此却也伴生出一系列的问题。任何外来物种均是“双刃剑”,其带来的生态环境效应有利有弊。正确客观评估水葫芦这样的外来种的生态环境效应,对水葫芦生态工程净化工艺进行科学设计并逐步完善其净化系统,加强和优化生态工程的管理,从而使水葫芦达到对污染水体的最佳净化效果和对环境的最低危害程度,造福人类。     

干旱区旅游业用水供需适配性评价模型及应用——以中国新疆为例

干旱区旅游业在促进区域社会经济发展的同时,也加剧了地区的水资源供需矛盾。针对中国干旱区水资源禀赋及旅游产业的特点,提出干旱区旅游业用水供需适配性评价模型。按照旅游业产值对地区生产总值贡献率、旅游业从业人员占地区就业人员比例、地区水资源禀赋约束等指标,构建综合测算干旱区旅游业用水供给量测算模型;从旅游“食、住、行、游、娱、购”全要素视角,建立由餐饮水足迹、住宿水足迹、能源水足迹、游览水足迹、购物水足迹等账户组成的旅游业用水需求量测算模型;针对“供给”与“需求”水量的数量关系,利用组合分析方法,构建旅游业用水供需适配性程度指数评价模型,并设定评价阈值,测算干旱区旅游业用水供给与需求适配性程度的评价等级。实证分析了新疆2025年旅游业用水供需适配性程度,得出结论：为使旅游业用水维持在“供需基本平衡”或“供需平衡”的状态,新疆旅游业规模最高发展速度应在15%以内,同时新疆政府必须保持社会用水量年均节水率在0.95%及以上;而如某年发生突发性事件,则其之后年份的旅游业规模发展速度可放宽至20%。     

氢氧稳定同位素在植物水分来源研究中的应用

植物的生长和分布与水分的可利用程度紧密相关,不同生态系统中的植物如何利用水分,以及这些植物在季节变化中的水分利用模式有何变化,特别是在水资源匮乏的干旱地区,如何合理配置有限的水资源,以使植物有效吸收利用水分,维护生态环境不致恶化,这些问题的回答都离不开植物水分来源的研究.本文介绍了氢氧稳定同位素示踪植物水分来源的原理以...     

高校中水水源分类及基于AHP方法的优质度排序

高校是我国城市用水大户,在高校校园建立中水回用系统是节约水资源、减少水污染、建设生态校园的有效途径,选择优质的中水水源是保证中水回用系统高效运行的首要前提。目前,开辟中水水源多基于简单定性分析后加以利用,少有对水源的量化评价以及优质度的排序。文章针对高校中各个单位用水类型不同、排水水质和水量呈多样性的问题,将校园内各个水源进行综合分类并运用层次分析法(AHP)进行优质度的量化评价,以各水源优质程度排序为依据筛选出可利用的中水水源。根据实地调查及实验分析数据,以北京师范大学为例应用评价方法,并将结果与校园实际的中水回用情况对比,验证指标及方法的合理性。文章将为高校中水水源的分类及筛选的量化评价提供借鉴。     

灰色理论在预测鱼田堡煤矿矿井涌水量中的应用

煤矿地下水动态的预测预报始终存在着计算过程复杂、计算量大、且难以兼顾影响矿井充水的各种因素、精度较低的特点;灰色系统理论则具有高度的概括性、简单的计算过程和极佳的预测精度,因此在工程界得到了广泛的应用。本文采用灰色系统理论,以灰色理论GM（1,1）模型为基础对重庆鱼田堡煤矿矿井涌水量进行预测。结果表明,该方法在预测矿井涌水量中是一种简便而有效的好方法。根据涌水量预测结果,为矿井设计排水方案的最优化选择提供科学依据。     

河流水质时间序列分析的自组织预测方法及应用

应用前苏联学者伊万年科基于生物控制论中的自组织原理提出的一种数据组合处理方法，有效地解决复杂非线性系统预测。以汾河某段的水污染时间序列监测数据为基础，建立了一个河流水质污染预测的自组织模型，其建模样本的拟合值和检验样本的预测值相对误差分别在３．１％和５．３％以内。结果表明，自组织模型能较好地描述水污染时间序列数据之间的非线性关系，适合复杂水环境污染系统的预测工作。     

中国水资源绿色效率测度及空间格局研究

绿色发展是当今时代的主题,在对传统水资源效率研究的基础上,论文界定了水资源绿色效率的概念与内涵。基于数据包络技术,进行水资源绿色效率测度,将其与传统的水资源经济效率、环境效率测度结果进行比较分析,并运用ESDA方法进行空间格局研究。研究结果发现：社会维度效应对水资源整体利用效率改进有积极作用;3种水资源利用效率均呈现出下降的趋势,并且存在不同程度的波动,水资源环境效率波动最大,水资源绿色效率次之,水资源经济效率稳定性最好;水资源绿色效率与经济发展水平没有密切的关系,经济发达地区的水资源绿色效率高,但是经济欠发达地区的水资源绿色效率也高,水资源经济效率和水资源环境效率高值地区多数分布在东部沿海地区;水资源绿色效率的空间相关性不明显,并且集聚程度逐渐减弱;2000—2014年水资源绿色效率在研究区内部存在着明显的地区差异,并且这种差异逐渐扩大;不考虑社会维度效应的水资源利用效率对水资源真实利用情况产生偏差估计,误导政策制定。     

磁湖水体BOD_5与COD_(cr)相关性分析

根据湖北省磁湖的实测水质数据资料,应用数理统计的方法分析了该水体BOD5和CODcr间的相关关系,同时也指出了一些BOD5和CODcr的相关性在实际应用中应该注意的问题。