基于样本熵的东江月径流序列复杂性分析

基于非线性动力学参数样本熵方法,分析东江干流龙川、河源和博罗3个主要控制水文站的长序列月径流资料,研究东江干流径流序列复杂度的空间分布及动态变化特征.结果表明,东江干流月径流序列复杂度具有空间差异性,整体呈从上游到下游逐渐增加的趋势;径流序列复杂度动态变化较大并具有一定的周期性,反映出自然环境变化特别是人类活动影响导致了水文动力学系统结构变化;各站的径流滑动平均值与相应的样本熵值之间存在着反相关关系,并且径流量与相应样本熵的峰谷值之间存在较好的对应关系.     

水文变异下东江流域枯水径流风险率分析

探求人类活动与气候变化对径流枯水风险的影响,对实现区域经济与环境的可持续发展有着重要的意义。以东江流域为例,通过对相对关联距离熵Hd辨识水文系统状态的跳跃,识别水文变异点,采用信息扩散风险分析模型评估径流的枯水风险率,分析径流枯水风险率在水文变异前后的变化趋势及演变情势。研究结果表明：东江流域在1972-1973年发生水文变异,与东江上游枫树坝建设运行时间基本一致。枯水风险率大于0.8的年份皆发生强厄尔尼诺事件,表明了厄尔尼诺现象出现时,当年东江流域月径流量普遍发生减少。在水文变异后,径流的枯水风险率降低,但变化幅度更加剧烈,同时枯水径流的风险率与降雨的相关性减弱,但与降雨的相关性还是超过0.9,这些都揭示了径流在水文变异后在主要受到气候变化影响的同时,越来越受到水利工程的调节作用的影响。研究成果可为流域综合管理部门决策提供参考。     

NDVI起伏型时间序列模型初探

NDVI(植被归一化指数 )是描述地表植被特征的重要指标 ,其月动态变化具有明显的周期性规律 .应用起伏型时间序列法对中国及其典型省份的NDVI月动态变化进行模拟 .结果表明 :无论是较规则的周期波动 ,还是幅度较大的不规则波动 ,均呈较高的拟合精度 ,且优于以气象因子所建立的线性回归模型的拟合效果 .说明起伏型时间序列分析可用于NDVI动态变化研究 ,因此丰富了NDVI动态变化定量研究的方法和内容 ,从而为研究全球气候影响下的植被变化提供思路 .图 2表 1参 14     

解析洪水时间序列的时–频域特性

洪水作为复杂的时间序列,仅从时域角度分析其特征,无法全面反映洪水时间序列的特性。文章采用Morlet小波分析方法,从频域角度解读洪水时间序列的特性。研究表明:洪水时间序列不论是洪峰时间序列,还是各场洪水的演进过程,其频域信息均能更完整地反映出洪水特性。通过Morlet小波的时–频域转化,洪水演进过程在频域上所占的频域带宽窄程度,反映出洪水演进过程的不同信息,能有效地提取洪峰流量过程。洪峰流量过程的频域信息更加直观、有效地反映出洪水的洪峰流量过程涨、落特性。     

黄河宁夏段水质评价及其污染源分析

以黄河宁夏段干流水质监测资料为基础,利用多元统计法对水质样本点进行主因子分析、方差检验和聚类分组,对分组后的水质指标样本点应用综合水质标识指数进行综合评定.结果表明：（1）黄河宁夏段干流水体水质量为Ⅱ-Ⅴ类水质,入境断面水质量为Ⅱ类水质,出境断面水质量为Ⅲ类水质.（2）从上游到下游断面水质呈现恶化趋势,平水期最好,丰水期次之,枯水期最差.（3）水质评价结果分辨率高,客观反映了黄河宁夏段综合水质特征信息.因此,基于多元统计与综合水质标识指数的水质评价方法对黄河宁夏段水环境的水质评价工作具有较好的适用性.     

吉林省生态足迹时间序列计算与分析

为了定量评价吉林省可持续发展程度的动态变化及其影响因素,计算了1994-2003年吉林省生态足迹时间序列,着重分析了该省生态足迹、生态盈亏和生态足迹强度的动态变化及其驱动机制。结果显示：吉林省生态足迹和生态承载力的人均水平和总量均呈增长趋势,自然资源供需结构渐趋多元化;自然资源供需的非均衡增长导致生态赤字的出现和持续增长,表明目前吉林省的发展模式是不可持续的;自然资源利用效益不断提高,但仍低于全国和东部地区的平均水平。最后,根据生态盈亏的影响因素提出了降低和消除生态赤字的措施。     

广东省枯水径流时间演化规律的研究

枯水径流时间演化规律研究的内容非常广泛,如枯水径流发生的时间、频率分布、趋势和周期分析等,但从研究现状来看,处在丰水地区的广东省对枯水径流时间演化规律的研究还十分少见,因此文章根据广东省枯水所具备的特点,选取枯水径流发生时间和频率分布两个方面进行了研究。首先选取1956—2000年广东省境内8大水系上各控制站点的最小月径流量,采用统计分析的方法,对各站最小月径流量发生时间规律进行了研究,结果表明,广东省内出现最小月径流量的大多数月份是2月,占总统计月份数的32.3%,其次为12月、1月和3月;其次选取较为典型的西枝江流域九洲站1959—2002年44年间的实测径流最小日流量资料,分别采用两参数对数正态、P-Ⅲ型、对数P-Ⅲ型和耿贝尔型四种分布曲线进行适线,结果表明,P-Ⅲ型最为符合年最小日流量频率分布。     

基于ARIMA模型的区域水生态足迹时间序列分析

20世纪末以来,生态足迹理论应用研究成为生态经济学的一个热点,而生态足迹指标的可预测性一直是研究中争论的一个焦点。通过分析1949—1998年广州市的水生态足迹变化,并对计算结果进行ARIMA模型时间序列预测分析,以揭示广州水资源利用和水产品消耗的发展变化规律,并根据其发展变化规律预测广州市未来水生态足迹的变动。结果表明,ARIMA(2,2,2)模型能较好的拟合广州市1949—1993年期间水生态足迹变化,经1994—1998年实际计算结果验证所建模型,误差在5%左右;应用ARIMA(2,2,2)预测广州市1999—2008年的人均水生态足迹,结果分别为:0.5935,0.656 2,0.714 7,0.779 0,0.840 2,0.901 55,0.964 11,1.025 57,1.087 44,1.149 43 hm2,预测结果表明广州市1999—2008年期间的人均水生态足迹仍呈较快上升趋势,居民对于水产品的需求提高以及城市发展、人口增加等社会经济因素是导致这种趋势产生的主要原因。     

基于时间序列神经网络预测的研究

阐述了BP神经网络基本原理,并对G．P算法进行描述,提出了一种基于BP神经网络的时间序列的预测和方法,通过应用实例的分析,该方法可以得到BP网络应用于非线性时间序列预测是可行的,结果表明：神经网络方法可以成功地用于分析预测时间序列变量．参4．     

长江口浮游植物分布情况及与径流关系的初步探讨

利用2004—2008年5月（春季）和8月（夏季）共10个季度月航次调查资料,结合同时期长江口径流量的数据,研究了长江口海域浮游植物的分布特征、及其受长江径流影响的关系。分布情况的结果显示：同一年中,夏季调查航次鉴定的浮游植物种类数明显多于春季的种类数;浮游植物数量的基本趋势逐年增加,其中2008年调查航次的浮游植物数量急剧暴发;同时生物多样性指数呈逐年下降趋势,海域水质污染程度日趋严重。对浮游植物与长江口径流量的关系分析得到：拟合长江口5、8月平均径流量与对应调查航次的浮游植物数量呈正相关的幂函数关系,径流量与浮游植物多样度呈负相关的指数函数关系,径流量与浮游植物优势种数量百分比呈正相关的幂函数关系,关系都明显显著。其中长江口径流量的输入对优势种尤其是近岸低盐性的中肋骨条藻（Skeletonema costatum）分布有着决定性的影响;长江径流把大量的N、P等无机营养物质携带入海,导致长江口水域严重富营养化,造成长江口海域的局部区域频发赤潮。     

Analysis of the global warming dynamics from temperature time series

Global warming is the observed increase of the average temperature of the Earth. The primary cause of this phenomenon is the release of the greenhouse gases by burning of fossil fuels, land cleaning, agriculture, among others, leading to the increase of the so-called greenhouse effect. An approach to deal with this important problem is the time series analysis. In this regard, different techniques can be applied to evaluate the global warming dynamics. This kind of analysis allows one to make better predictions increasing our comprehension of the phenomenon. This article applies nonlinear tools to analyze temperature time series establishing state space reconstruction and prediction. Since noise contamination is unavoidable in data acquisition, it is important to employ robust techniques. The method of delay coordinates is employed for state space reconstruction and delay parameters are evaluated using the method of average mutual information and the method of false nearest neighbors. Afterwards, the simple nonlinear prediction method is employed to estimate temperatures of the future. Temperature time series from different places of the planet are used. Initially, the approach is verified considering known parts of the time series and afterwards, results are extrapolated for future values estimating temperature until 2028. Results show that these techniques are interesting to estimate temperature time history, presenting coherent estimations.     

Assessment of a model of pollution disaster in near-shore coastal waters based on catastrophe theory

In this study, a model for assessing of environmental disasters in near-shore areas was developed using a multi-criteria evaluation method of catastrophe theory. The assessment model involved scenarios of eutrophication, pollution with heavy metals and organic compounds. An evaluation system of the model was composed of seven mesosphere indicators and twenty underlying indicators including water chemistry, water physics, water biology, heavy metals and organic pollutants in water and surface sediments. The model was applied to possibility assessment of environmental disasters in different functional regions of the Dalian Bay in 2001 and 2006. Results showed that the environmental disaster indicators in 2001 were equivalent to the Level 4 standard values of marine functional areas, but the eutrophication disaster indicators were lower than the Level 4 standard values. It is consistent with the occurrence of a large-scale red tide in Dalian Bay in 2001. In 2006, eutrophication remained the dominant problem of the region but organic pollutants, such as oil, were reduced remarkably. This coincided with ongoing local environmental-friendly practices for industries.     

Air pollution effects on hospital admissions: a statistical analysis of parallel time series

A statistical model for longitudinal count data is used to examine the potential adverse health effects of ambient air pollution. Daily respiratory admissions to 164 acute care hospitals in Ontario are obtained for the period 1983 to 1988. Estimates of ozone levels in the vicinity of each hospital are determined from air pollution monitoring stations maintained by the Ontario Ministry of the Environment. Generalized estimating equation methods are used to make inferences about the regression and overdispersion parameters. The admission data display little evidence of serial correlation and extra Poisson variation. However, admission rates vary considerably among hospitals. This latter source of variation needs to be taken into account in examining the effects of air pollution on respiratory health status.     

城市高架桥降雨径流多环芳烃（PAHs）污染特征及其生态风险评价

以上海市高架桥降雨径流作为研究对象,分析了4场高架路面降雨径流溶解相、颗粒相16种PAHs的质量浓度和场次降雨径流平均浓度（Event Mean Concentration）。探讨了城市高架降雨径流中PAHs质量浓度特征、动态变化过程和污染状况。通过对无量纲累积径流量和无量纲累积污染物负荷曲线M（V）进行幂函数拟合,对4场降雨径流不同环数和总PAHs冲刷强度进行了定量表征。以水样中8种PAHs的监测质量浓度及其对3至40种水生生物的LC50为基础数据,采用推广风险系数法对径流水体PAHs进行了生态风险评价。结果表明：地表径流中溶解态PAHs的质量浓度为27.9~979.4 ng·L-1,主要以3环和4环组分为主;颗粒态PAHs中的质量浓度为1120.1~4892.6 ng·L-1,主要以4-6环的组分为主。径流样品中PAHs更容易吸附在颗粒物上,PAHs主要以颗粒相为主,且4-6环颗粒相PAHs所占比例更高,也显示了化石燃料不完全燃烧的特征。4场降雨径流以2013-05-26次降雨EMC值最大,PAHs污染水平最高。其中通过对BaP的EMC值计算,发现4场降雨径流中BaP的EMC值皆超过了国家的排放标准,应引起相关监测管理部门重视。4场降雨径流均表现不同程度的初始冲刷效应,雨强和径流量是影响初始冲刷的2个重要因素。初始冲刷散点拟合状况良好,定量表征发现2013-06-27次降雨初始冲刷强度最大。风险商表征说明,径流水体PAHs造成的生态风险较小,但部分单体PAH对水生生物的生态影响不容忽视。     

广州市帽峰山常绿阔叶林生态系统的暴雨水文特征

采用集水区定位观测方法,对广州市帽峰山常绿阔叶林生态系统的暴雨产流特征及水文效应进行了观测研究,结果表明,常绿阔叶林冠层对暴雨的截留率为10.6%、对大暴雨的截留率为9.7%;暴雨产流率27.1%、大暴雨36.0%;暴雨发生月的24 d内降雨545.0 mm、常绿阔叶林系统产流率达到48.2%,森林生态系统的拦蓄、调节效益显著;常绿阔叶林生态系统分别调节3次暴雨的7.1%、6.3%、12.4%,二次大暴雨量的12.5%、8.3%形成为总经输出的基流量,系统的调节效应显著尤其是大暴雨;系统的水文响应逐渐接近蓄满产流特征,以此可进一步计算该森林生态系统的涵养水源容量。常绿阔叶林生态系统对3次暴雨携N、P、Pb、Cd、Ze具有较强的贮滤机能,其储虑量分别占输入量25.8%、53.1%、60.3%、54.7%、95.1%,体现出常绿阔叶林林生态系统对暴雨水化学具有显著的环境生态效应。     

稻麦两熟农田稻季养分径流流失特征

采用田间小区定位试验研究了自然降雨条件下江苏稻麦两熟农田稻季养分径流流失规律。结果表明：稻季径流水量可达5705.55m3·hm-2;常规施肥（T0）条件下,稻田径流流失全N（TN）、全P（TP）和速效K（AK）的总量分别为11.29、0.19和13.22kg·hm^-2,流失率分别为3.8%、0.21%和9.8%;径流水中全N和速效K质量浓度随距施肥时间的延长而呈逐渐下降趋势;较常规施肥处理而言,秸秆还田（T1）和还田减肥（T2）处理不仅能够有效降低径流水中TN、TP和AK质量浓度,而且能够减少稻季养分径流流失总量,分别减少13.48%、17.55%,25.00%、31.25%和22.69%、53.48%,并降低养分流失率,分别达13.16%、-2.63%,23.81%、14.29%和22.45%、41.84%。     

于桥水库网箱养鱼对水质影响分析

本文通过采样监测分析了网箱养鱼对水质的影响。分析结果表明,网箱养鱼明显增加了水库水体中藻类密度ＣＯＤ、ＴＰ、ＴＮ的含量,并引起水温上升,溶解氧减少,促进水库富营养化进程,是水质恶化的重要之一。同时,残余饵料和粪便的沉积,增加了底质中的有机质ＴＰ和ＴＮ,造成水库水体的二次污染。