三峡水库干流与香溪河库湾水体营养状态及其对水文条件的响应

基于三峡水库干流和香溪河库湾2003年7月至2013年7月10年间的水质数据,采用Carlson营养状态指数营养状态指数及差值二维坐标评价方法,阐述三峡水库干流和香溪河库湾在蓄水前后10年以来的营养水平,评价其水体营养状态及其限制限制因素,通过建立干支流中营养状态与水动力条件的关系,判断在干支流上水动力条件是否是富营养化的限制因子.结果 表明:蓄水10年来,三峡水库水体营养状态没有出现显著的上升或下降趋势.在三峡水库长江干流水动力条件对营养盐利用几乎没有调控作用.与水库干流不同,在香溪河支流库水动力条件在一定程度上能影响藻类对营养盐的利用,即可通过调节香溪河支流库湾水动力条件来控制藻类水华的发生.     

基于CE-QUAL-W2模型的龙川江支库富营养化预测

支库水体由于流速缓慢、水温高且营养物质易于富集,较主库更易发生富营养化。通过立面二维水动力学和水质模型(CE-QUAL-W2)对金沙江乌东德水库蓄水(2020年)后龙川江支库的富营养状况进行了预测。结果表明:在水位较高的春季4月和汛末蓄水期8~9月,大于60%河段的表层水体中Chl-a浓度均超过64mg/m3,该时期富营养化风险较大;而在水位快速下降的泄水期5~7月及水温较低的冬季12~2月库区Chl-a值均未达到26mg/m3,富营养化风险相对较小。在此基础上,对影响支库藻类生长的主要因素进行了分析,在库区营养盐浓度均较充足的4月和8月,由于靠近河口段表层水域存在较为明显的水温分层及缓慢的流速,藻类在此区域大量聚集,且汇口处Chl-a浓度较上游库尾处来流分别提高了近70倍和100倍;干流对支流的倒灌影响有时会为支库提供有利于藻类生长的水动力和水温条件,并其也是龙川江支库营养盐的一个主要来源。通过对乌东德单独运行时的调度情景和削减入流营养盐的数值模拟表明,采用降低水库运行水位或"双重营养盐削减"的措施,均能够有效的达到制约支库库区富营养化的目的。     

南水北调东线湖群水体营养状态评价及其限制因子研究

湖泊富营养化问题是我国湖泊保护面临的紧迫问题,开展湖泊营养状态评价及其限制因子研究,对于富营养化湖泊治理和生态系统修复具有重要意义。该研究以南水北调东线工程调蓄湖群-高邮湖、洪泽湖、骆马湖、南四湖、东平湖为研究区域,于2018年4月非调水期和10月调水期对调蓄湖群109个样点开展了系统监测,采用综合营养状态指数法对调蓄湖群营养状态进行了评价,运用多元统计分析方法分析了湖群富营养化特征及其限制因子。结果表明:同一水期内调蓄湖泊间水质指标不尽相同,各调蓄湖泊非调水期水质优于调水期,影响水质达标的主要因子为总氮和总磷。调蓄湖群调水期均处于轻度富营养状态,非调水期均处于中营养状态,非调水期优于调水期。透明度和叶绿素a是决定调蓄湖群富营养化水平的限制性因子。     

鄱阳湖主湖区与碟形湖水位变化及其对水质的影响

水位作为鄱阳湖重要的水文因子,对鄱阳湖水动力过程和水质变化具有重要影响。根据2014~2015年鄱阳湖主湖区和碟形湖水位、水质监测数据,分析了主湖区和碟形湖水位及主要水质指标的年内变化特征,阐述了主湖区和碟形湖水质对水位的响应特征。结果表明:(1)丰水期碟形湖与主湖区联通,碟形湖水位与主湖区水位呈直线型相关,枯水期碟形湖水位高于主湖区,主湖区年内月平均水位变异系数为0.13,而碟形湖年内月平均水位变异系数为0.08;(2)丰水期,主湖区和碟形湖的氮磷比分别为19.29和46.27,枯水期主湖区和碟形湖水体的氮磷比分别为17.88和40.39;(3)鄱阳湖主湖区水质主要指标与水位的相关性显著强于碟形湖,主湖区总氮、氨氮、总磷和溶解氧均与水位呈负相关性,而碟形湖中只有p H与水位有相关性;(4)枯水季节,碟形湖水体具有较高的总氮,而鄱阳湖主湖区则具有较高的总磷和氨氮。总之,枯水期进行合理的水位调控能够有效降低富营养化风险。     

长江流域大型水库富营养化特征及成因分析

在对长江流域27座大型水库营养状况调查评价的基础上,深入分析了大型水库富营养化的特征和成因。结果表明水库富营养化状况与水库类型、水库流域的位置和水库的功能存在着明显的关系,湖泊型水库富营养化程度高于河道型水库,以灌溉为主的水库富营养化程度高于以发电为主的水库;调查的14座河道型水库和13座湖泊型水库中,分别有21.4%的河道型水库和69.2%的湖泊型水库达到富营养化水平;以发电为主的水库30%已达到富营养标准,而以灌溉为主的水库中达到富营养的占53.8%。另外,水库的富营养化程度与水文情势的变化密切相关,通过水位或水滞留时间的调节,对营养物质、藻类组成和现存量进行调控,影响水库富营养化进程。最后,提出对水文情势的调控是控制水库富营养化的有效措施之一。     

三峡工程对洞庭湖水环境质量的影响

通过实地调查与水样检测,运用BP神经网络模型、湖泊富营养化评价法以及Shannon-Weaver指数分别评价了三峡工程蓄水前后典型年(1986、1991、1998、2004、2006和2010年)洞庭湖水环境质量、营养化水平和水生生物状况。结果表明:三峡水库蓄水后,典型年洞庭湖水质总体变差,各断面水质超标率有明显上升,呈现以氮、磷污染为主并伴有有机污染的特征;营养化指数有上升趋势,东洞庭湖2008~2010年综合营养指数超过50,出现轻度富营养;隐藻门代替硅藻门成为洞庭湖浮游植物优势种,其生物多样性下降;东洞庭湖底栖动物优势种为梨形环棱螺,而苏氏尾鳃蚓成为西、南洞庭湖的优势种,其种类和密度呈波动下降的趋势。影响洞庭湖水质的因素除了"三口"、"四水"污染物聚集和湖区生活污染、面源污染外,三峡水库运行后入湖水沙量大幅减少以及土地利用格局变化也是其关键。     

肖四海不同渔业发展阶段的水环境特征分析

2006～2008年,对长江中游的一个浅水湖泊--肖四海进行了水质和水生植被研究,并结合历史资料分析了肖四海1987～2008年不同渔业发展阶段的水环境特征。研究结果表明：1987～2008年期间,该湖营养状况经历了中营养→富营养→中营养→富营养→中营养的变化过程,沉水植被经历了消亡→恢复→旺盛→衰退的演替过程,这种变化主要受不同阶段的渔业方式的影响。草食性鱼类和河蟹的过量放养、化肥的大量使用以及饵料的大量投放等不合理的渔业方式导致了水生植被的消亡和水体的富营养化,而合理的渔业方式不会对水体环境产生消极影响,并据此提出了长江中下游湖泊渔业可持续发展的建议     

三峡工程运行后洞庭湖水环境变化及影响分析

以入湖水系、湖体、出湖口为研究区域,基于20多年的监测数据,运用水质单因子评价、综合营养状态指数(∑TLI)等评价方法,系统地分析了洞庭湖水文、水质、营养化状态的时空变化规律,探讨三峡工程运行后洞庭湖水环境变化及原因。结果表明:(1)洞庭湖入湖水量及沙量均明显降低、水位变幅减小。(2)透明度(SD)、总氮(TN)、总磷(TP)、浮游植物等指标的时空分异特征较为明显,4个指标年均值均总体呈上升趋势,其中,SD、浮游植物种类数量及密度自三峡工程运行后变化尤为明显。西洞庭湖的SD高于南洞庭湖,东洞庭湖的SD最低。ρ(TP)在湖体最高,ρ(TN)则在湖体最低。(3)入湖水系水质最好,出湖口水质最差。入湖水系水质一直维持在Ⅱ～Ⅲ类之间,水质良好;出湖口、湖体水质自三峡工程运行后以Ⅳ～Ⅴ类为主,变劣趋势明显。湖体富营养化日趋严重,东洞庭湖的富营养程度稍高于西洞庭湖和南洞庭湖。(4)初步认为:洞庭湖水文水动力环境条件的变化,整体上对水质产生一定的不利影响,对湖体富营养化有一定的促进作用。     

基于GF-1号遥感影像的武汉市及周边湖泊综合营养状态指数反演

湖泊水体富营养化的监测评价是湖泊水资源管理和水环境保护的基础性工作。基于GF-1号WFV遥感影像和综合营养状态指数法,通过82个站点实测数据建立多元线性回归和RBF神经网络模型,对武汉市及其周边地区主要湖泊综合营养状态指数进行了反演。反演的结果显示,武汉市及周边大部分湖泊水域处于轻度富营养和中营养状态,局部湖区为中度富营养状态。验证结果表明:GF-1号WFV多光谱数据用于监测大面积湖群水质变化是可行的;两种模型都可以建立实测数据与遥感信息的函数关系,根据函数可以反演湖泊水质综合营养状态指数,进而实现大面积湖泊水质动态监测;而RBF神经网络模型预测的R2为0.742 3,均方根误差为3.72,其反演精度更高,更适合于监测内陆湖泊水质变化。     

富营养湖泊中轮虫群落结构季节变化的环境驱动力研究(英)

通过对桥墩湖一周年的逐月采样,比较了影响轮虫群落结构季节变化的3种环境驱动力的相对重要性。桥墩湖是一个富营养湖泊,具有较高的营养盐和Chl a含量以及低的透明度。研究发现：水温和营养水平是影响轮虫数量和群落结构季节变化最重要的理化因子。由于大型枝角类数量的稀少,其对轮虫数量并没有显著的负面影响。短尾秀体溞是影响轮虫群落结构季节变化的最重要的枝角类;然而大多数优势轮虫与短尾秀体溞密度峰值的共同出现可能反映了它们对高营养水平和高水温的共同喜好。在浮游植物中,绿藻是决定轮虫密度的最重要的浮游植物门类;而其中的隐藻则是影响轮虫群落结构变化的最重要属。3组环境因子(理化因子、浮游植物、浮游甲壳动物)对轮虫群落结构的季节变化具有相似的解释大小。这些结果表明：在该富营养湖泊中,轮虫群落结构的季节变化可能主要受理化因子和食物资源的影响;浮游甲壳动物对轮虫群落结构的塑造作用有限     

龙感湖表层沉积硅藻探究

以长江中下游典型草型湖泊龙感湖为研究对象,借助生物指标(沉积物表层硅藻),通过硅藻分析、DCA分析、聚类分析以及硅藻属种指示的湖泊营养特征分析,探究龙感湖沉积物表层硅藻属种分类、影响硅藻的潜在环境梯度、表层沉积硅藻属种的空间分布特征以及分析表层沉积硅藻属种指示的湖泊营养特征。研究表明:龙感湖表层沉积硅藻属种分布存在空间差异;表层硅藻属种的分布主要由第一轴的环境因子所解释,反映的样点的排列受第一轴的控制,第二轴反映的环境意义不显著;龙感湖硅藻组合是以富营养的浮游种为优势,已经接近富营养态,以半浮游种Aulancoseira granulata为最大优势种,而Aulancoseira granulata在中营养湖泊中占绝对优势。主要出现在富营养湖泊中能较好指示富营养化的浮游、半浮游种Cyclotella atoms和C.meneghiniana、Aulacoseira alpigea、Cyclostephanos dubius、Stephanodiscus parvus、S.hantzschii出现在龙感湖内;以浮游种为优势种的东部湖区比以附生底栖种为优势种的西部湖区富营养化更严重,研究以期为湖泊治理提供一定的理论依据。     

仙女湖富营养化特征与水环境容量核算

以典型的亚热带大型水库——江西省仙女湖为例,于2011~2013年季节性监测了仙女湖水体理化指标。采用综合营养状态指数法对其富营养化状态进行了评价,并采用沃伦威德尔模型(Vollenweider)和狄龙模型(Dillon)计算了COD、NH₃-N、TN和TP的水环境容量。结果表明:仙女湖水质总体处于地表水Ⅱ类~Ⅲ类标准,TN 0.32~0.91 mg/L、平均0.59 mg/L,NH₃-N 0.012~0.59 mg/L、平均0.31 mg/L,TP 0.017~0.080 mg/L、平均0.028 mg/L,COD_Mn 1.61~5.59 mg/L、平均2.85 mg/L,Chl-a 0.37~0.95 μg/L、平均0.56 μg/L。从湖区上游到下游,各指标尤其是总氮、总磷、透明度和氨氮呈现明显的趋优变化特征,除TP出现Ⅲ类水质外,其余指标多年持续处于Ⅱ类水质状态;从单因子状态指数来看,采用透明度评价的营养状态最高,大部分湖区持续处于轻度富营养状态;TN和TP评价的营养状态次之,处于中营养水平。仙女湖COD、NH₃-N、TN和TP水环境容量分别为21 208.0、3 528.8、4 991.2和248.1 t/a,分别剩余容量比率56.88%、68.25%、62.89%和13.67%,影响仙女湖水环境容量最突出的环境因子为TP。同时,基于对水环境容量影响因素的分析,最后提出了提高仙女湖区水环境容量的建设性方案。     

Simulation of pollution buffering capacity of wetlands fringing the Lake Victoria

Lake Victoria has undergone substantial and most negative changes, especially over the last 30 years. One of the driving factors is nutrient enrichment from human activities in the catchment, which is causing eutrophication. This has been associated with, among others, the rapid proliferation of water hyacinth, alga blooms, and with general disruption of the lake ecosystem. Most of pollution to the lake flow via the natural wetlands. In order to understand how wetlands function within the Lake Victoria ecosystem a wetland model has been developed. The main objective of the model is to establish and simulate the buffering processes and capacity of individual wetlands (that is, their ability to absorb sediments, nutrients and pollutants) within the Lake Victoria basin. It was found that in both seasonal and permanent swamp there is a net export of organic matter produced in the wetlands. Most of the inorganic phosphorous were retained in the wetlands (60% to 90% removal) while there was a negative retention of nitrates probably due to the export of organic matter which associate very much with nitrates.     

截污工程完成后武汉东湖自然净化速率探讨

根据几十年来武汉东湖水质监测资料和数据 ,在东湖截污工程完成后 ,没有新的污染物进入水体的前提下 ,对东湖水体通过自然净化恢复到健康状态所需要的时间进行了详细的数学推导和科学论证。结果表明 ,在不考虑地泥营养物质的情况下 ,东湖水体通过工业、农业、生活用水以及收获鱼类和高等植物造成的营养物的输出 ,只需要 3a左右的时间就能恢复。然而如果考虑地泥的影响 ,几十年沉积在地泥的营养物质持续向水体中释放 ,然后再通过用水及生物输出 ,东湖水质需要35a以上才能得到恢复。可见 ,截污后东湖在相当长的时间内还将处于富营养化状态 ,地泥是造成东湖长期富营养化的关键。解决东湖污染问题的关键是清除地泥 ,因此得出结论 :挖底泥后引入长江水源来加速东湖水体改善的最佳途径     

湖北省主要大中型水库富营养状况及特征分析

水库在城市供水、工业用水、水产养殖、农业灌溉、水利防汛以及景观旅游等方面发挥着重要的作用,但随着社会经济的发展,部分水库的富营养化状况日益严重,成为影响社会经济发展的重大环境问题。通过在2010年的3、6、7、10月对湖北省30座主要大中型水库进行布点采样,对水体的水质状况分别进行了调查、监测,采用《地表水环境质量标准》湖库标准进行水质类别分析,采用湖库营养状态指数法对湖泊富营养化评价, 并运用因子聚类分析方法对这些水库进行了类型划分。结果表明：30座大、中型水库有14座水库水质类别为Ⅱ类~Ⅲ类, 占467%; 有8座水库水质类别为IV类,占267%;有8座水库水质类别为Ⅴ类或劣Ⅴ类,占267%;除白云湖水库为轻富营养化外,其余29座水库均属中营养状态;氨氮、磷作为营养物质是这些水库富营养化的主要影响因素,溶解氧对水体富营养化有重要影响,总氮、水温和有机物污染对水体富营养化产生较大影响;30座水库聚类分为城市工业废水污染源型、生活污水污染源型、农业非点源污染源型和养殖轻污染型4种水库类型。针对水库的污染类型,分别提出了减缓防治措施     

湖滨带湿地截磷研究进展及问题探讨

湖滨带湿地是面源污染汇入湖泊的过渡区域,也是湖泊天然的保护屏障。磷素是面源污染的主要组成,同时也是水体中最难被去除的污染物之一,其过量输入是造成湖泊富营养化的重要原因。湖滨带湿地的截磷作用能大大削减进入湖泊的外源磷负荷,研究湖滨带湿地的截磷机制对于水污染防治和湖泊生态系统保护具有显著意义。简述了湖滨带湿地截磷研究进展,并分析了目前研究中的关键问题。采用宏观分析与微观机理研究相结合的方法,发展宏观大尺度分析、微观协同作用与模型研究,强化湖滨带湿地的截磷效率,提升湖滨带湿地的整体生态功能,是解决湖泊富营养化问题的关键。     

太湖水质参数中小尺度空间结构特征

经济的发展和人们生活水平的提高，造成了太湖的富营养化和生态环境的严重破坏。太湖的水质污染目前已严重影响了整个流域的可持续发展，并对人们的身体健康造成潜在的危害。治理太湖、保护太湖已成为人们刻不容缓的任务。了解湖泊水质参数空间结构特征是进行太湖环境评价的重要前提，也是合理治理太湖的重要基础。地统计学的出现为精确描述湖泊水质参数空间结构提供了有效的工具。应用地统计学技术对太湖3种水质参数进行了空间结构分析，结果显示，污染物集中在湖岸线附近不易向湖中央扩散，各水质参数空间分布差异性较大，且空间结构特征极为相似，不同尺度之间有差异性。同时，由于采样密度和范围的限制，更细微和更大尺度的空间结构特征尚不能得以表述。最后，还讨论了太湖水质参数的空间结构变异性。     

基于GIS的鄱阳湖流域非点源吸附态污染物时空变化研究

鄱阳湖作为中国最大的淡水湖,国际重要湿地,其生态环境保护与可持续发展意义重大。基于GIS技术,以鄱阳湖流域为研究区域,利用3个时期多源数据,首先运用土壤流失方程估算鄱阳湖流域土壤侵蚀量,计算土壤侵蚀模数,然后根据泥沙输移比估算水体的泥沙负荷,最后采用颗粒态氮磷营养盐迁移经验模型定量研究鄱阳湖流域非点源吸附态污染物N、P负荷的时空变化规律。结果显示:吸附态氮磷污染负荷在空间分布上呈现出四周高、中间低的特点,相对较高的区域位于流域中、上游,这主要由于该区域多为山地陡坡;相对略低的区域位于流域的下游地区,这主要因为该区域平原和丘陵交错分布,土壤侵蚀强度较低。时间变化上,全流域单位面积N、P吸附态污染物负荷大都呈现先增加后减少的趋势,同时减少的幅度较增加的幅度大。     

太湖流域湖泊水环境问题、成因与对策

综合分析了太湖流域存在的的湖泊水环境问题,主要表现为水质全面恶化、洪涝灾害加剧、湖泊生态系统与生物资源破坏和底质污染严重。造成湖泊水环境问题的自然因素与流域地势平缓、亚热带季风气候和地面沉降有关;人为因素如围垦、污水排入湖泊、过量使用农药化肥和湖泊淤积加剧了太湖流域水环境问题的发展。针对当前存在的湖泊水环境问题,提出湖泊水环境整治对策是：树立可持续发展观念,加强流域污染源的控制;重视湖泊水环境的科学研究;加强湖泊水环境水资源的规划与管理;因地制宜地实施湖泊水环境整治工程。