滇池流域水环境综合管理技术支撑平台构建研究

滇池流域水环境综合管理技术支撑平台以实现水环境数据信息化、支撑多元化、管理智能化为目标,集成水环境多元数据采集传输、融合共享及动态表征技术,突破高原湖泊流域多目标复杂环境综合管理决策控制技术,构建"数据中心-业务系统-信息发布"为主线的综合管理平台,其以水环境数据中心为支撑,以水环境信息系统与水环境专家决策支持系统为核心,以水环境信息发布系统为共享交换媒介,为流域管理提供监控预警、总量控制、预测预报、项目评估及应急决策等技术服务,有效支撑滇池流域水环境监控预警和综合管理。     

国家水环境质量监测网络发展历程与展望

阐述了水环境质量监测的定义和目的,介绍了构成国家水环境质量监测网络的6个子网,即地表水环境质量监测网、地表水环境质量自动监测网、地下水环境质量监测网、饮用水源地环境质量监测网、水污染防治专项规划水体环境质量监测网和锰三角地区水环境质量监测网的发展历程与现状。指出了目前该网络存在的不足,提出建立水环境质量监测网络设计技术体系、扩大监测网覆盖面、扩展监测项目等建议。     

近年全国地表水水质变化特征

采用2012~2020年国家地表水环境质量监测网839个可比断面（点位）数据分析了9年间地表水环境质量变化特征.结果表明,全国地表水环境质量持续改善,Ⅰ~Ⅲ类水质断面比例稳步上升,劣Ⅴ类比例持续下降;主要污染指标氨氮、总磷和高锰酸盐指数的年均值均呈逐年下降趋势,2020年比2012年分别下降75.9%、48.2%和17.5%.广西、海南和宁夏Ⅰ~Ⅲ类水质断面比例保持100%,湖北和江西呈逐年下降趋势,其余省份均呈逐年上升趋势;广西、海南、宁夏、湖南和福建劣Ⅴ类水质断面比例保持为0,其余省份均呈逐年下降趋势;广西、江西的总磷和湖北、海南、辽宁的高锰酸盐指数呈逐年上升趋势,其余省份主要污染指标年均值均呈不同程度下降.十大流域主要江河Ⅰ~Ⅲ类水质断面比例均呈波动上升趋势;劣Ⅴ类比例除浙闽片河流一直为0以外,其余流域均呈波动下降趋势;主要污染指标年均值均呈不同程度下降.2020年,32个重要湖泊中53%处于富营养状态,与2012年相比增加了12个百分点.总体来看,9年间全国地表水水质普遍好转,尤其是"十三五"以来,水污染防治工作取得显著成效,但各省、各流域之间具有差异性,水资源分布不均,水质改善存在不平衡性和不协调性,湖库富营养化趋势不容乐观.未来应统筹水资源、水环境和水生态,在地表水的精准治污和生态修复上着重发力.     

闸坝河流河道内生态需水研究——以淮河为例

提出了一种估算闸坝下游河道内生态需水的方法--改进的生态水力半径法（AdaptedEcologicalHydraulicRadiusApproach,AEHRA）,该法能够同时计算输出相应河段的生态水位,方便对闸坝进行调度。将其应用到淮河,以鱼类作为生态保护目标,估算了上、中、下游共4个典型闸坝下游河段的生态需水和生态水位,结果表明:①鱼类产卵期内需要较大的生态流量,其顺序为:蚌埠>周口>颍上>白龟山,下游大于上游,中游居中,受断面影响显著;非产卵期则为:周口>颍上>蚌埠>白龟山,中游大于上下游,受河流鱼种影响较大。周口闸下河段全年各月生态需水量相同,需加强上游闸坝的联合调度满足冬季12~-月的生态需水;②要维持河道内生态流量,需进行闸坝调度调整下游水位,保证生态水位;③淮河受人类活动影响剧烈,河流的连续性被切断,生态需水变化没有连续性,只有根据最小生态水位通过闸坝调度,维持河道生态系统最小生态需水,才能逐步恢复淮河健康生态。     

2011~2019年鄱阳湖水质演化特征及主要污染因子解析

基于2011~2019年鄱阳湖17个国控监测点位的水质数据,采用综合污染指数、综合营养状态指数和蔚蓝城市水质指数法分析了各湖区的水质时空演变特征与趋势,利用主成分分析法对湖区的主要影响因素进行探索,综合评价"十二五"和"十三五"时期鄱阳湖的水质变化及其演变规律.结果表明：①在时间上,2011~2015年鄱阳湖水质呈下降趋势;2016~2019年鄱阳湖水质总体呈向好趋势但富营化现象依然存在;各年水质状况具有明显的水期变化特征且波动明显,主要表现为：丰水期>平水期>枯水期.②在空间上,2011~2015年各湖区的综合污染指数均呈上升趋势,蔚蓝城市水质指数等级以一般为主;2016~2019年各湖区整体呈向好趋势,东北湖湖区水质改善明显;2011~2019年主湖湖区水质状况波动最为显著,南湖湖区相较于其他湖区水质污染情况最为严重.③从影响因素来看,2011~2019年鄱阳湖湖区主要超标指标为总磷（TP）、总氮（TN）、氨氮（NH₄⁺-N）和高锰酸盐指数;"十二五"期间鄱阳湖受到化工企业及农业面源的污染影响较为严重,"十三五"期间城镇居民生活对水质的影响作用呈逐年上升趋势.     

太湖流域近地表主要温室气体本底浓度特征

根据2003年1月-2005年6月太湖流域近地表大气中主要温室气体CO2、CH4和N2O本底浓度的监测资料,研究了该流域近地表大气主要温室气体浓度的变化特征.结果表明,在观测时段内,该流域近地表大气CO2浓度呈上升趋势;CH4浓度呈逐年递减趋势;N2O浓度呈先减后增趋势.3种气体主要与人类活动、工农业生产和交通运输业发展有关,CO2浓度的季节变化明显,冬春季高,夏秋季低,最高值在12月,最低值在8月;CH4浓度由春至夏升高,由夏至秋至冬递减,最高值在7月,最低值在2月;N2O浓度没有明显的季节变化,它们主要受源汇强度变化影响.CO2浓度的日变化基本呈双峰态,是源汇强度变化和边界层稳定程度相互作用的原因,CH4浓度无明显日变化规律,N2O浓度日变化中的最高值总体呈现是夏、秋、春至冬逐渐延迟的状态.     

国家地表水环境质量评价、分析与表征系统初步构建

随着国家地表水环境质量监测网络的优化调整以及水质自动监测与采测分离手工监测相结合模式的完全确立,每个月产生数百万计的监测数据。为全面支撑海量监测数据的传输、融合、处理、挖掘、分析、表征,构建了国家地表水环境质量评价、分析与表征系统。通过在多源异构数据融合、智能化数据质量控制、多层级水质评价与统计分析、地图动态数据表征等方面的技术创新,构建了包括数据来源层、数据存储层、应用支撑层、业务应用层和表征展示层5个主要部分的系统。形成了"一个融合、两个数据库、三个应用、四个中心",实现了数据集成融合、数据共享互通、数据统计分析、水质报告生成、地图空间表征、综合大屏展示等6个方面主要功能。应用于国家地表水环境监测评价业务工作,能够及时、直观、准确、全面地展现全国地表水环境质量状况,为全国地表水环境质量管理决策、业务处理、科学研究提供有效的信息支撑。     

地表水水质预警方法研究综述

阐述了水质预警的概念,介绍了水环境模型、生物毒性监测和数理统计方法在地表水水质预警中的应用,总结了各种方法的优缺点。分析了水质预警方法目前面临的挑战,并从融合多种预警方法、关联多维多元数据、建立一体化智能模型等3个方面,对水质预警未来的发展方向进行了展望。     

湖北省地表水水质评价指标及监测方式研究

选取湖北省100个国控断面2019年1—12月手工和自动监测数据,采用因子分析和聚类分析相结合的方法对水质评价指标进行优化筛选,结果表明,高锰酸盐指数、氨氮、总磷、pH、溶解氧等5项指标可以代表湖北省地表水水质的主要影响因子,从而实现水质监测指标的降维。对手工和自动2种监测方式进行比对,证明自动监测pH、溶解氧、高锰酸盐指数、总磷和氨氮5项水质评价指标的数据、评价结果与手工监测具有较强的一致性,用自动监测5项指标进行水质评价是合理、可行的,并能减轻手工监测的工作量。     

兴凯湖中国区域水质及污染现状调查研究

基于调查监测数据和历史数据,分析兴凯湖中国区域水质及污染现状。结果表明,兴凯湖为Ⅳ类水质,水质状况为轻度污染,处于轻度富营养化状态。主要污染指标为总磷,浓度呈逐年升高的趋势。分析其原因,穆棱河分洪水是兴凯湖地面水的主要来源,这部分水质远较其他入湖河流水质差,因此穆棱河湖北闸在洪水期的泄洪水是兴凯湖的一个主要污染源。