地表水环境遥感监测关键技术与系统

介绍了地表水环境遥感监测的关键技术与系统及其典型应用,其代表性机理模型和应用示范成果主要来自于中国科学院遥感与数字地球研究所的高光谱遥感团队在最近几年中取得的一些研究进展,主要包括建立了基于改进双峰法的水体分布自动化遥感提取方法,实现了简单、高效和高精度的水体提取;提出了大型湖泊长时序水量估算方法,并以青藏高原湖区为例,重建了典型湖泊面积、水位和水量序列;发展了基于“软分类”的典型内陆水体叶绿素a浓度反演方法,构建了基于生物光学模型的高度浑浊水体悬浮物浓度遥感反演半解析方法,提高了反演方法的区域和季节适用性;构建了基于水色指数的大范围湖库营养状态和透明度遥感监测方法,实现了全球大型湖库营养状态遥感监测,以及全国大型湖库透明度遥感监测;在此基础上,开发了地表水环境遥感监测系统,提高了水环境遥感监测效率,促进了卫星遥感在水环境监测中的高精度业务化应用。     

自然条件下石羊河终闾湖泊模拟研究

石羊河流域史前曾存在大面积的终闾湖泊---猪野泽。自西汉开拓河西以后的两千多年以来,受人类活动影响,石羊河流域土地覆盖发生了显著的变化。灌溉农田取代了天然绿洲,而且面积逐步扩大,农业用水急剧增加,猪野泽逐渐退缩成许多小湖,并于近代干涸。在假设人类活动（主要是灌溉）对水资源未加利用的条件下（理想状态）,通过确定流域的水量收支和改进水量平衡模型,对石羊河流域现代自然条件下“终闾湖”的面积进行了模拟重建,得出现代终闾湖的面积至少应为５８０ｋｍ^２。     

灰色生长曲线与万元产值废水量预测

基于ＧＩＭ（１）灰色线性幂函数曲线，研究开发出ＧＰＭ（１）这一新的灰色生长曲线，并建立了ＧＰＭ（１）简捷的参数辨别方法。研究表明，ＧＰＭ（１）概念明确，结论可信，精度令人满意，比传统的皮尔生长曲线在应用上有着更大的优越性。为具有生长规律的非线性灰色环境系统的分析、预测和决策提供了新途径。     

石臼湖引水改善秦淮河水环境研究

秦淮河是一条历史名河,由于经济和社会的不断发展,环境污染日趋严重,外秦淮河的水环境质量也每况愈下.通过对秦淮河调水实验的研究,建立秦淮河水量水质数学模型,并且根据实测数据.分析引水对外秦淮河水环境的改善程度,同时指出不同引水方案情况下水环境改善效果.     

基于有效控制抽水量和地面沉降的长江Ⅰ级阶地深基坑深井降水参数取值优化

针对目前深基坑深井降水研究中仅关注目标降深及相应地面沉降,未考虑满足目标降深条件下的有效控制抽水量问题,以武汉长江隧道明挖段深基坑深井降水工程为例,通过抽水试验分析了井管直径、进水段的相对位置b/M以及井的不完整程度l/M对基坑涌水量的影响,确定了止水帷幕长度、井管直径、过滤管有效长度和合理位置等降水参数,根据试验数据拟合出该地区非完整井涌水量经验公式;建立了控制抽水量和地面沉降的深基坑深井降水参数优化设计模型,求解Maxf(l)得出的过滤管长度,与抽水试验结果相近。结果表明：止水帷幕进入强透水层厚度2/3处时,其对基坑坑内抽水量和坑内外水位有控制作用;选用Φ250井管、过滤管设置在强透水层上部(b=0)、l/M值较小及附加阻力系数差(ξ₁-ξ₂)最大时,基坑涌水量较小;q₀-l、Δq₀/Δl-l曲线中曲率最大点对应的过滤管长度范围为14.0～16.0 m,其对应的基坑涌水量q₀最小;考虑井群干涉的影响,干涉井涌水量在基坑中心处最小、角点处最大。     

WH型高效悬浮物分离器的性能和特征

将悬浮物从中分离出去,使水由浑变清,是水和废水处理过程中首先要解决的问题。WH型高效悬浮物分离器(以下简称WH型分离器)作为一种集约化的水处理装置应运而生。     

唐山市农业区地下水垂向剖面中硝态氮污染的研究

当今农业地区灌溉施肥引起氮素对地下水的污染已成为人们普遍关注的环境问题.本文结合唐山市农业区的生产实际,应用LEACHN数学模型,对唐山市农业地区灌溉施肥条件下氮素在土壤中的迁移转化进行了模拟计算.所建立的地下水垂向剖面的二维水量水质模型,对典型剖面中地下水的硝态氮污染进行了模拟和分析.计算结果表明,唐山农业区灌溉施肥引起根区以下硝态氮渗漏损失可造成浅层地下水的污染.     

产品生命周期可得性水足迹计算方法

水足迹方法试图量化评价人类活动对水资源可得性的影响,从而为水资源可持续利用提供科学的依据.水足迹的评价方法尚未统一,目前全球应用最为广泛的是WFN（water footprint network,水足迹协作网络）水足迹计算方法.基于LCA（life cycle assessment,生命周期评价）方法的基本框架,围绕水资源可得性的水量、水质和空间分布3个因素,在分析现有水足迹计算公式的基础上,指出了WFN水足迹计算方法的不足.根据国际水足迹标准（ISO 14046）的原则和要求,改进了WFN的水足迹计算公式,提出了产品生命周期WAF（water availability footprint,可得性水足迹）定义和评价方法,其中包括单元过程数据计算、背景过程数据处理和生命周期汇总.通过方法对比和案例研究得到:WAF方法统一了水消耗量与水污染量定义中的水质基准,可以明确区分水污染和水净化两类过程,还可以反映区域水资源稀缺程度的影响;采用WAF方法,在现有LCA数据库和软件的支持下可以更为规范地完成生命周期水足迹建模与计算但目前单元过程数据计算中各种污染物的基准浓度选取有不可避免的主观性,将直接影响到水足迹计算结果及其客观性,有待进一步研究.      

改进的BP算法在黄河下游枯季径流预测中的应用

本在黄河下游地区应用多层前向人工神经网络理论,通过改进BP算法,建立下游枯季径流预测的BP神经网络模型,使用花园口-利津水站26年的完整序列测流资料训练和检验网络并用于预测,结果表明,通过本次研究建立的BP网络模型是合理的,可靠的,它较好地反映了黄河下游的枯季径流规律,可为今后黄河流域水资源的统一调度,管理,尤其是预防黄河下游再次出现断流提供科学依据。     

浊漳河山西省潞城市境内段河流生态健康评价研究

浊漳河山西省潞城市境内干流段及南源段河道生态环境目前最突出的问题在于水质恶化、水量减少以及生物多样性衰退。本文从水质、水量、生物状况三个要素出发,通过建立浊漳河潞城市境内河段的水生态健康评价体系,对浊漳南源及干流段进行了生态健康诊断。结果显示,浊漳干流段生态健康总指数36.74,呈生态病态状;南源段生态健康总指数60.03,呈基本健康状态。据此,浊漳河潞城境内段目前的核心问题是生态恢复问题,应当针对其存在的问题选择适当的生态修复模式,采取相应的生态环境管理方法,把生态系统的恢复和重建作为其流域治理的最终目标。