基于底泥再悬浮试验的太湖水质模拟

为探索浅水湖泊水动力扰动作用对底泥再悬浮影响的规律,在室内矩形水槽内模拟了各种水动力条件下太湖底泥的起动规律,得到了太湖底泥在3种不同起动标准下的起动流速,通过考察上覆水中悬浮物浓度的变化,建立了底泥沉积物再悬浮通量与水体流速的定量化关系。结果表明:太湖底泥在个别动、少量动、普遍动3种标准下的起动流速分别为15、30和40 cm/s,且底泥沉积物再悬浮通量与流速呈现线性正相关关系,再悬浮通量随流速增大而增大,且相关性较好。将该试验结果应用于太湖的水量水质数学模型中,并和太湖实测资料进行了对比,取得了比较满意的效果。该模拟装置能够在室内可控条件下较好地反映太湖沉积物再悬浮特征,对太湖的富营养化治理具有重要意义。     

四湖流域水环境污染现状空间分布和污染源分析

四湖流域水环境恶化已影响到当地生产和群众生活,亟待对四湖流域的水环境污染现状进行调查与评估。于2010年春季在四湖流域的主要湖泊以及四湖总干渠进行了水质现场监测和水样采集,共采集了84个样点,每个样点测定了12项水质指标,并对测定结果中四湖流域总氮、总磷、高锰酸钾指数等水质指标的空间分布进行了分析。分析结果表明:四湖流域的两个主要湖泊,长湖和洪湖均受到不同程度的污染,长湖为重度污染,洪湖为轻度污染,从长湖流入总干渠中的水质多为中性或略偏碱性,总磷、总氮含量超标几倍到几十倍,在靠近长湖的总干渠上游段为重度污染,靠近洪湖的总干渠下游段为轻度污染。各水质指标浓度总体趋势上,长湖的要大于总干渠,总干渠的大于西干渠,西干渠的大于洪湖。     

太湖梅梁湾水源地示范区水质改善初探

基于改善环境、恢复生态系统的思路,在太湖梅梁湾水源地实施了旨在恢复水生植物的环境改善和生态修复工程。通过2003 年8月开展的本底调查及2003年9月~2004 年11 月的水质监测资料,对太湖梅梁湾水源地水质改善示范区水质的时空变化趋势和质量状况进行了研究与评价。结果表明,工程实施前示范区内各点位的透明度、总氮、氨氮、总磷、叶绿素a等指标均超标,水质为Ⅳ Ⅴ类,表现为富营养化水平;各项工程措施实施后水质有了明显改善,溶解氧明显升高,全年较2003年8月份升高34%,夏季较2003年8月也升高了17%,10个点透明度平均由0.29 m提高到0.35 m,增加了21%,强化净化区较外围区提高0.05 m。但是,上述水质改善仅是生态工程物理效应的结果,由于水生植物尚未恢复,因此,有些指标的改善并不明显,如叶绿素等。但在可以预见的将来,在水生植物得到恢复后,其水质改善的趋势将更加明显。     

太湖东北部沉积物理化特征及磷赋存形态研究

对太湖东部和北部8个沉积物样品进行了理化性质及磷赋存形态分析,在此基础上探讨了沉积物各理化性质与磷赋存形态间的相关关系。研究结果表明：太湖沉积物的总磷含量为307.43～1454.39 mg/kg,阳离子交换量为15.18～22.68 meq/100g土,有机质含量为1.66%～3.45%;颗粒组成以粉砂级和粘粒级为主,占总量的54.39%～76.83%;主要矿物组成为石英和长石,粘土矿物以伊利石/蒙脱石混层为主,其次是伊利石、绿泥石和高岭石;沉积物中氧化物以SiO2、Al2O3和TFe2O3为主,且它们的含量随沉积物中总磷含量的不同变化较大。磷的形态以无机磷为主,污染较重沉积物中铁/铝磷的含量明显升高,有机磷的比例降低,钙磷变化不大。沉积物的各理化性质与磷赋存形态间关系密切,随着沉积物中总磷含量的增加, 阳离子交换量和有机质的含量都逐渐升高,细颗粒含量（<2 μm）逐渐增多,铁/铝形态的磷在总磷中所占比例也逐渐增大。     

月湖底栖动物的空间格局及其对水草可恢复区的指示

底质适宜是富营养湖泊恢复沉水植物(水草)的重要前提。大型底栖动物可综合指示底质的污染程度,于2002~2003年在武汉月湖开展了底栖动物水平分布对水草可恢复区指示作用的研究。首先通过月湖底栖动物与环境的相关分析,选择颤蚓科寡毛类作为底质营养状况的指示类群,然后利用同类湖泊群颤蚓与水草数据分析阈值,初步确定颤蚓密度≤100 ind/m2的底质适合水草生长,最后绘制月湖颤蚓分布的水平等值线,显示水草恢复的合适区域。在此基础上构建了应用底栖动物空间格局指示水草恢复区的技术原理框架。     

江苏阳澄湖螺类群落的空间分布格局

2008年1月～2009年10月对江苏阳澄湖螺类群落结构进行了季节调查研究。共采集到螺类4科5属6种,优势种为铜锈环棱螺,次优种为长角涵螺。阳澄湖螺类平均密度为220±47 ind./m2,平均生物量为2331±469 g/m2,螺类密度和生物量在年际和季节间均无明显差异,但群落结构存在显著的空间变化,密度在东湖区和中华绒螯蟹围网养殖区较大、西湖区最小,生物量围网养殖区最高、西湖区最低;铜锈环棱螺密度围网养殖区最高、西湖区最低,长角涵螺密度东湖区最高、围网养殖区次之、入湖河流及其它湖区极低。中华绒螯蟹养殖未导致围网养殖区螺类数量下降,螺类（主要是铜锈环棱螺）的投放可能是该区螺类密度、生物量及铜锈环棱螺所占比例较高的主要原因之一。逐步回归分析表明,水深是影响螺类群落整体密度和生物量空间分布差异的主要因子;典型对应分析（CCA）表明,铜锈环棱螺主要分布在叶绿素a较高的水域,而长角涵螺和纹沼螺则主要分布在透明度较大的地方     

Landsat7 ETM+ SLC-OFF数据的修复及其在武汉东湖水质反演中的应用

自从2003年5月31日,从陆地卫星 7发回的ETM+图像数据就存在缺陷。这是由于增强专题制图仪的扫描线校正器发生故障引起的。这些称为SLC OF数据的图像有一些黑色的不存在任何数据的扫描行。丢失的数据约占全景数据的25％,使它们难以正常使用。但是,数据本身仍然保留了良好的辐射和几何性质,如加以妥善修复,仍可以在一些特殊领域中使用。首先介绍了如何使用自适应局部回归算法(ALR)恢复这些图像,然后使用修复后的图像反演武汉东湖的水质参数。结果表明：ALR算法可以对SLC OF图像进行较好的修复,而且利用修复后的图像和东湖的地面水质监测数据,通过多元逐步回归分析,可以建立很好的叶绿素a、透明度、总磷以及总氮等水质参数的经验遥感反演模型,模型的相关系数R²分别为0.86、0.75、0.73和0.71。反演得到的水质参数分布与实际情况符合。这些数据有许多优点,如空间分辨率高、存档数据非常丰富、可以从NASA的服务器免费下载等。在其他遥感数据不足或无法获得的情况下,这些数据经过适当的修复,可以作为补充或替代数据使用。〖     

基于WTA的湿地周边农户受偿意愿及影响因素研究

为了实现鄱阳湖湿地生态系统的可持续发展,促进公平合理的湿地保护局面的形成,对鄱阳湖湿地周边农户家庭生产生活的基本情况、生态环境的认知、以及基于禁渔期、保护候鸟和封洲禁牧等保护措施的生态补偿意愿进行了深入调查。结果表明：（1）鄱阳湖周边农户的家庭收入与湿地紧密相关,湖区农户具有一定的湿地生态环境认知和生态保护意识;（2）193份有效问卷中愿意接受补偿的比例高达881%,农户户均生态补偿意愿为3399元/(a·户),由此估算出鄱阳湖湿地生态补偿额约为每年582亿元;（3）Tobit回归模型的计量分析结果表明,农户的受偿意愿受年龄、生态效益的认知及生态保护态度的显著影响,研究认为提高农户的生态保护意识、对湖区农户进行合理的生态补偿是解决湿地保护与可持续发展问题的关键。     

河流近域土地利用格局与水质相关性分析——以巢湖流域为例

以河流近域土地利用构成与水环境质量间定量关系为研究对象,基于巢湖流域40个水质监测断面和320个河流近域作用区,运用GIS空间分析功能计算不同尺度作用区内土地利用构成,借助相关分析、冗余分析(RDA)等数理统计手段,分析土地利用构成与水质指数间的相关关系;并分析和比较了流域内山区和平原地区土地利用构成与水质之间关系。结果表明,巢湖流域近河道地区土地利用构成对各水质指数有重要影响,且受地形因素影响。其中,建设用地对河流水质恶化具有明显作用;河流沿岸林地布局能显著改善水质,尤其是对氨氮和高锰酸盐指数敏感;耕地面积变化与水质相关性不显著。RDA冗余分析证实了不同尺度下的土地利用类型对水环境影响具有尺度效应。研究成果对巢湖流域水环境管理具有重要的实际指导意义,并为同类研究提供借鉴     

Ra–Po–Pb isotope systematics in waters of Sambhar Salt Lake,Rajasthan (India): geochemical characterization and particulate reactivity

The Sambhar Salt Lake hydrological system, including river waters, groundwaters, evaporating pans and sub-surface brines, has been analyzed for the salt content (TDS) and naturally occurring radionuclides (²¹⁰Po, ²¹⁰Pb and ^226,228Ra). The abundance of these radionuclides and their activity ratios show a wide variation in different hydrological regimes, which helps to geochemically characterize the lake system. A significantly lower Ra to total dissolved solids (TDS) ratio in the brines (by two to three orders of magnitude), when compared to the groundwaters and river waters, suggests removal of dissolved Ra by co-precipitation with Ca–Mg minerals at an early stage of the brine evolution. The concentration of Ra in evaporating lake/pan waters saturates at a value of about 35 Bq L⁻¹ over the salinity range of 100–370 g L⁻¹; attributable to its equilibration with the clay minerals. The two distinct regimes, saline lake system (lake water, evaporating pans and sub-surface brines) and groundwaters have been identified based on their differences in the distribution of ^226,228Ra isotopes. This observation points to the conclusion that the groundwaters and the lake brines are not intimately coupled in terms of their origin and evolution. The abundances of ²¹⁰Po and ²¹⁰Pb along with their activity ratios (²¹⁰Po/²¹⁰Pb) are markedly different among the surface lake waters/evaporating pans, sub-surface lake brines and groundwaters. These differences are explained in terms of different geochemical behaviour of these nuclides in presence of algae and organic matter present in these water regimes.