基于机器学习的长江流域城市初期雨水径流污染特征及预测研究

根据地域特征与降水特征预测初期雨水径流污染对海绵城市建设具有一定意义。收集了长时间、大尺度的城市特征、降水特征、下垫面性质与初期雨水水质数据,将13个长江流域典型城市按相似与相异度聚类,并采用主坐标分析验证了结果的合理性;探究了不同类型城市初期雨水径流污染的统计学特征,并解析了驱动因子;最终建立了初期雨水径流污染预测的随机森林回归模型,并采用南京市实测数据进行验证。结果表明:长江流域城市根据地形、气候、经济和初雨污染等特征可分为3种类型;年降水量、单次降水量、平均雨强、雨前干期和下垫面不透水性是影响初期雨水径流污染物浓度的主要因素;随机森林回归模型的拟合R²>0.68,且南京市实测值与随机森林预测结果的误差均不超过15%,说明预测结果较为准确,可用于长江流域不同类型城市的初期雨水地表径流污染预测。     

引调水河道氮的迁移转化及微生物群落结构特征—以望虞河为例

以引江济太调水工程-望虞河为研究对象,探究引调水河道氮素的迁移转化规律及微生物群落结构特征.于2020年10月、12月以及2021年1月在望虞河沿程布设监测点位并采集水样,分析其水体理化性质、氮的形态分布及含量、微生物群落结构变化特征.结果 表明:①硝酸盐氮是望虞河沿程水体中氮素的主要存在形态,占总氮浓度的75.3％～...     

漓江沉积柱重金属垂向分布特征及污染评价

对桂林漓江3个采样点沉积柱状沉积物中主要重金属元素(Cd、Cr、Cu、Zn、Pb、As和Ni)的垂向分布进行了测定。结果表明:7种重金属元素具有相似的垂向变化特征;横向上表现为靠近市区的含量高远离,市区的含量低。地积累指数评价结果显示,远离市区的沉积柱7种金属污染程度较轻,仅有Cd和Ni属于无～中污染程度。临近市区的沉积柱形成污染的元素为Cd、Cu、Zn、Pb和As,主要集中在底层和次表层。     

江安河武侯区段水质改善的环境经济效益研究

根据成都市江安河武侯区段2010年11月-2011年3月的水质监测数据,结合中国地表水环境质量标准(GB3838-2002)和四川省实际确定水体中各污染物因子的本底浓度对该区段污水处理环境效益进行了分析。首先通过污染经济损失模型计算COD、BOD5、NH3-N、TP、SS和硫化物对水经济价值的损失率,然后在讨论COD、NH3-N、TP和硫化物减排情况的基础上计算了各种污染指标减排至达标后所产生的环境经济效益。研究结果表明,江安河武侯区段水体污染的综合污染损失率高达99.99%,如果各种污染物减排达标至IV类标准产生的环境经济效益14 912万元人民币/a,而减排达标至III类标准产生的环境经济效益更是高达15 786万元人民币/a。     

松花江(黑龙江省段)流域水环境承载力指标体系构建研究

针对流域水环境承载力指标体系亟待解决的问题,介绍了流域水环境承载力指标体系构建进展与存在的问题,提出了流域水环境承载力指标体系构建的改进措施,对松花江流域水环境承载力指标体系构建,提出了改进指标体系的构建原则、构建程序,分析影响因素,提出流域水环境承载力内涵,从水资源量、水资源消耗量、水资源质量影响三方面出发选取了指标,构建了松花江流域水环境承载力的三层递阶层次结构的指标体系,为评价与预测该流域水环境承载力奠定理论基础。     

TUGAI: An Integrated Simulation Tool for Ecological Assessment of Alternative Water Management Strategies in a Degraded River Delta

The development of ecologically sound water allocation strategies that account for the needs of riverine ecosystems is a pressing issue, especially in semiarid river basins. In the Aral Sea Basin, a search for strategies to mitigate ecological and socioeconomic deterioration has been in process since the early 1990s. The Geographic Information System–based simulation tool TUGAI has been developed to support the policy determination process by providing a simple, problem-oriented method to assess ecological effects of alternative water management strategies for the Amudarya River. It combines a multiobjective water allocation model with simple, spatially explicit statistical and rule-based models of landscape dynamics. Changes in environmental conditions are evaluated by a fuzzy habitat suitability index for Populus euphratica, which is the dominant species of the characteristic riverine Tugai forests. Water management scenarios can be developed by altering spatiotemporal water distribution in the delta area or the amount of water inflow into the delta. Outcomes of scenario analysis are qualitative comparisons of the ecological effects of different options for a time period of up to 28 years. The given approach utilizes different types of knowledge, from quantitative hydrological data to qualitative local expert knowledge. The main purpose of the tool is to integrate the knowledge in a comprehensive way to make it available for discussions on alternative policies in moderated workshops with stakeholders. In this article, the modules of the tool, their integration, and three hypothetical scenarios are presented. Based on the experience gained when developing the TUGAI tool, we propose that the general framework can be transferred to other areas where tradeoffs in water allocation between the environment and other water users are of major concern. The potential for a simulation tool to structure and inform a complex resource management situation by involving local experts and stakeholders in the development of possible future scenarios will become increasingly valuable for transparent and participatory resource management.     

浑太河流域鱼类生物完整性指数构建与应用

为了解决在不同区域和不同河流类型间等大尺度范围内F-IBI(鱼类生物完整性指数)评价方法体系的建立问题,以浑河-太子河(下称浑太河)流域为研究区域,构建符合区域性特征的生物完整性评价体系并进行应用研究. 于2014年5月对浑太河流域32个采样点的鱼类进行采样调查,根据鱼类群落特征的空间差异和浑太河流域水生态分区,将采样点分为中上游和下游区域两种类型. 通过综合栖息地和水质的标准化方法确定参照点和受损点,依据候选指标分布范围检验、敏感性分析和相关性检验,筛选出浑太河流域中上游F-IBI核心指标包括总物种数、Shannon-Wiener多样性指数、鲤形目鱼类物种数百分比、雅罗鱼亚科个体数百分比、鳅科鱼类物种数百分比、鲈形目鱼类物种数百分比、杂食性鱼类物种数百分比、肉食性鱼类物种数百分比、敏感性鱼类个体数百分比等9个指标;下游筛选出F-IBI核心指标包括总物种数、Shannon-Wiener多样性指数、鮈亚科鱼类物种数百分比、鲈形目鱼类物种数百分比、虾虎鱼科鱼类物种数百分比、中上层鱼类物种数百分比、东北特有鱼类物种数百分比、无脊椎动物食性鱼类物种数百分比、耐受性鱼类个体数百分比等9个指标. 分别提出了浑太河流域中上游和下游的参数标准化公式和健康评价标准,依此将浑太河流域健康状态划分为极好、好、一般、差和极差5个健康等级. 评价结果表明,浑太河流域健康状况整体偏差,在32个采样点中,健康状况处于差和极差的采样点占采样点总数的37.5%,一般的采样点占21.88%,仅有6.25%的采样点处于极好状态. Pearson相关性分析结果显示,F-IBI分值与电导率、ρ(BOD₅)、ρ(COD_Cr)、ρ(NH₃-N)和ρ(TN)均呈显著负相关,而与栖息地综合指数呈显著正相关,表明F-IBI可有效评估浑太河流域的健康状况.      

黄河三角洲典型地区耕地土壤养分空间预测

掌握土壤养分的分布特点是实现养分优化管理的重要基础。论文选择黄河三角洲典型地区山东省垦利县为研究区,通过田间采样与实验室化验分析获取了1 278个样本（0~20 cm）的土壤碱解氮、有效磷、速效钾数据。在经典统计分析的基础上,用地统计学方法分析了土壤养分的空间变异特征,并拟合了养分的变异函数模型。利用普通克里格法（OK）、反距离权重法（IDW）、泛克里格法（UK）、径向基函数法（RBF）和局部多项式法（LP）5种方法进行空间插值,并采用独立数据集验证对插值结果进行精度评价,进而分析了各养分空间分布规律。为深入探索各方法的适用性规律,基于AN数据设计了离散、随机、聚集3种空间分布模式的数据,利用各模型的自动优化进行试验,对比分析了不同插值方法在土壤养分空间预测中的自适应性。结果表明：1）研究区碱解氮、有效磷、速效钾均为中等强度的空间变异和中等程度的空间自相关,其变异函数模型分别为球状模型、指数模型和球状模型,决定系数依次为0.951、0.892和0.787;2）在空间分布上,土壤碱解氮、有效磷、速效钾含量与地形和土地利用类型等有关,西南部地势较高,以水浇地和旱田为主,东北部沿黄农田受黄河淡水影响,耕地质量较好,而中部地区地势低平,以水田为主,养分含量偏低;3）相对于块金系数/基台值,Moran’s I是更为稳健有效的衡量土壤养分空间自相关性的方法;4）论文认为,空间分布模式、样本量、空间自相关性和空间聚集程度（最近邻比）均影响插值精度。在离散模式下,各方法自适应性均较差;在随机模式下,IDW与RBF自适应性优于OK和LP;在聚集模式下,各方法自适应性与样本量和空间自相关性有关,直至样本足够多时,4种插值方法精度接近。论文探明了研究区主要土壤养分的最佳插值预测方法,分析了土壤养分的变异特征和空间分布规律,为黄河三角洲典型地区耕地土壤养分利用管理和农业可持续发展提供了理论依据。     

长江中下游湖泊保护和管理的若干建议

长江中下游地区是我国面向21世纪的经济重地,长江是我国唯一具有全国意义的战略水源地,是我国水资源供需平衡的最后防线。然而在自然演化宏观背景下,流域经济的高速发展,大规模开发利用等人类活动的强烈影响,引发了一系列负面环境效应。湖泊湿地生态环境被破坏问题严重,突出表现在生态调节和自我恢复功能大幅度降低,并已造成了严重的生态后果,危及长江水系的生态平衡,影响了区域经济的可持续发展。在大量野外考察和调查基础上,针对长江中下游湖泊湿地当前的生态环境状况及存在的问题,提出了若干对策和建议。     

Occurrences of pharmaceutical and personal care products as micropollutants in rivers from Romania

The occurrence of pharmaceutical and personal care products (PPCPs) was investigated in the Somes River. The aim of this study was to obtain a first overview about the contamination of Somes River (Transylvania) with PPCPs. The samples were preconcentrated by Solid Phase Extraction (SPE) procedures and analysed by GC/MS. A number of 15 compounds including pharmaceutics, metabolites, intermediates and musk fragrances were detected in concentration ranging from 30 ng/l to 10 μg/l. The detected pharmaceuticals are included in following therapeutic groups: analgesics, antiepileptics, psychiatric, stimulants, anticoagulants, antineoplastic and disinfectants.