扬州城区古运河局部河段水质时间变化特性——以扬农化工厂河段为例

为揭示扬州城区古运河局部河段水质的时间变化特性,选取古运河扬农化工厂河段为研究区,采用相关系数法、变异系数法、单因子标识指数法以及多元线性回归法对该河段2015年10月至2017年9月(2年)水温WT、pH、溶解氧DO、电导率EC、溶解性总固体TDS等水质参数的观测结果进行分析,对各参数的变化特性进行评价。结果显示:上下游断面同一水质参数均呈高度正相关,但不同季度的相关系数有所变化;各水质参数的变异性从大到小依次为DO>WT>TDS>EC>pH;以DO为指标的水质标识指数结果表明:水温低于14℃且pH高于7.3时水质类别多为Ⅰ、Ⅱ或Ⅲ类水,水温高于14℃且pH低于7.3时多为Ⅳ、Ⅴ类水;多元线性回归模型的分析结果表明:DO与WT呈负相关,与pH为正相关,pH变化对DO的影响大于WT,上游断面DO与WT、pH的相关性均高于下游断面。     

丰满库区及下游河段水质数据时序预测研究

根据丰满库区及下游河段1985-2010年的水质监测资料,选取其中监测数据全面、完整的3个水质因子(NH3-N、DO、COD(Mn)),分别对其总体统计特征进行分析,得出这3种因子的沿程变化规律,然后采用均生函数拓展进行时间序列分析,分别作线性回归和多项式回归,比较选择较优方法进行水质因子预测.分析结果表明:水质因子COD(Mn)、NH3-N在3个水期(丰水期、平水期、封冻期)的沿程变化规律基本一致,即先降低后增大,而后又降低,而DO在3个水期的沿程变化不大;另一方面,对水质资料进行均生函数的时序分析是合理的,采用多项式回归对水质因子进行预测是可行的,且比多元线性回归精度要高.     

基于水质指数的宁夏沙湖综合水质状态研究

为探索不同类型的水质指数在沙湖综合水质评价中的应用及其相关关系,采用水质标识指数(WQII)、加拿大环境部长理事会水质指数(CCMEWQI)、通用水质指数(UWQI)对沙湖2010-2017年4月、7月、10月水环境进行了综合水质状态评估,并对不同水质指数进行相关分析及回归分析。结果表明:沙湖WQII变化区间为3.1~4.7,CCMEWQI变化区间为27.44~72.07,UWQI变化区间为31.53~51.74,水质状态整体处于较差等级,综合水质呈恶化趋势,水环境治理刻不容缓。不同综合水质指数结果存在差异,CCMEWQI及UWQI皆与综合水质标识指数显著相关;CCMEWQI与综合水质标识指数在复合及增长模型下拟合优度达到最优(R2=0.614),UWQI与综合水质标识指数在二次模型下拟合优度达到最优(R2=0.970)。     

小型人工湖藻类变化特征及主要驱动因子研究

小型人工湖由于水域面积狭小、水体循环缓慢等特点,使得进入其中的污染物难以降解,容易引发水体富营养化等水环境恶化问题。为探析小型人工湖泊藻类动态变化特征及主要驱动因子,以郑州大学新校区的眉湖为例,结合现场监测数据分析了水体中藻类及各水质因子的变化特征及其原因,并利用相关分析和主因子分析的结果筛选出影响藻类生长的主要环境因子并建立多元线性回归方程。结果发现,较清洁的北部水体藻类变化的主要驱动因子是悬浮固体有机物、pH值、总氮浓度,而呈营养型的南部水体则为光照强度、COD浓度、总氮浓度。     

4种河流水质评价方法的比较研究——以槐荫河为例

对4种河流水质评价方法进行对比研究。采集槐荫河6个断面水样,测定了河水中的溶解氧、CODMn、NH3-N、TN、TP 5项反映水质的指标。选择单因子指数评价方法、综合污染指数评价方法、综合水质标识指数评价方法、水质指数评价方法对水质进行分析评价。对比分析评价结果得出,综合水质标识指数评价方法采用定性和定量相结合,适用范围广,结果直观,是比较实用的评价方法;水质指数评价法,综合了各种方法的优点和实用性,可应用于不同水体不同时期的对比评价,既能判定水质类别,又能找出最大污染因子,应加以推广。     

生态工程化循环水池塘养殖系统

为研究解决池塘养殖污染、水资源浪费和水产品安全等问题，针对传统淡水鱼类池塘养殖特点，设计了一种生态工程化循环水池塘养殖系统，系统由生态沟渠、生态塘、潜流湿地和养殖池塘组成，面积比为1︰5︰3︰30，系统中池塘呈串联结构排列，池塘对角方向建设有水层交换过水设施，系统利用1级动力提升形成循环水流。在池塘养殖密度0.20～0.82 kg/m3和系统水体日交换量10%～15%的情况下，水质检测结果表明，池塘养殖水体中的铵氮、亚硝态氮、硝态氮、总氮、总磷、化学需氧量（COD）等水质指标分别低于1.89、0.20、1     

沂河水质评价模型研究及其应用

为了研究影响流域水质的关键水质指标，以沂河为研究区域，基于2006-2019年水质数据，采用水质指数法对河流水质进行评价与建模。水质指数可以将大量复杂的水质数据转变为一个单独指标来反映水质整体状况，目前常被用于进行水质评价。共分析10个水质指标，包括TP、pH、WT、DO、NO₃-N、BOD₅、F^-、COD、SO₄^2-和NH₃-N。基于多元线性回归分析筛选流域关键水质指标，构建了沂河关键水质指标评价模型WQI_min，简化了评价所需的水质指标。结果表明：无论是否加权，四指标模型和六指标模型的拟合程度和预测精度都未达到最高，不是本研究的最优模型；五指标模型WQI_min+WT^w具有良好的水质评价性能，R²=0.972,MSE=0.51,PE=2.07%,P<0.05，是本研究最优关键水质指标模型。该模型包括5个水质指标：NH₃-N、BOD_...     

基于GLUE方法的湖库富营养化风险评估

【目的】更好地评估湖库富营养化及其引发藻类暴发风险的程度。【方法】基于BP神经网络,建立预测藻类浓度的水体富营养化模型,结合GLUE方法对水体富营养化模型的相关水质参数进行不确定性分析,分析各参数对水体富营养化程度的影响,并给出各参数90%置信区间作为风险范围,以供管理。【结果】BP神经网络可以较好地预测藻类浓度变化,纳什系数(NSE)及均方根误差(RMSE)均较小;pH、DO、CODMn、TN、TP、Chl-a与水华风险具有较为明显的正相关趋势,SSD存在负相关趋势,温度T则不明显;pH、TN、TP、Chl-a、SSD的高、低风险特征在区间内表现较为明显;T、DO、CODMn的风险特征则不明显。【结论】BP神经网络可建立水库藻类及其他类似复杂机制系统的模拟,各水质参数90%置信区间可用作其藻类暴发的风险评估范围。     

煤矿排水影响下的水体水质特征及灌溉适宜性评价——以贵州织金县贯城河小流域为例

煤矿废水的直接排放影响下游农田灌溉的水体水质。以贵州省典型煤矿区织金县贯城河小流域为例,研究基于GIS的水质空间分布特征,并用EC、SAR、Na%和KI指数对地表水和地下水的农田灌溉适宜性进行评价。结果表明,受矿山开采的影响,地表水各物理化学参数变化范围较广,地下水中SO_4~(2-)含量范围变化较大;地表水和地下水中pH、EC、TDS、Ca~(2+)、Mg~(2+)、SO_4~(2-)和HCO_3~-具有较一致的空间分布特点;大部分地表水处于较适合灌溉水平,与矿山排水有水力联系的上游地表水体灌溉适宜性较差,而地下水均适合用于灌溉。     

广利灌区总干渠水质及氮磷污染初步评价

【目的】针对灌区绿色发展面临严峻挑战和水环境不断恶化等问题,探究广利灌区总干渠水质及氮磷污染现状及其对灌区水环境的影响,进一步提出灌区水环境问题解决建议。【方法】于2019年6—12月,在灌区内总干渠中选取具有代表性的6个断面,进行了6次水质监测,测定水体中的总氮(TN)、总磷(TP)、COD_Cr和BOD₅等反映水质和氮磷污染的基本指标。采用适用于我国河流水质综合评价的综合水质标识指数法和富营养化评价的对数型幂函数普适指数公式对河流水质及富营养化情况进行评价。【结果】①广利灌区86%的水体水质能满足Ⅴ类农业水域功能区的用水要求,且综合水质标识指数随时间和空间变化显著,7月66.7%水体处于劣Ⅴ类水标准,在三号闸和补源进水口取样点出现了黑臭水体。②广利灌区水体富营养化严重,灌区内水体100%处于富营养状态,富营养化评价综合指数(EI)峰值出现在7月补源进水口处(80.5),且41.6%的水体处于重富营养化状态。③TN平均质量浓度为5.30 mg/L,为地表水Ⅴ类水标准的2.65倍,TP平均质量浓度为0.156 mg/L,氮、磷比为33.97∶1,适宜藻类生长。【结论】广利灌区总体水质可满足农业功能区用水要求,但富营养化水平较高,尤其是氮污染严重,灌区内的原生态土渠和水生植物使河流具有良好的自净能力,能发挥其生态功能作用。因此,建议加强灌区内入河水体的污染控制尤其是氮磷污染的监测;同时渠道衬砌要考虑生态环境、配比生态衬砌和原生态土渠、河道搭配水生植物,进而对河水中的氮磷等污染物进行吸附,以改善灌区水环境。     

基于无人机多光谱遥感的夏玉米叶面积指数估算方法

无人机多光谱遥感技术可以快速、无损地监测农作物叶面积指数（LAI）。为研究水分胁迫条件下，利用无人机多光谱植被指数估算夏玉米LAI的可行性，本研究基于无人机多光谱遥感系统，结合同时期实地采集的夏玉米LAI，选择5种植被指数，包括归一化差值植被指数（NDVI）、土壤调节植被指数（SAVI）、增强型植被指数（EVI）、绿度归一化植被指数（GNDVI）和抗大气指数（VARI），作为模型输入参数，使用随机森林回归算法建立全生育期不同灌溉条件下大田玉米冠层植被指数与LAI之间的关系模型，并与一元线性回归和多元线性回归算法建立的模型进行对比分析。结果表明，在充分灌溉条件下，植被指数的多元线性回归模型可以较好地估算LAI（R² = 0.83）；在水分胁迫条件下，植被指数的随机森林回归模型可以较好地估算LAI（R² = 0.74~0.87），水分胁迫因素对该模型影响较小，且NDVI和VARI对估算LAI的贡献最大。上述结果表明基于无人机多光谱遥感技术，使用随机森林回归算法估算多种灌溉条件下的夏玉米LAI是可行的。该研究为实现快速、准确地监测全生育期不同灌溉条件下的大田夏玉米LAI提供了技术和方法支持。     

CCME WQI在汾河水库及上游河段水质评价中的应用

以汾河水库及上游河段为例,运用加拿大水质指数(CCME WQI)方法,选取《地表水环境质量标准》表1中的23个水质监测项目(水温除外),对汾河水库的水环境质量进行了评价;同时选取10项水质监测项目,包括pH、溶解氧、BOD-5、COD、总氮、氟化物、石油类、总磷、挥发酚、氨氮,对汾河水库上游河段3个监测断面的地表水环境质量进行了评价,同时采用加拿大水质指数和单因子评价法对监测数据分析比对。结果显示:同单因子评价法相比,CCME WQI考虑了3个因素(超标范围F₁、超标频率F₂、超标幅度F₃)的综合影响,其评价结果更符合汾河水库及上游河段水质的现状。CCME WQI的量化为环境管理部门带来便利。但评价标准和水质监测项目及数目对CCME WQI评价结果有一定的影响,仍需深入研究。     

支持向量回归机在水质预测中的应用与验证

以干旱区浅水湖泊乌梁素海的多年实测pH值为例,在分析支持向量回归机算法（ε-SVR）核函数选取的基础上进行了回归分析及预测,并与线性回归、BP神经网络、RBF网络等算法进行了比较。研究结果显示：：（1） 基于径向基核的支持向量回归机模拟效果优于其它核函数;（2）ε-SVR模拟结果与线性回归（LR）、BP神经网络和RBF网络等算法模拟结果相比,其拟合精度与预测精度均比其它三种方法要高。计算结果充分证明了支持向量回归机有较强的学习能力和泛化能力且该方法可以应用于水质预测研究。     

基于支持向量机模型的水质评价研究

将支持向量机方法应用到水质评价中,建立了RBF核函数支持向量机评价模型。根据石头口门水库水质特征,选择溶解氧、化学需氧量、高锰酸盐指数等五项指标作为输入因子进行评价,并与综合水质评价法、模糊综合评价法比较。研究结果表明石头口门水库主要为Ⅱ类和Ⅲ类水,呈汛期较差、非汛期较好的变化规律。通过实例验证,说明支持向量机方法能够较好的解决分类评价问题,评价结果良好,符合客观事实,具有很好的研究价值和推广前景。     

基于改良综合水质标识指数法的松花江流域(吉林省)水质评价

为了实现对水质简单而全面的定性以及定量评价,采用改进的水质标识指数法对松花江流域吉林省段在2005-2014年的水质进行评价。结果表明高锰酸盐指数是影响水质的主要污染指标,但综合水质基本都能满足功能区的要求;同时应用环保部推荐的Speraman秩相关系数法对3个断面10 a间的水质变化趋势进行研究,结果表明各断面水质在2005-2014年变化均呈显著好转趋势。该评价方法不仅能对水质单项及综合指标类别进行比较,也可以在同一类别中进行水质好坏的比较,具有较高的应用价值。     

查家小流域水质改良效应

为探讨水土保持生态清洁型小流域试点工程的开展效果,以新宾县查家小流域为例,采用连续进行水质监测的方法,对比分析流域综合治理期间水质的pH值及DO、COD、BOD、石油类、NH4+-N、TP、TN、Hg、Pb含量变化。分析结果表明,生态清洁小流域水土保持三大措施的实施,对净化流域内的水质具有积极作用。     

地下水水质模糊综合分区评价研究

根据模糊综合评价原理、MapGis和Sufer绘图软件技术对清原县浅层地下饮用水进行综合评价。首先,通过野外采样和室内试验,得到14个采样点8个监测指标(硝酸盐、高锰酸盐指数、菌落总数、大肠菌群、铁、锰、氟化物、氯化物)的检测值;并根据最大隶属度原则确定隶属度函数,分别计算出隶属度值;然后利用熵权法确定各评价指标的权重,根据隶属度值和权重,运用模糊变换原理得出综合评价结果;最后,运用MapGis、Sufer绘图软件绘制水质等级分区综合评价图。研究表明,菌落总数、大肠菌群和铁是清原县浅层地下饮用水的主要污染物;评价区近1/3的浅层地下水不适合生活饮用。     

北京市公路立交桥路面雨水径流水质特征分析

为提出立交桥区雨水径流有效的净化控制措施,并制定合理可行的桥区雨水收集利用方案,加速城市雨水资源的利用,对北京市某立交桥路面径流雨水水质变化规律进行了分析,并且评价了雨水的质量及主要影响因素。结果表明,立交桥雨水初期径流污染严重,采集水样的初期各项指标除pH在可利用范围内外,其他均显示出不同程度的污染。降雨达到30min后,大多指标已经稳定在可利用的范围内,而SS浓度、Pb浓度等污染依然未达到使用标准。通过相关性分析,各主要水质污染指标均存在显著的线性关系,指出了不同污染物间的联系与区别,据此可为制定有效的控制措施提供参考依据。