河套灌区总排干沟溶解氧变化与影响因子分析

通过2007年与2008年实测数据分析显示,内蒙古特殊的地理气候环境使当地的水体溶解氧也呈现出其特殊性,在年变化趋势上DO值为春季高于夏、秋两季,Chl.a值与DO值变化在2007年成正相关,而风速值与DO值变化在2008年成正相关;DO值的日变化为周期性波动,为20:00时＞14:00时＞8:00时;在5月初所测的42个溶解氧数据中共有31个饱和度大于100%为过饱和值,11个低于饱和值.上述变化均由于水生植物的光合作用和大气复氧的综合作用,使水体中DO值呈现不同的变化趋势.最终确定研究区DO值的主导因子为Chl.a值与风速,而pH值则为被动因子.     

城市池塘水质时间变化特性--以扬州大学江阳路南校区池塘为例

城市中的池塘是城市水体的重要组成部分,为揭示城市化背景下池塘水体水质的时间变化特性,选取扬州大学江阳路南校区池塘为研究区,对该池塘2018年7月至2019年6月的水质参数蓝绿藻浓度(Phyco)、水温(WT)、溶解氧(DO)、pH与电导率(EC)进行观测,采用变异系数法、单因子水质标识指数法以及多元线性回归法对各参数的变化特性进行评价。结果显示:池塘WT呈季节性变化;观测期间pH变化范围为7.74~9.98,水体呈碱性;DO变化的随机性较强,未表现出明显变化规律;各水质参数变异性及权重从大到小依次为WT>DO>EC>pH;以DO为指标的单因子水质标识指数结果表明:池塘DO达到Ⅲ类水要求的时段占总观测时段的84%;多元线性回归分析结果表明:DO与WT、pH呈正相关,与Phyco呈负相关,Phyco及pH的变化对DO浓度的影响相对于WT大。     

极端干旱区葡萄园蒸散量的日间变化研究

利用波文比能量平衡法对新疆吐哈盆地葡萄园葡萄蒸散量进行了测定.结果表明,在晴朗无云的条件下,葡萄蒸散速率日变化呈单峰型.蒸散从8:00时以后出现,迅速增加,到13:00-14:00时达到峰值,随后蒸散速率迅速下降.净辐射对植物蒸散起决定作用,蒸散速率的变化趋势与净辐射变化基本一致,其日变化具有相同的峰型.在干旱区,热量垂直传输的昼夜变幅较大,净辐射的大部分能量用于土壤蒸发和植物蒸腾,因而日间蒸散速率的变化趋势与净辐射变化基本一致.葡萄蒸散量随风速的增加而增加,当风速超过4m/s时,由于风速的变化引起水汽压差的变化紊乱而导致蒸散速率变化过程比较复杂.相关分析表明,环境因子对蒸散速率影响的贡献依次为:净辐射>风速>空气温湿度.     

干旱区香梨茎流特征及其与环境因子的关系

通过对新疆巴州灌溉试验站香梨地在滴灌条件下香梨树茎流速率和环境因子的监测,分析了香梨树茎流速率连日变化和日变化趋势以及茎流速率和环境因子的关系,分析结果显示:香梨树茎流速率表现出明显的昼夜变化规律,茎流在早8∶00时开始启动,而后迅速上升,在12∶00-17∶00达到最大值,然后逐渐降至最低值,最大值约在17∶00,值为3.45L/h。茎流速率连日变化表现出明显的多峰变化规律,从早8∶00时开始迅速上升且在12∶00左右达到最大值,之后保持较大茎流速率的时间较长,基本保持在5h左右,其昼夜差值约3.3L/h。香梨树茎流速率与各环境因子的相关性由高到低依次为:太阳辐射空气温度相对湿度风速,其相关系数分别为0.918、0.779、-0.587和0.186。其中茎流速率与太阳辐射、空气温度和风速呈正相关,而与相对湿度呈负相关,回归方程为Y=-0.776+0.003 X1+0.064 X2。     

关中地区气候变化对主要作物需水量影响的研究

用关中地区30个气象站41年气象资料,探讨了关中地区主要作物冬小麦和夏玉米需水量与相应生育期内气候因子的变化趋势,分析了气候变化对作物需水量的影响。结果表明:关中地区冬小麦需水量无一致变化趋势,净灌溉需水量(NIWR)呈增加趋势;夏玉米需水量呈不显著减少趋势,净灌溉需水量无一致变化趋势。气象因子影响顺序为,冬小麦:相对湿度>最高气温>日照时数>降水量>平均气温>风速,夏玉米:日照时数>相对湿度>最高气温>平均气温>降水量>风速。日照时数和风速引起冬小麦需水量的降低趋势在很大程度上抵消了相对湿度和最高气温引起的冬小麦需水量的升高趋势,而冬小麦生育期降水的减少是造成冬小麦净灌溉需水量增加的主要原因;风速和日照时数的降低趋势是导致夏玉米需水量减少的主要原因。关中地区秋冬春季向暖干发展,夏季除风速显著降低外,其它气象因子变化不大。     

川中丘陵区近60 a主要气象因子变化趋势研究

为深入了解川中丘陵区近60 a气候变化规律,基于川中丘陵区13个站点1954—2013年逐日气象资料,使用Mann-Kendall检验、Morlet小波分析和相关性分析,定量研究了气象因子的变化趋势及变化周期。结果表明,近60 a来川中丘陵区辐射、降水、风速及相对湿度均呈整体下降趋势(降幅分别为0.242 3 MJ/(m~2·d·10 a)、0.050 0 mm/10 a、0.025 7 m/(s·10 a)和0.137 2%/10 a),温度呈上升趋势(增幅为0.031 6℃/10 a);气温、辐射、降水、风速及相对湿度等气象因子60 a来均呈现"增大-减小"的周期性变化规律,变化主周期分别为6、12、13、21、24 a,且其局部突变分别发生在1964年和1996年、1986年、1957—1985年、1958—1963年和2008年;各气象因子相关性较为明显且交互影响关系复杂,其中风速与辐射显著正相关(P0.05),与湿度极显著负相关(P0.01),而辐射与气温极显著正相关(P0.01),与湿度显著负相关(P0.05)。     

湖泊水体中溶解氧和高锰酸盐指数多时间尺度相关性的分形测量

深入理解水质指标之间的相关性演化,有助于阐明水华发生及演化机理。为探究湖泊水体中溶解氧(DO)和高锰酸盐指数(I_Mn)水质指标的多时间尺度非线性相关性特征及演化规律,应用集合经验模态分解法(EEMD)和多重分形去趋势互相关分析法(MFDCCA),对泸沽湖和邛海湖2022年2月1日～2023年8月31日DO和I_Mn之间相关性的长期持续性及多重分形特征进行研究。结果表明：1)泸沽湖和邛海湖DO演化主要受到不同时间尺度上气象条件的影响。前8个模态叠加后构成DO的高频成分模态,可以更好地反映藻类生长对DO的影响,而减少气候季节变化对DO的影响。2)在研究时间尺度内,DO高频分量和I_Mn指标相关作用的强度随时间以幂函数形式缓慢衰减,其相关性在一定时高的U形变化。气象条件变化是导致Δh值和藻密度具有互相关关系的主要原因。研究湖泊水体中DO和I_Mn之间相关性的多重分形变化模式,可为完善湖泊水体中藻类演化动态及水华预测预警模型提供新的动力参数。     

鱼菜共生水体溶解氧时空变化规律及其影响因素研究

为明确鱼菜共生系统中水体溶解氧分布特征，采用室内搭建的鱼菜共生系统，利用多点采样装置以及物联网传感系统对系统中水质参数、气象数据和生物量信息进行提取，通过相关性分析对该鱼菜共生系统中溶解氧时空变化规律以及光照强度与喂食量对其时空变化的影响进行了研究。结果表明，溶解氧在鱼池中随垂直深度增加而减小，相关系数范围为-0.9～-0.7时，鱼池溶解氧空间变化量与喂食量呈显著线性关系，相关系数为0.9294，方差分析中F值为126.94。溶解氧在水培槽中随水平距离增加而减小，相关性范围为-0.9～-0.8时，水培槽溶解氧空间变化量与光照强度呈显著线性关系，相关系数为0.8158，方差分析中F值为39.7954。溶解氧日变化受到各环节空间变化影响，白天波动下降，夜间平缓上升。研究结果为鱼菜共生系统溶解氧研究提供了一定理论依据。     

水产养殖复合式自动增氧系统设计与试验

针对我国规模化、高密度化水产养殖中机械增氧方式单一和增氧效率偏低的问题，提出利用耕水机白天以低功率驱动养殖池水体上下循环，促进各层水体中的藻类循环到上层，通过光合作用大幅度提高水体溶解氧含量，以减少其他增氧机械应急增氧。分析了溶解氧含量测量节点对测量误差的二次抛物线自修正，进行了可变因子与固定因子模糊变频增氧控制、复合增氧与单一机械增氧的对比试验。通过试验发现，可变因子模糊变频控制可更快提高水体溶解氧含量，在额定区域内更稳定；在晴朗白天、无应急增氧情况下，复合增氧模式下养殖池水体溶解氧分布不仅上下层均匀，而且整个水体吸收了更多藻类光合作用产生的氧气；在应急增氧情况下，复合增氧模式下养殖池不仅各层水体溶解氧含量得到提高，而且耕水机驱散了叶轮增氧机附近的高溶解氧含量水体，有利于提高增氧机效率。试验表明，复合增氧模式下晴天单个养殖池每天节约电能7.80kW·h，第3季度节约电能587.34kW·h，〖JP〗表明水产养殖中复合式机械增氧有利于节约电能。     

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。     

物理因素对白洋淀溶解氧的影响

通过对白洋淀水体中溶解氧与其影响因素(温度、光照强度、水深、pH和透明度)的相关关系进行研究分析,可知:溶解氧总体上随着水温的升高而降低,温度小于5℃时,溶解氧受温度影响不明显,当温度大于5℃时,溶解氧明显呈现随着水温的升高而降低的趋势;光照强度的增加使藻类等浮游植物的光合作用增强,进而使水中溶解氧含量升高;水深越深溶解氧含量越低;溶解氧在一定的pH范围内随着pH值的升高而升高;溶解氧随水体的透明度增加而增加.     

基于DeepAR-RELM的池塘溶解氧时空预测方法研究

水体溶解氧(Dissolved oxygen，DO)是养殖水产品健康生长的重要生态因子。池塘溶解氧易受多种因素的影响，会产生时间和空间上分布的差异，现有的溶解氧预测方法大多是针对单监测点的时间序列预测，无法描述池塘溶解氧的空间分布，因此，对池塘溶解氧进行时间和空间预测非常重要。本文提出一种基于自回归循环神经网络(Autoregressive recurrent neural network，DeepAR)和正则化极限学习机(Regularized extreme learning machine，RELM)的池塘溶解氧时空预测方法。首先采用样本熵(Sample entropy，SE)衡量各个监测点溶解氧序列的波动程度，采用最大互信息系数(Maximum mutual information coefficient，MIC)衡量监测点溶解氧序列之间的相关性，综合选取出溶解氧序列波动程度较小且与各个监测点相关性较大的监测点作为中心监测点，并以中心监测点为原点，建立池塘空间坐标系；其次采用DeepAR算法构建中心监测点的溶解氧时间序列预测模型，实现中心监测点溶解氧时间序列预测；最后采用RELM算法构建中心监测点与池塘各位置溶解氧之间的空间映射关系模型，结合中心监测点溶解氧时间序列预测值和池塘空间坐标，实现对未来时刻池塘溶解氧的空间预测。该方法在提高时间序列预测精度的同时，实现了对未来时刻池塘溶解氧空间状态的预测。在真实的数据集上进行测试，预测未来24h的池塘空间溶解氧值，均方根误差(RMSE)为1.2633mg/L、平均绝对误差(MAE)为0.9755mg/L、平均绝对百分比误差(MAPE)为14.8732%。并与标准极限学习机（Extreme learning machine，ELM）、径向基神经网络（Radial basis function neural network，RBFNN）、梯度提升回归树（Gradient boosting regression tree ，GBRT）和随机森林（Random forest，RF）4种预测方法进行对比，各评价指标的性能均有较大幅度提升，表明该方法有较好的预测精度和泛化能力，能够较准确地实现池塘溶解氧时空预测。     

辽西地区潜在蒸散发敏感性分析及变化成因研究

【目的】了解辽西地区潜在蒸散发敏感性及蒸散发变化成因。【方法】基于辽西地区13个气象台站1965—2015年的基础气象资料,依据FAO-56 Penman-Monteith法估算了辽西地区近50 a的蒸散发(ET_0),采用Mann-Kendall检验法对ET_0及各气象要素的变化趋势进行了检验,同时基于敏感性系数法探讨了ET_0对各气象要素的敏感性,并定量揭示了引发ET_0变化的主导因子。【结果】1965—2015年,辽西地区年均ET_0以12.5 mm/10 a的速率显著降低,均值为1 007.6 mm/a,空间上由西南向东北呈低—高—低的分布格局;最低温度和最高温度表现为极显著升高趋势,风速和太阳辐射表现为极显著降低趋势,相对湿度未发生明显变化;辽西地区ET_0对各气象要素的敏感性依次为:相对湿度最高温度风速太阳辐射最低温度,且ET_0与相对湿度变化呈负相关,而与其他要素变化均为正相关;最低温度、最高温度的升高和相对湿度的降低引发区域ET_0变动为正贡献,而太阳辐射和风速的降低则为负贡献,且贡献率最大的为风速,最小的为相对湿度。【结论】风速的降低是引发辽西地区ET_0降低的主导因子。     

乌梁素海表层沉积物与上覆水间氮磷迁移规律分析

通过同步监测表层沉积物和上覆水体氮磷浓度以及环境因子（pH值、温度、溶解氧等）,利用回归分析方法,对溶解氧、表层沉积物有机质含量与上覆水体氮磷浓度之间的关系以及氮磷在表层沉积物和上覆水体间迁移规律进行探讨。结果表明,高水温、碱性环境有利于氮磷营养物质的释放;上覆水体氮磷浓度与溶解氧呈现显著非线性负相关关系,与表层沉积物中有机质含量呈现显著线性正相关关系,且冬季极显著;表层沉积物氮磷含量与上覆水体氮磷浓度呈现出互补的动态特征。     

汛期三峡库区水华发生期间相关因子关系分析

为研究汛期香溪河支流库湾水华藻种变化特征,于2017年汛期在香溪河监测理化因子并布点采集水样,分析水体中叶绿素a、营养盐等变化。结果表明:汛期叶绿素a与溶解氧、温度、化学耗氧量呈现正相关,与透明度、总氮、氮磷比呈现负相关,与总磷和pH无明显相关性。6月优势种为甲藻,分布于中上游,下游优势种多为蓝绿藻;7月优势种为蓝藻,几乎覆盖了整条香溪河;8月优势种变为蓝藻和绿藻,主要分布于上中游,下游伴有少量硅藻。拟多甲藻水华发生的主要因素不是温度;水体中磷含量的高低、水动力条件会间接对甲藻生长产生影响。温度、水动力、pH和水体营养盐含量特别是氮浓度都是影响蓝藻水华爆发的因素;8月环境因子变化不大依然适宜蓝藻生长,而绿藻成为优势藻种原因之一是受到铵盐的影响,其次是因为某些绿藻死亡腐烂后产生有害物质,抑制其他植物生长,且8月叶绿素a的含量达到了绿藻水华爆发的阈值。     

内蒙古河套灌区解放闸灌域土壤水盐空间变异性研究

以河套灌区解放闸灌域的节水改造项目区作为研究对象,从统计特征值、半方差函数和克立格法绘制的分布图几个方面对比分析了节水改造前后的土壤水分和盐分的空间变异性。结果表明:2007年与2008年土壤水分和盐分可分别用球状模型和指数模型进行拟合,空间自相关距离表明二者具有中等强度的空间自相关性,且2008年土壤水分和盐分的相关性都大于2007年,2008年较2007年土壤水盐的空间变化趋于连续。对克里格插值结果分析可知:土壤水分和盐分在空间上的分布都具有明显的逐渐变化趋势,表现为相近值的局部聚集;而且2008年的土壤水分和盐分分布与2007年相比在较大的范围内颜色变化幅度小且较连续。通过对灌区节水改造前后大尺度采样分析,了解区域土壤水盐分布状况和空间变异情况,为灌区今后的节水灌溉、盐碱地分区治理、区域化水资源管理提供一定得理论依据。     

中国西北地区近50a气象因子时空变化特征与成因分析

为深入分析中国西北地区近50 a气象因子演变特征与驱动因素,选取西北地区69个站点1966-2016年逐日气象资料,使用Mann-Kendall检验、Morlet小波分析、GIS空间插值及相关性分析方法,定量分析了气象因子的时空变化规律及相互关系。结果表明:近50 a来西北地区风速、辐射、相对湿度均呈下降趋势,降幅分别为0.105 m/(s·10 a)、0.054 MJ/(m2·d·10 a)和0.378%/(10 a),降水及气温均呈上升趋势,增幅分别为4.9 mm/(10 a)、0.427℃/(10 a);各气象因子近50 a来呈"增大-减小"的周期振荡变化,变化主周期均为28 a,且风速、辐射、相对湿度、降水、气温均存在局部突变;各气象因子的空间分布存在区域差异,风速呈不连续的东部大西部小分布趋势,辐射呈中部大东西部较小分布趋势,降水呈由东南向西北递减趋势,气温呈由青海省向外扩增趋势;各气象因子之间存在较强相关性且相互响应关系复杂,其中辐射与风速、降水和气温均呈极显著正相关(P0.01),相对湿度与风速呈极显著负相关(P0.01)。     

不同pH值处理下乌拉苔草蒸腾速率日变化及其与环境的关系

通过对乌拉苔草水体土壤酸碱度处理,进行蒸腾特性及其环境因子关系的研究。结果发现:不同酸碱度处理下的乌拉苔草蒸腾速率规律基本一致,只是数值发生了变化。说明乌拉苔草蒸腾速率的变化规律主要由该植物本身的生长期来决定,在不同的pH值处理下蒸腾速率大小受环境条件的影响:在pH值为5、6时主要影响因子是大气温度,其极显著相关系数是-0.889;pH值为7、8时主要影响因子是叶片温度;其显著相关系数是-0.829;pH值为9、10时主要影响因子是光量子通量密度,其显著相关系数是-0.841。说明不同pH值下乌拉苔草蒸腾速率日变化主要受环境条件的影响,水体的酸碱度对其影响不大。     

水文气象因素对香溪河藻类动态的影响

为评估夏季三峡水库支流香溪河水文气象因子对水华发生发展过程的影响，于2021年8-9月水华发生季节，逐日监测常年回水区峡口和变动回水区平邑口的叶绿素a浓度，同步获取气温、日照、降雨、风速、气压、湿度和流量数据，并在水华期间进行藻类加密监测。采用广义可加模型(GAM)、随机森林重要性分析和典范对应分析(CCA)，评估水文气象因子对藻类生物量和藻类群落结构的影响。结果表明，香溪河流量是影响藻类生物量最重要的因子，当流量超过100 m³/s时，藻类生物量显著降低。峡口藻类生物量与流量、气温、日照辐射、风速相关，且重要性依次降低；平邑口藻类生物量与流量、日照辐射、降雨相关；峡口风速增量与藻类生物量的增量显著正相关，说明风速对常年回水区藻类聚集有一定促进作用。研究结果表明水文气象因子是判断水华发生发展过程重要的参考因素，这将为水华预测预警提供依据。     

pH值对好氧处理及污泥性能的影响

好氧生物处理法是废水处理使用最广泛的方法。常用的控制参数有pH值、溶解氧(DO)、温度、污泥浓度、污泥负荷和污泥龄(SRT)等。其中,pH值是重要的调控因子,直接影响好氧处理污泥微生物的种类、生命活动、代谢活力、表面特性。文章讨论了污水处理过程中pH值变化的原因和pH值变化对污染物去除(主要为有机物、氨氮和TP)的影响,并分析了pH值变化对污泥的沉降性能的影响及其机理。