水资源评价进展与存在的几个问题

水资源评价是水资源利用基础。综述了水资源评价研究进展，提出了水资源评价中存在的问题，并对水资源评价中的干流区间水资源计算、水质水量联合评价、人类活动对水资源的影响以及生态需水等4个问题进行讨论，以推进水资源评价工作进展。     

澜沧江中段水质时空特征分析

分析水电工程建设前后流域水质时空特征对于研究水电工程对流域水生生态系统以及河岸带生态系统的影响具有重要意义。以澜沧江流域中段为研究区域,通过对10多年的多个断面水质监测资料分析,研究了以铜、铅、锌、镉为代表的金属元素以及氮磷等水质指标的时空分布特征。结果表明:建坝后金属元素的空间分异性比建坝前要明显,但在库区分异性不大;运用ATU(急性毒性度)能更好地反映金属元素指标变化情况,建坝后ATU值小于建坝前,沿干流逐渐减小,时间分异性比建坝前要弱。氮和磷浓度库区比非库区要高,最大值一般出现在大坝出水不远的断面,建坝后具有较明显的营养化趋势,时间分异性也在减弱。表明澜沧江中段水质时空分布受水电工程建设影响明显。     

分布式水文-土壤-植被模型与GIS集成研究

基于ESRI最新推出的ArcObjects对象库，研究了分布式水文-土壤-植被模型（DHSVM）与GIS的集成。分析了DHSVM模型与GIS的集成方式．并以嵌入式集成方法建立了DHSVM模型与GIS的无缝集成系统。在洛河卢氏水文站以上流域实施案例研究，结果表明集成系统在模型参数自动获取、数据管理、过程可视化和空间分析等方面强化了DHSVM模型的功能，为流域陆面水文过程模拟提供了有力的支撑。     

河流生态系统修复的时空尺度探讨

在对尺度特征进行论述的基础上,详细探讨了河流生态系统修复的时空尺度。时间上,可分为短、中、长与极长4个尺度,修复对象达到稳定状态所需时间越长,所需选择的时间尺度越大,河流生态系统修复一般关注的是短、中与长3个时间尺度。空间上,分为区域、流域、河流廊道与河段4个尺度。区域尺度上,重点是优化社会经济干扰源,分散对河流生态系统的干扰强度;流域尺度上,注重把握流域的整体性,注重累积效应,土地利用变化、景观格局与过程等;河流廊道尺度上,以加强纵向、横向与垂向的联系为目标;河段则是修复活动的操作单元,强调工程与设计。     

基于多层全连接神经网络的白洋淀水质预测

白洋淀是华北平原最大的天然湖泊湿地,也是雄安新区的重要生态依托,对其水质进行预测,可为其水质保护与管理提供重要依据。利用1996—2015年白洋淀南刘庄、圈头、烧车淀的生化需氧量(BOD)、化学需氧量(COD)、总氮(TN)和总磷(TP)4项水质数据,通过率定与校验,构建了全连接神经网络水质预测模型,对未来3 a白洋淀水质进行了预测。结果表明,白洋淀南刘庄、圈头、烧车淀的各项水质指标都有所改善,但部分点位TN和TP仍然超标。未来应加强入淀河流与淀内污染控制,强化生态补水与水系连通。     

一种湖泊生态环境改善方案比选方法——以白洋淀为例

湖泊生态环境改善与恢复是系统工程,筛选科学合理的改善方案是湖泊治理的重要工作。本文面向湖泊生态环境整体改善要求,构建包括水动力、水质和生境三要素指标的生态环境改善方案比选指标体系,提出了基于TOPSIS决策的方案比选方法。以白洋淀为例,设定了“补水格局优化（S1）”、“深度治污（S2）”、“补水格局优化+适度治污（S3...     

北京市凉水河表层沉积物不同粒径重金属形态分布特征及生态风险

河流沉积物是污染物的储存库之一,研究沉积物中粒径及不同粒径中重金属形态分布特征对于明晰河流污染生态风险具有重要意义。运用Hakanson潜在生态风险指数法和BCR法,以北京市凉水河为研究对象,用ICP-AES测定沉积物样品,研究了表层沉积物重金属形态、空间分布、来源、生态风险及闸坝影响,研究结果表明:沿河流流向,沉积物总体呈现出细化的趋势;大红门闸、马驹桥闸及张采路橡胶坝、 吴营村橡胶坝上下粒径由746.70、113.10、137.80 μm和88.63 μm降至475.20、59.05、53.77 μm和53.89 μm,闸坝对凉水河沉积物的细化作用显着;凉水河沉积物中,重金属形态含量大致为残渣态 >>可氧化态 >弱酸可提取态 >可还原态;在所测位点中,综合风险指数RI最高为311.75,最低为442.90,处于较高生态风险水平,且Cd的单一风险指数Eir最大,为225.46～309.10,Zn的风险指数最小,为0.25～0.61,对综合生态风险指数的贡献大,贡献率超过60%;形态含量表现出粒度效应,在粒径<0.2 mm时,Cr、Cd、Zn非稳态含量与粒径大小呈显着负相关,重金属毒性随粒径降低而升高;Cd在上游和中游河段的富集系数(EF)达到1.65和1.59,高于1.5,存在明显的人为输入。     

沉积物、生物炭和活性炭吸附甲磺隆的特征及机理

吸附是影响污染物环境行为的关键因素,鉴于甲磺隆在环境介质中的高迁移性和环境风险,探讨了甲磺隆在沉积物和碳质吸附剂(生物炭和活性炭)上的吸附特征和机理。结果表明,吸附剂的性质对甲磺隆的吸附有重要影响:有机质含量高、p H低的沉积物有利于甲磺隆的吸附;对于碳质吸附剂,非线性指数n与H/C正相关,吸附能力lg Koc与H/C负相关,表明炭化程度越高,吸附非线性程度越强,吸附能力越大,可能是因为微孔数量和芳香碳含量增多分别有利于孔填充作用和π-π电子受体-供体(π-πEDA)作用的发生;lg Koc与比表面积(SA)正相关进一步说明了孔填充起着重要作用,lg Koc与O/C负相关表明碳质吸附剂表面的疏水性越强越有利于甲磺隆的吸附。生物炭和活性炭对甲磺隆的吸附能力分别比沉积物约高1和3个数量级,表明施加碳质吸附剂可能会降低沉积物中甲磺隆向地表水和地下水的迁移性。尽管生物炭的吸附能力低于活性炭,但是相比于活性炭,生物炭的成本更加低廉,具有广阔的应用前景。     

不同生物质来源和热解温度条件下制备的生物炭对菲的吸附行为

以三种来源(猪粪便、玉米秸秆和松树木屑)的生物质为原料,分别在250℃和400℃温度条件下制备生物炭,对其理化性质进行表征,并研究菲在所选生物炭上的吸附行为及可能存在的吸附机制。结果显示,生物炭的理化性质随着生物质来源和热解温度条件的不同而有明显的变化;与250℃下制备的生物炭相比,400℃下制备的生物炭极性官能团数量更少,芳香度更高,疏水性更强,比表面积更大,孔结构发育更加完全,灰分含量更高;同一温度下,植物来源的生物炭比动物来源的生物炭的比表面积大,而动物来源的生物炭的灰分含量明显高于植物来源的生物炭。所有生物炭对菲的吸附行为都可以用Freundilich模型进行很好的拟合,且吸附等温线均显示出非线性;在猪粪便和玉米秸秆制备的生物炭中,400℃比250℃条件下制备的生物炭对菲有更强的吸附能力,表明吸附能力与热解温度有关;且同一热解温度下,动物来源的生物炭样品的吸附能力高于植物来源的生物炭样品,可能是由于其含有更多的灰分。Freundlich非线性指数n值与比表面积和芳香度之间均存在负相关关系,说明菲在生物炭上的吸附不仅有疏水效应,可能还存在着孔填充效应和π-π电子供体受体(EDA)反应等吸附机制的贡献。     

海河流域分水系河系污染特征分析

基于2000—2013年海河流域水质数据,采用统计分析方法,从海河4大水系、7大河系角度探讨了流域水体污染特征及演变趋势。结果表明,各水系之间的污染特征存在显著差异。由北向南水系水质逐渐变差,其中徒骇马颊河水系水质最差,评价年份中几近100%河段处于劣于Ⅲ类。流域北部水质相对较好。海河北系及滦河和冀东沿海诸河约有40%~70%的评价河长水质达到、优于地表水Ⅲ类。整体上,海河流域污染形势依然严峻。