石佛寺水库叶绿素a浓度高光谱遥感反演

在水质测量评价中,通常将水体中叶绿素a的含量大小作为一个非常关键的指标。为获取石佛寺水库水体叶绿素a浓度反演模型,对石佛寺水库的水体进行光谱测量,获取水体光谱特征,并对采集的水样进行检测,得出叶绿素a浓度。在此基础上分析叶绿素a浓度与水体反射率的相关性,得到如下结论:石佛寺水库水体叶绿素a的浓度与反射比R_(702)/R_(674)和595 nm波长处反射率的一阶微分值都有较为明显的相关性(r~2分别为0.724 4和0.745 0)。     

安徽万佛湖总氮总磷及高锰酸盐指数含量变化的研究

在万佛湖的区域内,选择了6个监测位点,对水体中的总氮、总磷和高锰酸盐指数进行了为期1年的动态监测。通过介绍监测的材料与方法,阐述了万佛湖水体中总氮平均浓度、总磷平均浓度、高锰酸盐指数平均浓度的时空变化,对万佛湖水体中总氮总磷平均浓度超标的初步成因进行了分析。     

南四湖水体氮磷及叶绿素空间分布特征

研究分析了南四湖水体氮、磷、叶绿素a含量及空间分布特征。结果表明,南四湖水质主要参数在各湖区的分布存在明显的非均一性。南阳湖水体TN、DTN、NH4+-N、TP、DTP、PO43--P浓度均显著高于其他3湖区的,但独山湖、昭阳湖和微山湖水体不同形态氮、磷浓度间无显著差异;水体中DTN、NH4+-N与TN以及DTP、PO43--P与TP浓度呈显著相关;南四湖水体中叶绿素浓度的分布呈现出较大的差异,南阳湖水体叶绿素浓度最高、微山湖的最低,叶绿素a浓度与TN/TP比值、pH值间呈显著的对数负相关,与不同形态氮、磷及COD浓度间呈显著的对数正相关。     

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。     

黄河头道拐断面水体中多氯联苯的季节性分布特征及源汇分析

根据黄河头道拐断面2008年4月—12月水环境的监测数据,分析了PCBs在该断面水体中的季节性分布特征及源汇。结果表明：头道拐断面∑PCBs各季度平均浓度呈夏季＞秋季＞春季＞冬季的变化特征,水体中PCBs各同系物的最大浓度大多出现在6、7、8月。PCB29和PCB98的浓度相对较高,这与我国曾大量生产低氯联苯相吻合。头道拐水体中PCBs的浓度与其他水体中PCBs的污染水平相比处于低值水平。PCBs的主要贡献源有历史残留,污废水的汇入,大气的干湿沉降作用,主要归宿是沉积物。     

岩溶流域不同水体氮磷分布、影响因素及富营养化评价

分别于施肥旺季(4月)和施肥淡季(次年1月)对花溪河岩溶流域不同水体的总氮(TN)、总磷(TP)和磷酸根(PO_4~(3-))的浓度进行了测定,探讨TN、TP和PO_4~(3-)的时空分布特征及影响因素,并对流域内水库进行了富营养化评价。结果表明,不同水体中氮磷浓度整体上呈现施肥旺季高于施肥淡季。流域内点源排放(养殖企业)对水体TN、TP和PO_4~(3-)浓度未产生显著影响,地下水中氮磷浓度空间分异性明显;水体中氮磷浓度的空间分布与土地利用类型密切相关,建设用地和旱地周边水体氮磷浓度较高,而水田和林地周边水体氮磷浓度相对较低。流域内在施肥旺季松柏山水库富营养化略低于中富营养化水平(PI=0.99,Ⅱ级),富营养化水平最大的在施肥旺季的芦猫塘水库,处于重富营养化水平(PI=5.12,Ⅳ级),其他水库整体上处于中富营养化水平(PI≥1,Ⅲ级)。     

感潮环境水中氯离子含量及混凝土表面氯离子浓度

钱塘江河口是强潮河口,其水体中的氯离子含量受冲淤和潮差大小的影响,并受上游泄水量的影响而变化较大.根据对钱塘江河口感潮环境表层水体中的氯离子含量及其海塘护坡混凝土表面氯离子浓度的检测,分析了水体中氟离子含量及与距河口距离的关系、护坡混凝土表面氯离子浓度与距河口距离的关系及不同高度表面浓度的关系等.结果表明,钱塘江河口感潮环境下水体中的氯离子含量,离河口距离越小则表层水体中的氯离子含量越高,并和近水面的混凝土表面氯离子浓度之间具有较好的相关性,且同一断面处不同高度的护坡混凝土表面氯离子浓度与近水面处的浓度之间相关性强.     

基于landsat卫星影像的水库水体总磷质量浓度反演研究

以清河水库为研究区域,利用Landsat8卫星OLI数据及实地观测数据,建立了适于清河水库水体总磷质量浓度的最小二乘支持向量机(LS-SVM)遥感反演模型,并对清河水库总磷量进行了反演分析。结果表明,LS-SVM模型的平均相对误差为6.06%,相比于单波段线性回归反演模型及波段组合线性回归模型,平均误差分别降低了20.77%、12.53%,显著提高了清河水库水体总磷质量浓度反演的模型精度,达到遥感反演预测精度要求;利用LSSVM反演模型对清河水库总磷量反演显示,水体中总磷质量浓度主要集中在0.04~0.08 mg/L,水库水体总磷质量浓度总体偏高。     

感潮环境水中氯离子含量及混凝土

钱塘江河口是强潮河口,其水体中的氯离子含量受冲淤和潮差大小的影响,并受上游泄水量的影响而变化较大。根据对钱塘江河口感潮环境表层水体中的氯离子含量及其海塘上护坡混凝土表面氯离子浓度的检测,分析了水体中氯离子含量及与距河口距离的关系、护坡混凝土表面氯离子浓度与距河口距离的关系及不同高度表面浓度的关系等。结果表明,钱塘江河口感潮环境下水体中的氯离子含量,离河口距离越小则表层水体中的氯离子含量越高,并和近水面的混凝土表面氯离子浓度之间具有较好的相关性,而同一断面处但不同高度时的护坡混凝土表面氯离子浓度与近水面处的浓度之间相关性强。     

汤村水库不同工况下水质模拟

为探讨汤村水库在汛期及非汛期库区的水质情况,根据汤村水库特点,建立了EFDC二维水质模型,模拟并分析了库区在水体交换期以及水体静止期化学需氧量(COD)及氨氮(NH3-N)浓度空间变化特点,结果表明:①库区水环境容量随库容增大而增大,污染物浓度随库容增大而减小;②在水体静置期间随水体静止时间的增长,库区NH3-N浓度的增幅远高于COD浓度的增幅;③汤村库区水体停留时间宜控制在26~30 d为宜,应通过对水库合理的调度运行,相机换水方可有效保证库区水质。研究结果可为汤村水库的调度运行及管理提供科学依据。     

黔北山地典型农业区水环境的水化学特征

系统采集了黔北山地某农业区地表水与地下水水样,分析测定各水体主要离子化学组成。结果表明:地表水中除大茅坡山顶水体呈弱酸性之外,其余水体整体呈中性偏弱碱性,地下水主要为碎屑岩裂隙水,pH整体呈弱酸性。水体中离子浓度均呈现出从高海拔到低海拔离子含量增加的规律。根据阿列金分类法,大茅坡山顶和大窝凼的水体中,Ca~(2+)和SO_4~(2-)分别占阳离子和阴离子总量的75.3%和57.9%,水化学类型是[S]CaⅡ型。相比,大茅坡沟谷和后槽顶的水体中,Ca~(2+)和HCO_3~-是优势离子,占阳离子和阴离子总量的比重分别为76.7%和53.4%,水化学类型是[C]CaⅠ型,研究区阳离子间浓度关系均为Ca~(2+)Na+Mg~(2+)。通过Gibbs模式图分析,该农业区水体主要受碳酸盐类和硅酸盐类风化作用控制。农耕区水体中的Ca~(2+)和Na~+还会受到表层土壤离子交换、大气输入及人类活动干扰等的影响,K~+、Cl~-、NO_3~-浓度也明显增加。随着土地利用方式转化,农业活动对水体离子浓度的贡献值增大。     

水产养殖中复合精确自动增氧技术研究

提出了一种日常情况下利用耕水机改善水质和应急情况下采用叶轮增氧机增氧的复合自动增氧模式。耕水机通过太阳能电池驱动昼夜不停耕动水体,不仅释放了底层水体有害物质,而且通过水体中藻类的光合作用极大提高了整个水体溶解氧浓度,大幅减少了叶轮增氧机应急增氧时间。水体溶解氧浓度通过ZigBee无线传感网络实时监控,低于设定下限值时,启动应急变频增氧,高于上限时停止增氧,控制方式采用增量式PID控制。试验结果表明,复合增氧方式与单一增氧方式相比,节省了约65%的电能、80%的人力成本和20%的药品等,总体利润增加20%以上。     

不同方法在高塘湖富营养化评价中的对比研究

以高塘湖为研究对象,进行了为期一年的水质监测,分析了水质情况,采用水利部门认可的"营养状态指数法"和环保部门认可的"综合营养状态指数法"分别评价了研究区水体营养状态,采用Arcgis软件中"克里金插值法"结合"栅格计算器"生成全湖富营养化空间分布图,并对处于不同等级的水体面积占比进行了分析,结果表明:①高塘湖总磷(TP)超标严重,处于劣Ⅴ类,枯水期高锰酸钾指数(CODMn)值平水期丰水期; TN(总氮)浓度在不同水期相差不大,丰水期叶绿素a(Chla)浓度值枯水期平水期,枯水期透明度(SD)值平水期丰水期;②营养状态指数法评价研究区水体处于轻度—中度富营养等级,其中中度富营养等级的水体面积占比为19.91%;综合营养状态指数法评价处于轻度富营养等级;不论用何种方法进行高塘湖富营养化评价,丰水期和枯水期结果基本一致;③当评价水体资料稀缺或Chla浓度不具有代表性或其他参评因子与Chla浓度相关性不明显时或N因素为水体富营养化主要限制性因子时,采用营养状态指数法评价水体富营养等级结果更真实。     

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。     

乌梁素海夏季不同介质间氮元素迁移规律的研究

TN是乌梁素海水体富营养化的指示性污染因子之一,富集于水体、沉积物和水生植物中,不同季节TN在这3个介质间迁移转换,在一定程度上起到调控水体富营养化程度的作用。为了揭示从夏季初至夏季末湖水水质变化情况,以及氮素在水体、挺水植物芦苇和沉积物各介质间的迁移转换规律,2013年5月和8月分别在乌梁素海湖区采集了水、挺水植物芦苇和沉积物试样,测定其TN含量。分析结果显示:8月份不仅芦苇生物量比5月份高出2.9倍,而且芦苇试样氮含量平均值也高出4.2倍,与此同时,水体中的TN平均浓度从5月份的3.511mg/g降低至8月份的2.019mg/g,沉积物中的TN平均浓度也从5月份的2.02mg/g降低至8月份的1.42mg/g。表明在夏季芦苇生长期中,水体和沉积物中的部分营养元素氮显著地向芦苇迁移并转换,至5月和8月采样期,芦苇从水体和沉积物中移出的氮总量分别为5 221.08t和61 053.56t。     

高效循环水系统养殖设备配置及应用效果分析

通过对不同的养殖设备配置模式进行试验研究和数据分析,证明高效循环水养殖系统可净化水质,提高水体养殖指标,对减少养殖水体的氨氮含量、降低养殖水体中化学需用氧及亚硝酸氮的浓度、提高水产养殖行业污水处理能力有着显著的作用,具有良好的经济效益和社会效益。     

美国密西西比河下游水体含氮量预报方法

为了研究农业区面污染造成的河流水体污染和富营养化等问题,以离子型为主的硝态氮污染物的质量浓度与径流大小的变化关系为河流水体含氮量预报的基础,选择农业区密集的美国密西西比河下游为研究对象,观测干流上控制性水文站维克斯堡站,对收集到的相关径流和水体硝态氮资料进行分析;运用Baseflow基流分割程序对径流序列分别进行日、月基流分割,将所分割的基流运用耶鲁大学Loadrunner程序,延伸和补全所选站点水体硝态氮的逐日质量浓度序列,并进一步建立逐月数据序列;运用神经网络方法,对研究对象的水体月硝态氮质量浓度进行了验证预报,建立了相应的预报步骤与预报公式.预报结果显示:对密西西比河下游水体月硝态氮质量浓度预报平均误差为7.5%.由此可见所提出的步骤和方法的准确性与适用性,可用于实际的河流水体月硝态氮质量浓度预报.     

水肥浓度智能感知与精准配比系统研制与试验

为解决农场当地当时的复合肥料精准化配料问题,本研究将水肥一体化智能灌溉施肥系统作为研究对象,构建了水肥浓度智能感知与精准配比系统。首先提出现场在线水肥溶液智能感知模型的快速建立方法,利用数据分析算法从传感器实时监测的一系列浓度梯度的肥料溶液中挖掘出模型。其次基于上述模型设计水肥浓度智能感知与精准配比系统的框架结构,阐述系统工作原理;并通过三种水体模拟在线配肥验证了该系统原位指导水肥浓度配比的有效性,同时评价了水体电导率对水肥配比浓度的干扰。试验结果表明,正则化条件下二阶的多项式拟合曲线是表达溶液电导率与水肥浓度的变化关系最优的模型,相关系数R²均大于0.999,由此模型可得出用户关心的复合肥各指标浓度。三种水体模拟在线配肥结果表明,水体会干扰电导率导致无法准确反演水肥配比的浓度,相对偏差值超过了0.1。因此,本研究提出的在线水肥智能感知与精准配比系统实现了消除当地水体电导率对水肥配比准确性的干扰,通过模型计算实现复合肥精准化配比,并得出各指标浓度。该系统结构简单,配比精准,易与现有水肥一体机或者人工配肥系统结合使用,可广泛应用于设施农业栽培、果园栽培和大田经济作物栽培等环境下的精准智能施肥。     

生态沟-湿地系统对稻田排水中氮素的去除效果

为研究灌排调控下生态沟-湿地系统对稻田排水中氮素的原位削减效果,探讨低碳氮比对于系统氮素去除效果的影响.依据大田试验观测资料,分析了控制灌排模式下生态沟-湿地系统水体中氮素质量浓度变化规律和碳氮比分布特征.结果表明,控制灌排模式下生态沟-湿地系统对稻田排水中氮素去除效果显著,施肥后排水中TN,NH4＋-N和NO3--N质量浓度出现峰值,在农沟拦蓄后质量浓度大幅下降,氮素平均去除率分别为63.9%,67.8%和83.2%.进入湿地再次净化后,氮素质量浓度进一步降低,平均去除率分别为47.7%,44.3%和82.0%.控制灌排模式下系统水体中有机质对水环境影响较小,水体碳氮比水平总体偏低.控制灌排模式下生态沟-湿地系统很好地实现了对氮素的原位削减,低碳氮比对于系统氮素去除效果的影响不大.     

典型暴雨洪水对三峡水库香溪河库湾水华的影响

2010年6月7日至8日,长江流域经历了一次强降雨过程,香溪河兴山水文站流量最大达到478m3/s.对降雨前后库湾水动力、营养盐、光学特性、叶绿素a浓度等因素进行的分析表明:暴雨洪水对香溪河库湾水华影响较大,期间叶绿素a浓度明显降低,4d后其浓度又上升到较高值.降雨后,长江干流水体从表层倒灌入香溪河库湾,库湾上游水体受洪水冲刷在库湾中游水域潜入库湾底部流向河口,这两股水流流速较降雨前明显增大,直接冲淡了藻浓度;两股水流交汇处增大的剪切力使上下水体产生不同程度的掺混,影响藻类在表层的聚集,同时暴雨冲下的悬浮颗粒使水体浊度降低,透明度和真光层减小,抑制藻类的光合作用,有效改善库湾水华情势.而温度梯度增大,混合层深度减小,则为日后藻类生长提供了适宜条件.