浅水湖泊水生态数学模型研究及应用

该文针对珠三角感潮浅水湖泊水环境模拟问题,在二维水流-污染物输移耦合数学模型基础上,结合WASP(water quality analysis simulation program)水生态数学模型原理,考虑溶解氧、氨氮、硝酸盐氮、有机氮、无机磷、有机磷、碳生化需氧量和叶绿素a等8个水质变量及其相互作用的溶解氧平衡子系统、氮循环子系统、磷循环子系统和浮游植物动力学子系统,建立了浅水湖泊水生态数学模型。通过室内实验系统模拟了珠三角某典型感潮人工湖泊外江来水营养条件对蓝藻生长的影响,确定了蓝藻生长速率等关键模型参数,并模拟了湖泊不同换水方案下叶绿素a的时空分布规律,为控制湖泊水体富营养化、预防蓝藻水华爆发提供科学依据。     

基于PCA和SVM的遥感影像水体提取方法及验证

针对内陆湖泊水质及光谱特性空间差异性大、支流水系结构复杂而导致的遥感影像水体提取精度低的问题,提出了结合光谱主成分分析(PCA)及支持向量机(SVM)的PCA-SVM水体提取算法。基于GF-1卫星遥感影像,对原始影像光谱波段特征进行PCA降维,从中优选熵、方差、差异性纹理特征向量,结合原始波段及归一化差分水体指数(NDWI),构建了8维特征向量,并基于SVM算法提取湖泊水体。以巢湖洪水期与非洪水期影像为研究实例,分别采用NDWI法、传统SVM算法及PCA-SVM算法对水体进行提取,并进一步基于PCA-SVM算法对2020年汛期巢湖洪水期淹没演变过程进行反演和跟踪,定量解析特征向量组合及SVM惩罚系数C对水体提取性能的影响。结果表明：PCA-SVM算法提取的湖泊完整、支流连续,显著改善了含蓝藻水体漏提、建筑物误提等问题;洪水期和非洪水期提取结果的F1分数分别为95.08%和97.95%,虚警率分别为5.43%和1.13%,提取精度显著高于NDWI法和SVM算法。     

欧拉法和拉格朗日法比较分析人工岛工程下水体交换特性

基于MIKE21软件建立二维潮流、保守物质输运和粒子追踪模型,采用欧拉法和拉格朗日法比较分析水体交换时间尺度的异同点,探究金梦海湾近岸人工岛建设对水体交换的影响,结果表明:①运用欧拉法和拉格朗日法计算得出研究区域内余流的大小和方向基本一致,且斯托克斯余流比拉格朗日余流小一个量级;②工程后,汤河口内余流减小80%-90%,莲花岛附近区域余流比工程前增大10-60倍;③余流的大小和方向对金梦海湾近岸水体交换有一定影响,即工程后水体半交换时间在海域减小,汤河口内部增加;④运用拉格朗日法与欧拉法计算得出水体交换时间分布相似,且拉格朗日法计算的驻留时间受粒子释放时刻的影响较大,尤其是潮间带和东侧开边界海域的变差系数CV值最大可达1.5。     

基于SLIC的哨兵1号雷达数据水体信息提取

针对水域面积较少时水体信息提取困难的问题,提出了以Sentinel-1A SAR为数据源,用简化的SLIC超像素分割算法对图像进行分割,根据相似度将分割后图像进行分层区域合并,将图像二值化得到最终水体信息的方法。将提取的信息与Otsu阈值法提取的水体信息进行对比分析,结果表明：水体提取算法相比Otsu阈值法有效提升了水体信息提取的效率和精度,对于防汛减灾具有重要的科学价值。将提出的方法应用于2019年7月份的株洲洪水监测,取得了较好的效果。     

青岛市楼山河黑臭水体整治阶段性研究

为研究青岛市黑臭水体阶段性整治效果,以青岛市楼山河黑臭水体综合治理工程为例,通过现场调研,发现了点源乱排、雨污混接、管网不通、底泥淤积等整治问题。结合老工业城区现状排水体制,通过收集历史资料和分析,制定了相应的治理工程措施:基于水安全、水环境、水生态3条整治技术路线,实施以疏浚底泥、堤防护岸、雨污管网完善、中水系统规划、绿地系统构建为代表的水利工程、市政工程以及环境工程整治措施。随后进行了2次阶段性整治成果调研及检测,结果表明:水质优于轻度黑臭标准,证明青岛市楼山河黑臭水体综合治理工程取得了阶段性的治理成果,实现了既定目标。作为实际案例,可为同类型的黑臭水体综合治理提供技术参考。     

污染水体治理中生物-生态修复技术的应用

以细河县城中心段河道治理工程为例,在河道水体水质污染现状及污染机理分析的基础上,进行污染水体生物-生态修复系统的构建和具体实施阶段的分析,并对生态修复后水质指标及浮游动植物种群多样性变化进行对比。细河县城中心段河道污染水体生物生态-修复治理后,总磷、总氮及COD质量浓度显著降低,水体透明度增加,修复后水质达国家地表水环境Ⅲ类质量标准。     

负载纳米水合氧化铁活性炭去除水中铅的实验研究

通过共沉淀法制备一种负载纳米水合氧化铁活性炭,研究其对铅的吸附性能、负载前后活性炭的结构的影响,并进行TEM和XRD表征分析。利用动态小柱实验探究不同p H值、进水浓度和空床接触时间对铅吸附能力的影响,同时比较负载前后活性炭处理实际河道水中铅的吸附穿透曲线。结果表明:无定型的纳米水合氧化铁成功负载于活性炭上,负载后的活性炭显著提高了铅的吸附性能,其对铅的吸附容量随p H值、空床接触时间的增大而增加,进水浓度的变化基本不影响铅的吸附容量。以实际河道水为处理对象,得出负载前后的活性炭穿透点运行的床体积分别为1233和11004,显著提高了9倍,表明负载纳米水合氧化铁活性炭可以有效去除实际水体中的铅,具有良好的应用前景。     

“三致”毒物威胁饮水安全检测标准亟待制订

目前我国包括饮用水源地在内的很多水体中存在着大量会对人体产生致畸、致癌、致突变的“三致”效应的有机毒物，而我国现行的水质检测标准中对这些有机毒物的检测指标十分有限，针对水体中有机毒物的相应检测标准亟待制定。     

大沙河水库富营养化及蓝藻水华特点分析

依据近几年来大沙河水库水质监测和水生态调查的成果资料,通过对大沙河水库水质现状,富营养化程度和蓝藻水华特点的分析评价,总结了大沙河水库蓝藻水华呈现持续爆发,偶尔消退的特点。进一步评估了水华发生风险,分析了水库污染的原因,提出了保护和治理建议。     

浮游生物生物学评价在乐昌峡水质监测中的应用

浮游生物是水生食物链的基础,在水生生态系统中占有重要地位,许多浮游生物对环境变化反应很敏感,可作为水质的指示生物。该文以乐昌峡水利枢纽水库中浮游生物的香农—威纳多样性指数[1]和群落均匀度指数评价库区水体营养状况,该方法区别于常规水质监测模式,从另一个方面反映了水体水质,可为乐昌峡水环境保护工作提供依据,对提高枢纽水资源管理水平,保障枢纽的安全、高效运行具有重要意义。