基于SOM和 PCA的闽江流域地表水水质综合评价

根据2014年1月至2015年11月闽江流域19个断面的水质月均值监测数据,采用自组织特征映射网络(SOM)和主成分分析(PCA)法研究了闽江流域水质时空变化特征,并用水质指数对闽江水质进行了综合评价。SOM分析将水质样本分为3个空间群组,其中水质变化周期分2个阶段:4—11月、12月至次年3月。PCA法分析表明,春冬季沙溪和富屯溪支流以及闽江下游福州城区河段营养盐水平偏高,在春夏季上游部分河段和下游闽江口有机污染水平偏高。水质指数评价结果显示,闽江流域整体水质较好,其中三大子流域及闽江下游水质评价从优至劣顺序为:富屯溪流域、建溪流域、沙溪流域、闽江下游流域。     

基于多元统计分析的闽江水质时空变化特征

为全面评估闽江水质状况,识别水质时空变化特征,采用自组织映射神经网络(SOM)聚类对其19个监测断面8项水质指标进行时空聚类,并通过主成分分析(PCA)方法识别时空维度中主要污染物,分析时空背景下的闽江水质变化特征。分析结果显示:SOM网络将闽江水质变化周期划分为4月至11月和12月至次年3月2个时段,前时段水质优于后时段。将流域19个断面聚类为S1、S2和S3三类,S1代表闽江三大支流上游区域,水质优良;S2代表各支流中下游区域,作为主要的农林生产基地,水质主要受非点源污染影响;S3代表闽江下游区域,水质主要受城市生活污水和工业废水影响。PCA解析表明闽江中下游水质主要受氮磷控制。     

大连市复州河流域污染特征与成因分析

为了更全面掌握辽宁省大连市复州河流域水环境现状,切实改善复州河流域水污染问题,文章根据复州河流域内7个国家重点监测断面水质数据,评价其水质类别和达标情况,分析流域污染的时空分布特性和污染成因,并给出相应治理对策。结果显示,复州河流域上游断面水质良好;中、下游断面水质较差,均不达标;蔡房身大桥断面污染最为严重,COD、氨氮、TP浓度均超标,经分析污染来源于污水处理厂尾水、主城区生活和养殖污水的点源排放,以及农业面源污染;松树水库和复州河大桥断面TP浓度超标主要源于农业面源污染。     

钱塘江流域水质发展趋势研究

通过对高锰酸盐指数和氨氮指标的分析，针对钱塘江流域近十年水质监测的调查，分析了钱塘江的水质现状；预测了流域水质的发展趋势。结果表明主干流的水质逐渐得到改善，但不同河段的水质变化较大,主干流水质好于支流、下游水质好于上游、远离城市河段好于市区河段。工业污染源与城市生活污染源得到治理，污染物排放量逐年降低，但农业面源污染负荷的控制相对较难，进展较缓慢。     

乌鲁木齐河水质特征的综合指数分析

采用综合评价与分类评价相结合的方法,分析乌鲁木齐河水质特征,旨在发现影响河流水质的主要污染物和污染源,为乌鲁木齐河水污染防治和水资源利用提供科学依据。结果表明:乌鲁木齐河各断面水质符合划定水域功能要求。上游和中游断面均属清洁水质,下游断面属轻污染水质。河流综合污染指数、有机类污染指数、营养盐类污染指数均沿流程顺序增高,主要污染物为化学需氧量、石油类等有机类污染物。上游断面部分工业活动、中下游生活源、农业源污水排放是影响乌鲁木齐河水质的主要污染源。     

GIS支持下的凡河流域农业非点源污染物时空特征分析

为了解铁岭县凡河流域农业非点源污染现状,本文以铁岭县多年乡镇统计报表为基础,结合输出系数法及源强系数法分析了凡河流域2007-2009年四种农业非点源污染物排放量及其排放强度的时空分布特征。结果表明:(1)流域内农业非点源污染物排放总量呈持续上升趋势,总氮、总磷、化学需氧量及氨氮的平均排放量为3174.5、361.4、16624.5和3980.3t/a;(2)流域内主要污染物为化学需氧量,主要污染源为畜禽养殖;(3)污染物排放总量及强度空间上大致呈中、西部高,东部低的特点,李千户乡及铁岭市区为主要污染区域。为有效地控制凡河流域农业非点源污染,当地政府应把重点放在畜禽粪便及居民生活垃圾的处理方式上。     

漳河上游水质时空分异特征及污染源识别

为研究漳河上游水质的时空分异特征及潜在污染源,利用多元统计方法对2013年漳河上游20个断面25个水质指标的实测数据进行了分析研究。结果表明:漳河上游水质在空间尺度上分为2组,A组靠近源头、水量充足的河段及水库调节区,水质较好;B组多在浊漳南源中下游及浊漳干流,工业排污量大,水质污染较严重;B组的主要污染因子为重金属、营养盐等,显示出B组断面受工业污染的影响比较大。漳河上游水质年内变化分为2个时段,1—3月水质恶劣,4—12月水质较好;1—3月的主要污染因子为有机污染,并识别出6个主要污染源。     

东阳江干流水环境评价及污染防治对策研究

东阳市东阳江干流两岸地区工业发达,人口密集,随着经济的快速发展,干流水体污染日趋严重。根据污染指数评价法的评价,表明东阳江干流水质沿程逐渐变差,下游已属于重污染区域,主要污染物为氨氮和化学需氧量。通过对污染源的分析,表明工业排污、生活污水是东阳江污染的主要来源。依据水质污染状况和主要污染源,提出东阳江干流污染的综合防治对策。     

坪山河水质时空演变规律研究

城市河流水污染防治越来越受到重视,识别河流水质的主要污染物指标和时空变化规律是水质评价和水环境治理的基础性工作。以中国南方典型城市雨源型河流——深圳市坪山河流域为研究对象,利用主成分分析法评价了坪山河3个断面(碧岭、红花潭、上洋) 5年的水质现状(2011年1月至2015年12月)和时空变异特征。结果表明:上游碧岭的水质最好,介于Ⅱ类水与劣Ⅴ类水之间。中游的红花潭和下游的上洋断面水质常年为劣Ⅴ类水。通过污染程度排名,水质总体有变好趋势。坪山河主要超标污染物为氨氮、砷、硫化物和粪大肠菌群,3个断面的主要污染物成分出现了一定的变化,其中氨氮是3个断面共有的主要污染物成分。研究方法和结果可以为城市河流水系水资源保护和水环境治理、污染源防治等提供决策支持。     

渠县境内巴河州河水质综合评价及污染源分析

近年来,随着渠县社会经济的发展,境内巴河州河水系以及干支流河道的水质污染状况日益严重。运用改进的内梅罗污染指数法对巴河州河流域水质进行评价,用等标污染负荷法分析农村各污染源对2个流域水质的影响。结果表明:渠县境内州河流域的内梅罗指数基本上不达标,巴河的内梅罗指数全部达标,州河水体污染较严重,巴河的水质较好;用等标污染负荷法分析得到2条河流的主要污染源分别为农村居民生活污水、城镇居民生活污水、化肥污染,占全部污染物的92.38%,农村居民生活污水、化肥污染作为面源污染占64.09%;渠县境内巴河州河流域水质污染的主要原因是面源污染。     

大汶河流域水污染现状及防治措施

大汶河流域的中上游有7项污染物质量浓度超标,下游有3项超标。地下水色度超出饮用水水质标准0 6倍,浑浊度超标0 8倍。由于大规模开采,深层承压水受到地表水和浅层地下水的补给,水质也有污染。因此,对流域污染提出防治措施:从源头控制污染,推行清洁生产;增建污水处理厂及配套管网;发展生态农业、加快治理面源污染;建设湿地保护区等。     

深圳湾水质时空分布特征及污染源解析

基于深圳湾、珠江口、水质净化厂尾水、面源与截排溢流水体等水质数据,系统分析深圳湾水质时空分布特征及其污染物来源。结果表明:深圳湾现状水质不达标,关键污染因子为无机氮(DIN)和活性磷酸盐(DIP);雨季水质普遍劣于旱季,内湾水质明显劣于外湾。污染物入湾途径包括:6个入湾河口(后海河、大沙河、小沙河、凤塘河、新洲河、深圳河)、1个污水排放口(福田水质净化厂尾水排放口)、34个雨水排放口和深圳湾湾口。经过旱季污水收集、尾水提标改造等水环境治理措施后,深圳湾主要污染源为面源与截排溢流污染,其入湾氮、磷营养盐浓度可达地表水V类标准,是深圳湾现状水质的5～15倍,雨季面源与截排溢流水体的氮、磷入湾总负荷达到76.2 t和283.8 t,将对已无氮磷营养盐剩余容量的深圳湾水质造成严重冲击。     

Assessment of surface water quality via multivariate statistical techniques: A case study of the Songhua River Harbin region,China

Multivariate statistical approaches, such as cluster analysis (CA) and principal component analysis/factor analysis (PCA/FA), were used to evaluate temporal/spatial variations in water quality and identify latent sources of water pollution in the Songhua River Harbin region. The dataset included data on 15 parameters for six different sites in the region over a five-year monitoring period (2005–2009). Hierarchical CA grouped the six monitored sites into three clusters based on their similarities, corresponding to regions of low pollution (LP), moderate pollution (MP) and high pollution (HP). PCA/FA of the three different groups resulted in five latent factors accounting for 70.08%, 67.54% and 76.99% of the total variance in the water quality datasets of LP, MP and HP, respectively. This indicates that the parameters responsible for water quality variation are primarily related to organic pollution and nutrients (non-point sources: animal husbandry and agricultural activities), temperature (natural), heavy metal and toxic pollution (point sources: industry) in relatively LP areas; oxygen-consuming organic pollution (point sources: industry and domestic wastewater), temperature (natural), heavy metal and petrochemical pollution (point source: industry), nutrients (non-point sources: agricultural activities, organic decomposition and geologic deposits) in MP areas; and heavy metal, oil and petrochemical pollution (point source: industry), oxygen-consuming organic pollution (point source: domestic sewage and wastewater treatment plants), nutrients (non-point sources: agricultural activities, runoff in soils) in HP areas of the Harbin region. Therefore, the identification of the main potential environmental hazards in different regions by this study will help managers make better and more informed decisions about how to improve water quality.     

基于贝叶斯理论的武烈河水质综合评价

选取2010年武烈河6个监测断面的水质监测数据作为研究对象,采用贝叶斯公式对其水质进行综合分析评价,结果表明:各监测断面水质评价均在Ⅲ类以上,总体水质结果较好,符合水功能区划要求;66.7%的断面达到Ⅰ类,包括高寺台上游、双峰寺水库坝址、雹神庙和污水处理厂出水口下游4个断面;高寺台下游断面只达到Ⅲ级,主要是由于高寺台镇及其矿区生活污水和农业退水未经处理直接排入河道造成的。为保障双峰寺水库运行后的流域水环境质量和供水安全,需从水源地建设、点源治理和面源治理3个方面采取水环境保护措施。     

缺资料流域农业面源污染负荷研究与综合评价

在充分考虑降雨和地形对面源污染物传输影响的条件下,为能有效解决缺资料流域农业面源污染定量化估算和综合评价的问题,以古蔺县境内的古蔺河流域为例,基于改进的输出系数法和源强系数法,将研究区内3类污染源和4种污染物的输出负荷进行定量估算;采用等标污染负荷法对该流域农业面源污染进行综合评价。结果表明:研究区中农业面源污染严重,其中主要污染源为农村居民生活污水和畜禽养殖,占总等标污染负荷的74.19%;主要污染物为TN、TP和NH3-N,占总等标污染负荷的95.83%;对古蔺河污染贡献度较大的乡镇依次为古蔺镇、双沙镇和石宝镇,占总等标污染负荷的23.32%。根据分析结果,古蔺河流域应加强农村居民生活污水、畜禽养殖粪便及废水等有机废物的治理,合理施肥,减少氮磷流失。     

河流上下游控制断面非点源污染特征的分析

为了深入研究河流上下游断面非点源污染的特征及其变化,以及同一断面不同年份的非点源污染特征,以渭河的支流沣河上游大峪口断面和中游秦渡镇断面为研究对象,根据两控制断面2009-2011三年的非点源污染水质水量同步实测资料,运用平均浓度法估算非点源污染负荷,并结合河流断面控制流域的土地情况、人类活动等情况,分析了河流上下游控制断面的非点源污染特征。结果表明:非点源污染是沣河的主要污染源,河流上游区域非点源污染负荷所占比重大于下游区域;河流上下游断面非点源浓度基本相当,下游点源浓度大于上游;下游COD、TP和NO2—N的非点源负荷量是上游的10~20倍;人类活动所产生的点源排放对中下游河流水质影响更大。     

丹汉江流域非点源污染定量化与控制研究进展

丹汉江流域位于汉江中上游,是丹江口水库的主要水源区,其水质的优劣直接关系着国家南水北调中线工程的成败,因此对该流域的非点源污染研究显的尤为重要。通过查阅文献,总结了该流域泥沙和养分在不同空间尺度下的输移特征,归纳了多种负荷估算方法和模型应用进展,从源头、过程和末端3个方面阐述了水土以及养分流失的控制措施和生态补偿研究进展。并指出当前非点源污染源及污染过程和输移特征尚不清晰、应用模型较少且自主建立模型鲜见、污染控制与管理措施零散等问题。未来需要不断加强资料的系统监测,探明该流域非点源污染种类、来源及负荷,提高应用模型种类和精度,建立流域土地、水域最优开发和管理模式,逐步完善定量化研究与控制体系。     

贾鲁河郑州段水质评价和污染源解析

2016年7月(有引水)和9月(无引水)分别对郑州贾鲁河水系9个断面进行了采样分析,采用综合水质标识指数法和因子分析法分别进行水质评价和污染来源分析。结果表明,贾鲁河郑州段上游水库综合水质为Ⅱ类或Ⅲ类,中游湖泊水质为Ⅳ类,下游为Ⅳ～劣Ⅴ类;索须河和七里河水质分别为劣Ⅴ类和劣Ⅴ类并黑臭;通过杨桥干渠向贾鲁河引黄补水只能暂时改变最近受水区的水质,对出郑州断面水质无明显影响。2个因子可解释5个水质指标的信息;在干流下游和支流,第一污染因子代表性指标TN、TP、NH■-N主要与市政污水处理厂排水相关,第二污染因子代表性指标COD_(Cr)和COD_(Mn)主要与未处理污水相关;贾鲁河上、中游主要为面源性和内源性污染。