基于 Landsat-TM 卫星影像的中亚水体动态变化研究

当今世界卫星遥感和图像处理技术迅速崛起并飞速发展,利用卫星遥感数据对水资源进行分析和监测已成为必然趋势。中亚五国地处欧亚大陆核心腹地,是丝绸之路经济带的陆上要塞,地区内常年干旱少雨,国家间水体面积差异显著。利用Landsat-TM/ETM+卫星遥感影像数据,基于决策树分类方法,进行提取中亚水体信息,选取中亚主要湖泊、河渠作为典型研究区,研究2000年、2010年和2015年的水体动态变化。研究结果表明,中亚水体总面积为123 984.80km2,其中湖泊面积为111 856.63km2,河渠面积为6 323.59km2,自然坑塘面积为5 804.58km2,湖泊、河渠和自然坑塘面积分别占中亚水体总面积的90.21%、5.10%和4.68%;中亚地区除乌兹别克斯坦国水资源充足外,其余国家水资源相对匮乏;典型研究区中咸海、额尔齐斯河和乌拉尔河变差系数相对较大,分别为41.18%、24.82%和14.68%;总体来看,中亚水体面积正逐年减少,研究中亚水体分布及动态变化有助于推进"一带一路"战略。     

沙源区水库氮磷营养盐时空分布与相关性分析

为揭示典型沙源区水库水体氮磷等营养盐时空分布特征和相关性,以大河口水库为研究区,布置5个监测断面,对水库水质进行采样分析,结果表明:受风沙降尘、上游河流水质和库区底泥影响,在时间分布上,4月水体解冻至6月,各检测断面TN、TP等营养盐浓度总体呈明显持续升高趋势;在空间分布上,从入库口A-A断面和B-B断面至出库EE断面TN、TP浓度逐渐降低;在垂向分布上,水库表层水体和底层水体氮磷浓度高于中层水体;TN、TP在水库中的变化规律一致,呈一定比例存在于水库中;温度是影响TN、TP浓度变化的重要因子;藻类的生长对TN和TP起抑制作用;水库中TN、TP的变化与DO含量基本无关。     

基于SMS水质模型的蘑菇湖水环境容量分析

蘑菇湖水库是典型的西北干旱区山前洪积扇平原水库,水质长期处于严重污染状态,在污染源调查和污染负荷估算的基础上,基于SMS水质模型对不同规划年份的蘑菇湖水库水质进行模拟,通过得出的各类污染物浓度场分布特征及演变趋势,分析水库水环境容量,并针对性地提出了污染负荷削减总量的防治方案。结果表明,目前蘑菇湖水环境持续恶化为劣Ⅴ类水体,为保障未来年份蘑菇湖水库水质的提升和改善,必须削减流域内污染物的排放量。污染物浓度场模拟结果显示,控制南部的上游入库口污染物排入是蘑菇湖水库主要污染负荷削减的关键。根据削减后污染物浓度场分布预测,可以看出水质的明显改善,说明污染控制方案有效。     

禹城市主要水体硝态氮监测及变化分析

地表水硝态氮(NO3--N)污染与人类健康以及水体生态环境密切相关。以潘庄灌区的禹城市主要水体为例,采集研究区内10个点进行长期监测,主要监测项目包括pH值及NO3--N等水质指标。结果表明,2004年-2009年,禹城市不同水体pH值变化在6.8～8.8之间,符合地下水环境质量标准(GB3838-2002)基本限值。地下水pH值有下降趋势。不同水体pH值最低值多在7月,高值多在10月或1月。2004年-2009年禹城市主要水体硝态氮变化总体呈逐年下降趋势,地下水中硝态氮各年份间变化不大。各采样点灌溉用地表水和地下水中硝态氮含量大多在7月及10月增高,主要原因是小麦或玉米播种前施基肥后随灌溉淋溶进入水体,而受降雨量的影响不大。本研究为该区域水质安全评价提供科学依据。     

太子河流域水生生物空间格局分析

基于太子河流域2010年9月水生态系统调查与水质监测数据,采用DCA与聚类分析揭示了各生物类群空间格局,利用去趋势典型对应分析(DCCA)分析了空间格局与理化影响因子的关系.表明:1)共检出浮游植物8门126种,浮游动物76种,底栖生物4门19属20种,鱼类10科34种.2)水生生物空间分异特征明显,水库与河道、上下游、干支流间差异显著,空间分异指示作用呈浮游植物＞浮游动物＞鱼类顺序,总体空间格局呈清晰的由上游指向下游的梯度分布特征.3)太子河不同生物类群的主导水质因子各有不同,影响总体格局的主导因子有水温、DO、氨氮、TSP等.     

河北省农业灌溉咸水利用机理研究

通过对河北省平原区咸水分布情况、典型区咸水的盐度、碱度计算、咸水灌溉条件的实验研究、咸淡水混合灌溉技术分析,河北省咸水灌溉矿化度应控制在3.0 g/L以下.在矿化度大于3.0 g/L的咸水区,将两种矿化度不同的灌溉水混合使用,目的是降低灌溉水的含盐量或改变其盐分组成.咸淡水混合灌溉在提高灌溉水水质的同时,也增加了可灌水的总量.结合河北省近年来开展咸淡水混合灌溉实践,在咸水区开展咸淡水混合灌溉,充分利用咸水资源,即减少淡水的开采量,而且对改善地下水超采取的生态环境也发挥了重要作用.     

鄱阳湖水文情势过程对典型湿地景观动态变化的影响

以鄱阳湖赣江主支口三角洲湿地1973年~2009年16景遥感影像为基础,利用决策树分类分析近40年来赣江主支口三角洲不同湿地景观类型的组成结构及其演变趋势;并结合遥感影像对应的当天水位,探明水情变化与赣江主支口三角洲湿地景观类型面积之间的动态响应关系。结果表明,近40年来鄱阳湖水位变化以及4种特征水位的淹没天数都是呈现下降的趋势;植被面积呈增长趋势,而水体和裸露洲滩的面积均呈现减少趋势,且裸露洲滩的面积下降速率大于水体面积;水位变化与水体面积拟合关系最优,植被次之,与裸露洲滩拟合最差。研究结果能够进一步阐明鄱阳湖水情变化对典型湿地景观类型空间格局的影响,有助于维持鄱阳湖湿地生态系统结构与功能的稳定。     

河南省典型样区地表水分布多样性研究

选取河南省5个典型样区,将多样性理论与方法应用于水体空间分布特性评价中,探索了各样区地表水空间分布的离散性。利用仙农熵变形公式,结合水体资源分布特点,计算了各样区在不同网格尺度下的水体空间分布多样性指数,并分析了异网格尺度下水体空间分布格局。研究结果表明:豫南、豫东样区地表水体分布比较均匀,豫中、豫西样区的水体分布在空间格局上具有明显不均匀性;不同网格尺度下,水体空间分布多样性指数略有差异;水体比例增量与水体空间分布多样性指数增量之间存在一定正相关关系,水体比例与水体空间分布多样性指数之间也存在正相关关系,即水体比例的增大或减小往往造成水体空间分布格局离散性的增大或减小。     

香溪河库湾春季营养盐空间差异性成因分析

三峡蓄水后,香溪河库湾春季水体中营养盐分布呈明显的空间差异性,具体表现为总氮含量大致呈从上游到河口逐步升高的趋势,而总磷含量呈从上游到河口逐步降低趋势.为明确库湾水动力条件对库湾营养盐空间分布的影响,本文采用三维数学模型模拟了三峡蓄水后香溪河水动力场的分布,利用示踪方法分析了三峡蓄水初期香溪河库湾水动力场对春季营养盐时空分布的影响.结果表明,春季库湾近河口区域水体表现出明显的分层分向流动特征,长江干流水体与库湾水体间的交换作用显著,相应磷营养盐也随水流带出库湾,干流水体对香溪河库湾磷营养盐有明显的稀释作用,特殊的水动力条件是库湾营养盐空间分布差异性主要成因.研究可为三峡水库正常调度运行后香溪河库湾富营养化的控制和治理提供方法,也可为相似库湾营养盐的分布特征研究提供参考.     

若尔盖湿地景观与生态功能变化主导因子分析

采用景观生态学、生态系统服务评价、相关分析等方法,分析了若尔盖湿地国家自然保护区的景观格局变化趋势及其生态功能退化程度;基于社会经济统计资料与相应年份气象资料,对影响湿地景观格局与生态功能的自然因素和人文因素进行定性、定量分析,最终提取影响湿地景观格局与生态功能变化的主导因子。研究结果表明:1989—2012年,研究区内湿地整体面积及生态功能呈持续衰退趋势,湿地面积共减少了5 231.40 hm~2;湿地景观形状趋于复杂化,几何质心向北、向东波动偏移,斑块类型呈多样化分布,景观破碎度先增大后减小,且呈波动态势发展;湿地景观破碎化及面积的缩小导致了其生态功能的衰退,其中固碳量累计减少约5.65万t,蓄水量减少了约4 149.33万m~3;研究区湿地景观格局和生态功能变化是自然环境和人类活动综合作用的结果,但人类活动占据主导作用。     

灯塔灌区土壤盐分空间分布特征及其影响因素分析

文章运用地统计学法,通过野外取样测试分析灯塔灌区土壤盐分空间分布特征,探讨土壤含盐量与灌区土壤、地下水位、水质及地形条件之间的关系。结果表明：不同深度范围内灯塔灌区的土壤含盐量均达到强变异性,结构性和随机性因素共同决定着其空间变异格局,盐渍化影响因素多且受地下水的影响最显著。     

长江干流水功能区水质评价与纳污限排分析

基于2016年长江干流水功能区水质监测数据、主要污染物入河量调查估算和相关规划成果,从水资源分区、水功能区类型角度,系统分析了长江干流水功能区水质类别、达标情况与超标特征、沿程水质变化,以及主要污染物COD、氨氮入河量与纳污限排的分布特点,据此探讨了影响长江干流水功能区水质的主要因素。结果表明:2016年长江干流水功能区双指标达标率接近95%,而全指标达标率不足65%,超标水功能区主要分布于重庆、湖北、江苏和上海段,以保护区、保留区和饮用、工业用水区数量较多。长江干流以工业用水区、排污控制区单位长度污染物入河量最大、污染程度最高,纳污限排需综合考虑水体自然环境容量与社会经济发展需求进行控制。目前,COD、氨氮已不是影响长江干流水功能区水质的关键因子,取而代之的是总磷,分析表明总磷沿江呈逐渐升高趋势。分步推进长江干流水功能区总磷评估考核工作,倒逼总磷污染物减排已刻不容缓。     

北戴河国家湿地公园水体主要污染物特征分析

为了解水系较为封闭的湿地水体主要污染物时空分布特征,2018年9,11月以及2019年3,5月分别对北戴河国家湿地公园水体水质进行了监测,分析其水质状况。评价结果表明:北戴河国家湿地公园水质总体为Ⅲ类水体;园区水体NH_3-N(0.497±0.429 mg/L)、TP(0.118±0.041mg/L)浓度较低,TN(1.53±0.61 mg/L)、COD(36±15 mg/L)浓度较高,TN和COD是水体污染的主要指标。时空分布评价结果表明:NH_3-N,TN,TP的浓度变化均表现为在合理利用区、恢复重建区、管理服务区依次递减的规律,而COD则表现为在合理利用区、管理服务区、恢复重建区呈递增趋势;NH_3-N含量在时间尺度上呈波动上升趋势;园区水体TN与TP变化趋势相似,均为先下降后上升;COD变化趋势为下降-上升-下降。相关性分析结果表明:水温和TP均与pH呈显著负相关;TN和DO呈极显著正相关;TP和TN含量呈显著正相关,说明TN和TP的来源相同,而其他水质指标间相关性不明显。     

西江下游流域水质与不同空间尺度土地利用的响应关系

基于西江下游流域2005—2017年11个监测断面水质数据和2005年、2010年、2018年遥感影像数据,通过不同空间尺度和土地利用类型的划分,利用Spearman秩相关系数法、冗余分析等方法分析了不同空间尺度下土地利用结构对西江下游流域水质的影响。结果表明:2005—2017年西江干流、贺江及罗定江水质较为优良,新兴江、南山河水质恶化明显,西江干流汛期总磷浓度明显高于非汛期;流域尺度下,河流水质指标与城镇用地呈显著正相关关系,与水体呈显著负相关关系;河岸缓冲区尺度下,河流水质指标与林地、水体呈负相关关系,城镇用地对河流中COD解释度较高,800 m缓冲区城镇用地对氨氮和总磷解释度最高,河流水质指标与旱地相关性在缓冲区达到 1 500 m后显著上升,800 m缓冲区内水田坑塘对河流水质指标影响较大。建议对西江下游流域河岸800 m宽度范围内城镇用地、水田坑塘以及1 500 m缓冲区外旱地加强污染管控。     

王快水库水质变化趋势及影响因素分析

根据2003～2010年的水质监测资料,采用内梅罗综合指数法,评价王快水库水质状况,并进行水质趋势分析。结果表明,王快水库水质良好,仅2003年为轻污染,其他年份均属清洁水体;2003～2010年水质总体呈变好趋势,综合污染指数由1.58下降至0.48。最后分析了工业点源、农业面源、水土流失、流域水文特性等因素对王快水库水质的影响。     

土地利用/覆被变化对产水服务功能的影响：以海南热带雨林国家公园为例

为揭示海南热带雨林国家公园土地利用/覆被变化(LUCC)对产水服务功能时空演变的影响，应用GIS和InVEST模型，分析产水服务功能对LUCC的响应及其成因。结果表明：(1)1990—2018年研究区土地利用发生较大变化，耕地、草地及天然林分别减少68.48%、18.74%及4.89%;水库坑塘、橡胶林和经济林分别增加810.74%、190.42%和38.09%。(2)产水服务功能对LUCC产生明显变化响应，1990—2018年产水总量和产水服务功能总体呈先下降后轻微上升趋势。四期平均产水深分别为1 251.74 mm、1 191.98 mm、1 086.48 mm和1 204.98 mm,并整体呈现出西部产水量低，东部高的空间差异。LUCC是影响产水服务功能变化的重要原因，其中耕地、天然林面积锐减，橡胶林等经济林和水库坑塘面积增加会削弱产水服务功能。因此，未来应合理控制橡胶林等经济林面积，优化配置用地格局。     

浅谈通辽市地下水水质

为测试通辽市地下水水质状况，选定了两个典型区域进行水质分析。一个称为漏斗区，以通辽市区东部地下水下降漏斗区为中心，范围 100 km2，属于地下水强烈超采区、污染区和重要水源地区。另一个是双泡子区，面积为 338 km2，，是重点水源地和潜在超采区。选定 103眼地下水质监测井，水化指标 25项。经分析， 91％的地下水井表现为 CⅠ ca型水，其次为 CⅢ Mg型水，占 4％。另外还发现有 CⅠ Mg， CⅡ Mg， CⅡ ca， CⅢ ca， CⅠ ca， CⅢ Na等型水。经综合评价，两区为污染水体和中度污染水体。同时对该区地下水污染源进行分析，提出了污染防治措施。     

基于GIS的湟水流域民和县土地利用变化研究

通过对1994年、2001年民和县的遥感影像资料进行处理,提取了该县土地利用变化信息。在此基础上,采用定性分析、统计分析、基于GIS的定量化分析等方法,研究了不同地形因子对民和县土地利用变化的影响。结果表明:海拔高度对土地利用类型的空间分布有着重要的影响;不同地面坡度直接影响农林牧用地的分布、水土流失情况、农田基本建设等。1994—2001年耕地、林地、建设用地和未利用地面积都减小,其中未利用地减小220.08 km2、草地和水体面积呈增长趋势。     

长江口水质空间分布现状评价

分析了长江口133 km空间范围内9处河段水体样品的现状水质状况.从影响因素看,影响长江口水质的主要因素为水体总氮(TN)含量和重金属Hg含量,其中TN超标严重,9测点均值达到1.94 mg/L,接近Ⅴ类水质标准上限值2.00 mg/L,水体富营养化趋势严重;Hg超标也较严重,9测点均值达到0.12 μg/L,超过Ⅲ类水质Hg含量限值.从空间分布看,吴淞口水体水质最差,其TN、TP和重金属As、Pb、Cr含量均为9处采样点中最高,且TN、TP含量严重超标,吴淞口水体是长江口水质污染的重要原因.使用水质模糊综合评价方法对长江口水体进行整体评价,结果显示长江口水质现状较差,为Ⅳ到Ⅴ类之间.     

黄河流域水贫困评价及时空分异特征研究

为解决黄河流域水资源短缺及水贫困问题，基于水贫困概念的界定和评价指标体系的构建，采用主客观赋权法测度2010—2020年黄河流域各省(区)水贫困指数，分析其时空演变特征，并运用Tobit模型评估水贫困影响因素。结果表明：(1)从时间变化来看，大部分省(区)的水贫困程度呈缓解趋势；(2)从空间格局分布来看，黄河流域水贫困区域差异明显，水贫困标准差椭圆呈东(偏北)—西(偏南)的分布格局，水贫困重心从甘肃东部向东北方向移动；(3)从水贫困影响因素来看，环境规制和技术发展对缓解黄河流域水贫困作用显著。