太湖蓝藻水华遥感监测信息系统设计及其关键技术

快速提取太湖蓝藻水华空间分布信息对于制定相关应急预案有重要意义,构建太湖蓝藻水华遥感监测信息系统可为之提供有力支持。从系统总体结构和系统流程角度介绍系统设计思路,并阐述研发本系统的关键技术。采用系统配置与单体软件模式技术实现菜单驱动的系统架构,并在影像数据自动化预处理基础上,运用蓝藻水华遥感监测模型,实现蓝藻水华空间分布信息自动化提取,使得本系统在太湖蓝藻水华遥感监测的业务化运行中取得明显效果。     

“生态水文学”学科发展和研究方法概述

生态水文学作为解决现代水问题的新方式,源于解决环境问题的新思考方式——“生态工程”,以“生态水文”为主题的论文、专著、会议成蓬勃发展之势.目前研究方法概述有:①国内外多种相关监测计划的建立以及各种估算方法相结合;②流域对比、传统的宏观和基于集对原理的微观相关分析揭示机理;③多种生态水文模型与遥感技术相结合模拟生态水文过程.未来发展方向主要归纳如下:①亟待生态水文学解释与水分驱动生态系统演化相关的重大问题;②寻找生态恢复的合适尺度,通过模型尽可能描述水量平衡及水文过程;③亟待开展极端事件对气候变化和人类活动的响应研究;④加强古生态学研究,在长时间序列中识别长期生态水文演变.     

基于马尔科夫模型的太湖水质综合评价

对2000—2005年太湖整个湖区水质监测资料进行分析,得出不同湖区水质浓度均值,采用灰色聚类法对各湖区水质进行评价,并根据马尔科夫模型计算各湖区水质季节变化的相对进步度。结果表明:太湖水质的时空差异性较大,竺山湖和梅梁湾的水质最差,为Ⅴ类,而东太湖和东部湖区水质相对较好,为Ⅱ类;不同的水质指标中,NH3-N的空间差异性最大,TN、TP,CODMn的空间差异性相对较小,表明城镇污水是太湖的主要外源污染;竺山湖和梅梁湾的水质季节性变化最大,在夏秋季水质相对较好,冬春季水质相对较差,其他湖区的水质季节性变化很小。     

梯级河滩湿地对贾鲁河水的净化效果研究

在贾鲁河畔建设了总面积为7400m2的两级表层流河滩湿地系统,其基质为粘性较高的粉壤土,水力负荷为14cm/d。处理受污染贾鲁河水的运行结果表明,夏季对TN、TP和氨氮的去除率分别保持在73%、77%和83%以上,冬季的处理效果有所下降;对COD的去除率在26%～50%之间,初冬则降到14%;在夏季对NO3--N的去除效果较好,秋、冬季节则发生了硝态氮的积累,出水硝态氮最高可达7mg/L。合理的植物配置能增加湿地的处理能力,前段宜采用耐污挺水植物,中段可种植放氧能力强的沉水植物以促进氨氮的硝化,后段种植株叶密集的浮叶植物能够促进反硝化,最终提高对氮的去除效果。梯级河滩湿地可有效净化水质,是修复受污染河流行之有效的方法。     

微曝气生态浮床的净化效果与生物膜特性研究

大清河是滇池的主要支流之一,其水质污染严重,长期处于黑臭状态,针对这种情况开展了微曝气生态浮床净化其水质的研究.在进水量为6000～10000m3/d、曝气总量为50m3/h时,对TN、NH4+;-N、TP、SS和COD的平均去除率分别为77.4%、84.7%、75.1%、86.2%和72.5%.沿水流方向布设若干观测点,进一步对YDT弹性立体填料上生物膜的发育过程和特性进行了研究.系统水体流速为0.0353～0.1288m/s,弹性填料上的生物膜厚度在14～17d达到最大,生物膜量则在21d达到最大;生物膜的形态、厚度、数量、脱氢酶活性和细菌数量具有沿水流方向渐变的特点.进水端的生物膜较厚、成分复杂,生物膜量沿水流方向则呈逐步递减的趋势,脱氢酶活性呈现先上升再平稳下降的趋势,而异养茵和硝化菌群的数量逐渐增高.对于进水端而言,上层生物膜的脱氢酶活性和异养茵数量明显高于下层,而出水端的则变化不大.系统中硝化茵群的数量较高,与异养菌处在同一个数量级,其总量占异养茵数量的52.2%～138.1%.     

宾馆污水多目标回用与零排放处理工艺

采用微氧、好氧与富氧生物处理一体化集成工艺及后续气浮、过滤、活性炭吸附与UV消毒优化组合工艺处理宾馆污水。在进水COD为428mg／L、pH值为7．1、氨氮为22．8mg／L、总磷为5．9mg/L、SS为125mg／L、色度为120倍、LAS为1．46mg／L的条件下,处理系统气浮工艺的出水COD、pH、浊度和色度等各项水质指标均满足绿化用水要求,过滤工艺的出水水质指标满足洗车用水要求,活性炭X-艺的出水水质指标满足景观用水要求,从而实现了零排放与多目标回用。     

引江济巢工程对改善巢湖水质的数值模拟分析

巢湖受周围城市工业化及农业生产迅速发展的影响,湖区及流域的生态环境发生了巨大变化,尤其是近几年巢湖水质达到重富营养化水平。引江济巢工程是改善巢湖水质的重要工程措施,采用EFDC生态动力学模型模拟了巢湖不同调水流量、调水线路、调水时间对水环境的影响。结果表明,引江济巢工程在一定程度、时间上使巢湖湖区水质发生一定程度的改善,但若入湖水质不达标,调水也增加了巢湖的富营养化风险。     

基于船载式浮动平台的ADCP垂线流速分布测验研究

江河湖泊等自然紊动水体流速数据对水环境和生态研究具有重要意义,针对当前ADCP使用的现状,开展了基于船载式浮动平台的ADCP垂线流速分布测验研究。基于不同水流条件下的现场测验数据,分析了浮动平台上获取数据的可靠性,并对比了脉冲相干和非相干2种测量方式获取的垂线流速分布数据。结果表明,在船载式浮动平台上应用ADCP测验垂线流速分布是可行的。在浅水区,脉冲相干测量方式的精度和垂线的分辨率都较非相干测量方式有显著提高,应尽可能采用脉冲相干测量方式。测验研究结果可供这类浮动平台上ADCP流速测验提供借鉴。     

青藏高原兹格塘错流域50年来湖泊水量对气候变化响应的模拟研究

运用数值模拟建立青藏高原兹格塘错流域土壤、植被、气候等的空间和属性数据库;接着,借助分布式流域尺度水文模型(SWAT模型),对兹格塘错1956—2006年间的流量进行模拟实验;最后,反演50年来兹格塘错流域水文过程,测试流域温度、降水和蒸发组合的敏感因子对湖泊水量变化的效应,探讨50年来湖泊水量对气候变化的响应。模拟实验的边界条件设置为自然地形、土壤、植被覆盖,其中土壤资料包括有机质含量、粒径等理化参数。模拟结果表明:兹格塘错的年平均流量为6.3m³/s,流量高峰集中在8月至10月,并且由于融雪补给的关系,3月出现另一个流量高峰;模拟结果与遥感解译所得到的结果吻合较好。敏感实验表明:兹格塘错流域内温度、降水和蒸发组合的敏感因子实验具有高原特征,即高原湖泊的水文过程和湖泊流量变化有着较为敏感的响应关系;兹格塘错流量受降水的影响最大,随着降水的增加,流量有所增加;在温度升高的情况下,流域蒸发量增加速度大,兹格塘错流量增加的效应不明显,而在冷湿模式下,流域蒸发量降低,兹格塘错流量增加显著。