郑州大学眉湖水质评价

眉湖是郑州大学重要的景观,近来眉湖的水有受到污染的迹象。根据眉湖水质的水温、pH、电导率、COD、BOD5、DO、总铬等指标,采用单项参数评价法和多项参数综合评价法对水质进行评价,以较为科学地了解眉湖的水质。     

程海水位变化特征与水量平衡研究

针对程海水位持续下降的严峻形势,分析了程海1970~2016年历史水位的年际和年内变化特征;通过水量平衡模型重点研究了2006~2016年水量收入和支出的变化过程,探讨了影响程海丰、枯时期水量变化的主要气象因素。结果表明,程海1970~2016年历史水位整体上呈现下降趋势;2006~2016年多年平均湖体缺水量为2 889.59×10~4 m~3,多年平均入湖水量为7 846.34×10~4 m~3,其中湖面降水量占66.54%;多年平均出湖水量为10 735.93×10~4 m~3,其中湖面蒸发量占95.49%;湖面降水量、湖面蒸发量分别是影响程海丰、枯时期水量变化的主要气象因素。研究成果可为程海可持续发展提供科学的理论依据。     

淮河流域土地利用变化对湖库水质的影响

湖库水体为我国主要的清洁饮用水源,系统解析湖库水质变化趋势及其主要原因,这对饮用水水源保护具有重要的现实意义。采用季节性Kendall趋势检验法对淮河流域14个湖库流域近8年(2003～2010年)水质变化趋势进行回顾性评估,并结合2000、2010年两期土地利用数据,进一步解析水质变化趋势与湖库流域土地利用变化的响应关系。结果表明,湖库水质与流域土地利用组成有关,流域的耕地、城镇用地等面积越大,水质越差,而林草地面积越大,湖库水质越好;14个湖库的COD、TP指标多为显著上升趋势,NH3-N指标上升和下降趋势参半;湖库水质的变化趋势与流域的土地利用变化相关,当耕地转变为城镇用地时,湖库水质趋势变化不明显;而当耕地转变为林地和湿地时,湖库的NH3-N、TP等水质指标有明显改善趋势。总体上,淮河流域湖库存在不同程度的污染问题,其中磷污染呈上升趋势。未来应加强土地利用管控,重视湖库水源地非点源污染的控制。     

基于EFDC模型的人工湖生态换水优化计算

设计人工湖时,若湖体形态设计不科学或为维持湖体水环境质量而进行换水的次数不合理,将造成水资源的极大浪费。采用EFDC模拟软件对石家庄市正定湖6种设计方案条件下的湖泊流场进行了模拟计算,在不同调水方案下对正定湖水龄和颗粒物进行追踪模拟,预测了正定湖水质变化规律。结果表明,调水流量为50 m3/s时既能大幅度改善正定湖水环境质量,又能减少调水时间和节约水量,此时调水时间3～4 d方案为最优设计方案。     

乌伦古湖入湖水量分析

人类活动对生态环境的影响越来越明显,特别是对河流尾闾湖泊,由于上游灌区大规模开发,耗水增加,造成湖泊生态环境恶化。对乌伦古河尾闾乌伦古湖人工补水进行了研究,通过工程措施,增加湖泊入湖水量,维持湖泊水量平衡,湖泊水位处于478.6 m~485 m之间,不会出现过低水位和过高水位,使吉力湖水位高于布伦托海水位,不会出现布伦托海的微咸水进入吉力湖,较好地维持了湖泊生态系统。     

辽河沈阳段水质现状及面源污染特征分析

辽河沈阳段面源污染问题较为突出,存在随机性大、难控制、难治理等特点。为进一步了解该河段的污染特征,分析了辽河沈阳段的水质现状和变化特征,针对辽河主要污染指标进行了污染源解析,明确了影响河道水质的主要污染源,并对河道污染物与水量之间进行了相关性分析。结果表明,影响辽河沈阳段水质的主要污染指标为五日生化需氧量(BOD_5)和总磷(TP);造成水体污染的主要污染源为畜禽养殖和农业种植,畜禽养殖业BOD_5和TP的污染负荷占比分别达72.91%、32.71%,农业种植的TP污染负荷占比达32.36%;水体污染受降雨径流影响显著,河道污染物量与河道水量呈显著的正相关关系,各指标相关系数均在0.9以上,然而受污染物稀释过程及迁移途径的影响,河道污染物浓度与水量之间的相关关系较弱,具有一定的随机性。     

新疆博斯腾湖1997~2010年水质及硝态氮变化研究

评价水环境质量对严格控制水体污染、实现流域水资源的可持续利用具有重要意义。根据新疆博斯腾湖1997～2010年主要水环境质量指标数据,采用改进灰色关联分析法与趋势分析法分析了水质与硝态氮变化情况。结果表明,1997~2010年期间,博斯腾湖水环境质量呈现波动变化趋势,大多数年份为Ⅱ类水质,个别年份为Ⅲ类水质;水体质量关联度值总体呈现递减趋势,递减率为0.009 4/a,回归方程相关系数为0.666,通过了置信度为0.01的极显著检验,表明水质有逐渐恶化的趋势;水体中硝态氮浓度总体呈现递减趋势,递减率为0.021 1 mg/(L·a),回归方程相关系数为0.569,通过了置信度为0.05的显著性检验。研究结果为博斯腾湖流域水环境保护及水资源开发利用提供了重要参考。     

水资源水质水量联合调控研究进展

水资源短缺和水质恶化等问题是当前制约我国社会经济发展的重要因素之一,可通过水质水量联合调控方式解决我国当前水资源问题。从水质水量联合配置模型的构建、发展、耦合模拟和应用等方面,总结了国外水资源水质水量联合调控的研究成果,分析了国内水质水量联合调控的研究现状,指出了现有研究的不足,并展望了未来发展方向。     

基于数值模拟的浅水湖泊污染物识别与去除关键指标研究

鉴于浅水湖泊入湖口生态修复需制定一系列关键控制指标以提高工程布置和设计的科学合理性,以苏州市阳澄湖为例,采用MIKE 21软件建立阳澄湖水动力水质耦合模型,分析不同时期不同区域入湖河道水量水质输入对湖区水质影响贡献率,试算阳澄湖国控断面水质达标条件下入湖河口生态修复工程污染物去除率要求。结果表明,阳澄湖西岸、北岸主要入湖河道对湖区水质影响贡献率高,在全年不同时期交替控制湖区水质,西岸、北岸主要入湖河口生态修复工程污染物去除率推荐取值分别为20%、30%,可使阳澄湖国控断面水质达到Ⅲ类目标,实现生态修复工程经济合理、技术可行、效果可达有机统一。     

气候变化和经济发展对九龙江流域水质变化的影响

为分析九龙江流域经济发展和气候变化对流域水质变化趋势的影响,采用主成分分析法分析了水质指标氮磷营养盐、COD含量等与气候因素和经济发展的关系。结果表明,随着九龙江流域经济的不断增长,河口区DIN和DIP浓度显著增加,水质不断恶化;经济发展对流域水质变化起主导作用,同时气候变化的影响也不可忽视;气候变化对COD浓度变化的影响超过经济发展主成分;随着气温升高和风速降低,DIN和DIP浓度显著上升,气候变化对河口区水质恶化起叠加促进作用。研究结果为流域水环境污染控制与治理提供理论基础。     

潘家口水库浮游植物分布特征及其富营养化防治

基于潘家口水库水环境状况,描述了2009~2011年潘家口水库优势藻种及其密度演变过程,概括了藻类对水温、营养盐等水环境因子的响应机制;并由2010年10月~2011年8月多断面水质监测数据,分析了潘家口水库优势藻种与水环境因素的适应性。结果表明,各断面优势藻种有向单一种群演化的趋势,水体富营养状况逐渐恶化;识别出潘家口水库富营养化控制的关键区域和重点防范对象,并结合潘家口水库的运行条件提出富营养化防治的建议。     

基于综合权重法的河北省水资源脆弱性评价及影响因素分析

基于水资源数量、水资源质量和水资源时空不均衡性(洪灾和旱灾)三个维度,从水量、水质、旱灾、洪灾四个方面构建河北省水资源脆弱性评价指标体系,采用层次分析法(AHP)-熵权法确定评价指标综合权重,并运用综合指数评估法评价河北省2001~2016年水资源脆弱性。同时,运用相关分析、因子分析和回归分析法探究水资源脆弱性变化的主要影响因素。结果表明,2001~2016年间,河北省水资源脆弱性主要集中于中强等级,随时间变化水资源脆弱性呈减缓趋势;旱灾脆弱性为河北省水资源脆弱性主导因素,水资源脆弱性与人口密度、国民生产总值、人均用水量、灌溉用水量呈高度正相关。     

水量水质联合调控模型及其应用

针对水资源调控研究多以自然水循环为主体易忽略水质潜在功效,构建了在时空上合理调配的水量水质联合调控模型.以水功能区目标水质为调控中心,从二元水循环角度考虑了人为干预下水体时空演变规律,提出将水环境承载能力视为一种资源和水量统一协调,利用GAMS软件进行水量水质联合调控的多目标动态耦舍求解.以松花江流域为倒,合理确定节点、分区纳污能力、核算时段入河污染物控制量和削减量,实现了水功能区水质规划目标,验证了模型的实用性.     

基于支持向量机的洞庭湖水量交换模型

针对洞庭湖区河网密布、水流交错、水量调蓄与分配是洞庭湖演变和江湖关系调整的关键因子,在对其河网结构概化和洞庭湖区水量交互变化特点分析的基础上,建立了洞庭湖区水量交换支持向量机模型,并对1956~2008年洞庭湖入湖和出湖系列径流进行了模拟和检验。结果表明,实测值与拟合值吻合良好,且精度明显高于人工神经网络和线性回归方法。     

基于遗传算法的入湖河各口水环境容量计算模型及应用

针对传统计算入湖河口水环境容量采用混合区控制方法存在计算量和误差大的问题,提出一种以遗传算法为基础的湖泊污染源控制方法,基于反问题理念将遗传算法与湖泊二维水质模型相结合,仅需调用一次水量水质模型,即可计算入湖各河口的水环境容量。以太湖为例,构建了基于遗传算法的入湖各河口水环境容量计算模型,计算结果表明该模型简便、效率高,获得了太湖主要入湖各河口的COD水环境容量由大到小的排序规律。     

2006~2015年南四湖水质评价及改善效果分析

根据2006~2015年南四湖90个水质点位的监测数据,选用了水质综合污染指数和综合水质标识指数等分析评价方法,对南四湖不同监测点位、年际和春秋的水质变化趋势进行综合评价与比较分析。结果表明,南四湖水质总体上得到了大幅度改善,水质整体达标。其中,水质指标CODCr、CODMn、TP、TN、NH3 N的下降率分别为47%、-3%、33%、60%、80%;水质综合污染指数P由1.75下降至0.89,综合水质标识指数I由4.620下降至3.200;南四湖水质由北向南逐渐变好,春季比秋季水质好,部分区域的水环境质量仍需进一步提升。     

降水与人类活动对大凌河流域径流演变的影响分析

基于1960~2011年辽宁省大凌河干流代表测站年降水量和径流资料,分析了该流域降水量和径流的演变特征,并评价了降水和人类活动因素对大凌河流域径流演变的影响。大凌河流域降水量无显著减小趋势,而径流深显著减小;1960~1979年为天然时期,人类活动对径流影响很小,与之相比,以后各时期降水—径流关系具有相同降水量对应的径流深明显降低、径流对降水的敏感程度降低、降水-径流关系趋于紊乱,相关性逐渐降低等特点;对于1980年代和2000~2011年两个枯水期,各区间降水和人类活动因素对径流深均为减小作用,两者对径流减少的贡献率分别为44%、56%;1990年代降水因素对大城子径流为减少作用,减少量为11.73 mm,对大城子-凌海、凌海的径流为增加作用,增加量分别为11.81、7.99 mm,但由于人类活动,其径流深仍为减小。     

基于不同生态需水计算方法的水量水质联合调度研究

为研究不同生态需水计算方法对水质评价的影响,采用4种计算方法确定河道生态流量,分别通过优化得到水量水质调度方案,并分析各方案中水质指标改善效果优劣。以浊漳河流域为例,采用大系统分解协调技术,通过数据传递实现模拟模型与优化模型的耦合,构建生态流量保障的水库水量水质联合调度模型。模型模拟结果表明,模型在时间上处理了年际间水量分配不均的情况,在空间上各河段水质改善效果较好,且基本满足了下游干流共同承担的水质需水和生态需水要求;经过综合评价,以频率曲线法计算河道生态保障流量更有利于浊漳河水质的改善。研究成果对于保障水生态,改善水环境有实际意义。     

复杂河网水利工程水量水质联合调度研究

以北村水系为例,采用平面二维有限元水动力模型 RMA2 和水质模型RMA4,模拟分析了潮位影响、引水工程及水库泄水单因素水利工程水资源调度条件下河网水量水质时空变化规律,提出了3种闸、站、库联合调度方案,建立了水量水质联合调度评价指标综合评价方案.结果表明,落潮时引潮排水相结合方案为北村水系水利工程联合运行最优方案.     

近40年来纳木错水面面积及蓄水量变化特征

为量化识别纳木错的水面面积及蓄水量变化,运用1976~2015年期间7期典型时相的Landsat遥感影像,通过归一化水体指数法提取了不同时期纳木错的水面面积,同时结合其库容—水面面积关系曲线,计算得到各时期的湖泊蓄水量并分析变化特征。结果表明,近40年来,纳木错蓄水量增加了97.85×108m3,增加比例达到9.93%。总体扩张情况分为1976~1996、1997~2009、2010~2015年3个阶段,各阶段面积变化速率分别为1.37、4.74、0.13 km2/a;水量变化速率分别为1.47×108、5.20×108、0.14×108m3/a。其中1997~2009年扩张速率最快,而近6年来纳木错并未显示出明显的扩张趋势。研究成果为气候变化背景下高寒地区流域水循环演变规律研究提供了支撑。