粒子轨迹跟踪模型在香溪河 试验中的应用

应用三维动力学模型ELcirc及粒子轨迹跟踪模型模拟2007年9～10月三峡库区支流香溪河的水流及水藻颗粒的输移。结果表明：长江干流水体倒灌入香溪库湾产生的回流使藻类颗粒向上游运动造成了水华爆发。此三维粒子轨迹跟踪模型可以较好地模拟水华过程，所得结论可供相关研究人员参考。     

澎溪河春夏季节藻类群落结构与水质状况研究

三峡水库自建成运行以来,澎溪河流域富营养化问题日益突出。本研究在2014年4-7月易发生水华的春夏时期进行,对澎溪河流域藻类群落结构特征及水质状况进行跟踪分析。结果表明:水华发生时,水环境特征发生显著变化,水质状况恶化,藻细胞密度急剧升高,藻细胞密度最高达到1176×104cells/L,水华藻种为角甲藻和铜绿微囊藻,藻种种类单一,藻类多样性显著变低。空间分布上,藻细胞密度从上游向下游呈增高趋势。相关性分析表明:藻细胞密度与TN、TP呈显著正相关,藻类大量增殖爆发与水体营养盐浓度升高具有重要联系,澎溪河流域水华问题的防治有赖于对流域内营养盐排放的有效治理。     

城市河湖水华防治技术研究

城市河湖的富营养化给城市水环境造成了许多不利因素，改善水质，消除藻类水华是一个不容忽视的重要问题。阐述了应用于富营养化水体中藻类控制的物理、化学和生物技术的内容、存在的问题和不足。指出了各种方法有机结合，进一步研究出高效的控制策略才能更加有效地控制水华现象的发生。     

三峡水库近坝支流水华预警及处置策略初探

以三峡水库近坝支流香溪河为例,基于水华暴发特征规律,通过数值模拟手段,研究不同调度启动时间和执行周期下调度对水华暴发过程的影响,得到以下水华预警规则及处置策略:第一,水华易发时段,在香溪河上游河段(距河口25 km)设置叶绿素浓度连续监测站点;第二,在叶绿素浓度从较低水平连续上升至10μg/L时,保持日调峰泄流过程的条件下启动升水位调度,叶绿素浓度连续下降时可终止;第三,库水位在受上游来流或下泄流量限制而必须下降时,尽可能控制在叶绿素浓度连续下降以后。     

三峡水库香溪河库湾水华水动力调控初步研究

针对三峡水库蓄水运行后支流库湾春季水华频现问题,利用CE-QUAL-W2模型建立了香溪河-三峡库区整体立面二维水动力数学模型,对三峡水电站不同开机数量和春季不同水文条件下的香溪河库湾流速进行了数值模拟。计算结果表明:香溪河上游来流量较小时,滞留区表层流速小于香溪河库湾水华的临界流速0.05 m/s;而香溪河上游来流量增大到合适的值时,香溪河滞留区表层流速可大于0.05 m/s;仅利用三峡电站小幅度日调节对支流库湾流速的改善效果十分有限,而利用干支流水库对香溪河库湾流速的联合调控效果明显,可控制三峡水库香溪河库湾水华爆发。     

香溪河库湾春季影响叶绿素a的环境因子

2007年2月22日至5月29日,在三峡水库香溪河库湾内每天进行定点水质采样,监测叶绿素a浓度及相关因子随时问和水深的变化情况,对监测数据进行偏相关分析和多个相关样本检验,研究相关因子对叶绿素a浓度的影响情况.研究结果表明:在整个春季水华期间,水体中的优势藻种不断改变,叶绿素a浓度沿水深分布出现明显的分层现象,从表层至水底逐渐降低.水体中的浮游植物主要在表层至8 m水深之间活动,在1～3m水深之间密度达到最大.相关因子对表层叶绿素a浓度随时间变化的影响程度从大到小是:气温、水温、光照、湿度、透明度、浊度、降雨量;水体中相关因子对叶绿素a浓度沿水深分布的影响程度从大到小是:水下光强、水温、浊度.     

因子分析法在黄柏河下游水质评价中的应用

运用因子分析法对黄柏河下游平湖水域进行综合评价,通过分析得出:黄柏河污染主要因子有五大类,其中富营养化污染最为严重,其次是油及有毒物质污染。分析结果系统整体地认识和评价了黄柏河下游的污染现状和污染性质,根据此结果提出改善黄柏河下游水污染现状的生态环境修复方案。     

湖泊等封闭及半封闭性水体水华治理方法

 湖泊（包括天然湖泊和水库）水华一直是水环境治 理中的热门课题。为了对湖泊和河流的水体特征进行比较,先指出湖泊等封闭半封闭水体水 华频发的原因,然后结合实例,介绍相关的水华治理手段,并重点评述几种水华的生态治理 措施。     

三峡水库大宁河春季水华藻类分布及影响因子

以三峡水库支流大宁河2010年3月中旬的水华调查数据为依据,分析浮游藻类分布规律,并探讨其影响因子。结果表明,在容易暴发水华的库湾开阔地带之外,狭窄的峡谷地带亦会暴发严重水华,并且持续时间更长;河口区域的浮游藻类则表现出比其他区域更好的群落稳定性和生物均匀性。在此次水华的前、中期,浮游藻类的群落稳定性随生物量增大而降低;后期则随其增大而增加。通过对样品的定量分析,共鉴定浮游藻类7门24属,主要为绿藻和甲藻,第一优势种为拟多甲藻,占到总藻类的38%,其次为小球藻和衣藻。观察到藻类群体有垂直迁移现象,可能因藻类有趋光性所致。拟多甲藻水华的暴发会降低水体氮磷比,而随着水华的消退,水体氮磷比会较迅速地恢复到一个较高水平。在水华前期,总磷与浮游藻类群落稳定性呈现高度负相关,在中、后期其相关性减弱。     

试论水华的定义

讨论了水华的形成机理、影响因素、类别、危害等相关问题,并在已有相关研究成果和有关标准基础上提出了水华的定义,最后利用藻细胞浓度、叶绿素a、透明度、总磷和总氮5个参数制定出水华程度评价等级。     

汉江中下游干流水华关键环境因子识别及阈值分析

基于汉江中下游干流春季水华发生前后的水文、水质和水生态监测数据,采用Pearson相关性检验、分位数回归、随机森林模型方法,筛选出与藻密度相关性较大的重要环境因子,模拟预测了叶绿素a质量浓度,并分析了可调控的环境因子阈值。结果表明：叶绿素a质量浓度分别与气温、流量因子呈显著的正相关和负相关关系,藻类暴发与气温和流量因子为非线性响应关系;基于水华防控的水质因子阈值为叶绿素a质量浓度高于76.47μg/L,气温因子阈值为7 d滑动积温超过56.02℃,流量因子阈值为最小7 d平均流量低于780 m³/s。     

An analysis of satellite-derived chlorophyll and algal bloom indices on Lake Winnipeg

Lake Winnipeg has experienced dramatic increases in nutrient loading and phytoplankton biomass over the last few decades, accompanied by a marked shift in community composition towards the dominance of cyanobacteria. Comprehensive lake-wide observations of algal blooms are critical to assessing the lake's health status, its response to nutrient management practices, and an improved understanding of the processes driving blooms. We present an analysis of the spatial and temporal variability of algal blooms on Lake Winnipeg using satellite-derived chlorophyll and indices for algal bloom intensity, spatial extent, severity, and duration over the period of ESA's MERIS mission (2002–2011). Imagery documented extensive blooms covering as much as 93% of the lake surface. Bloom conditions were analysed in the context of in-lake and watershed processes to gain further insight on the drivers of bloom events. Day to day bloom variability was driven primarily by intermittent wind mixing events, with quiescent periods leading to the formation of dense surface blooms. Seasonal bloom distribution was consistent with light limitation in the south basin and lake circulation transporting bloom material towards the north-east shore. Inter-annual variability in average bloom severity was related to both total phosphorus (TP) loadings and summer lake surface temperatures. Results provide a valuable historical time series of bloom conditions to which ongoing observations from Sentinel-3's OLCI sensor can be added for longer term monitoring and change detection.     

基于MIKE模型的水华应急处理情景分析

基于MIKE模型的基础理论,建立了九龙江河段的水动力模型和水质模型,通过情景设计来分析水华应急处理方案的效果。分析结果显示:(1)水电开发降低了河道流速,特别是回水河段流速;(2)为满足抑制藻类生长的流速要求,需要增加目前的电站最小下泄流量;(3)当削减入河污染物排放时,河道污染物浓度降低,面源污染影响大于点源污染影响;(4)增加电站下泄流量和削减入河污染物可抑制水华发展。     

香溪河水质的平面二维数值模拟

三峡工程建成后改变了三峡库区及长江支流的水动力条件,对水生态环境产生重要影响,导致近年来水华现象频繁发生.该文采用空气动力学数值格式的平面二维水质模型对香溪河的水流水质进行了模拟研究,并采用2007年9月～10月和2008年6月～7月香溪河的水质监测数据对此模型进行了率定和验证.计算结果表明:该模型可以准确地模拟香溪河水流水质时空分布,并验证了流速是诱发香溪河水华发生的重要因素,且0.03 m/s为香溪河水华发生的临界流速;香溪河的营养物质浓度在水华期间处于动态变化中,特别是上游河段的浓度受来流所含营养物质浓度的影响明显,此研究结果可为三峡库区水质管理提供相关科学依据.     

Economic viability of proactive harmful algal bloom mitigation through attached algal growth

Harmful algal blooms (HABs) affect fresh and saltwater bodies around the world, causing a variety of damages to the surrounding communities. The primary driver of HABs is nutrient pollution. One novel HAB mitigation solution is to employ large-scale attached algal growth systems that consume nutrients from the water and prevent downstream nutrient accumulation and large scale HAB events. The feasibility of technology deployment is dependent on the economic viability. A model was created to estimate HAB-related economic damages, with or without non-point source nutrient reduction solutions, using Lake Erie as a case study. In the model, HAB severity is predicted based on nutrient loads and is tied to economic indicators to estimate the HAB-related economic losses. Results show that on average, Lake Erie communities lose $142 M (± $29 M) year^?1 from HABs without mitigation technology. Use of attached algal systems show an average net savings ranging between $29–42 M year^?1 from HAB mitigation depending on the system configuration. Attached algal systems show greater positive cash flows when compared to farm-based best management practices, thus warranting additional testing and consideration as a potential HAB mitigation strategy. Additional considerations included stochastic uncertainty and increasing dissolved reactive phosphorus concentrations, which increased the effectiveness of attached algal systems.     

河湖水华预测方法研究

以水华预测研究方法的发展为主线,着重从机理生态建模和智能方法建模两方面对水华预测方法进行总结。通过对国内外常用预测模型的建立思路和应用实例进行分析和描述,比较了机理模型和智能模型的优缺点和使用范围。最后,针对目前水华预测存在的问题进行了分析,指出机理建模和智能方法的有机结合将为准确预测水华提供有效的途径。