高原再生水湖泊的水体透明度及其影响因素

昆明市的翠湖是一个以再生水为主要水源的高原城市景观湖泊。利用2013年5月-10月四期(每期连续一周)的翠湖水质监测数据,对其水体透明度(SD)的时空分布,及其与水温(T)、pH、DO、Chla(叶绿素a)、TP、SS、CODCr、N/P、TN、NH4-N、DTP、DTN的相关性进行了分析,并以SD为因变量,以各水环境因子为自变量进行了多元线性回归分析。结果显示,水生植物少、水质较差的湖泊西区水域透明度(平均值33.6cm)相对低于水生植物较多、水质状态较好的东区(平均值61.5cm);翠湖水体透明度与T、pH、DO、Chla、TP、SS、CODCr显著负相关(p<0.01),而与N/P、TN呈极显著正相关(p<0.01),Chla是影响翠湖水体透明度的主要直接影响因素,CODCr、TP是影响藻类生长的主要水质因子。研究结果为以高原城市再生水湖泊翠湖水体透明度的改善及景观价值的提升提供了科学依据。     

草海丰水期chl-a空间分布与环境因子相关关系

水体富营养化是我国湖泊面临的主要问题,分析叶绿素a含量的变化特征及其影响因素,能为湖泊水质评价提供可靠基础。以2017年7月草海丰水期水质数据为参考,对各监测点叶绿素a与环境因子(TN,TP,NH_3-N,COD_(Mn),DO,WT)进行相关性分析并预测叶绿素a的变化趋势。结果表明:草海丰水期叶绿素a的均值为8.07μg/L,处于中营养化状态;叶绿素a与TN,TP,NH_3-N,COD_(Mn)呈显著正相关,而与其他环境因子相关性不显著,表明营养盐对浮游植物影响程度最大;将spearman秩相关系数及多元线性回归方程计算的叶绿素a预测值与实测值进行相关性拟合,得到较好的相关性(R~2=0.85,P0.01),表明该方法的预测结果能为预测草海叶绿素a变化趋势提供参考。草海上游及人类活动较大区域污染程度高,TP是草海藻类生长的限制因子,因此控制TP含量的输入是改善水质的关键。     

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。     

太原汾河公园水华高发期叶绿素a 与环境因子的关系

利用2012年5月至9月太原市汾河公园蓄水池水华防治专项监测资料,分析了1号蓄水池叶绿素a(Chl-a)的动态变化及与相关环境因子的关系。结果表明,在整个研究期间,Chl-a的波动较大,浓度范围为20.1¹32.0mg/m3,均值为55.553 mg/m3;5月份Chl-a含量总体上低于其它月份;Chl-a含量总体上与水温(WT)、COD、总磷(TP)、氨氮(NH3-N)均呈现极显著的正相关,与溶解氧(DO)、总氮(TN)、透明度(SD)呈极显著负相关,但与pH值关系不显著。不过Chl-a与环境因子的关系在不同时间段的表现有所差异:水体Chl-a含量在5月份受环境因子的影响不显著;6月份则显著受到有机质、总磷(TP)、总氮(TN)的影响;7月份受到有机质、TP、透明度(SD)极显著的影响,8月、9月份受到WT、TP、SD的极显著影响。     

深圳市某区降雨径流污染特征研究

该文以居民生活区A和工业厂区B为对象,采样点分布在研究区域末端出口处,以COD、NH3-N、TP、SS为研究对象,研究了降雨径流过程中水质的变化特征、冲刷特征及污染物间的相关性。研究表明:降雨径流过程中水质呈宽幅变化且受前期干燥时间和降雨特征影响;初期冲刷现象存在但并非在每场降雨中显著发生;COD、TP及SS间存在较强相关性,NH3-N与其他污染物不存在相关性。     

大型人工湿地水质净化预处理工艺效果研究

进水负荷是影响人工湿地水质预处理净化效果的重要因子,以盐城市饮用水源生态净化工程(盐龙湖工程)为研究对象,探究人工湿地水质处理工艺在4种不同进水负荷范围内对水质的净化效果。通过1 a多的测验分析表明,人工湿地对原水水质改善效果明显,随着进水负荷的不断升高,对TP、TN、NH3-N和SS的去除率逐步下降,DO的提升率则表现为随进水负荷的增大而增大。各指标的去除量在进水负荷为20万~30万m3/d时达到最大。     

基于MODIS的积雪时空变化与CMADS气象因子相关性研究——以塔什库尔干河流域为例

积雪是塔什库尔干河流域宝贵的资源,了解流域融雪时空变化规律及其与气象、地形因素的相关关系具有重要意义。基于不同高程带、坡度和坡向的Arc GIS解译积雪覆盖数据和CMADS数据,采用方差分析和Pearson相关性分析等方法,研究不同高程带、坡度和坡向雪盖时空变化规律及其与气象因子的相关关系。结果表明:平均气温、太阳辐射和降水是影响塔什库尔干河流域积雪的主导气象因子,同时还受地形(高程、坡度、坡向)的限制;积雪覆盖率在各地形上存在明显季节差异性及月差异性,积雪覆盖率与气象因子相关度从高到低依次排序为:平均气温太阳辐射降水风速相对湿度,积雪覆盖率与前3个因素存在显著负相关关系,风速次之,与相对湿度的相关性最小。     

水华前后叶绿素a变化及其与水质因子的关系

针对目前关于叶绿素a(Chl-a)与水质因子关系的研究成果多是基于分析水华发生后水质资料的现状,以我国南方某水库2003年2月—2009年12月的水质资料为基础,分析水华(2006年)前后水库Chl-a随时间的变化特征和Chl-a与总氮(TN)、总磷(TP)、pH值、透明度(SD)和溶解氧(DO)的相关关系。结果表明:水华发生前(2003—2005年)叶绿素a峰值主要出现在夏季,水华发生后(2007—2009年)叶绿素a峰值集中在冬季出现,冬季发生水华的可能性增加;水华发生前Chl-a与TN、TP、SD、pH值、DO均无显著的相关关系,水华发生后Chl-a与TP、SD、pH值、DO的相关关系显著增强,表现为直接或间接的线性关系。     

排水体制与污水处理厂进水水质分析

结合珠海市吉大片区不同的排水体制(分流制、截流式合流制),统计分析了吉大水质净化厂4年的进水水质数据,分析发现,分流制下各进水污染物浓度均比相应截流式合流制高;不同排水体制下,分流制中BOD5、CODCr、SS的离散程度比截流式合流制大30%,而截流式合流制TN、TP的标准偏差比分流制略大;SS与CODCr的相关性较强,SS与BOD5、TP、TN的相关性较弱;拟选用频率为70%～97%的进水水质指标作为设计进水水质。     

华南沿海饮用水水源水库水质变化及影响因素

受热带季风季候影响,华南沿海地区太阳辐射强、气温高,导致水库内部的生物地球化学循环过程具有明显的特异性。为探究其水质的时空变化及影响因素,以粤西沿海重要饮用水水源地——高州水库为例,根据2012～2019年对各主要水质断面的长期监测数据,分析了水库水质的时空变化及污染成因;并利用Kendall趋势检验和污染物通量计算,对各断面污染物浓度的变化及污染负荷定量变化的影响因素进行了分析。结果表明:(1)时间变化方面,研究期内高州水库水质在Ⅱ～Ⅲ类之间,2条入库河流水质为Ⅳ类,最大值均出现在2016年,这是由于受水文气象因素的影响,2016年枯水期间降水量明显高于其他年份所致。(2)空间变化方面,良德水库南部库区的水质优于北部库区,石骨库区的水质整体优于良德库区,而TP由入库断面至出库断面呈不同程度的恶化,表明在径流、水动力作用下迁移至出库区的磷素通过底泥吸收、浮游植物间的相互转化和释放等方式不断累积,导致TP恶化最为严重。(3) Kendall趋势检验方面,TN与上游乡镇的人口密度、工农业生产总值和土地利用方式等有关;TP在没有外源输入的情况下,水库内部通过水力交换与自我调节等方式将磷源进行了释放;NH_3-N在降雨、径流作用下浓度显著降低;入库河流的COD_(Mn)含量较高。(4)污染物通量方面,良德库区所受纳的点源与面源污染中氮、磷和有机污染负荷在降低,石骨库区的磷污染负荷下降较为明显,入库河流的NH_3-N呈高度显著下降趋势。     

基于最小二乘支持向量机的ET0模拟计算

参考作物蒸散量 （ET0） 有多种计算方法。本文将ET0看作是气象因素的复杂非线性回归,以日最高温度、最低温度、平均风速、太阳辐射以及相对湿度5个气象因子不同方式的组合作为输入数据,以FAO56 Penman-Mon?teith公式计算的结果作为预测校准值,建立了最小二乘支持向量机模型。选取河套地区临河气象站2005年逐日气象数据进行训练与验证,并将模拟结果同其他常用ET0计算公式的计算结果进行对比研究。结果表明最小二乘支持向量机能够很好的反映ET0同气象因素之间的非线性关系,模拟计算精度高,但随着气象因素个数的减少模拟精度有所下降。当基于温度和辐射条件计算时,最小二乘支持向量机模拟计算结果较Priestley-Talor公式计算精度更高,当基于温度条件计算时,温度较低时最小二乘支持向量机的模拟精度高于Hargreaves公式。     

Temporal variations of reference evapotranspiration and its sensitivity to meteorological factors in Heihe River Basin,China

On the basis of daily meteorological data from 15 meteorological stations in the Heihe River Basin(HRB) during the period from 1959 to 2012, long-term trends of reference evapotranspiration(ET0) and key meteorological factors that affect ET0 were analyzed using the MannKendall test. The evaporation paradox was also investigated at 15 meteorological stations. In order to explore the contribution of key meteorological factors to the temporal variation of ET0, a sensitivity coefficient method was employed in this study. The results show that:(1) mean annual air temperature significantly increased at all 15 meteorological stations, while the mean annual ET0 decreased at most of sites;(2) the evaporation paradox did exist in the HRB, while the evaporation paradox was not continuous in space and time; and(3) relative humidity was the most sensitive meteorological factor with regard to the temporal variation of ET0 in the HRB, followed by wind speed, air temperature, and solar radiation. Air temperature and solar radiation contributed most to the temporal variation of ET0 in the upper reaches; solar radiation and wind speed were the determining factors for the temporal variation of ET0 in the middle-lower reaches.     

基于GPR、CatBoost、XGBoost三种模型预测江西地区水面蒸发量

水面蒸发量是水资源规划与管理、农业灌溉设计和水文模拟等方面的基础数据,它是水量平衡计算中的关键要素。为了提高水面蒸发量的预测精度,选用了3种经验模型和3种学习机模型预测江西地区水面蒸发量,3种学习机模型包括GPR模型、XGBoost模型和CatBoost模型。依据江西地区2001-2015年16个气象站的逐日气象资料,如最高(低)气温、全球太阳辐射、地外太阳辐射、相对湿度和风速,构建10种不同的输入参数,通过对4种统计指标（R²、RMSE、MBE、MAE）的大小进行评估来评价模型的模拟精度。结果表明：当气象资料充足时,推荐CatBoost 10模型为江西地区水面蒸发量的预测模型,该模型在验证期的R²、RMSE、MBE、MAE值分别为0.744、0.842、0.006、0.633 mm/d;在输入组合相同的条件下,3种学习机模型的模拟精度均优于相应的经验模型。通过研究对比提高了江西地区水面蒸发量模型预测的精度。     

基于MODIS的滇池蓝藻水华时间序列变化趋势及气象影响因素分析

在全球气候变化大环境下,为探究滇池近十年来的蓝藻水华趋势及其主要影响因素,本文利用2010-2019年的MODIS遥感数据以及气象环境监测数据,计算出滇池FAI阈值为0.011 22并对水华进行鉴定,进一步分析其在时间序列下的变化规律。结果表明：滇池在2010-2019常年有蓝藻水华现象,且在秋冬季表现较为显著,甚至出现水华面积占比接近40%的大面积暴发现象,可见该时段的蓝藻水华治理需要得到更多的关注。在影响滇池的气象因素中,风速、日照时长和水温与水华暴发有明显相关性。其中：风速与水华暴发程度整体上呈现较明显的负相关关系,且多数蓝藻水华大规模暴发事件与区间内风速变化的极值有对应关系;日照时长也与蓝藻水华暴发整体上呈现较明显的负相关关系;水温在秋季与蓝藻水华暴发整体上具有较明显的单峰关系,其他季节则与水温的突变有关。     

河北省夏玉米生育期气象要素变化特征及相关性

为深入探究气象要素与夏玉米产量的关系, 根据逐日气象数据、逐年作物数据, 采用气候倾向率、M2K 突变检验及相关性检验等方法对河北省夏玉米气象产量及相关气象要素变化特征进行分析, 在此基础上探讨两者相关性 及作用程度。结果显示: 河北省平均、最高、最低气温呈显著上升趋势, 日照时数、降水量、相对湿度、风速则呈显著下降趋势; 1960- 2017 年河北省夏玉米气象产量以每 10 年- 568 kg/ hm2 速度显著减少; 气象产量与平均气温、最 高气温、最低气温负相关, 与日照时数、降水量、相对湿度、风速正相关; 降水量、最低气温、风速是影响河北省夏玉米气象产量的关键气象要素, 最高气温和日照时数对夏玉米气象产量影响较小。研究成果可为优化农业资源结构, 促进地区农业可持续发展提供理论支撑。     

干旱区枣树蒸腾规律及其与气象要素的关系

为了研究枣树蒸腾耗水规律及其与气象因子之间的关系,采用包裹式茎流计采集数据,并结合小型自动气象站同步测得的气象数据,分析枣树蒸腾速率的日变化规律及其与气象要素之间的关系。结果表明:不同的天气类型之间,蒸腾速率的日变化规律存在显著差异,晴天天气,蒸腾速率曲线表现为单峰曲线趋势,且蒸腾速率在2 000 g/h以上的持续时间较长,阴天与雨天天气蒸腾速率相对较小,且蒸腾速率曲线多呈多峰曲线形式。蒸腾日际变化表现为从5月份开始逐渐升高,6、7月份达到一年中的最大值,而后逐渐降低。空气温度Ta、相对湿度RH、太阳辐射Rn及降雨P等气象因子与蒸腾速率Tr相关性较高,风量W与蒸腾速率Tr的相关性较低,且影响效果不显著。影响蒸腾速率的主要气象因子为太阳辐射。     

Estimation of Daily Pan Evaporation Using Two Different Adaptive Neuro-Fuzzy Computing Techniques

This paper investigates the ability of two different adaptive neuro-fuzzy inference systems (ANFIS) including grid partitioning (GP) and subtractive clustering (SC), in modeling daily pan evaporation (E_pan). The daily climatic variables, air temperature, wind speed, solar radiation and relative humidity of two automated weather stations, San Francisco and San Diego, in California State are used for pan evaporation estimation. The results of ANFIS-GP and ANFIS-SC models are compared with multivariate non-linear regression (MNLR), artificial neural network (ANN), Stephens-Stewart (SS) and Penman models. Determination coefficient (R²), root mean square error (RMSE) and mean absolute relative error (MARE) are used to evaluate the performance of the applied models. Comparison of results indicates that both ANFIS-GP and ANFIS-SC are superior to the MNLR, ANN, SS and Penman in modeling E_pan. The results also show that the difference between the performances of ANFIS-GP and ANFIS-SC is not significant in evaporation estimation. It is found that two different ANFIS models could be employed successfully in modeling evaporation from available climatic data.     

Changes of pan evaporation in the upper reach of the Yangtze River

The upper reach of the Yangtze River,4511 km long from west to east, contains a great amount of water resources of the Yangtze River Basin.This article studies the characteristics of the pan evaporation, the related meteorological variables, and their effects on the pan evaporation, based on the data of the daily pan evaporation (1980-2008) and other meteorological variables (1961-2008).The results show that the linear trend of the pan evaporation has remarkable regional features, i.e., the decrease trend in the southwest and the increase trend in the northeast of the investigated region, and the Yangtze River is approximately the boundary of these trends.The meteorological variables have different effects on the pan evaporation depending on the fact that they are in the category the thermal variables or the dynamic variables.The thermal meteorological variables (i.e., air temperature, diurnal temperature range,and sunshine duration) have positive partial correlations with the pan evaporation,while the dynamic ones (air pressure,rainfall,and relateive humidity) have negative correlations with the pan evaporation.The correlation of the wind speed remains to be investigated.     

考虑太阳辐射的寒区混凝土衬砌渠道冻害机理

针对太阳辐射作用下季节冻土区渠道衬砌冻害机理研究的局限性,从气象参数的角度,考虑辐射、气温、风速等实际环境因素,结合原型观测资料,通过建立非稳态相变温度场有限元模型,对靖会总干渠混凝土衬砌渠道东西走向段渠坡冻结期热状况及其与吸收的太阳辐射能之间的关系进行分析。结果表明渠基温度场的横向不对称不均匀分布是季节冻土区渠道冻害的主要原因;渠坡日平均日照时长和日平均辐射总量呈横向不对称不均匀分布;阴、阳坡渠基浅层(衬砌板下0.4 m)平均温差与坡板平均太阳辐射量差呈多项式关系;渠基最大温差与深度呈线性关系;太阳辐射吸收系数对渠基热交换影响较大,阴、阳坡板表面最大温差随着吸收系数的增大而线性增加;吸收系数由0.65增加至0.8时,阴、阳坡冻深分别减少25%和37%。