基于主成分分析和熵权法的新安江流域水质评价

【研究目的】新安江流域是华东地区重要的生态安全屏障,其治理具有长期性、艰巨性、复杂性和反复性。科学评价流域水环境质量状况,识别重点污染区域和主要污染因子,可为流域生态环境整治提供重要依据。【研究方法】以新安江流域88个监测点水质数据为基础,采用主成分分析法对水质评价指标体系进行优化,再运用熵权法计算各指标权重及各个监测点的水质综合指数,并结合GIS空间分析功能绘制了水质综合指数图。【研究结果】88个监测点的水质综合指数范围为0.02～1.313,流域地表水环境质量总体较好,以Ⅲ类水为主,且浙江段水质好于安徽段。重点污染区域分布在休宁—歙县—徽州区一带,形成了潜口镇、岩寺镇—三村镇两个污染中心。TN、TP和NH3-N为流域主要污染指标,其中TN为全局型污染物,TP和NH3-N为区域型污染物。【结论】主成分分析和熵权法结合的水质评价模型避免了评价指标的重复性以及权重赋值的主观性,能够有效评估复杂的水环境指标体系,具有较好的可行性和实用性。     

高潜水位采煤沉陷区水质评价与污染因子识别

淮南矿区潜水位高,采煤沉陷区范围广、面积大、水质监测数据缺失,水环境问题较突出,开展大尺度的沉陷区水质评价及污染因子识别,对于区域水环境治理工作意义重大。通过采集、测试研究区175个样点的水样,采用内梅罗污染指数法对沉陷区水域进行水质评价,采用综合营养状态指数法进行水体富营养化状态评价。结果表明：(1)开放型沉陷区Cu、As和Cr的水质评价等级为优良,DO、COD、NH₃-N、Hg、F^-评价等级为良好,TN、TP评价等级为较好。封闭型沉陷区,对标地表水Ⅲ类标准,Cu、Cr水质评价等级为优良,NH₃-N、Hg、As、DO为良好,COD、TN为较好,TP、F^-为较差;对标地表水Ⅴ类标准,NH₃-N、Hg、As、Cu、Cr的评价等级为优良,DO、COD、TP、TN为良好,F^-为较好。(2)研究区综合营养指数范围为40～90,平均68.61,属于中度富营养,沉陷区水体营养水平适中。175个水样中,轻度富营养占比8.57%,中度富营养占比51.43%,中营养占比2....     

城市河流水环境综合评价方法探讨

从水环境概念分析入手,探究了城市河流水环境问题的概念和内涵。为与实践治理目标相适应,从形态、动力、水质、生态和景观5个方面构建了城市河流水环境综合评价指标体系和相应的评价模型,为河流治理提供了基本的信息和依据。以镇江市古运河为例,选择了6个特征河段进行比较评价,最后根据评价结果对古运河进一步的水环境治理提出了建议。     

基于WEAP模型的西苕溪流域水质安全保障方案

针对西苕溪流域水质安全问题,基于WEAP建模平台,构建了西苕溪流域水资源评估与规划模型。在模型验证基础上,分析了西苕溪流域2001～2020年河道水功能目标满足度及水供需关系,识别了流域水资源利用存在的问题,并探讨了水源地和中下游区水质安全保障措施及其改善水质的效用,在此基础上提出了西苕溪流域水质安全保障方案。研究表明:TN是影响水源地供水安全的限制性因素,TN、TP是影响河道水功能的重要指标。通过综合实施废水处理厂、节水型设备、退耕还林等水资源管理措施能起到较好地削减TN产出的效果,水源地河道TN浓度降低,基本上能保证全年实现河道Ⅲ类水功能目标,中下游河道TP、TN浓度亦能达到Ⅲ类水功能要求。     

城市河流生态治理措施研究

根据水生态文明城市建设和水源地环境保护要求,本文提出河流底泥及水质治理、河道斜堤重新设计、生态群落净化以及水生植物吸附等生态治理措施,为修复河流生态系统、创造水生动植物栖息环境和聚集地提供重要保障。通过仿真试验模拟河流水环境,验证了河流生态治理措施的科学有效性。试验表明:设计的城市河流治理体系可以快速恢复水生态环境,为城市河流综合整治及其方案的优化设计提供决策依据。     

台风强降雨及雨后泥石流对广东高州水库生态环境的影响

2010年受"凡亚比"台风强降雨及诱发的次生灾害泥石流影响,高州水库集水区内植被及水环境质量受到严重损害。为评估此次灾害对集水区生态环境的影响,对比分析了灾害前后遥感数据及水体水质变化。结果表明,灾害对集水区高植被覆盖度区域造成较严重破坏,高植被覆盖度区域呈下降趋势,灾后集水区的高植被覆盖区转出面积(932.7km2)大于转入面积(889.4 km2),主要转变为中植被覆盖度区域,高植被覆盖度区域实际面积由灾前932.28 km2减少到灾后889.404 km2,面积减少42.884 km2;中植被覆盖区面积增加37.354 km2,无植被及低植被覆盖面积变化不大。灾后短时间内造成水库水质发生较大变化,库区及入库河流中DO、pH、SD、CODMn与Chl.a浓度降低;浊度与TN、NO3-N、NH4-N、TP、Fe浓度升高;三条入库河流Fe浓度超出地表水环境质量标准(GB 3838-2002)中限值,其中古丁河口处Fe浓度超标准限值6.4倍;古丁河TN浓度和朋情河口处TN、TP浓度均超地表水Ⅲ类标准;水库供水口底层水体TN、TP含量浓度超地表水Ⅲ类标准,Fe浓度也超出标准限值,严重影响供水水质。由于台风强降雨极端气候变化和土地使用改变等因素综合影响,区域灾害类型趋向复合型变化,使得生态环境保护和供水水质安全保障面临更大的挑战。     

汉江流域硫铁矿区厚子河支流水质评价研究

为查明厚子河不同区域河水受硫铁矿污染的程度,在厚子河支流4个典型河流断面采集水样,开展水质全分析测试,并采用单因子评价法和综合水质标识指数法进行评价分析。研究结果表明:(1)运用单因子评价法对硫铁矿区厚子河水质评价的结果无差异,均为劣Ⅴ类水;而运用综合水质标识指数法的评价结果显示,距离硫铁矿开采区由近及远的4个断面HZ001、HZ002、HZ003、HZ004的综合水质标识指数逐渐下降,水质类别分别为劣Ⅴ类且黑臭、劣Ⅴ类但不黑臭、Ⅳ类、Ⅲ类,符合现场调查的实际情况,能够反映距离污染源越远时河水水质趋好的总体态势;(2)综合水质标识指数法不仅可以客观反映同一河流各个断面所处的综合水质类别、同一水质类别中受污染的不同程度以及与水环境功能区类别的比较结果,而且能够实现对劣V类水质污染程度的精细划分,相较于单因子评价法更加客观、科学、全面,适用于矿山开采等重污染区域河流断面水质污染情况的研判。     

长江三角洲水环境水资源研究

长江三角洲包括三角洲平原及周边丘陵山地,天然的水环境良好,多年平均当地水资源量为537.79×10⁸m³,长江干流多年平均过境水量9730×10⁸m³,水资源丰富。目前,长江总体水质尚好,主泓水质多为Ⅱ类,沿岸部分具有Ⅲ类水。太湖是上海、苏州、无锡的主要饮用水源,但水质一直在下降,总体为Ⅲ类水(占70%),Ⅱ类水仅占15%,其他河道、小湖泊均为Ⅳ类和Ⅴ类水。钱塘江水系以Ⅱ类、Ⅲ类水为主。京杭运河为Ⅴ类、劣Ⅴ类水。随着人口增加、城镇扩展和乡镇企业快速发展,水环境污染日趋严重,清洁淡水水源日益缩减。长江三角洲平原地区出现水质性缺水,浙东宁波舟山主要是缺乏工程调剂用水。文章建议:1)应用GIS技术,作流域性水环境水资源模型,以解决平原水网区水质、水量的调控、决策和管理;2)浙东缺水区需从全省范围规划建设大区域水利工程,解决供水,避免各县市单独、分散局部规划建设;3)三角洲的洪涝灾害主要是不合理开发引起的。建议按水系自然规律整治河道,去除障碍,减少淤积,降低水位,让洪水流量有畅通去路,同时配合非工程防洪措施以综合防治洪水灾害。长江三角洲由于水环境污染造成的水质性缺水提供了人们研究人和自然环境和谐地相关发展的一个最好例证。     

淮北濉萧矿区采煤塌陷区水污染特征及评价

为掌握研究濉萧矿区采煤沉陷水域及河流水系的污染及动态变化特征,在研究区及周边3条河流设置水质观测点,对DO、NH_4-N、CODcr等21项指标进行监测,并按照季节不同采集年内不同时间段样品,选取单因子评价法、综合污染指数法、分级评价法及综合水质标识指数法4种评价方法进行评价。分析认为:综合水质标识指数法包含信息全面,评价结果可靠,适用于塌陷区水体污染特征识别和水质评价,并对水体功能区划与定位具有很强的指导作用。3个沉陷区水域综合水质标识指数(Ⅰ_(wq))均值为3.140,达到Ⅲ类水质标准,主要污染物为CODcr、总磷(TP)、总氮(TN)和汞(Hg)。5个河流监测断面Ⅰ_(wq)均值为5.352,达到Ⅴ类水质标准,水体污染较为严重。研究结果表明由于沉陷区水体水质较好,但环境容量较低,区内的河流因受城市工业和生活污染较严重。     

模糊数学在扶余油田地下水水质评价中的应用

运用模糊数学法,参考国家地下水环境质量标准,对扶余油田地下水水质现状进行了评价。结果表明该区地下水水质普遍较差,潜水全部属于Ⅴ类水,已经不适宜饮用,其中石油类、挥发酚、高锰酸盐指数等超标严重超标;大部分承压水水质也属Ⅴ类水,只有极少部分属Ⅲ类水。根据地下水水质的污染状况,并结合本区实际情况即以油田开采的工业污染为主,提...     

天山南坡地表水水质现状分析

地表水资源主要由北部山区冰川融雪和山区降水补给,水质现状分析结果显示,部分流域5条河流水质较好,17个参评指标中,大部分达到Ⅰ类水质标准,达到Ⅱ类标准的参评项目主要是镉,各河流,大多水量不大、流程短,其水环境承载能力不高。各监测断面现状年水质均为Ⅱ级,因此部分流域水功能一级区水质均达标。二级功能区划分出工业用水区、农业用水区、渔业用水区、景观娱乐用水区,根据河流水质分析结果,各监测断面现状年水质均为Ⅱ级,因此部分流域水功能二级区水质均达标。     

开封南郊垃圾场地下水质量的熵权属性识别评价

针对地下水质量评价中综合评价法的不足,应用信息熵计算评价指标的权重,并充分利用有序分隔概念,建立了基于熵权的属性识别模型。选择TDS、COD、总Fe、总Mn、Cl-、SO42-、NO2-、F-作为评价指标,运用基于熵权的属性识别法对开封南郊垃圾场浅层地下水进行地下水质量评价。评价结果表明,基于熵权的属性识别法所得的评价结果水质明显优于综合评价法所得的结果;研究区内各样本的评价指标中,SO42-和NO2-的权重最大,Cl-、COD、总Fe和F-的权重次之,TDS和总Mn的权重最小;Ⅰ类、Ⅱ类、Ⅲ类、Ⅳ类和Ⅴ类水在研究区内的分布面积所占比例分别为1.7%、2.5%、26.7%、12.2%和56.9%;浅层地下水质的空间分布在研究区域内具有一定的规律,以靠近垃圾场的L01井和G54井为中心水质最差,为Ⅴ类水,以此为中心向外扩展,水质逐渐好转,依次分布Ⅳ类水和Ⅲ类水。Ⅲ类水的分布向研究区的东部和北部偏移,而在研究区的南部多分布Ⅰ类和Ⅱ类水,水质优良。     

成都锦江下游建立多级复合人工湿地净化污水的可行性研究

锦江是成都市主要污水出口,黄龙溪镇出境断面水质为Ⅴ类或劣Ⅴ类水。本文对采用人工湿地处理锦江江水进行探讨,认为可以在锦江下游建立一系列多级复合人工湿地,湿地面积大约5～7km2,最终可使锦江出水达到Ⅲ类水域水质。     

小清河下游水质评价及污染物入海通量研究

为改善小清河水质污染状况,保护莱州湾水环境,根据2008～2017年小清河下游监测断面数据,分析小清河下游水环境质量状况,估算污染物入海通量并讨论污染物入海通量主要影响因素。结果表明:10年间小清河下游水环境质量呈好转趋势,超出《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)Ⅲ类水质标准的污染物主要是石油类、COD和TP,石油类为小清河下游的首要污染物。小清河年均污染物入海总量约为181 732t,其中COD入海通量起主导作用。各类污染物入海通量主要受径流量、污染物浓度和时间因素影响,且各类污染物入海通量及入海总量年际变化均呈下降趋势。     

1990-2016年湘江干流水质变化特征及影响因素分析

基于1990-2016年湘江干流主要断面的水质监测数据,采用综合污染指数法、Spearman秩相关检验和主成分分析法对流域水环境质量演变特征进行综合评价,并结合社会经济指标识别流域主要污染源。综合污染指数结果表明湘江水环境变化趋势明显分为两个阶段,1990-1996年间为水质变好阶段,除个别值外污染指数均小于0.2,1997-2016年间水质呈恶化趋势,水质维持在Ⅲ~IV类之间;Spearman秩相关检验结果表明污染物浓度总体呈增加趋势,其中TP、COD_Mn、Cd、Pb和石油类显著上升;主成分分析结果表明流域污染物主要为NH₄⁺-N、TP和Cd,污染源为生活点源和农业面源,从上游到下游污染程度明显增大,其中湘潭断面水质污染最严重,综合得分为0.9006,道县断面相对较轻,综合得分为-0.7014,城镇化因素是影响流域水环境的主要驱动因素。研究结果可为流域水环境保护和水生态修复提供科学依据。     

云南省蒙自东山岩溶地区村寨水塘调查与环境质量评价

选取了云南省蒙自东山岩溶地区具有代表性的22个村寨水塘开展调查研究。通过测试分析,发现蒙自东山地区村寨水塘属于中性-碱性水质,水塘的氨氮和TP平均浓度达到地表水体Ⅴ类水标准限值的166倍和068倍;TN和 SO42-平均浓度达到地表水体Ⅴ类水标准限值337倍和1624倍。研究区水塘中 Mn、Cu、Zn、Cd和Pb平均浓度达到地表水体Ⅴ类水标准限值的65154倍、377倍、2174倍、590倍和410倍。据调查,东山岩溶地区村寨水塘污染普遍且严重,均为Ⅴ类水：其中在白姑村水塘中Zn、Cd的浓度达到地表水水体Ⅴ类水限值的4461倍、865倍,应引起当地居民和政府的高度注意。     

邯郸市浅层地下水水环境评价及成果分析

根据邯郸市2012年地下水环境监测成果,采用内梅罗综合指数法和单因子评价法对邯郸市浅层地下水进行分析评价。邯郸市西部山区浅层地下水水环境质量较好,内梅罗综合评价结果指标值为0.80和2.50之间,单因子比较法评价结果多为地下水Ⅲ类水;东部平原的浅层地下水水环境质量恶劣,内梅罗综合评价法评价结果多为较差和极差,单因子比较法评价结果多为Ⅳ、Ⅴ类水。     

沈阳市境内浑河流域水质评价

以沈阳市境内浑河流域为例,结合2020年9个月典型监测断面的TP、NH₃-N、COD、BOD₅实测数据,应用改进的内梅罗污染指数法评价流域的水质状况,并与传统方法相比较验证改进方法的科学合理性。结果表明：TP对流域水质影响最为显著,改进的内梅罗指数法能够准确反映流域水质实际情况,8个监测断面中处于Ⅲ级、Ⅳ级、Ⅴ级水质的断面占比为25.0%、12.5%和62.5%。     

2001年新疆环境状况

过去的一年中在各部门努力下,经过有效治理,新疆环境污染加剧趋势基本得到遏制,局部生态环境有所改善.2001年新疆基本环境状况总体如下: 水质 新疆地表水资源总量为942.1×108 m3, 较平均值高出18.1%,河流和地下水水质总体较好,76.2%的河流达到国家Ⅱ、Ⅲ类水质标准,76.9%的城市饮用水水质达Ⅰ至Ⅱ类标准,Ⅰ至Ⅱ类水比重比上年上升了3.2%,但受控湖泊、水库水质较差总体水质为Ⅴ—劣Ⅴ类之间;城市地下水;饮用水质较好,在监测的13个城市中,水质主要在Ⅰ—Ⅱ类之间. 空气 新疆16个城市大气质量监测分析表明,有8个城市空气质量达国家三级标…     

基于GIS的吉林省地下水水质模糊评价

研究利用GIS空间分析与地统计分析工具,采用模糊综合评价方进行地下水水质评价。以吉林省为研究区域,选取10项具有代表性的水质指标进行评价。利用GIS生成吉林省矢量网格地图,由克里格插值估算出研究区域内的评价指标值,得到以网格为单位的各单项指标的预测分布图。根据模糊综合评价模型,评价吉林省地下水水质状况,并绘制吉林省地下水水质类别图。结果表明:区域内Ⅲ类水分布最为广泛,其次为Ⅴ类水;东部、南部城市延边、白山、通化、辽源等水质状况良好,达到Ⅲ类以上,其中白山及延边部分地区地下水类别达到Ⅱ类;白城、松原、长春及吉林市的部分地区地下水环境质量状况较差,属于Ⅴ类水质,其原因在于氟化物与氨氮污染较重。