武汉市湖泊浮游植物群落排序及水质生态评价

本文利用极点排序及聚类的多元分析方法,对武汉市湖泊浮游植物群落结构进行了研究,将排序结果与水质分类结果进行比较,结果表明:东湖和龙阳湖由于受到人为因素的干扰而使得其浮游植物群落的结构特征与其水质状况不太一致.然后再利用生态学的观点对结果进行分析解释,并为武汉市水环境治理与保护提供了科学的生态保护措施.     

滇池流域近20年社会经济发展对水环境的影响

滇池是我国著名的高原淡水湖泊,滇池流域是云南省社会经济发展最为活跃的区域.通过对1988-2009年流域社会经济发展和水环境变化情况进行系统调查,分析流域水环境问题的主要影响因素,并在此基础上进行趋势分析.结果表明,近20年来滇池流域人口数量年均增长3.3%,GDP年均增长18%,城市化率提高了17%;伴随着社会经济的快速发展,流域用水总量及污染物排放总量持续增加,由此导致流域主要河流水体水质恶化趋势明显,Ⅴ类水质河流占比增长了近4倍,滇池草海、外海水体水质恶化为劣Ⅴ类,水体水质恶化及湖泊富营养化已成为滇池面临的重要水环境问题,且短期内难以有大的改变.最后从产业结构优化、污水处理系统建设、污水再生利用、农村环境保护、生态补偿机制等方面探讨了解决目前滇池流域水环境问题的主要措施及建议.     

北方半干旱区土地利用/覆被变化对湖泊水质的影响:以岱海流域为例(2000-2018年)

土地利用/覆被变化对明晰气候变化和人类活动对湖泊水环境的影响有重要作用.以北方典型农牧交错的岱海流域为研究对象,基于遥感解译技术、马尔可夫转移矩阵、综合污染指数法等方法,对2000-2018年岱海流域土地利用/覆被和湖泊水质的变化进行分析,并结合冗余分析法和计量分析模型探究长时间序列尺度下土地利用/覆被变化对湖泊水质的...     

太湖五里湖水环境综合整治的设想

在分析太湖五里湖水环境现状和污染成因的基础上,提出生态清淤、污水截流、退渔还湖、动力换水、生态修复、护岸整治等一系列水环境综合整治工程措施,并分析各项工程实施对污染物去除量的估算,预测对五里湖水质改善的影响和效果,进行五里湖、梅梁湖水环境综合治理的探索,为全太湖和其他湖泊水环境综合治理提供科学依据.     

2016—2020年长江中游典型湖泊水质和富营养化演变特征及其驱动因素

“十三五”时期,长江流域水环境质量改善明显,但湖泊水质和富营养化状况改善滞后.长江中游作为我国淡水湖泊集中分布区域之一,部分湖泊存在水环境质量恶化和富营养化加重问题.本文以长江中游区域国家开展监测的洪湖、斧头湖、梁子湖、大通湖、洞庭湖和鄱阳湖这6个典型湖泊为研究对象,科学评价其2016-2020年水质和富营养化时空变化特征及关键驱动因素,探讨其成因及治理对策.结果表明,“十三五”时期长江中游湖泊水质和富营养化程度存在较大差异,与2016年相比,2020年大通湖水质改善最为明显,梁子湖水质变差,总磷是影响长江中游湖泊水质类别的主要因子;洪湖富营养程度恶化最为严重,斧头湖次之,TLI(SD)对长江中游湖泊富营养化评价贡献最大.目前长江中游湖泊呈有机污染加重和叶绿素。浓度升高现象,洪湖、斧头湖和梁子湖主要与氮、磷营养盐浓度升高有关,而大通湖、洞庭湖和鄱阳湖受水文过程、流域纳污量和湖泊管理等非营养盐因素影响较大.总氮和总磷仍然是影响“十三五”时期长江中游湖泊水质和富营养化的最主要驱动力,且各湖泊总氮和总磷浓度变化均具有较强正相关性,建议开展河湖氮、磷标准衔接工作,提出河湖氮、磷标准限值或考核目...     

[专稿]太湖2007-2016十年水环境演变及“以渔改水”策略探讨

太湖水环境是国内外关注的焦点,其生态环境质量影响到流域经济社会发展.2007年太湖水危机事件,催生了对太湖的综合整治.本文基于2007-2016十年对太湖水质与蓝藻水华面积等的监测,分析了太湖水环境的演变趋势.太湖十年水质变化阶段性明显,2008-2012年各项水质指标下降明显,而后趋于平缓,近3年个别指标如总磷、叶绿素a浓度等呈现快速上升的反弹趋势;另外,水质指标在空间上的差异性逐步缩小,原来污染严重的西北部水域水质改善效果较为显著,其正从"污水湖"向"自然湖"状态过渡,而原来水质相对较好的东南部水域水质却逐步下降.本文也综述分析了太湖鱼类群落结构变化与水质环境变化的相关性,基于太湖局部水域的鱼类调控实践,提出了太湖现阶段"以渔改水"的鲢鳙控藻非经典生物操纵与鱼类结构调控的经典生物操纵结合的渔业途径.湖泊富营养化治理需要充分关注到鱼类对湖泊浮游生物和水质变化的重要驱动效应,需要充分考虑到鱼类群落结构优化和食物网调控对环境的改善作用.     

疏浚对洞庭湖水环境容量的影响分析

本文在分析洞庭湖水质现状及现有污染源的基础上,选择COD_(Mn)、TN、TP作为水质敏感参数,对疏浚前后洞庭湖水环境容量的变化情况进行了模拟计算．结果表明,疏浚工程的实施增加了洞庭湖的水环境容量,水位越低、流量越大,增加值越多．分析认为．疏浚使得洞庭湖区河道贯通、水流归槽、流量流速加大,增强了污染物稀释自净能力．在外源不变的情况下,对洞庭湖的水质改善起到了积极的作用,一定程度上缓解了湖泊的富营养化状况．     

中国主要湖泊水库的水环境问题与防治建议

根据中国主要湖泊和水库近期调查及文献资料的收集,整理和分析,中国湖泊水库当前的主要水环境问题是：（１）水质污染日益严重;（２）富营养化问题较为突出;（３）湖库面积有缩小的趋势;（４）水库泥沙淤积严重;（５）部分湖泊含盐量不断上升,并根据上述问题产生原因的分析,提出了防治对策和建议。     

滇池水环境综合治理成效与存在问题

湖泊治理是一个世界性难题,也是当前我国亟待解决的重大问题,滇池治理是当今我国湖泊治理的典型.为总结滇池治理成效并系统分析滇池水环境综合治理存在的问题,对滇池1987—2013年的治理历程及治理措施进行了回顾.结果表明:滇池治理的阶段性与水质变化具有一定的对应性,1988—1995年为治理的启动阶段,1987—2000年滇池水质迅速恶化;1996—2005年为全面治理阶段,2001—2009年滇池水质缓慢改善;2006—2013年为治理的提速阶段,2010—2013年草海水质迅速改善,外海水质波动性变化;目前滇池水质恶化的趋势已基本得到遏制,但仍存在流域社会经济过度发展、水资源匮乏、管理体制不完善等问题,应加快实施污水处理设施和管网建设,不断提高城市污水收集处理率;强化流域水体置换,实现滇池健康水循环;进一步完善流域水环境管理体制与部门协作机制,实施全域性的综合治理.     

黄河源区湖泊萎缩的原因初步分析

通过对黄河源区主要湖泊的水环境变化特征的论述,运用水文地质学及水环境理论学等方法,对黄河源区湖泊萎缩的原因进行了初步分析,取得了比较可靠的成果资料,为黄河源区生态环境建设和保护提供了科学依据。     

基于长时间序列乌梁素海水环境变化趋势及生态补水等关键驱动因子分析(2011—2020年)

基于2011—2020年乌梁素海水质监测数据,将综合营养指数法、PCA排序法和ArcGIS克里金插值法有机结合,综合评价2011—2020年乌梁素海水体富营养化程度年际时空变化特征,厘清引起水体富营养化发生变化的关键性驱动因子。研究结果表明:(1)乌梁素海水体总磷和总氮的峰值出现在平水期,氨氮的峰值在枯水期,COD_Mn的峰值在丰水期,水质整体以地表Ⅲ类水为主。(2)2011—2020年湖体水质经历了由轻度富营养-中营养-轻度富营养-中营养的变化过程,综合营养状态指数在60～70(中度富营养)的湖区面积占比由21.49%逐渐消失,综合营养状态指数在30～50(中营养)的湖区面积占比由23.84%扩增到44.87%。(3)乌梁素海生态补水量与总氮、总磷、COD_Mn和综合营养状态指数呈负相关,是影响湖泊水体营养化的另一个关键性驱动因子。     

山东南四湖上级湖水质变化评价(2008-2014年)及成因分析

基于南四湖上级湖6个监测点2008-2014年42个奇数月份的水质资料,选取溶解氧、化学需氧量(COD)、高锰酸盐指数(COD_Mn)、五日生化需氧量(BOD₅)、氨氮、总磷和氟化物作为水质评价的指标.对水质指标的归一化方法进行了改进,采用主成分分析法对6个监测点的水质综合状况进行评价,根据得出的各月综合得分序列分析水质变化趋势.与2000-2007年南四湖上级湖的水质综合状况进行比较,2008-2014年水质明显变好.评价结果表明,同一监测点的水质在不同时间点上有明显变化,同一时间序列不同监测点的水质状况也有不同变化.此外,分析得出南四湖上级湖的主要水质影响指标为COD、COD_Mn和BOD₅.结合评价结果,分析水质变化原因,入湖河流水质状况和湖区底泥是其重要影响因素.     

洱海富营养化时间演变特征(1988-2013年)及社会经济驱动分析

基于1988-2013年的洱海流域社会经济统计数据与湖内水质历史监测数据,分析了社会经济指标和富营养化指标的逐年变化趋势,并借助Change-point Analyzer对指标进行了拐点分析.结果显示：过去25年洱海水体呈明显富营养化趋势,主要富营养化指标均出现过1次恶化拐点,总磷出现时间最早（1996年）,其次是高锰酸盐指数（1999年）,总氮、叶绿素a、透明度和综合营养状态指数则集中在2002-2003年期间出现拐点,叶绿素a浓度上升10余倍,透明度相应下降了近50%.流域主要社会经济指标出现了2~3次增长拐点,首次拐点集中出现在1994-1999年期间,明显早于富营养化指标恶化拐点出现时间.多元回归分析显示洱海总磷浓度受流域农作物种植业发展影响最大,其他水质指标则主要受流域畜牧业的影响.     

调水前后南四湖藻密度及水环境要素变化特征

为探究大规模调水输入背景下南四湖生态环境演变特征,采用多种非参数统计方法综合分析2010—2020年南四湖藻密度、总氮(TN)、总磷(TP)、氨氮、叶绿素a(Chl.a)、五日生化需氧量(BOD₅)、高锰酸盐指数(COD_Mn)年际年内变化规律和影响因素.结果表明：2010—2020年南四湖上、下级湖水质综合污染指数年均值范围分别为0.759～0.945、0.719～0.926,水质总体逐渐改善,但TN单项污染指数存在超标现象,主要可能与入湖河流中高浓度氮输入有关.受南水北调东线工程运行初期与严峻旱情的影响,南四湖藻密度、TP、氨氮、Chl.a在2013—2015年发生突变,随后均呈增加趋势.南水北调东线工程的运行对南四湖藻密度的年内波动影响强烈,调水工程运行后每年10月份出现峰值,其中2016年上级湖藻密度高达520.0×10⁴cells/L.湖区藻密度不仅与氮磷质量比(TN/TP)、TP、COD_Mn、Chl.a呈显著相关,还与降雨、水温密切相关.在南四湖生态环境保护治理过程中,应强化关键水质指标的...     

水质较好湖泊环境保护的理论基础及中国实践

目前,我国湖泊富营养化及蓝藻水华问题十分突出,国家高度重视湖泊的生态环境保护.自“九五”以来,国家就投入太湖、巢湖、滇池“老三湖”等重污染湖泊的治理,但成本巨大,且历经近30年才初见成效.按照湖泊污染程度,湖泊治理与保护可分为“污染治理型”“防治结合型”“生态保育型”3大类.“老三湖”的治理是典型的“先污染、后治理”的模式,水质较好湖泊主要属于生态保育型湖泊,因此,“老三湖”治理模式不适用于水质较好湖泊的保护.本文系统总结了我国水质较好湖泊优先保护理念的形成和水质较好湖泊专项实施的历程.根据水质较好湖泊的特点,及其生态系统退化与修复的一般过程,提出了水质较好湖泊保护的基本思路.从热力学角度,阐明了氮磷营养盐输入湖泊生态系统中是熵增过程,也是湖泊生态系统退化的根本原因,湖泊氮磷污染负荷源头控制是关键.湖泊流域生态安全格局是确保湖泊生态系统健康的基础,从景观生态学角度,阐明了优化湖泊流域水土资源利用、优化发展模式是减轻湖泊环境压力的重要途径.在浅水湖泊生态系统,以沉水植物占优势的“清水态”和以浮游植物占优势的“浊水态”转换过程不是沿着同一条途径,存在上临界阈值和下临界阈值,水生态修复过程表现出一种迟滞的现象.从湖泊水生态系统稳态转换理论角度,阐明了湖泊生态修复工程应在湖泊生态系统发生退化转变之前实施,才能获得较高的环境效益.通过国家财政专项对81个水质较好湖泊的支持,既能促进湖泊流域经济社会发展,又能确保湖泊水环境质量变好,湖泊水生态系统逐步改善.建议加强不同类型湖泊保护模式的总结,深入对水质较好湖泊生态系统演替理论和保护技术研究,支撑国家系统开展水质较好湖泊保护.     

藻类生长预测模型的比较研究——以洪湖水体为例

根据洪湖2014—2019年水质及藻类监测数据,运用综合营养状态指数法评价了丰、平、枯3个时期的营养状态.在此基础上运用逐步回归分析法确定影响藻类生长的显著因子,并根据不同水量不同营养状态细分9种情形对藻类生长做回归预测分析,同时运用BP神经网络模型对回归预测的结果进行比较验证.结果表明:洪湖丰、平水期以蓝藻门为主,枯水期以硅藻门为主;湖泊的营养状态处于中度富营养与轻度富营养之间.分析各时期藻种生物量与影响因子的相关性,发现丰水期控制因子有水温、COD_Mn和透明度;平水期和枯水期控制因子有水温、总氮、总磷.以2014—2018年数据逐步回归分析得出枯水期+中营养和枯水期+轻度富营养决定系数较低,其余7种时期决定系数均在0.5以上,说明逐步回归并不适用于所有时期.使用2014—2018年的数据进行神经网络训练和验证,2019年的数据进行预测,比较BP神经网络与逐步回归的均方根误差发现全年预测时BP神经网络效果更好;枯水期+中营养和枯水期+轻度富营养逐步回归效果较好,逐步回归的均方根误差仅为1600～4000;丰水期和平水期2种方法预测效果相当.合理地选择预测模型能为湖泊水华做出预警,控制显著变量可以达到防治水华污染的效果.     

千岛湖流域下游工业污染的行业组成结构与优化管理策略

工业污染作为重要的污染源,了解工业污染的行业结构组成以及企业污染状况对污染减排以及水环境保护具有重要作用.2015年国家出台的"水污染防治行动计划"明确提出,要通过产业结构调整狠抓工业污染减排.千岛湖作为国家级战略水源地,被列入国家良好湖库保护战略首批试点,评价千岛湖地区的工业污染行业结构对制定工业行业调整方案和企业管理制度具有重要的意义.选取千岛湖流域下游行政区淳安县为研究区,采用不同工业行业的180家主要排污企业,在工业行业污染结构分析的基础上,选取经济贡献、污染产生强度和治理水平三方面的关键指标,运用聚类分析法对行业和企业进行综合类型划分.结果表明:在涉及CODMn排放的19类工业行业中纺织业、饮料制造业和金属制品业为支柱产业,饮料制造业和纺织业为主要污染行业,现状工业行业结构存在一定的结构性污染问题;结合不同行业和企业的经济贡献、污染物产生强度以及治理效率的综合分析,将行业划分为6类,并根据各类型特点提出重点发展、鼓励发展、限制发展的行业优化策略;企业划分为4类,并提出重点支持、鼓励、限制发展以及逐渐关停的企业监管策略.通过对工业行业和企业的分类与评价可为其它地区提供借鉴,同时有利于为"水污染防治行动计划"的落实提供技术方法指导.     

梁子湖水质时空格局分析

基于大样本监测数据,从点位、湖区、全局3个层次,对梁子湖水质的季节变化和空间差异进行综合分析,发现梁子湖水质存在显著的季节差异和较大的空间差异:(1)季节上,夏、秋、冬季污染相对较重,春季污染相对较轻;夏、秋季主要污染指标为高锰酸盐指数(COD_(Mn)),冬季为总氮(TN);(2)空间上,东梁子湖和牛山湖污染相对较重,西梁子湖污染相对较轻;东梁子湖主要污染指标为COD_(Mn)、总磷(TP)和TN,牛山湖为COD_(Mn)、TN和氨氮,西梁子湖为COD_(Mn)和TN.研究结果有助于更好地了解梁子湖水质的时空变化特点,进而制定有针对性的保护措施和管理对策.     

基于水质荧光指纹法的湖泊污染溯源研究——以太湖流域滆湖为例

随着社会经济和城市化进程的快速发展,湖泊水环境污染问题日益突出,加剧了湖泊原有功能的退化和丧失,因此污染治理成为了湖泊功能恢复和可持续发挥的必要条件,但如何实现污染精准溯源又是污染治理的重要前提。为此,本文以太湖流域滆湖为例,采用一种新兴技术——水质荧光指纹法开展湖泊污染溯源。于2021年累计采集滆湖周边70个农业、13个生活、3个企业排口的瞬时出水构建污染源荧光指纹库,连续12个月采集滆湖湖体8个样点水样分析水体荧光组分。通过平行因子分析共解析出4种污染源指纹和滆湖5种水体组分,经荧光相似度(塔克同余系数)分析进一步明确滆湖主要受到种植业面源、生活源和工业源的影响。此外,荧光强度与叶绿素a浓度和藻密度的强相关性表明藻类繁殖活动也会影响滆湖。从不同污染源对滆湖的时空影响特征来看,种植业面源主要在春、夏季影响西部、中部水域,生活源主要在夏、冬季影响西部、北部水域,工业源主要在特定月份(3 4月、10 12月)影响西部水域,藻类繁殖活动主要在夏季影响湖体。通过荧光组分与水质参数的时空相关性分析得到农业源和总磷、总氮,生活源和氨氮、有机物参数(BOD₅、COD_...