大沽河干流青岛段水环境容量研究

本文根据大沽河的水流特性和水文、水质实测资料 ,利用 QUAL2 E综合水质模型 ,分析确定了大沽河干流丰水期和平水期的水环境容量。又利用水库水环境容量的计算方法 ,确定了大沽河干流枯水期的水环境容量。大沽河干流水环境容量的确定 ,可用于河流的水质模拟和预测 ,为实施大沽河污染物总量控制提供基础资料 ,为大沽河流域水污染控制的管理和决策提供科学依据     

人工沙滩工程水体水质净化数值模拟研究

受自然因素和人为因素共同影响,我国沿海地区的部分河口海岸地区地表水体水质条件无法满足人们观海、亲海需求,因此如何建设和改善水质型人工沙滩成为亟待解决的问题.以我国沿海某城市拟建人工沙滩工程水体项目中的水质为研究对象,本文利用MIKE21软件建立工程区域二维水动力数学模型,计算和分析了人工沙滩戏水区水体置换分布和置换效率...     

基于主成分分析的近海水质评价模型及其应用研究——以雷州半岛海域为例

为建立适用于近岸海域水质的评价模型,依照《国家海水水质标准》构建了1个包含13种水质指标信息、共计400个假设采样站位的数据样本。通过计算其KMO统计量、球形检验及相关矩阵发现,各水质指标间存在较大相关性,故可利用主成分分析方法进行分析。针对13个水质指标,仅前2个特征根大于1的主成分是有效的,且它们可以代表原假设数据81.25%的信息。利用前2个主成分建立了可完全区分四类水质的自动分类图版,即水质评价模型。根据上述水质评价模型绘制了2010年雷州半岛近岸海域的水质类型专题图。分析表明,雷州半岛的湛江港湾、鉴江口海域及铁山港区为第四类水质,东海岛西南、鉴江口外海、徐闻东北角海域、流沙湾及江洪港海域为三类水质,其它区域为一、二类水质。本研究较好地反应了雷州半岛近岸海域水质分布状况,可为该海域海洋环境综合治理及利用提供一定参考。     

地下水库人工补给的模型研究--以大沽河地下水库为例

为使地下水库在丰水季节获得足够补给,利用Visual Modflow 软件,在分析地下水库水文地质条件的基础上,概化出该区水文地质概念模型,运用准三维地下水水流模型,通过有限差分方法对地下水库的地下水系统进行了模拟,拟合结果表明, 地下水位的计算值与实测值拟合程度较好,模拟出的地下水流场与实际情况基本一致.利用校正好的模型,分析了橡胶坝渗漏补给的动态变化规律,并针对橡胶坝的补给,通过数值模拟探讨了坝内蓄水因工业开采而激发的渗漏补给量.结果显示,橡胶坝的渗漏补给量在枯水期（2～5月份）逐渐增大,而在平水期（9～12月份）逐渐减小;激发补给量与激发开采量的比值呈现上升趋势,同时随着激增补给量的迅速增大,激发补给量与开采增加量的比值随工业开采量的增加而逐渐增大,这说明傍橡胶坝取水可使更多的地表水入渗补充地下水,从而有效地提高水资源的利用率.     

湖泊大型贝类控藻与净化水质的研究

为研究湖泊大型贝类控藻与净化水质的效果,本研究在太湖梅梁湾利用其土著大型贝类褶蚊冠蚌、三角帆蚌、湖螺分别在14只敞口水箱、鱼池(计3000m2)和设置在太湖梅梁湾20只围隔的自然水体中,建立贝类净化水体系统,定期测试,结果表明:1、三种贝类净化水体效果显著。在相同条件下,对水体叶绿素a单位消除量、消除率,褶纹冠蚌>湖螺>三角帆蚌; 2、鱼池系统中二龄三角帆蚌密度1．6只／m2,蚌以网袋设置在水面下30cm,时间距6月30日～9月6日,与无蚌对照池比较,水体叶绿素含量降低57．5％,悬浮物含量降低49．2％,水体透明度提高7～8cm;3、在太湖围隔净化系统中:(1)贝类生物量相同时,即50％生物量褶纹冠蚌悬挂水上层,50％生物量湖螺在底层的复合系统与100％生物量褶蚊冠蚌悬挂水上层的单一系统,历时228h,结果比较,后者的叶绿素a、悬浮物单位消除量均分别高于前者2．7％～37．4％和5．2％～26．8％。表明褶纹冠蚌在水上层的单一系统净化水体效果较好。我们在蚌对太湖围隔系统水体藻类结构变化试验的结果与该结果一致。(2)当水温(18．5±1)℃,本系统不同贝类生物量比较试验结果表明,以褶纹冠蚌生物量384g／m3对水体叶绿素、悬浮物消除效果相对最好,132h,分别达到407．3μg／kg·h和94．7mg／kg·h。在太湖围隔水体中,只有蚌生物量达到一定量值时,才能在有限时段内发挥对水体叶绿素a、悬浮物、藻类生物量降低消除的效果,但褶纹冠蚌生物量过大,单位消除量反而减少。我们在贝类不同组合,对太湖围隔系统水体、藻类结构变化试验的结果与该结果一致。(3)经108h后观察测量,对照组透明度为38～39cm,实验组为72～120cm,是对照组的2．3倍。而且,对照组约1／10水面出现水华,而实验组水面洁净,未出现水华。实验组贝类对叶绿素和悬浮物消除率分别达到72．0％～90．5％和59．1％～80．8％。贝类净化水体效果非常明显。(4)褶纹冠蚌在太湖试验围隔系统中,从10月17日至22日,使藻类结构产生了明显变化;1、2、3、4试验组藻类数量分别下降66．4％;84．0％;95．3％和90．1％。藻类结构中蓝藻占75．8％;微囊藻占蓝藻总量的97．2％。以上各试验组围隔系统中的蓝藻数量分别下降83．6％;91．7％;99．8％和94．4％。微囊藻数量分别下降73．1％;85．8％;100％和90．3％,所以蚌对太湖水体中藻类,特别是蓝藻、蓝藻中的微囊藻数量下降效果是非常明显的。     

石油类污染水体后向散射特性分析——以辽宁省盘锦市双台子河和绕阳河为例

水体悬浮物对溶解在水中的油及乳化油有吸附作用,这种作用会叠加在颗粒物上,对水体的后向散射系数产生影响,而水体后向散射系数是水色遥感的重要参数之一,对建立遥感反演石油类污染浓度半分析模型起着关键性的作用。根据2008年5月在辽宁省盘锦市辽河油田境内双台子河和绕阳河现场测定的水样,对水体组分进行浓度分析,并分别利用分光光度计及后向散射系数测量仪测定水色三要素的吸收系数和水体后向散射系数。根据获取的数据,对石油类污染水体后向散射特性进行分析,分别建立了(1)石油类污染水体后向散射系数光谱模型;(2)石油类污染水体和非石油类污染水体后向散射系数与无机悬浮物浓度的关系模型。研究结果表明:(1)在建立的后向散射系数光谱模型中,幂函数指数平均值为0.87;(2)从相关系数分析来看,对后向散射系数起主要作用的是无机悬浮物浓度,其次是石油类物质浓度,而有机悬浮物浓度几乎没有影响;(3)对于无石油类污染水体,后向散射系数与无机悬浮物浓度为对数关系模型,而与有石油类污染水体更接近线性关系模型。     

基于137Cs示踪的大沽河流域土壤侵蚀模数研究

运用137Cs示踪技术首次研究了大沽河流域土壤侵蚀特征,分析了137Cs在土壤剖面中的分布规律,讨论了土壤侵蚀与深度、土壤粒度等因素间的关系。结果表明:大沽河流域小沽河河段和大沽河上游段流域土壤的年平均侵蚀模数分别为468 t/(km2·a)和308 t/(km2·a),均属轻度侵蚀;土壤剖面中137Cs分布呈尖峰型,集中赋存于约30 cm深度以内,且峰值不在表层;137Cs的面积活度与土壤颗粒粒级间存在明显的对应关系,特别是与>4 φ颗粒含量呈显著正相关,说明137Cs主要被吸附于土壤细颗粒(粉砂和黏土矿物)表面,而较粗颗粒的吸附量很小。     

基于回归分析的滨海湿地草本植物生物量估算方法研究

为了研究利用滨海湿地草本植物的形态指标来估算植物生物量,根据黄河三角洲互花米草(Spartina alterniflora)的调查数据,运用Pearson相关系数和回归分析法,分析了互花米草的形态指标高度、密度、茎直径与地上生物量、地下生物量、总生物量的相关性,构建了回归模型。结果表明:地上生物量和总生物量均与植株高度、密度、茎直径在0.01水平上显著相关,地下生物量与植株密度在0.01水平上显著相关。将相关性显著的生物量和相应的形态指标进行回归分析发现,其拟合优度较好,其中,拟合优度最优的回归模型分别是地上生物量与高度的“J”型增长曲线模型(拟合优度为R²=0.904)、总生物量与密度的一元线性回归模型(拟合优度为R²=0.659)。经过应用精度验证,上述两个模型评价结果均较好,估算值与实测值绝对误差范围为0.01~0.17 kg/m²,相对误差范围为0.71%~12.02%,符合实际估算应用需求。研究结果说明互花米草的生物量可以通过与其相关性较高的形态指标进行回归估算获得。     

环抱式港区水体交换能力数值研究——以闸坡渔港为例

环抱式港池的水体交换能力强弱对港池的水质有重要影响,水体交换通道是改善港池水质的有效措施。本研究以闸坡渔港防波堤改造工程为例,采用不规则三角网格和有限体积方法,在潮流数模研究成果的基础上,建立平面二维对流-扩散数学模型,开展闸坡渔港扩建前后水体交换能力数值模拟研究,评估工程前后港内水体半交换周期和水体交换率。研究结果表明,闸坡渔港的水体交换能力较强,工程前水体半交换时间为129 h,工程后闸坡渔港水体半交换时间为104 h。工程后洲仔峡防波堤被改为涵洞式桥梁,使渔港与外海形成了水体交换通道,增加了港池内外水体相互作用和水体交换量,相应的水体交换能力增强。而港池外的两个水产养殖区域由于与外海相连,水体交换能力较强,工程前后该区域水体交换能力变化不大。     

基于回归模型的南海表层漂流浮标轨迹模拟研究

分别利用地转流、风海流和ROMS模式表层海流中的一项或者多项作为自变量,建立了关于表层漂流浮标漂移速度的回归模型,模拟了2017年12月—2018年2月和2019年12月—2020年2月的南海海域表层漂流浮标轨迹。根据回归模型结果对浮标进行72 h的漂移轨迹模拟,对比结果显示:基于地转流、风海流和ROMS模式表层海流3项作为自变量的回归模型(M_EGR)效果最好,其浮标模拟轨迹的72 h平均距离误差为38 km,平均角度误差为35°,平均综合技术得分为0.34。将风海流和地转流作为自变量加入到以ROMS模式表层海流结果为自变量的回归模型中,浮标模拟轨迹的72 h平均距离误差减少10 km,平均角度误差减少5°,平均技术得分提高0.09,特别是在涡旋附近区域的模拟效果得到显著提升。该方法对利用ROMS模式结果进行漂移浮标轨迹预测具有较好的校正效果。此外,风海流叠加地转流数据和ROMS模式数据在南海漂流浮标轨迹的预测方面具有较好的互补性;在南海流速相对稳定的区域,利用M_EGR模型得到的拟合流速可以较为准确地模拟漂移浮标轨迹,在南海涡旋活跃的区域,该模型效果有待进一步提升。     

复合潜流-潮汐流人工湿地基质对微污染水体的净化性能研究

为强化组合人工湿地对微污染水体的修复,构建了两级复合潜流-潮汐流组合人工湿地(IVCW-TFCW1)和一个单独运行的潮汐流人工湿地(TFCW2)。连续运行结果表明：在进水中,COD、NH₃-N、TN、TP的平均浓度分别为106.69、9.36、14.36和1.03 mg·L^-1的条件下,IVCW-TFCW1能够有效地净化微污染河水,其对COD、NH₃-N、TN、TP的平均去除率分别为93.79%、98.62%、77.24%、18.16%。其中,IVCW对COD、NH₃-N的去除率达到87.38%和97.29%,二级TFCW1在此基础上进一步净化,使其出水浓度降至6.60和0.13 mg·L^-1,达到了国家地表水环境质量标准(GB3838-2002)Ⅰ类标准。通过对实验结果的比较,发现不同湿地单元对COD、NH₃-N、TN的净化效果均表现为：IVCW-TFCW1>IVCW>TFCW2;对于TP的净化效果：TFCW1>IVCW>IVCW...     

芦苇湿地对氮磷污染物质的净化效应及其价值初步估算——以苏北盐城海岸带芦苇湿地为例

对在不同污灌强度下的苏北盐城海岸带两片芦苇湿地的调查发现:在新洋港,氮磷营养物质在2km长的灌渠中的自净率为18.3%～45.6%;苇田净化率在87.08%～95.65%之间;在黄沙港,由于灌溉水体中污染物含量过高,灌渠中的自净率在6.5%～8.7%之间,苇田净化率为61.3%～86.2%,均低于新洋港,而芦苇湿地单位面积净化效果则是新洋港处的3.2～18.5倍。净化效果的差异,说明对苏北盐城海岸带芦苇湿地净化功能的利用可能还存在较大的潜力和空间。单位面积的芦苇净化价值为1120元/hm2·a,比国际估算结果偏低,表明对海岸湿地这种处于生态过渡带的湿地类型中营养物质及其他污染物质的净化研究还有待进一步的实验和研究,这方面工作的开展也具有现实的重要性和必要性。     

基于多项式回归模型的岛礁遥感浅海水深反演

Lyzenga's模型由于简单有效得到广泛应用,但是模型易欠拟合导致精度不高。本文提出了一种基于Lyzenga's模型的改进模型,通过增加多项式次数的方法,扩大模型特征维度,使得反演模型正确拟合,从而提高反演精度。基于WorldView-2遥感影像和0~30 m实测水深数据反演岛礁周围浅水水深,使用10折交叉验证和模型残差分析两种方法验证了改进模型的有效性和鲁棒性。结果表明,改进模型精度更高,在多项式次数为3时,模型最优。最后,根据改进模型反演得到的水深建立岛礁水下地形模型,能够直观、丰富地表达岛礁礁盘的微地形信息。     

菊花心江蓠对中国明对虾养殖环境净化作用的研究

通过陆基围隔探讨了菊花心江蓠(Gracilaria lichenoides)对中国明对虾(Fenneropenaeus chinensis)养殖环境的净化作用。虾的放养密度为32ind.m-2,混养不同放养密度的江蓠(120,240,360,480g.m-2)。经90d的养殖,实验统计结果表明,混养江蓠的中国明对虾的生长和总产量均优于对照组(P<0.05)。水质分析结果表明,在相同的环境条件和管理方式下,各处理组NH4 的含量明显低于对照组(P<0.01),PO43-和叶绿素a的含量也低于对照组(P<0.05)。因此,混养江蓠可以改善水质条件和提高混养对虾的生长和成活率,菊花心江蓠对中国明对虾的养殖具有一定的净化产作用。在菊花心江蓠不同放养密度的处理中,在此对虾放养密度的池塘中混养江蓠的最佳放养密度为360g.m-2。     

碳汇视角下海洋生态效率的时空差异及影响因素研究——以环渤海地级市为例

为了推进海洋高质量发展,建设海洋强国,基于2011～2020年环渤海16个地级市的面板数据,运用非期望产出超效率SBM模型和Tobit模型测度环渤海地级市的海洋生态效率、时空演化特征并实证分析其影响因素。结果表明:(1)从时序演化看, 2011～2020年环渤海地级市海洋生态效率均值呈波动上升趋势,仍有较大进步空间。(2)从空间差异看,环渤海地级市海洋生态效率空间分布格局由2011年高低生态效率水平相间分布的无序状态向2020年两个较高生态效率区空间上集聚的有序化发展倾向转变,但并未出现区域协同化发展趋势。(3)Malmquist生产率指数分解表明,研究前期纯技术效率作为效率增长的单一推动力存在动力不足问题;研究后期2016～2020年,技术进步、规模效率双驱动,保证了海洋生态效率的提升。(4)地区经济发展水平、碳减排水平对环渤海地级市海洋生态效率具有显著正向影响;环境规制、海洋产业结构呈显著负相关;海洋科技水平正向影响但未通过显著性检验。未来要注重海洋科技发展、推进绿色低碳转型以及加强地区间合作,提升海洋发展基础以促进环渤海地区海洋高质量发展。     

基于CF与Logistic回归模型耦合的永嘉县滑坡易发性评价

在研究永嘉县滑坡孕灾环境的基础上,选取高程、坡度、坡向、距河流距离、距道路距离、距断层距离、地层岩性及归一化植被指数(NDVI)8个评价因子,运用GIS的空间分析功能,采用确定性系数(CF)与Logistic回归耦合模型进行滑坡灾害易发性分析.研究结果表明:距断层距离、坡度、高程、坡向和NVDI是影响滑坡分布的主要因子...     

基于ArcEngine的海水水质可变模糊综合评价系统研究与建立——以莱州湾海域为例

水环境污染受到多种因素的影响,污染物质之间存在着复杂的相关性,本文探讨将可变模糊数学方法和GIS技术相结合,应用于海洋水质评价中的路线和方法,建立基于ArcEngine的海水水质可变模糊综合评价系统,实现了海水水质评价相关数据输入与管理、水质环境信息选择与查询、海水水质可变模糊评价、空间分析及综合评价结果制图输出等功能,最后将该系统应用到胶州湾海水水质综合评价中,实现了海水水质评价结果的直观、可视化显示,实践表明GIS技术和可变模糊评价方法应用于海水水质综合评价中是完全可行的,为控制环境污染、进行环境规划提供了科学依据。