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。     

日照近岸水域水质现状分析与评价

根据2011年5、8、10月对日照近海海域进行调查,分析并评价了该海域的水质情况.结果表明,日照近岸海域水质情况较好,评价指标除个别站点无机氮个别月份超过一类海水水质,Cu、Zn的月平均含量略高于一类海水,其他重金属含量均达到一类海水水质要求;通过对海域营养化水平的评价,海域各站点的营养化指数均小于1,未达到富营养化水平.     

夏季三亚湾近岸海域海水水质状况分析与评价

根据2004—2008年三亚湾近岸海域的水质监测结果,采用水质单因子质量指数评价法、有机污染指数法和富营养化水平法对三亚湾近岸海域水质污染状况进行分析评价,并采用秩相关系数法对该海域近5a水质状况进行趋势分析。结果表明:三亚湾近岸海域主要污染物浓度较低,单因子指数值较小;该海域近5a有机污染指数值较小,水质良好;该海域近5a中均处于贫营养化水平,富营养化程度较低;趋势分析显示该海域水质呈逐年上升趋势,但不显著。     

跨海大桥工程对附近海域水质和生态环境的影响及其跟踪监测验证

为掌握跨海大桥工程的建设实施对附近海域水质和生态环境的影响,文章以舟山市小干二桥工程为例,系统分析工程施工期对附近海域水质和生态环境的影响因素、影响方式、影响性质和影响程度,并结合收集的工程附近海域历年水质和生态环境状况的跟踪监测资料,对比分析工程实施前后附近海域水质和生态环境的实际变化情况,验证工程的建设实施对附近海域水质和生态环境的影响程度。研究结果表明:小干二桥工程的建设实施对附近海域水质和生态环境的影响较小。     

人工鱼礁建设对海州湾海域水质改善的作用分析

文章通过对海州湾海域人工鱼礁建设情况统计以及人工鱼礁投放位置与监测点位的变化关系,并根据水质综合污染指数评价结果,对比分析了海州湾海域近15年来人工鱼礁建设前、后水质的变化情况。结果表明:离人工礁区近的点位水质明显好于其他点位水质,可见人工鱼礁建设对海州湾海域水质改善起到极大的促进作用,不仅优化了海域生态环境,而且营造了良好的海洋生物栖息场所。建议进一步加大鱼礁建设范围,发展以人工鱼礁为主的海洋生态环境恢复建设,提高整个海州湾海域生态环境资源的合理配置,调整渔业产业结构、促进海洋产业升级优化。     

辽宁近岸海域水质演化及对近海陆域生态水文格局的响应

根据1991-2000年对辽宁省近岸海域水质的连续监测资料,采用秩相关系数法对辽宁近岸海域水质做了定量评估,结果表明,辽宁省近岸海域海水水质较差,主要污染物为无机氮、活性磷酸盐、石油类和Pb,2000年全省近海海域各类功能区水质总达标率仅为48．1％。秩相关系数趋势预测表明：除COD有下降趋势外,其他主要污染物均有逐年上升趋势,且无机氮的上升趋势最为显著。辽宁省在沿海改革开放的初期,沿海海域的水环境做出了相当大的牺牲：20世纪90年代的中后期水质有了明显的改善,陆域非点源污染对近岸海域水质污染的贡献较大;各主要污染物在各海域的变化不同。生物学指标整体上显示,大连海域和营口海域水质在枯水期要好于丰水期,表现出明显的季节变化。无机氮与石油类和COD呈现出正相关关系,COD与石汕类、活悱磷酸盐和Pb呈现出弱正相关关系,水质PCA结果进一步表明辽宁近海海域水质污染除工业污染外,近海陆域非点源污染对水质污染的贡献最大。生态水文参数的主成分分析(PCA)及与主要污染物的回归分析结果表明,近海海域水质演化受到近海陆域生态水文过程的影响较大,无机氮受到近海陆地水开发影响最大;活性磷酸盐、石油类受到水文过程因子的影响最大;COD和Pb受到农业开发活动的影响最大。建议在辽宁省海水质综合整治的过程中,要加强对近海陆域生态水文过程的调节,实施海陆一体化的综合治理模式。     

青岛奥运海域污染物浓度预测及污染控制对策研究

在已建二维潮流数值模型的基础上,利用物质输运方程模拟了奥运海域主要污染物的浓度分布。结果表明,奥运海域水质整体良好,但是无机氮对奥运水质的影响比COD、活性磷酸盐大,是奥运海域的隐患。为了保持奥运海域良好的水质,本文给出了一系列的污染控制对策,为环境管理者提供了一定的科学依据和建议。     

江苏近岸海域水质变化趋势与成因浅析

近年来,江苏省对可能影响近岸海域海水水质的相关区域实施了全面监测。文章首先指出了江苏近岸海域水环境质量现状,进而依据2008—2012年连续5年所取得的大量监测数据,详细分析了江苏近岸海域海水水质主要污染物指标变化趋势。提出了造成近岸海域海水水质污染的主要成因。     

优化模糊综合评价法在厦门湾水质评价中的应用

文章采用模糊综合评价法,选取厦门湾海域2018年春、夏、秋三季水质监测数据进行水质综合评价。结果表明：厦门西部海域、同安湾、九龙江河口区为污染严重的区域,为Ⅳ类水体;南部海域、东部海域和大嶝海域的水质状况良好,以Ⅰ类水体为主;DIN和DIP为影响厦门湾水质的主要污染物。结合采用面积比法的模糊综合评价结果显示,2018年厦门湾整体处于Ⅲ类水体状况,水质状况有待进一步提升。     

海口市龙昆沟入海排污口邻近海域水质状况与评价

根据2007-2009年海口市龙昆沟入海口邻近海域的水质监测结果,采用水质单因子污染指数评价法对该海域的水质状况进行分析和评价。结果表明:海口市龙昆沟入海口邻近海域受到无机氮、活性磷酸盐和石油类污染较为严重,化学耗氧量及生化耗氧量也出现轻度污染,排污口邻近海域海水水质环境有恶化的趋势。并且依据分析结果,提出了相应的防治对策。     

海南三亚湾海域水质状况评价

本文根据1998年10月至1999年8月海南三亚湾海域水质监测结果，分析了各水质参数的周年变化，在对各水质参数进行污染指数计算的基础上，应用水质综合评价模式，对该海域进行水质评价。结果表明：（1）受河口和高含量测值的影响，三亚湾海域水质呈现轻度污染状态，河口水质已接近严重污染；（2）除重金属Pb外，该海域其它水质参数均未超出一类海水水质标准；（3）除重金属Pb外，该海域其它水质参数变化的控制因子。     

胶州湾东岸娄山河李村河附近海域水质变化预测

利用二维有限元方法对胶州湾海域潮流场数值模拟正确的基础上,建立了胶州湾东岸娄山河、李村河附近海域水质预测模型,并利用该海域水质现状监测资料对预测模型进行了验证,然后根据娄山河污水处理厂一期和李村河污水处理厂二期201O年工程建成后的运行情况,预测了其附近海域的水质。预测结果表明,在污水处理厂正常运行情况下,COD大于3.0mg/L的海域面积约为0.26 km~2.无超四类海水水质标准的区域,其附近海域水质状况比现状有较大改善;但是在事故情况下,各河口附近海域水质变差,超四类最大面积分别达到0.84km~2和0.54km~2,比现状增加0.53km~2和0.23km~2。     

夏季三亚半山半岛帆船港附近海域水质环境特征分析

三亚半山半岛帆船港是海南第一座世界级的帆船港,是"沃尔沃"国际帆船赛亚洲唯一经停港,位于三亚珊瑚礁国家自然保护区实验区的北部边缘。为了解帆船港运营以来对附近海域的水质环境影响,根据三亚半山半岛帆船港附近海域2013年6月的水质调查资料,对该海域环境质量状况进行了分析,运用单项水质参数法、水体有机污染指数法和富营养化指数法对三亚半山半岛帆船港附近海域水质进行分析和评价。结果显示:帆船港附近海域水质主要受三亚河径流影响,帆船港附近海域水质处于良好状态,帆船港的运行未对附近海域的水质环境产生较大影响。采用主成分分析法得出影响海水富营养化的主要驱动因子,结合历史资料分析,提出对半山半岛帆船港水域环境质量管理的措施,为相关部门提供管理的理论基础和技术支撑。     

定海西蟹峙海洋倾倒区周边海域环境质量综合评价

文章根据2012年9月定海西蟹峙海洋倾倒区及周边海域的水质监测结果,采用水质单因子指数评价法、有机污染指数法和富营养化指数法对水质污染状况进行分析评价,并对其潜在性富营养化进行了评价。结果表明:西蟹峙海洋倾倒区及周边海域水质重金属、化学需氧量、溶解氧含量符合《海水水质标准》第二类,无机氮和活性磷酸盐含量超标严重;该海域水质有机污染指数值较大,水质污染严重;该海域处于富营养化水平,富营养化较严重;潜在性富营养化评价结果为磷中等限制潜在性营养。     

长岛连岛坝两侧海域海水水质比较研究

长期以来,连接南北长山岛的大坝一直被视为导致其西侧庙岛塘海域水质恶化的重要原因,但这种推断并没有得到证实。通过分析2007年9月和11月2次海水水质调查数据,比较了连岛坝两侧海域的水质环境。对比分析结果表明,连岛坝西侧半封闭海域海水质量较东侧开放海域略差,但不同类的水质因子表现完全不同。研究认为,拆除南北长山岛间的连岛坝,促进连岛坝两侧海水交换,可降低西侧海域的部分海水水质因子的浓度,从而对改善其水质环境起到一定的作用。但单纯从水质的角度看,这种作用是有限的。     

岸/岛基站海洋生态环境在线监测系统建设选址调查方案探讨

在国家海洋局大力推进海洋生态环境在线监控工作背景下,依据国家海洋局"一站多能"工作思路,提出在已建海洋潮位站搭载建设海洋生态环境在线监测系统。以舟山潮位站在线监测系统建设为例,在充分开展了比对调查基础上,对岸/岛基站海洋生态环境在线监测系统建设选址调查方案的设计进行了探讨,从水质对照站位的选择、监测参数和频率的确定等方面对在线监测系统建设选址海域的水质代表性进行论证。舟山潮位站海域选址调查结果表明,对于在线监测的水温、盐度、p H、溶解氧、浊度、叶绿素、亚硝酸盐、硝酸盐、氨氮、磷酸盐和硅酸盐等共11项参数,舟山潮位站海域与邻近海域水质具有良好的一致性,与邻近海域历史数据具有可比性,据此认为舟山潮位站海域水质具有良好的水质环境代表性。     

三亚湾海域水质现状评价

利用1999年夏季三亚湾海域水质监测结果,在对各水质参数进行污染指数计算的基础上,应用水质综合评价模式,对该海域进行水质评价。结果表明：(1)受河口和港口高浓度测值的影响,三亚湾海域水质呈现轻度污染状态,河口水质已被严重污染;(2)除溶解氧和重金属Pb外,该海域其它水质参数均未超出一类海水水质标准。     

象山港特征污染物浓度分布反演研究

文章首先简述2009年象山港海域环境现状,总结该海域中化学需氧量(COD)、无机氮 (DIN)、活性磷酸盐 (DIP)3项主要水质因子的超标情况及海水富营养化状态,并与往年数据进行对比,叙述象山港海域水质发展趋势;其次,利用FVCOM中的污染物输运数学模型对象山港海域中以 COD、DIN、DIP为代表性水质指标进行现状模拟,将几组不同工况的模拟结果分别与实测数据进行对比,从而确定可用于模拟象山港海域现状水质环境的排放口浓度。     

浮山湾帆船基地海域水质变化预测及分析

在对青岛浮山湾帆船基地海域水质现状分析评价的基础上, 利用二维平流-扩散模型, 选取化学需氧量(Chemical oxygen demand, 简称COD)作为水质指标因子, 按麦岛污水处理厂改造扩建前、改造扩建后正常运行及改造扩建后事故运行3 种情况, 对污水排海给帆船基地海域水质带来的影响进行了预测和分析。由3 种情况预测结果可以看出: 1)麦岛污水处理厂改造扩建后, 大大改善浮山湾帆船基地周围海域的水质情况; 2)麦岛污水处理厂改造扩建后, 正常运行情况下入海COD 对帆船基地海域水质的影响不大, 海水中COD 浓度未出现超一类海域水质要求的情况; 在事故运行情况下入海COD 在排污口附近有超一类海域水质的现象, 面积最大为2 674 m², 未出现超二类以上海域。     

2012—2016年象山近岸海域水质评价与模拟研究

为了解象山近岸海域水质污染状况,文章根据2012—2016年象山县近岸海域的水质监测结果,分析象山近岸海域水质现状及年际变化。应用灰色预测的模型来对象山近岸海域水质主要污染物的相关数据进行处理,得出主要污染物的预测结果。分析结果表明：象山近岸海域主要污染物为无机氮。用预测结果和实际数值通过残差验证,最后模拟出今后几年的监测值,为象山县近岸海域生态环境相关管理部门提供数据支撑和决策依据。