2012-2018年洪泽湖水质时空变化与原因分析

洪泽湖是南水北调东线工程的重要枢纽.为评估水环境长期变化,于2012-2018年开展逐月水质监测.结合水文气象与淮河水质水量数据,分析洪泽湖水质长期变化趋势及空间分异的驱动因素,结果显示:2012-2018年,洪泽湖总氮、总磷多年平均浓度为1.74和0.081 mg/L,分别为Ⅴ类水和Ⅳ类水,透明度均值为0.48 m,...     

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.     

近70年来太湖水体磷浓度变化特征及未来控制策略

分析湖泊中磷浓度的变化特征,揭示其变化的驱动机制,是有效实施湖泊水体磷浓度控制的前提.本文整理分析了太湖70年来(1949-2020年)水体磷浓度监测历史资料,对比了太湖不同湖区、不同时间尺度水体磷浓度的差异性及波动性,发现影响太湖磷浓度变化的原因既有人为的因素,也有自然的因素.无论是污染较轻的1950年,还是污染负荷...     

近40年来南四湖湿地NDVI变化特征及其控制因子分析

利用Landsat系列卫星的MSS、TM和ETM+遥感数据,计算了研究区的归一化植被指数(NDVI),并以此为湿地植被活动的指标,研究1973 2011年间该湿地植被变化特征及年内季节变化特征,揭示植被活动在年内和年际变化的控制因子以及湿地植被对于气候变化、人类活动和极端干旱事件的响应特征.结果表明:(1)近40年来南四湖湿地植被各个季节的变化特征不尽相同.春季NDVI呈现先降低后增加的特征,主要先后受到研究区围垦、渔业养殖等人为活动和气候变化(增温)的影响;夏季和冬季的NDVI呈现显著降低趋势,主要受到围垦、渔业养殖等人类活动的影响;秋季NDVI的变化不显著.(2)年内季节变化方面,湿地植被面积和NDVI都呈现单峰的变化特征,从春季开始增加,在夏季末(全年的第202和205 d)达到最大值,然后开始下降,到冬季降至最低.植被的年内季节变化特征主要受到月均温度的控制.(3)干旱在一定程度上不是湖泊湿地NDVI增加的限制因子.干旱导致湖泊水位下降,滨湖滩地及湖底露出,可能会促进湿地植被生长和植被面积的扩大,使得湿地NDVI增加.     

蒙新高原湖泊水质状况及变化特征

蒙新高原位于干旱/半干旱气候区,区内湖泊众多,但多为盐湖和咸水湖.近年来,由于湖泊咸化、萎缩甚至干涸的过程加快,区内多数湖泊水资源严重短缺,湖泊及其流域的生态环境遭遇巨大破坏.本文选取蒙新地区11个淡水和微咸水湖泊,通过对不同区域和不同类型的湖泊水质状况分析和对比研究,揭示蒙新地区湖泊水质现状及其变化特征与原因.结果表明,新疆地区湖泊类型多样,湖水阴、阳离子涵盖了各种水化学类型,而内蒙湖泊均为钠组-氯化物型.不同湖泊间湖水离子浓度和矿化度差异较大,湖水交换是蒙新地区湖泊水体矿化度的主要影响因素;与1988年相比,哈纳斯湖、阜康天池和赛里木湖等山地湖泊矿化度无明显变化或呈下降趋势,反映了区域气候变化特征;柴窝堡湖和红碱淖湖水矿化度快速升高,而达里诺尔水体矿化度增幅较小,其差异反映了修筑水库、地下水开采等人类活动在湖泊水环境变化中的不同作用.近50年来,乌伦古湖、博斯腾湖、吉力湖和乌梁素海水体矿化度波动升高,尤其近年来矿化度升高趋势加快,反映了流域内工农业等人类活动增强而导致入湖污染物增加以及气候干旱引起湖水浓缩两个方面所产生的叠加效应.     

1950s以来洞庭湖调蓄特征及变化

针对洞庭湖区淤积、围垦和江湖关系变化对湖泊调蓄功能的影响,根据洞庭湖调蓄属于典型复合洪水波的实际情况,提出利用离散小波分解和计算入、出湖径流过程方差的方法揭示1950s以来洞庭湖调蓄特征及其实际调蓄作用的多年变化.结果发现:洞庭湖削减的洪峰主要是32 d以下的中短尺度洪水波,其全年整体削峰系数在0.13~0.56之间;从入、出湖径流方差多年变化体现的调蓄效果看,洞庭湖区近几十年淤积围垦虽然极大地改变了湖区面积和容积,但并未使湖泊调蓄作用发生大的变化.结合洞庭湖削峰系数与城陵矶-螺山段水位落差的对应关系,认为在整个江湖系统关系中洞庭湖的调蓄能力是被动的,其变化主要取决于城陵矶以下河段过水能力对洞庭湖泄流的制约.从整个江湖关系下的洞庭湖调蓄变化特征看,1990s以来湖区"小水大灾"的原因之一是入湖径流过程的短尺度方差和削峰系数较大,本质上是由荆江裁弯和三峡运行导致的江湖关系变化引起的长江螺山段出流使出湖径流方差减小造成的.     

基于Matlab的断裂带温泉水地球化学特征及地震活动性研究

基于Matlab开发出地下流体分析软件,对比分析了甘肃西秦岭北缘的武山、街子和清水温泉水化学组分特征;初步分析了温泉水水质类型、补给来源、水-岩平衡状态以及循环深度,并讨论了温泉水深循环对地震活动性的影响.研究表明温泉水均为大气降水成因,其水化特征受围岩的控制作用;清水温泉水的成熟度没有武山和街子温泉水高.地下水循环深度较浅的武山温泉和街子温泉水化类型属于Na-HCO3·SO4·Cl,所处断裂的地震活动频繁;地下水循环深度较深的清水温泉水化类型属于Na-SO4·Cl,所处断裂的地震活动性弱.     

南水北调东线调度对南四湖水质的影响

南水北调东线一期工程2013年通水,必将对南四湖水质产生重大影响.借鉴既有成功理论方法,建立南四湖三维水力调配和水质模型,并经实测值验证.利用该三维模型,模拟南水北调东线一个完整调水期中的南四湖常规、干旱调水工况调度运行过程,分析南四湖上级湖、下级湖的水力和水质变化规律,提出加强和改善南水北调东线调度管理的措施和建议,既可充分发挥南水北调工程效益,又可改善南四湖水质.     

南四湖底栖动物群落结构特征及其与环境因子的关系

为了解南四湖大型底栖动物群落结构特征及其与环境因子的关系,于2010年对南四湖15个采样点的底栖动物和生态环境进行4次调查研究.结果表明:共检出底栖动物23种,栖息密度和生物量为311.57 ind./m2和44.39 g/m2;群落物种优势度指数较高,优势种集中于羽摇蚊幼虫(Chironomus plumosus)和霍甫水丝蚓(Limnodrilus hoffmeisteri),分别占个体总数的77.45%和11.39%;水生植物生物量为1613 g/m2,盖度为33%,存在显著季节变化与空间差异,但底栖动物群落特征与之无显著相关性;南四湖水域主要污染物为氮,其次为磷,最后为高锰酸钾指数;2010年度除底栖动物物种数与水体CODMn含量呈显著负相关以及栖息密度与水体相关加权综合营养状态指数呈显著正相关外,其余底栖动物群落特征与水生植物、水质理化指标及营养状态间均未表现出显著相关性;依据底栖动物Goodnight-Whitley生物指数和水质相关加权综合营养状态指数评价结果,南四湖除局部区域受到严重的外源污染外,总体为清洁-中度营养类型.     

南四湖沼泽化现状及其驱动因素分析

为了解南四湖近几年沼泽化加剧的现状及其根源,2008年8月,2009年6月,2009年8月,2010年6月和2010年8月先后多次对南四湖全湖,及21条主要入湖河道河口区进行调查和采样分析.结果表明:调查的25个样点中除微山岛保护区附近和船舶密集的界河口附近4个样点无沼泽化表征,运输繁忙的老万福河人湖口和南阳湖敞水区2...     

南四湖消落带底泥有机磷赋存形态及分布特征

研究南四湖消落带底泥有机磷赋存形态及分布特征,有利于全面揭示湖区各形态磷迁移转化规律,对南四湖富营养化防控及南水北调东线调水水质保障具有重要的科学意义。以南四湖消落带底泥为研究对象,采用改进Hedley连续分级提取法测定底泥中各形态有机磷含量,通过紫外可见分光光谱与三维荧光光谱技术表征底泥有机分子结构特征及稳定性,反映消落带有机磷结构及稳定性差异,运用Pearson相关性分析及主成分分析解析底泥各形态磷与其他理化指标的相关性。研究结果表明,南四湖消落带底泥总磷含量均值为679.90 mg/kg,其中有机磷(OP)占比20.03%~45.69%。各赋存形态有机磷含量及相对比例大小依次为:残渣态有机磷(67.58%)＞钙结合态有机磷(16.61%)＞铁/铝结合态有机磷(7.62%)＞碳酸氢钠提取态有机磷(5.97%)＞水提取态有机磷(2.22%)。南四湖消落带底泥OP含量及形态主要受内源影响,主要来自内源性微生物代谢。南四湖消落带西岸底泥磷释放风险高于东岸和南岸消落带。相关性分析发现,消落带底泥pH与磷含量显著负相关,表明随着底泥碱性的增强可能导致底泥磷向水体中释放的风险更高;底泥有机质与OP显著正相关,表明有机质可能是OP的重要载体;主成分分析发现底泥各形态磷呈正相关性,表明消落带底泥各形态磷具有同源性。研究结果可为南四湖湖区内源磷释放控制及富营养化风险防控提供科学依据。     

鄱阳湖丰水期着生藻类群落空间分布特征

着生藻类一般生长位置相对稳定,其群落分布主要受环境因素的影响,同时,着生藻类还是重要的水环境指示生物.本研究对鄱阳湖丰水期5个典型湖区(主航道、西部湿地、南矶湿地、撮箕湖和东南湖汊)着生藻类的群落结构特征进行调查,包括生物量、优势种及生物多样性,分析影响着生藻类群落区域分布的环境因子,以期为鄱阳湖水环境保护和水资源合理利用提供基础资料.结果表明:鄱阳湖着生藻类群落以硅藻、绿藻和蓝藻为主;鄱阳湖着生藻类总生物量有着明显的区域差异:主航道区域的生物量相对最高,平均为419 mg/m^2;其次是东南湖汊,平均为322 mg/m^2;南矶湿地和西部湿地分别为172和52 mg/m^2;而撮箕湖的总生物量相对最低,为9 mg/m^2.主航道的着生藻类优势种群为绿藻和硅藻,西部湿地、南矶湿地、撮箕湖和东南湖汊4个区域的优势种群为硅藻.冗余分析结果显示鄱阳湖丰水期着生藻类群落分布与总磷、电导率、pH值、总氮、硝态氮和悬浮物等理化因子关系较为密切.鄱阳湖主航道与长江连通,水体流速高;西部湿地、南矶湿地、撮箕湖和东南湖汊为季节性连通湖泊,丰水季节与主湖区水体连为一体,枯水季节独立蓄水.5个湖区的区域差异是导致其着生藻类群落结构差异的重要原因之一.着生藻类的多样性指数分析表明鄱阳湖水体处于中度污染状态.     

近50a洱海水环境演变特征及其主要驱动因素

基于1971 2020年近50年洱海湖区主要水质指标的监测数据,采用M-K检验和GAMs模型定量解析了洱海水质的年际变化趋势,采用多元回归法综合分析了洱海水环境演变的驱动因素。结果表明,近50年来,在流域发展与湖泊保护双轮驱动的作用下,洱海水质年际波动明显,主要水质指标浓度也呈现出多个显著变化的趋势过程。1980s初至1985年间水质指标浓度显著上升,主要与流域南部城镇化发展有关;1986 1980s末显著下降,与南部截污干渠(管)建设密切相关;1990s末至2003年间显著上升,主要与南部城镇工业发展、农业种植结构调整等重要发展策略有关;20042008年间显著下降,主要与中心城区截污治污、环洱海湖滨带修复等重要工程实施有关。在此期间洱海发生过两次较为严重的规模化藻华事件,1996年在水质优良的情况下洱海首次发生蓝藻水华,这与长期低水位运行、网箱养鱼和银鱼引种等导致湖泊生态系统严重受损密切相关;2003年在水质污染加重、生态系统尚未恢复情况下洱海再次发生蓝藻水华。2次藻华事件也改变了流域发展政策,对洱海的科学认识和保护治理力度不断加大,特别是2016年以来高强度的湖泊保护工作,促使洱...     

南四湖消落带底泥磷形态分布特征、影响因素及释放风险

南四湖是南水北调东线最大的调蓄湖泊,周期性水位涨落会形成大面积消落带,认知消落带底泥磷形态赋存特征、影响因素及释放潜能,对于保障东线调水水质具有重要的科学意义.本研究分析了南四湖消落带底泥磷形态分布特征,探讨了各形态磷与土地利用、母质类型及底泥理化因素之间的关系,评价了南四湖消落带底泥磷的污染程度并分析了其释放风险.结果发现,消落带底泥中总磷(TP)、无机磷(IP)、NaOH提取态磷(NaOH-P)、HCl提取态磷(HCl-P)和有机磷(OP)含量的平均值分别为745.37、510.51、50.42、460.09和234.86 mg/kg,以HCl-P为主的IP占比较高.南四湖消落带底泥各形态磷含量具有较高的空间异质性,TP、IP、OP、HCl-P和NaOH-P含量的变异系数分别为30.7%、36.9%、29.6%、37.6%和51.2%.自然湿地、乔木林地和水浇地等土地利用方式下的底泥NaOH-P、HCl-P、IP、OP和TP含量差异不显著.土壤类型对消落带底泥OP含量影响明显,但对TP、IP、NaOH-P和HCl-P含量则影响不大.NaOH-P含量与HCl-P含量具有显著正相关,与...     

夏季短期调水对太湖贡湖湾湖区水质及藻类的影响

贡湖湾作为"引江济太"工程长江来水进入太湖的第一站,湖湾水体生态环境的变化是对调水工程净水效果的最好响应,因此本文针对贡湖湾一次夏季短期调水展开调查研究,分别取2013年7月24日(调水前)和2013年8月18日(短期调水后)两次监测水样的水体理化指标和浮游藻类群落数据进行了对比分析,并对浮游藻类群落与环境因子做了相关性分析.结果表明:受来水影响,短期调水后监测区水体的p H略有下降,溶解氧、浊度、硝态氮、总氮、总磷以及高锰酸盐指数等水体理化指标浓度均较调水前有所升高;其中受调水影响最为显著的区域为望虞河的入湖口区、湾心区.两次监测调水前后湖区水体优势藻种属未发生变化,仍以微囊藻为主,但蓝藻种属比例有所下降,绿藻和硅藻等种属比例则有所上升.望虞河入湖口区和贡湖湾湾心区的Shannon-Wiener多样性指数和Pielou均匀度指数受调水的影响升高.同时,浮游藻类群落结构与受水水体理化参数的冗余分析结果表明,此次监测的短期调水后,太湖贡湖湾监测湖区水体p H、溶解氧、硝态氮、总氮、总磷、高锰酸盐指数等环境因子与浮游藻类的群落分布呈显著相关,是影响受水水体中藻类群落的主要环境因子.     

高邮湖、南四湖和东平湖有色可溶性有机物来源组成特征

高邮湖、南四湖和东平湖作为南水北调东线枢纽湖泊,其水质状况对保障调水安全起到关键性作用本文运用三维荧光光谱平行因子分析法(EEMs-PARAFAC)分析了3个湖泊在不同水文情景下有色可溶性有机物(CDOM)吸收、荧光光谱特征以及荧光组分与主要水质参数的相关性,以探究3个湖泊CDOM来源组成特征结果表明,平行因子分析法解析CDOM三维荧光图谱,得到陆源类腐殖质C1、类色氨酸C2和类酪氨酸C3不同水文情景对高邮湖CDOM来源与结构组成影响较明显,丰水期其类腐殖质荧光强度显著大于枯水期(t-test,P<0.01),并且与a(254)呈正相关(R²=0.85,P<0.01),表明类腐殖质是CDOM主要部分,该荧光组分贡献率可达50%[F_maxC1/(F_maxC1+F_maxC2+F_maxC3)×100%],高邮湖受到入湖河流来水的影响较大,丰水期入湖口附近荧光强度明显高于其他水域东平湖和南四湖CDOM来源组成特征相似,丰水期东平湖和南四湖组分C2和C3显著低于枯水期(t-t...