自组织数据地图在大辽河河口水质分析中的应用

自组织数据地图(SOM,Self-organizing Map)具有强大的数据压缩和提炼功能,应用它可以对水质监测数据进行处理,找到水质分析的新方法。本文以大辽河河口水质监测数据为例,应用MATLAB中SOM工具箱,采用批处理SOM算法,利用MATLAB语言编写出水质分析程序。该程序通过SOM的训练对数据特征进行分析和显示,并进一步分析SOM训练结果,将监测数据分成4类,最后实现数据跟踪及新的监测数据的自动归类。该方法可以将水质监测数据的特征可视化,便于直观、深入地分析水质状况,为识别水质特征、跟踪水质变化和应对措施提供决策支持。     

海水浴场水质监测与评价研究进展

海水浴场监测工作的开展对于加强滨海旅游区环境管理,保障公众安全和健康起到了重要作用。尽管多年来海水浴场监测工作处于不断完善和发展过程中,但也存在研究基础薄弱等问题。文章在介绍国际相关标准的基础上,分析了我国海水浴场监测与评价体系发展现状与不足,对未来研究方向和管理目标予以展望。     

近岸水质遥感评价参数的选择及评价模型的研究

利用遥感技术的水质评价是海洋环境监测的必然趋势,但目前可通过遥感技术反演的水质参数种类远少于《海水水质标准》中的35项,因此遥感监测时必须反演的水质参数有哪些?利用有限的参数该建立怎样的水质评价模型?成为我们关心的问题。本文以雷州半岛海域为研究对象,通过对实测数据的分析得出13种水质参数中的主导参数为总氮(N)、总磷(P)、化学需氧量(COD)、酸度(pH)、溶解氧(DO)这5种;再通过数理统计理论得出这5种参数对水质分类判别能力的大小关系为:COD> DO> P> N> pH,分别建立对应的五参数、四参数、三参数水质评价模型,并确定最优评价模型。即,雷州半岛海域水质遥感评价时必须反演的参数为COD、DO、P和N,水质综合评价模型为四参数模型,为后续其他海域水质的遥感监测提供可借鉴的方法。     

陆地水质监测的发展轨迹对我国海岸带水质监测的启示

文章回顾陆地水质监测的发展背景,梳理了其监测的技术发展进程,浅析了监测系统功能发挥的成功与失败,介绍了美国海湾生态监测的经验教训。结合如何高效强化我国水域生态监测的方式方法问题的梳理,提出高效率、低成本监测海岸带水质状况的理念与方案。     

基于RS的辽河下游牛轭湖50年演变研究

辽河下游与入海口处是中国重要的湿地区域之一,该地区河流众多,河曲发育,平原上遗留有很多废河道和牛轭湖。利用50年来6个不同时相的美国锁眼卫星KH-4A和Landsat卫星系列MSS、TM、ETM、OLI-TIRS遥感影像及研究区1:250000地质图,采用目视解译和计算机图像处理相结合的方法,对遥感影像进行几何校正、镶嵌、裁剪以及图像增强等处理后,进行河道专题信息提取,结合相关历史资料,分析了1963—2013年辽河下游50年期间牛轭湖的演变。结果表明:过去50年来,辽河下游在河道形态、河漫滩土地利用等方面都发生了重大变化;人为因素对牛轭湖演变的影响增大,从20世纪80年代开始,区域内水利工程建设和农田改造等人类活动间接影响着牛轭湖的演变;近年来,辽河下游牛轭湖演变速度呈现变缓趋势,1963—1984年期间,河曲快速发育并演变成牛轭湖;1984—2002年期间,河曲变化减缓;2002—2013年期间,牛轭湖的演变基本趋于停滞状态。     

海湾水质模型的信息化研究

研究了模拟海湾水环境的水质模型的信息化处理方法、手段以及信息化组织结构等问题。在此基础之上,本文初步建立了以数学模型为主体,辅助以数据库功能,集水环境预报、水质评价等诸功能于一体的信息处理系统。     

星湖水动力条件及水质模型的研究II.水质模型

根据星湖的湖泊特征和水污染特点 ,建立了包括NH+4- N、NO-2 - N、NO-3- N、CBOD、DO的多元耦合氧平衡模型、P平衡模型以及Chl a -P关系统计模型。模型中的参数采用实验法、经验公式法以及利用实测资料率定等方法进行估值。经实测资料验证 ,模型精度达到基本要求 ,可应用于星湖水质管理的实际工作之中     

象山港围隔生态系水质模型研究

在美国环保局开发的WASP(the water quality analysis simulation program,水质分析模拟程序)中的概念模型基础上,运用系统动力学软件Stella9.0.2建立了适用于海洋围隔生态系水质动力学模型.模型包括浮游植物、磷循环、氮循环、碳生化需氧量-溶解氧4个模块,涉及叶绿素a、有机磷、无机磷、有机氮、氨氮、硝酸-亚硝酸盐氮、生化需氧量、溶解氧8个水质指标.利用2010年10月初象山港围隔生态实验数据进行了模型验证和参数率定工作,成功模拟了不同水温条件下围隔水质情况,并确定了30余个模型参数,展现了系统动力学模拟的优势,为揭示象山港海域生态系统的动力学机制,模拟和预测他的变化提供科学依据.     

水质浮标在赤潮快速监测预警中的应用研究

水质浮标监测作为一种在线监测技术,在海洋环境监测中具有重要作用。文章研究和探讨了浮标在线监测系统的组成和建设,介绍了水质浮标在＂863＂项目＂赤潮重点监控区监控预警系统＂和青岛奥帆赛场的实际应用情况,水质浮标在赤潮快速监测预警方面发挥了较好的作用,可进一步推广应用。     

上海市水源地水质综合评价方法的探讨

基于2005年至2007年上海市陈行水库和青草沙水源地的监测资料,应用基于组合权重法的水质综合评价模型对水质状况进行了综合评价。并将综合评价结果与单因子评价结果进行比较分析。研究结果表明:基于组合权重法的水质综合评价模型简便、适用,利用样本信息较为全面,能够实现对水质客观、准确、量化的分类和排序,是一种较为有效的水质评价方法。     

渤海水质监测站位优化研究

以2000年-2010年无机氮、活性磷酸盐和化学需氧量这三个主要污染因子趋势性监测数据为基础,采用水质空间稳定性评价、监测站位时空重要性评价以及站位网络优化设计等技术方法,对渤海2010年原有的海洋环境趋势性水质监测站位进行优化调整,为渤海海域水质的时空变化趋势评价,提供更为有效、客观的支撑。     

基于PSR模型的滨海湿地生态系统健康评价——以辽河三角洲滨海湿地为例

以PSR评价模型为基础,选取人口、经济、环境、资源开发、政策法规和管理决策等指标,诊断和评估滨海湿地生态系统在湿地开发和环境污染等一系列人类活动干扰下的健康现状,将健康等级分为优、良好、一般、较差和极差等5级.结果表明,辽河三角洲滨海湿地生态系统健康状态一般,由于过度的围垦开发,自然湿地面积在1988～2007年间减少了11 072 hm2,其中,碱蓬湿地减少了75%(2 440 hm2),而水产养殖场增加了182%(9 359 hm2).流域及沿岸的工农业排污致使评价区域内水体污染较严重,COD、TIN、活性磷酸盐和Pb的含量分别达到3.06 mg/dm3、795.45、44.01和6.46μg/dm3,普遍为四类或劣四类水质.环境的恶化,导致碱蓬、芦苇湿地面积萎缩,鸟类种类和数量不断减少,底栖生物多样性降低.并据此提出了辽河三角洲滨海湿地的管理与保护措施.     

Reproducibility of river water quality measurements: inter-agency comparisons for quality assurance

We assessed the reproducibility of river state-of-environment (SoE) water quality measurements in the Wellington Region, New Zealand (NZ). Field staff from GWRC and NIWA conducted 29 side-by-side water sampling and in-situ measurements at six river sites of diverse water quality for 12 variables measured routinely in river SoE monitoring across NZ. Field measurements of water temperature, dissolved oxygen, electrical conductivity and visual clarity agreed closely with strong numerical similarity (within 10%). Numerical similarity ranged widely for laboratory measurements, from strong for nitrate-nitrite-nitrogen to weak for turbidity, dissolved reactive phosphorus, and ammoniacal-nitrogen. Numerical agreement was very weak for laboratory pH (which is problematic) and E. coli–which is ‘tolerable’ for many applications given good correlation (R?=?0.94) over a 2000-fold concentration range. The findings of our inter-agency comparison have contributed to quality assurance recommendations in the NZ National Environmental Monitoring Standard (NEMS) for water quality.     

Effects of sampling frequency and laboratory detection limits on the determination of time series water quality trends

Time series trend analysis using the non‐parametric seasonal Kendall Sen Slope estimator and the seasonal Kendall trend test was conducted on a water‐quality data set (raw and flow adjusted) from part of the Wellington Regional Council's freshwater baseline water quality monitoring programme. The trend analysis was conducted a number of times to determine what effects changing the sampling frequency and detection limit may have on the overall result of the analysis. Results indicate that trends detected using a low detection limit are often not detected when a higher limit is adopted. This holds for upward and downward trends. Results also indicate that if the sampling frequency was changed from monthly to quarterly fewer trends were detected. The results also show that where the quarterly data shows a trend it is usually of a slightly different magnitude (slope) compared with the monthly data. This paper serves to illustrate the importance of considering detection limits of variables and sampling frequencies for state of the environment monitoring programmes.     

基于无人船的水质监测及控制系统设计

针对执行水质监测任务过程中固定浮标监测站单点监测存在局限性、船载观测人员取样耗时耗力等问题,本文设计了一种搭载多点、分层自动采水取样装置的智能无人船水质监测系统,可实现目标水域的多点、分层连续水质数据测量及取样。该智能无人船具备基于快速随机树(Rapid Random Tree)算法的自主避障和快速路径规划功能,解决了现有无人船技术存在的多障碍自主路径规划难等问题。同时,本设计结合了ARM9控制芯片、M5310无线传输模块,通过可视化的显示界面和远程WEB访问的功能,大大提升了科研人员及时处理特殊情况便捷性。通过实验测试及比对分析,证明本设计具有智能高效、稳定可靠等优点,能够满足职能部门对于水质监测工作的需要。     

福建主要港湾的水质单项评价与综合评价

根据2000年和2001年福建主要港湾的水质监测资料，对福建16个港湾的海洋环境质量进行了评价．结果显示：福建部分港湾的无机氮和活性磷酸盐超过二类海水水质标准．局部海域已达到富营养化，要重视和防范赤潮的发生和危害．有些港湾还存在不同程度的污染，其综合评价指数在0．43～1．07之间．     

海监航空遥感平台及其在近海水体环境质量监测中的应用

中国海监飞机上装备了光电平台、多光谱扫描仪、高光谱成像仪三大遥感器以辅助海洋监测,对这些遥感器及其在水体环境质量监测中的应用进行了简要介绍。目前海监航空平台已在水体悬浮物调查、核电温排水口监测和溢油监测等方面体现出了巨大潜力。未来将继续深入研究航空遥感平台的应用技术,以更好地利用它不同于卫星的高分辨率、高光谱的灵活机动的监测能力为经济建设的安全可靠发展保驾护航。