基于ELCOM-CAEDYM模型的淀山湖营养物投入响应关系的模拟

针对淀山湖严重富营养化的问题,应用三维水动力-水质耦合模型ELCOM-CAEDYM对淀山湖水质进行了模拟,确定了一套可应用于淀山湖水质模拟的参数,并对模拟结果进行了验证;验证结果显示,ELCOM-CAEDYM耦合模型较好地模拟了常规水质和藻类浓度动态变化,模拟结果的总体变化趋势与实测结果相符合.同时运用该模型对淀山湖营...     

2005-2014年乌梁素海湖泊水质变化特征

为了确定乌梁素海湖泊水质变化特征,选取乌梁素海2005-2014年6-9月长序列的水质实测数据,分析溶解氧、化学需氧量、总氮、总磷及氟化物的年际变化特征.采用灰色模式识别模型对乌梁素海2005-2014年的水质进行评价,并结合乌梁素海的实际状况,从外源污染、入湖污染物负荷量及入湖水量3个方面对其水质变化的影响因素进行分析.结果表明：2005-2014年间,水质状况转好;除总磷外,各污染指标浓度均有不同程度的下降;灰色综合指数表明乌梁素海水质正向良性方向发展;总磷治理应成为乌梁素海污染治理的主要方面;外源污染的削减、入湖污染物负荷量的降低及入湖水量的增加是乌梁素海水质转好的主要影响因素.     

一种水污染的综合控制模型

本文将水质预测及水污染控制措施有机地结合,选取水环境容量和污染指数作为水污染控制的参数,这样,一给对流－扩散水质方程的求解除就是实现本研究目的的关键,本研究彩和的模型在现有的水质模型基础上有所改进,因为其采用四点隐格式对水质进行预测,推求可接给污染物的环境容量值有为保证水质而陷定的污染物浓度值,从而制定相应的水污染控制措施,为整体考虑各种污染物的情况,建议彩和河流的污染指数进而推求综合污染指数,总之,本研究为水质保护提供了科学的计算方法,该法对水污染及污水对河道水质的影响是实用有效的。     

呼伦湖主要入湖河流克鲁伦河丰水期污染物通量(2010-2014)

为控制呼伦湖的水体恶化趋势,利用2010-2014年的水质监测数据首次对呼伦湖的主要入湖河流——克鲁伦河丰水期(6-8月)氨氮、总氮、总磷和化学需氧量等污染物的入湖通量进行详细研究.采用单因子指数法对水质进行评价,通过等标污染负荷确定入湖口的首要污染物,利用相关性分析研究水质、水量、污染物通量三者之间的相互关系.结果表明:克鲁伦河入湖口水体受总氮与化学需氧量污染较为严重,均处于V类或劣V类水平,总磷浓度整体处于Ⅲ~Ⅳ类水平.污染物入湖通量有逐年递增之势,2014年稍有下降,总氮的等标污染负荷最高,为入湖口的主要污染物.入湖口水质与水量呈现出一定的正相关关系,水量是影响污染物入湖通量的关键因子,而入湖水质则是影响入湖通量的主要影响因子.控制总氮及化学需氧量的入湖通量是当前的首要任务,合理控制放牧、将村镇的污废水处理后达标排放是减轻河湖水体污染的当务之急.     

2007年以来环太湖22条主要河流水质变化及其对太湖的影响

随着现代经济的迅速发展,太湖流域污染问题日益严重.为了解太湖湖区以及入湖河流的水质变化趋势,分析两者之间的关系,本文选取太湖湖区以及环太湖22条主要入湖河流2007-2014年水质监测资料,按行政区划分析22条主要入湖河流的氨氮、高锰酸盐指数、总磷和总氮浓度变化趋势以及其与太湖水质关系.结果显示,江苏省境内河流2007年以来污染物浓度普遍高于浙江省,但主要入湖河流总体上呈好转趋势,并且河流各指标的浓度变化与太湖的水质变化密切相关,验证了河道污染物输入作为太湖主要的污染物外源,直接影响太湖水质的变化,指出对入湖河流污染物的控制是缓解和治理太湖污染输入的重要途径.     

辽宁省大伙房水库及入库河流水质空间特征与河库水质关系

入库河流与水库存在空间上的连续性,河流污染物输入是水库水质恶化的主要原因,对大伙房水库及其入库支流61个采样点的水质状况进行调查,并运用聚类分析和主成分分析对大伙房水库及入库支流的水质空间特性和主要污染物进行分析.聚类分析显示,按照水质相似性将大伙房水库及入库支流水质可分为上游区、下游区和库区3个典型空间区域.分别对3个区域进行主成分分析,结果显示:入库支流上游区和下游区水质主要影响因素为氨氮、总氮和化学需氧量,库区影响水质的主要因素为温度、p H值、浊度、溶解氧、电导率、氨氮和总氮.对上游、下游和库区水质均有显著影响的因子为氨氮和总氮,上游区、下游区和库区氨氮浓度均值分别为0.06、0.10和0.19 mg/L,总氮浓度均值分别为0.13、0.16和0.26 mg/L.入库河流下游区对水库水质影响较大,受社河和浑河污染物输入的影响,大伙房水库水质在空间上呈现社河入库区水质优于浑河入库区水质.并且库区氨氮和总氮浓度均与距岸边距离呈负相关,溶解氧和p H值均与距入库口距离呈负相关,表明入库河流污染物输入和环库区面源污染均对大伙房水库水质产生一定影响.     

滆湖氮、磷平衡研究

通过１９９２￣１９９３年千岛湖水质、底质、生物和污染源调查,对其水环境质量和污染物输入作了综合评价。结果表明,千岛湖水质状况良好;但局部水域水质污染逐年加重,湖泊已属中营养状态。非点源输入量占入湖污染总量的９５％,其中５０％来自上游安徽来水。建立了对流扩散模型并进行水质预测,提出了千岛湖水环境保护对策。     

太湖流域上游平原河网区水质空间差异与季节变化特征

在太湖流域上游的宜溧—洮滆水系主要河道设置67个监测点,分别于2014年1月(冬季)、4月(春季)、8月(夏季)、11月(秋季)进行水质监测,采用多元统计方法分析了水质的空间差异性和季节性变化,并利用水质标识指数法对水环境质量进行评价.结果表明,宜溧—洮滆水系污染程度较严重,总氮(TN)、总磷(TP)和高锰酸盐指数(CODMn)浓度年均值分别为4.93、0.26和7.63 mg/L;单因素多元方差分析和聚类分析显示污染物浓度具有显著时空差异性,时间上冬、春季污染程度较高而夏、秋季较低,空间上无锡和常州氮、磷污染较为严重,宜兴和溧阳市有机污染程度较高;水质标识评价结果显示流域内水质基本为IV类或V类,其中TN、TP及CODMn是关键污染指标.     

三峡工程运行前后洞庭湖水质变化分析

为了解三峡工程运行前后洞庭湖水质变化,基于1996 2013年洞庭湖水质监测数据,采用内梅罗污染指数(IP)法对三峡工程运行前后洞庭湖水质进行评价,并对洞庭湖水质与主要污染物的时空变化特征进行分析.结果表明,1996 2013年洞庭湖IP值在1.10~2.20之间,平均值为1.63,水质属轻污染~污染,总体变化平稳,但从2010年起,洞庭湖IP值连续低于其多年平均值,总体水质趋好;主要污染物为总磷和总氮,总磷浓度变化平稳,总氮浓度则呈显著上升趋势.与三峡工程运行前相比,三峡工程运行后洞庭湖全年和汛期总氮浓度以及南洞庭湖IP值和总氮浓度显著升高,南洞庭湖水质显著恶化.洞庭湖IP值和总磷浓度的水期分布格局均由三峡工程运行前的汛期非汛期变化为三峡工程运行后的非汛期汛期,其空间分布格局均由三峡工程运行前的西洞庭湖东洞庭湖南洞庭湖变化为三峡工程运行后的西洞庭湖南洞庭湖东洞庭湖;从2010年起,洞庭湖IP值的空间分布格局发生新的变化,其大小顺序变化为东洞庭湖南洞庭湖西洞庭湖.三峡工程运行前后洞庭湖IP值与总磷浓度的时空变化与其水沙条件变化有关,总氮浓度的空间分布受三峡工程运行影响较小,主要受湘江、资水等"四水"流域氮污染的影响.     

气象条件对淀山湖水质的影响

根据2007-2014年淀山湖湖体每月高锰酸盐指数(CODMn)、氨氮(NH3-N)、总氮(TN)和总磷(TP)等水质资料和青浦区气象局月平均气温、降水量和日照时数等气象资料,运用数理统计方法和特征值比较法分析淀山湖湖体CODMn、NH3-N、TN和TP等水质资料变化规律及温度、降水和日照时数等对水质的影响.结果表明:(1)气象条件影响淀山湖湖体水质.平均气温、日照时数影响NH3-N、TN和TP浓度,表现在平均气温高、日照时数多,NH3-N、TN浓度降低,相反平均气温低、日照时数少,NH3-N、TN浓度升高;平均气温高,也会使TP浓度上升,平均气温低,TP浓度降低.降水对水体中CODMn、NH3-N和TN等浓度有稀释作用,降水量多的月份其浓度偏低,相反降水量少的月份其浓度偏高.(2)受气象条件影响,CODMn、NH3-N、TN和TP有季节变化.CODMn浓度4-9月较高,10月翌年3月较低;NH3-N、TN浓度最高值出现在2-4月前后,最低值出现在7-10月;TP浓度最高值出现在7-8月,最低值出现在10月翌年5月.(3)淀山湖CODMn、NH3-N、TN和TP浓度呈下降趋势.     

淀山湖水量的初步研究

分析了淀山湖水量的主要补给来源及淀山湖水量受潮沙影响的泄流规律,并用1988年的实测资料研究枯水年型的淀山湖水量平衡。计算结果表明:淀山湖区在1988年降水稀少,但它可获取邻近河湖及长江等水体的水源补给,使湖水量达到年内基本平衡。     

西湖引水前后氮 , 磷 , 叶绿素 A 含量的年周期变化

研究了杭州西湖引水前后主要湖区水体中的氮、磷、叶绿素a的年周期动态变化。结果表明:外湖等五个湖区的总氮含量在春季和秋季有两个高峰值,与引水前相比变化不大。硝酸盐氮各湖区均在1～4月呈现高峰。各湖区的总磷含量5月开始急剧上升,9月后降至最低;氮、磷在各湖区的年平均含量也略有差异,一般以岳湖和北里湖湖区的含量较高,而三潭内湖和小南湖湖区相对较低。对各湖区水样检测的相关分析表明:总磷和叶绿素a的年周期动态变化密切相关,而可溶性磷与各湖区的叶绿素a含量相关不显著,但其动态变化一致。从西湖水质改善的程度来看,引水工程只是治理西湖的一项重要措施,但不是根本措施,还需进一步加强截污、科学疏挖、控制游船数量等综合治理。     

淀山湖水生维管束植物群落研究

论述了淀山湖水生维管束植物的种类组成、分布、群落类型、群落的数量特征及演替。结果是:（1）湖中分布有26种水生维管束植物,隶属16科,21属;其优势种为苦草、菹草、马来眼子菜、芦苇等。（2）湖中水生植被呈不规则环带状分布,并可划分为挺水、浮叶、沉水三个植物带,12个主要水生维管束植物群落。（3）水生维管束植物的重要值以苦草最大,茨藻属植物最小。（4）淀山湖水生维管束植物群落有由沉水型向浮叶型、挺水型或漂浮型过渡的趋势。     

基于NEB试验的不同湖泊夏季营养物投入与藻类响应关系的比较:以淀山湖、小兴凯湖和洱海为例

淀山湖、小兴凯湖和洱海分别处在不同的营养阶段,夏季都存在蓝藻水华现象,有效控制蓝藻水华应控氮还是控磷一直存在争议.本研究采用营养物加富生物测试的试验方法,研究和比较三个湖泊限制性营养元素(N和P)夏季对浮游藻类生长的刺激作用,并采用多因素方差分析和两两比较方法(LSD)检验试验结果的显著性.结果表明:淀山湖(TN/TP=10左右)、洱海(TN/TP=29左右)、小兴凯湖(TN/TP=9左右)在夏季分别表现出显著的氮响应、氮磷双重响应、氮响应;较低氮磷比的营养程度较高的湖泊(淀山湖和小兴凯湖)夏季应控制氮含量,若添加氮更容易引发蓝藻(微囊藻)水华,而高氮磷比的初期富营养化湖泊(洱海)夏季应同时控制氮磷含量,同时添加氮磷的交互作用容易引发蓝藻(微囊藻)水华.     

太湖流域湖荡湿地生态系统健康评价

太湖流域湖荡湿地影响着整个流域生态系统的健康运转,是湖泊水体与陆地之间的过渡带,对周边城市的生态环境起到重要的净化调节作用,对太湖流域湖荡湿地生态系统健康进行评价,有利于湖荡湿地的科学管理,从而实现湖荡湿地资源的可持续利用.本文选择太湖流域11个典型的湖荡湿地为研究对象,于2012-2015年开展周年湿地观测季度调查.利用主客观组合赋权方法,结合太湖流域自然条件和社会功能,提出了基于生态可修复性指标的太湖流域湖荡湿地生态系统健康评价体系和方法.结果表明：太湖流域湖荡湿地中生态系统健康等级为优的占27.27%,分别是傀儡湖、尚湖和钱资荡;生态系统健康等级为良的湖荡湿地占9.09%,为长荡湖;中等生态系统健康水平的湖荡湿地居多,占36.36%,分别是阳澄湖、昆承湖、元荡和淀山湖;生态系统健康等级为差的湖荡湿地占18.18%,分别是滆湖、澄湖和宜兴三氿.本研究建立的湖泊生态健康评估体系和湖泊生态健康评价结果对太湖流域湖荡湿地的后续有效管理具有重要的现实意义.     

艾比湖水化学演化的初步研究

本文通过野外地质调查和大量样品的分析测试结果,从以下三个方面对艾比湖湖水的水化学特征进行论述:(1)湖水的矿化度和pH;(2)湖水的化学组成;(3)湖水化学组分的侧向分布。初步揭示了湖水水化学变化和主要化学元素迁移和富集的规律。艾比湖沉积物中碳酸盐矿物组成及其地球化学性质反映湖水化学组成的变动。这种变动明显受气候环境变化的影响。因此,CK4孔和湖底沉积物中的碳酸盐沉积,提供了许多信息作为湖水化学演化和古气候波动的标志,根据其碳酸盐含量、方解石含量、方解石格架中MgCO_3mol.％、Sr含量和Sr×1000/Ca比值,最后结合碳酸盐的沉积特征、地球化学演化和古沙嘴的演变,进一步阐明了湖水化学演化的趋势。     

Variation characteristics of heavy metals and nutrients in the core sediments of Taihu Lake and their pollution history

The sedimentary environment change, trophic evolution and heavy metals pollution history of the northern Taihu Lake in the last 100 years are studied according to the sedimentary geo-chemical proxies of the core sediments, such as grain size, nutrients, heavy metals, diatom, etc. The nutrients in the sediments depended mainly on the lake internal circulation and the heavy metals were from natural geogenic sources before the 1920s, which were not influenced by human activities generally, and grain size was one of the key factors influencing heavy metals content in the sediments. The alternation of manner and strength of human activities in Taihu Lake catchment before and after the 1920s made the lake sediments coarser, and hence heavy metals and TP content decreased contrasted with that before the 1920s. TP content in sediments and water increased from the 1950s to late 1970s due to anthropogenic pollutants discharge, and the lake belonging to mesotrophic state. TN and TOC content and C/N ratio increased due to the increasing external pollutants into Taihu Lake by human activities, TP content also increased obviously in water and sediments, and the diatom association was dominated by eutrophic species since the late 1970s, indicating the eutrophication state of Taihu Lake in this period. Meanwhile the increasing in heavy metals content, such as Cu, Mn, Ni, Pb and Zn, and their proportion of valid fractions in the sediments indicates that they all result from human pollutants since the late 1970s. The heavy metals in the surface sediments have certain potential biological toxicity due to the higher SEM/AVS ratio.     

DISTRIBUTION OF DYNAMIC WATER LEVEL IN A SHALLOW LAKE

ABSTRACT

The shore of a large and shallow reservoir or lake may incur damages caused by high or low static water level, as well as from dynamic water level rises induced by wind; thus, the random variables representing, respectively, static water level and wind-induced rise must be added. The case study of Lake Balaton, Hungary, illustrates a proposed methodology to estimate, on the one hand, the distribution function of monthly static water level and on the other hand, that of monthly maximum rise caused by wind (seiche plus waves). We consider one section of lake shore which is homogeneous from the viewpoints of types of structure, dominant winds and corresponding values of fetch, so that a well-defined damage function can be used later for that section. A convolution of the two distribution functions is performed to yield the distribution function of monthly maximum water level. On the basis of existing data, normal distributions are suggested for either static or dynamic water levels. Extensions and transferability of the methodology are discussed.