太湖沉积物理化性质及营养盐的时空变化

在不同季节,采集太湖梅梁湾和贡湖湾沉积物柱状样,研究沉积物Eh、pH、总氮、总磷以及有机质四季垂向剖面分布变化特征.研究结果表明,在表层下(0-3 cm),Eh随沉积物深度的增加迅速下降,很快进入还原状态.沉积物剖面上pH变化幅度不大,在6.4-7.8之间,冬季沉积物pH均有所降低.太湖沉积物中含有丰富的营养盐,总氮和总磷最高浓度分别为2.68和0.864 mg/g,其剖面分布特征表明,沉积物表层总氮和总磷含量远高于底层,其含量随深度增加而降低,但四季变化趋势不明显.沉积物中有机质含量在10 cm以上变化幅度较大,随着沉积物深度的增加,有机质含量明显减少,季节变化幅度不大.比较不同采样点发现,位于梅梁湾生态系统试验区内的S1位点沉积物氮磷内源负荷最大.     

XGBoost算法在多光谱遥感浅海水深反演中的应用

在多光谱遥感浅海水深反演过程中,考虑到水体和底质影响,水深值和海水表面辐射亮度之间的线性关系不成立。本文以甘泉岛南部0～25m范围的沙质区域为研究区域,利用GeoEye-1多光谱遥感影像和多波束实测水深数据构建XGBoost非线性水深反演模型,研究了XGBoost算法用于水深反演的性能。以决定系数(R~2),均方误差(MSE)和平均绝对误差(MAE)作为评价指标,并与3种传统线性回归模型进行了对比分析。结果表明, XGBoost非线性水深反演模型的R~2、MSE和MAE分别为0.991、0.33m和0.44m,拟合程度最好,精度优于线性回归模型。为进一步探究各模型在不同水深的反演精度,将水深范围分成3段(0～8 m, 8～15 m, 15～25 m)分别进行精度验证和误差分析。结果表明, XGBoost模型在各分段的精度均优于线性回归模型, MSE依次为0.56 m, 0.14 m和0.43 m。可见,在单一底质区域下XGBoost模型的水深反演精度更高,且反演效果更稳定。     

太湖水动力学三维数值试验研究——4.保守物质输移扩散

物质输移扩散规律是大型浅水湖泊水质变化机理研究的重要内容,对湖泊水环境的管理具有重要的现实意义,本文在太湖湖流三维模型研究成果的基础上,创建了太湖保守物质输移扩散三维数值模型,并用之模拟了1997年冬季1～2月太湖总磷含量的变化,计算结果表明,模型计算值与观测值吻合,本文所建的保守物质输移扩散模型,可用于冬季太湖营养盐含量时空变化的计算。     

太湖水体中碱性磷酸酶的作用阈值

对不同ＰＯ＾３－４－Ｐ浓度下,不同粒级组分中碱性磷酸酶活性的分布及其变动规律的研究表明：（１）随着水体中ＰＯ＾３－４－Ｐ浓度的增加,水体中总碱性磷酸酶活性（ＴＡＰＡ）相应的减少（ｒ＝－０．５８６,ｎ＝５５）,水体中的ＴＡＰＡ增值,在ＰＯ＾３－４－Ｐ浓度范围为０－０．０１０ｍｇ．Ｌ＾－１,无显著差异;而当ＰＯ＾ ３－４－Ｐ浓度〉０．０１０ｍｇ．Ｌ＾－１时,差异极显著（Ｐ〈０．０１）,（２）水体中的碱     

模拟水动力对湖泊生物群落演替的实验

从静止状况到小水流,大水流的模拟水动力实验表明,水动力对湖泊生物群落演替重要作用,藻类种类数以大小流时最高,其生物量也最高,这与ＮＯ＾－／ＴＤＮ比值相一致,由静止状态到大小流状态,藻类数量呈现递增趋势,这与相应的ＴＤＮ／ＴＮ、ＴＤＰ／ＴＰ呈递减趋势相呼应,浮游动力物种类、数量的变化较之浮模特更明显,尤其是枝角类的变化更大,动力作用通过增加水体中悬浮质、降低透明度、改变水下光照条件及生物过程释放放营     

太湖梅梁湾水动力及相关过程的研究

太湖是位于长江下游的一个大型水湖泊,水动力过程和要素对浅水湖泊的环境演化有着复杂和深远的影响,本文基于１９９８年开展的有关太湖梅梁湾的水动力过程的野外调查结果,总结了梅梁湾在夏季盛行风向条件下湖流特征,发现了梅梁湾在夏季偏南风条件下,表层湖流以顺时针环流为主要特征,但在湾内靠近梁溪河口地区,流场受地形影响而有所不同,反映在叶绿素浓度和总磷、总氮浓度分布上,因受湖流影响较大而富集在梁溪河口周转,即偏     

太湖水动力学三维数值试验研究——3.马山围垦对太湖风生流的影响

地形地决定湖泊流场的大小和结构和重要因素,它会影响湖泊水体内的物质输移与扩散和水质的分布,因而弄清马山围垦对湖流的影响有助于了解无锡市重要饮用水水源地梅梁湖的藻类“水华”和水质变化规律,本文在太湖风生流的三 数值模拟的基础上,用数值试验方法探讨了马山围垦对湖泊流场的影响,结果表明：虽然围垦对表层及底层风生流影响较小,但是对中间转层的流场影响较大,对整层平均流场影响更大,在多数风场作用下,围垦虽未对     

福建仙游震群的孔隙压扩散特征

2010年8月至2015年12月,福建仙游地区发生了一系列小震群活动。基于孔隙压力扩散机制对精定位的小震数据进行分析,结果显示仙游震群序列在空间上呈丛集分布,且具有明显的分区现象,发震时间受金钟水库水位变化的调制作用较为明显。5个分区（A—E）的流体孔隙压力扩散系数分别为0.04,0.08,0.07,0.12和0.05 m2/s,伴随着地震活动性由强至弱,孔隙压扩散系数呈先增后减的变化规律。仙游震群位于断裂构造发育区内,震中分布优势方向与石苍断裂一致,沿着断裂走向的孔隙压扩散系数最大,说明地下流体沿狭长的石苍断裂由NW向NE活动。各分区的流体孔隙压系数与扩散最大距离、最大诱发地震震级及地震释放能量均有较好的相关性。此外,当金钟水库水位下降时,各分区的扩散距离r呈现减小趋势,震群范围收缩,地震频次增加,并伴有较大震级的地震,说明水位下降时,流体孔隙压力的扩散作用在同一地点反复作用,使得触发源附近区域的应力水平更容易达到饱和或临界状态,进而触发较大震级的地震,这也解释了水位下降过程中地震更为强烈的原因。      

氮及氮磷比对附着藻类及浮游藻类的影响

2005年5月至11月,在河北省YH水库选取5个具有代表性的样点,进行了微囊藻毒素-LR的调查,同时,测定了相应各样点的TN,TP,NH4-N,NO3-N和PO4-P.结果显示,水库中微囊藻毒素-LR(MC-LR)随季节发生变化,其中,7-10月期间相对较高,且大部分超过了生活饮用水地表水标准限值(1 μg/L);MC-LR与水体中的N、P之间的相互关系表明,5-7月期间,水库MC-LR与TP呈正相关,与NH4-N和TN/TP呈负相关;8-9月期间,水库中TP逐渐降低,但其它降低速率低于TN,造成TN/TP明显降低,MC-LR与TP和TN/TP呈正相关,与NH4-N呈负相关;10-11月期间,大量藻细胞死亡,释放到水体中MC-LR也逐渐下降,这时,大量外源营养盐也进入水库,造成微囊藻毒素-LR的变化与TN、NH4-N、NO3-N呈显著或极显著负相关.这说明在不同季节下,微囊藻毒素-LR与营养盐的关系不同,必须视实际情况而定.     

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,还是污染负荷相对较重的近30年,太湖水体磷浓度一直存在较大时空差异性.暴雨引发入湖河流携带磷污染的扩散、风浪扰动引起的内源释放及蓝藻水华期间藻类生物量的大幅时空变化,都加剧了太湖水体磷浓度的不稳定性.近20年的太湖水污染治理对磷浓度的时空分布影响明显,1998年的太湖水污染治理"零点行动",2007年以来的水利调度等系列水污染治理工程,以及2017年以来的藻情变化等,都对太湖水体磷浓度的时空格局产生了影响.然而,高强度治理投入下太湖水体磷浓度依然偏高,其原因与流域建设用地比例增加、人口增加、耕地种植结构变化等外源负荷因素发生变化有关,也与湖体沉水植被退化、出入流结构发生变化、气候变化引发的蓝藻水华扩张等内源强度及水体表观磷浓度决定因素的生态环境变化有关.近70年来太湖水体磷浓度的变化过程对类似大型浅水湖泊的磷控制策略具有启示意义:大型浅水湖泊存在磷浓度较大波动的自然属性,在水环境保护目标考核中应充分考虑其不确定性,制定切实可行的控制目标;在控制策略上应将外源负荷控制放在首位,在流域污水处理厂深度除磷及流域土地利用调整等方面采取措施,实现入湖磷负荷的大幅削减,同时实施湖体生态修复与食物链调控措施,才能逐步实现湖泊水体磷浓度的控制目标.