水质关键因素光谱遥感监测技术分析

针对传统水体水质分析方法过度依赖于实地测量和实验室化学分析,需要耗费大量人力物力且效率不高的问题,从水质遥感监测数据获取手段、典型反演监测模型、不同水体光谱遥感监测应用状况、水质遥感监测技术应用及前景等方面分析归纳了使用遥感技术监测水质的新方法。从可用数据类型、数据特征等方面对水质遥感监测数据获取的3种主要手段进行了比较;从复杂程度、使用场景、优缺点等方面对4种典型的反演模型进行了归纳;对遥感数据和模型在Ⅰ类和Ⅱ类水体应用中的常用组合方式进行了分析总结。     

长兴岛碳酸盐岩裂隙岩溶水特征分析

长兴岛碳酸盐岩区占整个岛的44%,受降雨、岩性、构造等条件的影响,岩溶较发育,地下水资源较丰富,且水质较好,适宜作为饮用水水源。在收集大量基础地质资料,并结合现场调查、钻探、抽水试验成果,分析了从上至下5层岩溶带的发育特征、赋水性规律及补、径、排条件。同时考虑供水水文地质条件,进行了天然资源和开采资源概算,及成井条件、水质的分析评价。     

海洋水质在线评估可行性分析

立足我国当前海洋生态在线监测的发展情况,文中主要论述了开展海洋水质在线评估的可行性。理论上分析了在线评估的技术基础和评估对象,认为稳定可靠的综合在线监测系统是实现海洋生态在线评估的技术基础,而在线监测获取的监测数据是在线评估的主要对象。还对在线估软件的基本设计思路进行了初步探讨。在线评估软件可实现海水水质等级实时分析、参数测量结果的实时展示和水体富营养化等指标的实时计算。在线评估充分体现了实时、在线的特点,可满足用户对海洋水质状况实时获取的需求。通过分析,认为目前我国开展海洋水质在线评估工作面临的主要工作有两个:一是有限的在线监测要素制约了在线评估数据产品的丰富和多样性,二是在线监测和在线评估工作与现行海水水质测量和评估标准之间的关系有待进一步规范。     

基于数值模拟的再生水对地下水质影响实例

为了探讨在再生水地表回灌条件下,再生水对地下水中氨素和主要盐分浓度变化的影响,选取现实存在的清河再生水湿地公园为例,以氨氮、Cl-离子为主要研究对象,利用Hydrus-1D溶质运移模型和Modflow、MT3DMSD耦合地下水模型,模拟了再生水长期利用后的地下水氨氮和Cl-指标变化情况。研究结果显示,再生水到达包气带底部时,水中氮氨、Cl-离子含量高于研究区潜水地下水中的相应指标含量,氨氮超出地下水质量Ⅲ类标准。预测5~20年后,潜水中氨氮超标面积不断扩展,20年后将达14km2,氨氮超标垂向延伸至第一层弱透水层;Cl-离子在潜水中不超标,但在湿地公园周边浓度有所增加。湿地公园再生水的长期地表回灌将给当地地下水质量带来负面影响。     

淮南矿区不同类型沉陷水域水质遥感反演和时空变化分析

在淮南矿区,常年大规模地下煤炭的开采造成地表塌陷,形成了大面积的沉陷水域。选取潘集和顾桥2个不同类型沉陷水域为研究对象,结合同步的地面实测数据和环境卫星数据,利用综合营养指数法对不同时段沉陷水域水质富营养化进行了综合评价。结果表明:沉陷水域水体都已呈现出富营养化状态,不同类型沉陷水域在时间上和空间上存在着明显的差异。从时间上看,沉陷水域5月份的富营养化程度要明显高于11月份。从空间上看,顾桥沉陷水域富营养化程度要明显高于潘集沉陷水域。      

营口市热矿水分布储量及开发利用现状探析

营口市地热资源集中分布在辽宁省盖州市的熊岳地区,通过物探和化验,基本查明该区域热矿水形成的地质构造条件、水文地质特征、水质动态变化规律及热异常分布规律,掌握了热矿水的分布及储量,结果表明:热矿水含水层可分为第四纪松散岩类孔隙潜水、白垩纪砂砾岩裂隙溶洞承压热矿水及侏罗系碎裂花岗岩裂隙承压热矿水三种类型,该区域热矿水水质无色透明,属高温、低矿化度的硫酸盐矿泉,含有丰富的钾、钠、钙、镁、氡、偏硅酸、硫、氟、硫酸根等多种矿物质。该区域热矿水的开发利用主要用于旅游度假领域,开发热矿水对该地区浅层地下水影响较小,对下游水资源的影响较小,不会破坏当地的生态环境。     

河北燕山南麓库区水体质量调查评价分析

水体质量是水资源的生命,实施水体监测与水质综合评价是建设水生态文明的基础性工作。为掌握河北燕山南麓流域水环境特征,对区域内的桃林口、石河、洋河、陡河和邱庄等5个水库进行取样分析。结果表明:区域内水质矿质含量高、硬度大;水体中化学需氧量、高锰酸钾指数为水质主要影响因素,当前城镇化和工业发展对区域水资源产生了影响,资源型缺水加剧了水资源供需矛盾,采取科学的水污染质量和保护措施极为重要。     

2010—2020年黄河下游河南典型灌区浅层地下水中砷和氟的演化特征及变化机制

黄河下游典型灌区河南段是豫北平原重要的农业种植区。该地区浅层水质整体较差,因常用于作物灌溉或家畜饮用,会对人体健康产生风险,因此对该地区地下水中砷与氟浓度变化特征和机制的研究将有助于提高对该地区地下水污染的认识水平。本文基于2010年和2020年在灌区范围内采集的327组浅层地下水样品,研究区内地下水砷和氟分布情况,并在此基础上对比研究十年间灌区浅层地下水中砷、氟的演化特征,探索分析砷与氟浓度及空间变化机制。研究结果表明：该地区浅层地下水中存在砷与氟超标问题,2020年浅层地下水中高砷（砷浓度大于10μg/L）和高氟（氟浓度大于1mg/L）的样品数量分别占总数的26.1%和26.06%。高砷水分布在太行山前洼地与黄河冲积平原等泥沙互层结构的沉积环境中,还原性较强,同时地下水径流不畅,较强的阳离子交换作用使得其所处环境中Ca²⁺浓度较高。近十年间砷浓度增加的水样占总数31.8%,砷浓度减少的水样占36.7%。砷浓度的增长（减少）是地下水还原性增强（减弱）使得锰氧化物溶解释放（吸附）导致。近十年间不同地区农业灌溉和水源置换等用水方式导致水位变化是引起砷浓度变化的潜在因素。高氟水主要分布在河南新乡与濮阳的黄河沿线,氟离子浓度受到沉积物中萤石等钙质矿物溶解影响,使得高氟地下水出现在低钙环境中。近十年间研究区中氟离子浓度减少的占总数60.2%,氟离子浓度增加的占32.1%,整体变化趋势向好,但是高氟区中氟离子浓度继续增加。氟浓度的变化同样受到Ca²⁺变化影响,在Ca²⁺浓度降低（升高）时氟浓度进一步升高（降低）。地下水中氟升高地区分布在黄河沿线,因此受到黄河水补给影响较大,地下水径流条件较好,阳离子交换作用减弱,使得Ca²⁺浓度降低,此时地下水中砷浓度受到环境影响而降低,因此研究区氟增加地区中砷与氟的分布和演化呈现反向关系。     

模型揭示的浅水湖泊稳态转换影响因素分析

富营养化会导致浅水湖泊发生稳态转换,生态系统服务严重受损。磷是驱动湖泊发生稳态转换的重要环境因子,探究湖水磷浓度的变化规律是湖泊管理的关键。通过磷动力学模型,从影响湖水磷浓度的主要参数入手,探讨了每种参数变化对磷浓度的具体影响。结合前人研究结果,详细讨论了不同类型气候变化和人类活动对湖泊稳态转换时间、滞后时长、修复速率等的影响。研究认为,气候变化所导致的温度升高、光强减弱、风浪增强等和人类活动所导致的生物扰动、水位波动增强等因素变化虽不会改变湖泊稳态转换突变时间,但会推迟湖泊修复时间,造成突变阈值减小,滞后时间延长,稳态增大。在湖泊保护中要重点考虑主要外力驱动对湖泊稳态转换过程影响的区别,避免有害突变的发生。     

随机森林模型预测岩溶区酸性煤矿井水锰污染

酸性煤矿井水严重威胁地下水的水质。如何更有效对受影响区域的地下水源进行动态监测是当前的一个关键问题。采用随机森林中的回归模型,利用自变量(采空区水位、岩溶水位、pH值、泉水流量、电导率)和因变量(污染离子浓度)的相关性,建立回归模型;使用测试数据进行误差分析,结果证明模型准度较高,所得预测值具有参考价值;得出各自变量对因变量影响的重要程度,分析结果与实际情况相符合。试验表明,随机森林回归模型在酸性煤矿井水污染预测方面具有适用性,可作为辅助手段监测水质污染情况,对今后工作有一定的指导意义和经济价值。