基于二维水流模拟的湖泊型水源保护区划分方法

通过建立及求解二维水流水质模型,提出了基于水质模拟的湖泊型饮用水水源保护区的划分方法.以太湖贡湖流域为例,根据《饮用水水源保护区划分技术规范》(HJ/T338—2007),在研究二维水流水质模型的基础上,建立贡湖流域二维水流水质模型.将望亭立交调水情况作为重要影响因素,以高锰酸盐指数、总氮、总磷作为主要水质指标,模拟并分析贡湖湖体2010年不同调水情景模式下的水质变化.应用贡湖流域水流水质模拟结果和GIS分析方法,采用数值分析法划分贡湖水源地一、二级保护区,对贡湖饮用水水源保护区做出准确的划分,为贡湖流域的饮用水水源地保护提供切实可用的技术支持.     

景观河流(津河)水质变化的研究与控制

随着城市的发展,城市景观河流的治理和维护成为许多城市必须面临的问题.为此,以津河为研究对象, 在对其水质监测的基础上,利用QUAL2E模型建立了津河水质模型,模拟和预测津河的水质.在建立津河水质模型中,模型参数的估值一部分选用经验数据或根据经验公式计算,一部分通过模型反求的方法获得,经验证,这种方法在尝试的3种方法中效果最佳,同时也验证了该方法的可行性.最后,结合天津市有关景观水体环境保护规划和津河的实际状况,提出了津河水污染的控制措施.     

基于GIS的白洋淀流域景观格局对水质的影响研究

流域景观格局对水质变化有重大影响,GIS技术的广泛应用使得相关研究实现定量化.文章以白洋淀流域为例,运用邻近分类和手工分类相结合的人机交互式解译方法得到白洋淀流域2002、2007年两期土地利用图,在Arcgis平台上结合水文扩展模块进行亚流域划分,借助Fragstats软件计算景观格局指数,结合景观指数法、主成分分析法与相关性分析法对景观格局与水质变化特征进行研究.结果表明,林地增加则对水质改善有重要作用,耕地及建设用地的增加在一定尺度上导致水质恶化,白洋淀流域景观空间格局对水质影响较为复杂,同时流域的水质特性则更多的受到多种自然、社会因素影响.     

流域总磷污染动态模拟模型与检验

分析了不同来源磷对目标水体水质的影响、流域中磷的产生途径（包括点源和面源）及其在河流、土壤中的迁移转化规律．基于不确定因素影响的分解建模方法，建立起总磷污染控制动态模拟模型，讨论了模型的基本假设、各子模型的结构和关系及其计算机理等．最后，以湘江流域为例，利用模型进行模拟计算，描述了湘江某河流断面的总磷随时间的动态变化趋势．结果表明，该模型可以为流域总磷污染控制提供科学的决策参考．     

喀斯特流域生态系统稳定性结构模型初探

从生态系统的景观特征及其组成要素出发，分析了流域生态系统稳定性的影响因子，应用论和脉冲论建立了流域生态系统稳定性结构模型。为有针对性地对喀斯特流域生态系统进行优化调控提供理论依据。     

基于张量特征-GRU和多头自注意力机制的水质预测模型方法

针对现有水质预测模型对水质监测指标间存在数据特征利用不足,导致预测精度不高的问题,本文提出了一种基于张量分解融合门控神经网络(gate recurrent unit, GRU)和多头自注意力机制(Multi Head Self-Attention)的多指标水质预测模型(TGMHA)。该模型通过标准延迟嵌入变换(Standard delay embedding transform, SDT)将时序水质指标数据转换为张量数据,利用Tucker张量分解提取数据特征,然后结合多头自注意力机制挖掘多种水质指标数据特征之间的潜在关系,最后采用GRU模型实现多指标水质预测。对比实验证明了该模型预测相比传统GRU水质预测模型,得到的均方根误差(RMSE)、平均绝对误差(MAE)、平均绝对百分比误差(MAPE)和决定系数(R²)四个指标有5-10%的提升,有效提升了水质预测的精度,具有较好的鲁棒性,为水质预测和环境监测管理提供了科学决策依据。     

磷素对南漪湖流域水质的影响及其外源性来源分析

为探究磷素对南漪湖近年来水质变化的影响以及定量分析湖泊外源磷污染源结构。于2015—2021年逐月采集南漪湖东湖心、南漪湖西湖心、狮子口3个代表性点位水样,采用单因子评价法、综合污染指数和水污染指数法分别分析了总磷(total phosphorus, TP)、溶解氧、高锰酸盐和氨氮的含量水平,对南漪湖水质的时空变化特征进行了综合性评价以探究磷素与其他指标对水质污染影响的差异。以2017年为基准年,采用改进的输出系数模型对南漪湖流域21个乡镇的外源磷负荷进行分析以确定其主要污染源。结果表明：3种水质评价方法获得的水质评价结果基本相同,2015—2021年南漪湖水质总体呈现逐渐变好的趋势,达到Ⅲ类水质标准;各个指标对南漪湖水质均有一定的影响,但TP是影响南漪湖水质最主要的影响因素,TP判断的水质等级与最终测量的点位水质等级相似;面源污染是主要污染源,其中耕地(包括水田和旱地)污染负荷最大为328.912 1 t/a,其次为建设用地和农村生活污染负荷,占比分别为41.32%和15.32%。研究结果将为南漪湖流域水污染防治提供参考依据,也可以为长江中下游乃至全国典型中小湖泊的污染防治提供参考和...     

基于SWAT模型的缺资料流域径流模拟研究

为实现流域水功能区水质目标管理,需要知道河道各控制断面的径流情况,然而中小河流常因水文站点缺乏而难以满足要求,为此,本文以赣江袁河流域为例,利用袁河上游芦溪、茅洲两站的实测资料构建了分布式SWAT水文模型,以月径流模拟的相对误差、相关系数和Nash-Suttcliffe效率系数3个指标为标准,对模型的敏感参数进行率定和验证.然后,利用已建立的袁河流域分布式SWAT模型模拟分析了下游无资料地区的径流数据.结果表明:以流域内有资料的区域为基础构建分布式SWAT分布式水文模型推求中下游无资料地区径流过程的方法具有物理成因、能够充分考虑流域的水循环特征,是一种缺资料流域推求径流比较实用的方法.     

一个基于GIS的分布式非线性水文模型

着重研究了确定性水文模型，即采用系统水文学的途径，利用GIS工具，根据流域的水文特性与流域属性，将流域分为若干个子流域．模拟各个子流域的水文特征；将流域水文参数及流域属性的空间分布特征与水文模型藕合，以直接积分的方法解决单输入单输出的模型，并推广到多输入单输出的流域非线性分布式梯级瀑布水文模型，提出了一个计算简便、精度可靠的流域汇流计算模型。     

改进的输出系数法在农业污染源估算中的应用

农业污染源是非点源污染的重要来源,了解农业污染源现状是研究流域非点源污染的前提.该文考虑了降雨和地形特征对污染物迁移的损失,并给出了降雨与地形特征对流域农业源污染损失系数的确定方法,研究了改进的输出系数模型.将改进的输出系数模型应用于鄱阳湖流域的4个小区域内,并分别计算4个小流域的降雨和地形特征影响因子,对各种污染物输出系数进行率定和验证,使改进后的输出系数模型更符合农业源污染物运动机理,通过计算发现,部分模拟精度有所提高,并得到了一组适合鄱阳湖流域农业源非点源污染物的输出系数,将其应用到整个鄱阳湖流域的农业源污染物的快速估算,为鄱阳湖流域非点源污染控制提供了科学依据.     

城市景观的水环境响应及景观调控研究综述?

城市化进程突出表现在不透水地面增加、绿地和水体景观减少、景观破碎和离散化等,由此引起了城市景观格局变化,导致降雨径流过程发生了质的变化,一定程度上造成了城市水体质量下降.通过对城市景观水环境响应及景观调控方法相关研究进行系统总结,得出目前研究中存在的不足之处包括:1)城市景观水环境影响研究尚不深入,基于实际的城市水环境过程的景观格局及其表征指标研究较少,缺乏城市非点源输出过程及其影响的尺度效应研究;2)城市景观水环境响应关系研究方法单一,尚少见基于城市景观格局的水环境机制模型;3)现有景观调控方法缺乏系统研究,不同尺度同时开展景观调控的研究较少,缺乏基于水环境保护的城市景观动态调控理论和技术方法.在此基础上提出未来研究的着力点.     

快速城市化过程中石家庄市景观格局变化研究

城市化过程通过改变地表景观结构而改变城市环境质量,因此研究城市景观格局及其变化具有重要意义.以石家庄市为例,基于遥感、GIS和Fragstats软件分析景观类型特征及变化.结果表明,研究时段内除农田植被和低密度不透水面面积及比例减少外,其余景观类型呈扩张趋势,高密度不透水面扩展最快.低、中密度不透水面景观边界复杂化,内部复杂斑块比例减小;高密度不透水面边界简单、内部斑块复杂、连通性增强;未利用地边界复杂,斑块团聚;城市植被和水体形状变化不显著,聚集程度上升,但连通性变化相反.扩张景观类型的扩张指数大小顺序为:高密度不透水面,未利用地,城市植被,水体和中密度不透水面.     

城市地表热环境与景观格局的关系——以深圳市为例

利用深圳市2009年10月的TM影像和土地利用数据,通过地表温度反演、温度差异分区和叠图分析方法,研究土地利用类型和结构与地表热环境分异特征之间的关系,同时使用不同温度分区样地调查与景观格局分析方法,探讨城市景观格局与地表热环境之间的关系。结果表明:1)不同温度分区的土地利用结构差异显著,景观格局特征分异明显,中温区景观的破碎化程度最高、形状最复杂,冷岛区景观的异质性最低、形状简单聚集程度高;2)不同温度分区的景观格局特征与温度的相关关系也截然不同,热岛区的景观整体格局指数与地表温度呈负相关,在冷岛区为正相关关系;3)绿地、水域等土地利用类型的面积百分比及格局指数在冷、热岛区域与地表温度的相关关系差异显著,并且对地表的降温效应显示明显的阈值特征。研究城市景观格局与地表温度的关系,有助于深入理解土地利用格局对城市地表热环境的影响,可以为城市景观格局优化、缓解热岛效应提供基础研究支持。     

凉山山系景观格局变化分析

以1975年、1990年和2000年的遥感影像数据为基本资料,利用GIS技术和景观结构分析软件FRAGSTATS,分别在景观类型和景观整体两个水平上分析了凉山山系近30年来的景观结构变化,并探讨了景观格局变化的可能原因.本研究结果表明从1975年到2000年,凉山山系的景观格局发生了明显的改变,表现为：1）森林斑块面积大量减少,农田斑块面积增加明显;2）各类型斑块破碎化程度加剧,景观多样性增加.人类进行的开垦农田、砍伐森林、修建公路等活动可能是造成山系内景观结构改变的主要因素,这种变化对凉山山系丰富的生物多样性产生了极大的影响,正导致生物多样性的快速丧失.     

Discharge water quality models of storm runoff in a catchment

The relationships between the water qualities of nitrogen and phosphorous contents in the discharge water and the discharge of storm runoff of an experimental catchment including terraced paddy field are analyzed based on experiment results of the catchment. By summarizing the currently related research on water quality models, the water quality models of different components of storm runoff of the catchment are presented and verified with the experiment data of water quality analyses and the corresponding discharge of the storm runoffs during 3 storms. Through estimating the specific discharge of storm runoff, the specific load of different components of nitrogen and phosphorus in the discharge water of the catchment can be forecasted by the models. It is found that the mathematical methods of linear regression are very useful for analysis of the relationship between the concentrations of nitrogen and phosphorus and the water discharge of storm runoff. It is also found that the most content of the nitrogen (75%) in the discharge water is organic, while half of the content (49%) of phosphorus in the discharge water is inorganic.     

基于多源遥感的和田河流域生态补水对流域植被变化影响研究

利用Landsat遥感影像和MODIS数据集,得到和田河流域沙漠段河流水面面积和植被覆盖面积的时空分布特征．进一步分析归一化植被指数（NDVI）的季节变化特征与景观格局指数,得到和田河流域沙漠段生态环境的空间变化特征．结果表明:生态补水措施增加了流域的水体和植被面积,缓解了生态环境;并且生态补水后河流曲折系数下降,平均水面宽度增加,河流逐步朝平流化方向发展;NDVI的空间分布呈现河流两端植被覆盖量高,中间覆盖量低的特点．分析景观格局指数得到,生态应急补水使和田河流域沙漠段水体景观和植被景观分布呈现聚集分布,有效地缓解了生态环境．      

东江河岸带各区段景观格局对水体恢复的影响

 对东江流域1998年,2006年的TM遥感影像数据进行处理,利用Arc Gis对东江主干沿岸边缘做10 km的缓冲区,通过监督分类划分出6类地物类型。在此基础上,结合流域集水区的范围分出河岸缓冲带的上中下游区域。以Fragstats为工具,分别计算类型和景观水平上的景观指数,进而分析河岸带各区域景观格局的动态变化。重点分析了河岸带各区段景观指数变化对水体恢复的影响。结果表明：经过8年的变迁,东江河岸带水体的恢复在各区段有不同的表现。上游地区水体斑块面积有所下降,破碎化程度降低,聚集分布,中下游地区水体面积增加,同时破碎化加强,水体斑块分散分布。河岸带不同区域中植被斑块面积有不同程度的增加,表明植被覆盖率增大。区域中耕地斑块面积在整个河岸带中的比例降低,对水体水质的污染会有减缓作用,尤以上游变化为明显。建成地斑块面积增加,分布更加聚集,反映出河岸带地区城市化水平加剧,尤其在中游地区表现明显。其中,植被的增加和耕地的减少对水体恢复起到了促进的正效应,而建成地的增加不利于水体的恢复,起到负效应。由于各种景观要素作用的不同,不同区段水体表现出不同的恢复效果。上游基本保持现状,作为源头保护良好,中游水体有显著增加,下游区段,虽然水体有一定的恢复成效,但是由于人口密度较大,抵消了恢复的力度,所以没有中游地区的效果明显。各种因子的综合表明,在水体恢复的过程中,要结合各区域的实际情况,在流域尺度上进行恢复,注重多因子的协调。     

烷基硫醚气相色谱保留指数预测

以4种原子类型电性拓扑态指数(E-state indices)为参数,对64种烷基硫醚在4种不同极性固定相上的气相色谱保留指数分别进行了定量结构-色谱保留相关(QSRR)研究. 采用多元线性回归(MLR)方法建立模型,线性相关系数R在0.987 7～ 0.994 2之间,标准偏差在15.254 4～21.181 3之间,相关性良好;采用留一法(LOO)对模型稳健性进行检验,相关系数RLOO在0.985 2～0.992 9之间. QSRR模型具有显著的统计学意义和很好的预测可靠性.     

景观用水导致水环境变化的实例调查

在导致水环境变化的诸多因素中,景观用水的影响相对容易被忽视。通过对部分水质指标的采样分析,同时辅以水生植物调研及部分水域微生物显微镜镜检,对一例景观用水的人工水域水环境状况进行了调查。结果显示,尽管人工水域考虑了与天然河道的连通,但水质仍出现较明显的恶化。由此表明,对景观用水导致的水环境变化问题应给予更进一步的重视。     

微重力条件下气／液两相流压降实验研究

利用俄罗斯IL-76失重飞机对微重力条件下方形截面管道内的水/气两相流压降进行了实验研究．利用本次微重力气／液两相流压降实验结果对一些目前常用的基于地面常重力实验结果的两相流压降预测模型(均相模型、Lockhart-Martinelli—Chisholm模型和Friedel模型)在微重力条件下的适用性进行了评估．比较发现,均相模型和Lockhart-Martinelli—Chisholm模型预测结果和实验数据差异很大;而Friedel模型的预测结果尽管也与实验数据有着明显的差别,但在这些模型中是误差最小的．因此,可以利用Friedel模型来对微重力气／液两相流压降进行初步预估,而新的、更精确的模型将依赖于更有物理意义的分析方法及不同重力条件下气／液两相流压降实验的结果．