不同湖泊水华发生机制研究进展

目前,世界各地湖泊水华的暴发越来越严重,对人类健康和生态系统有重大危害.本文调研了国内外典型湖泊水华的相关研究成果,从湖泊所属地理位置、气候带、受人类活动干扰强度、主要水华发生藻种和主控环境因子等不同角度进行了总结和分析,揭示了不同类型的湖泊水华特征和发生机制.最后以我国太湖为例,总结已有的研究成果,结合近几年太湖水华和水环境实测数据的分析结果,归纳了太湖水华的主要影响因子,包括Chl-a、TN、TP、COD、温度、风速六个指标,其中Chl-a、COD能指示说明水华的程度,TN、TP是营养盐状况的代表,温度和风速是水华发生的主要气象因子,并定量分析了水华程度和影响因子之间的关系,为水华的预警、预测和评价提供基础和支持.     

基于智能Agent的蓝藻水华暴发过程模型及仿真

通过实验确定水华暴发关键因子,分析关键因子与藻类变化的关系,研究藻类水华生消机理,用智能Agent仿真技术建立了湖库水华产生与暴发过程模型。在一系列规范约束下,构建实体、Agent和Agent间的交互协作模型,动态地描述湖库藻类生消过程及其关键因子动态变化,对藻类生长趋势和湖库水系的能量流动以及物质流动状态进行有效分析。仿真实验结果表明,该方法为藻类水华形成机理的研究提供一种行之有效的建模新途经。     

黄石湖泊“灌江纳苗”的资源与环境效应分析——基于水质变化和养殖品种选择的民意基础调查

对黄石境内四大主要通江湖泊大冶湖、网湖、海口湖、朱婆湖周边渔民及居民进行了深度访谈和问卷调查,探讨了4个不同湖泊水质变化及其原因以及渔民的养殖收益变化,调查了不同湖泊渔民和居民对新的水产品种选择取向以及养殖品种和产量的变化情况。结果显示目标湖区水产品种类和数量均有所减少,大部分渔民乐意引入新的水产品种,渔民们的养殖收益随着水质变差减少了,开展"灌江纳苗"工作有较好的群众基础。     

红枫湖、百花湖水库底质总磷负荷及其对湖泊富营养化贡献

对红枫湖、百花湖水库沉积物及其磷储量的调查统计,结合近年来两湖频繁发生的水污染事件,研究了红枫湖、百花湖水库沉积物总磷含量分布及其总磷负荷对湖泊富营养化贡献,探讨了红枫湖、百花湖水库沉积物的释磷潜力。结果表明,红枫湖、百花湖沉积物中总磷含量分布由表层到底层进行递减堆积,沉积物已成为两湖近年来湖泊磷富营养化的内源。到2006年红枫湖、百花湖沉积物干重累积量分别为240.7万t、73.78万t,平均总磷含量为0.163%、0.174%,总磷储量已达3 924 t、1 284 t。当外界环境因素推动时,沉积物发生搅动造成磷大量释放,是两湖频繁发生湖泊大面积水华污染事件的主要原因。     

大明湖主要营养元素内外源负荷的分析与评价

通过引入泉水置换大明湖1/2湖水,分析、评价换水后大明湖水质的季节变化特征,主要营养元素的内、外源负荷,考察大明湖中叶绿素a(Chl.a)、总氮(TN)、总磷(TP)和化学需氧量(CODcr)随季节变化的规律。结果表明:换水后大明湖水质出现短期改善,半年后又退回到富营养化状态;截外源污水不彻底导致湖体内主要营养盐逐渐累积;每年磷(P)累积量约为882 kg、氮(N)累积量约为5 483 kg;疏松沉积物积累约为8.06×107kg,测得沉积物富含营养元素P约为1.30×105kg,N约为1.90×105kg,湖水中的P、N的量分别仅占湖泊系统TP、TN的0.23%和2.29%,内源沉积物是影响水质的另一重要因素。     

基于MODIS数据的淀山湖蓝藻“水华”监测

叶绿素a（chla）是水质监测的重要参数之一,其浓度是湖泊富营养化和蓝藻“水华”发生的重要标志。本文将MODIS影像波段反射率与叶绿素。浓度同步实测值进行相关分析,在此基础上建立遥感监测模型,应用该模型计算得到淀山湖水体叶绿素a浓度分布情况,并提取淀山湖富营养化导致的蓝藻“水华”分布情况。     

太湖限制排污总量及其管理应用研究

污染物总量控制是指导流域污染源治理和改善湖泊水环境质量的重要措施,基于特定水文条件计算得到的总量控制成果,尽管应用偏安全,却无法反映自然水文过程的动态变化,也不适应污染源全面控制的需要,因此进行湖泊限制排污总量动态变化分析并提出环湖分区入湖水质浓度控制要求,既适应了湖泊自然变化特征,又可以满足流域污染源全面控制与入湖污染负荷定量化管理的实际需要。本文分析了湖泊纳污能力的动态变化特征,提出选择典型水文年和将湖泊与环湖河道作为一个整体进行模拟是进行湖泊限制排污总量核算的关键,并以枯水年作为代表水文年,采用二维数学模型进行了近期太湖纳污能力动态变化模拟及限制排污总量核算,并基于近期太湖限制排污总量研究成果,提出环太湖分区逐月入湖水质浓度的平均值在经过简单的技术修正后,可作为近期太湖各分区入湖河道的水质控制浓度要求,为太湖流域近期水环境定量化管理提供了技术支撑。     

基于地表水环境质量标准的富营养化评价方法

目前富营养化评价方法众多。但各评价方法之间缺乏可比性,不利于湖泊富营养化的有效管理和治理。在对现有湖泊富营养化的评价方法进行分析、评价的基础上,提出了适合我国国情的基于GB3838--2002《地表水环境质量标准》的湖泊畜营养化评价方法。该方法是将水质评价和主要富营养化因子评价相结合的综合的富营养化评价方法,在巢湖西半湖等合肥市湖、库富营养化评价中应用表明：该方法不仅可以对不同湖、库的富营养化状况进行比较,而且可以对同一湖泊富营养化的时空变化进行分析,有利于对湖泊富营养化程度做出客观、合理的判断,进一步探讨湖泊富营养化成因．为治理富营养化提供全面、科学的决策依据。     

九龙甸水库突发水华的影响因子分析

九龙甸水库是楚雄市的重要供水水源地。2005年来该水库10-11月份在中营养的状态下发生水华。文章对影响水华的主要因子进行了分析，探讨了2005年水华发生的原因。该年特殊的降水特征、重新蓄水的水库水体稳定性条件和底泥营养物的释放可能是导致水华发生的关键因子。九龙甸的限制性营养盐是磷，底泥释放出的磷使得氮磷比降至19：1，有利于蓝藻获得竞争优势和水华发生。由于九龙甸水库的水质、水文状况在高原湖泊型水库中具有典型性，因此，本文对高原湖泊型水库的水华形成机理研究和防治具有重要的参考价值和意义。     

基于LEGOS HYDROWEB的青藏高原湖泊群水位和面积动态变化分析

湖泊面积和水位的变化客观地反映了区域水资源的时空变化过程。利用LEGOS HYDROWEB提供的湖泊信息数据,对青藏高原1993~2014年21年间63个典型湖泊的水位变化,以及其中59个湖泊的面积变化趋势进行分析。根据变化趋势将湖泊分为增长型、稳定型和衰退型;并在这三种类型的湖泊中分别选取两个典型湖泊进行回归分析。结果表明:63个湖泊中水位增长型湖泊42个,稳定型湖泊12个,衰退型9个;59个湖泊中面积增长型湖泊32个,稳定型19个,衰退型8个。对于增长型湖泊而言,水位和面积增长最大是Ziling湖,分别增长了10.90 m和361.72 km~2;衰退型湖泊中水位和面积衰退趋势最大的是Yamzho-yumco湖,分别减少了2.29 m和28.65 km2。高原内陆水体的水位和面积的动态变化对研究气候演变和地表水资源的影响具有重要意义。     

铜绿微囊藻营养动力学研究

铜绿微囊藻是中国湖泊，水库及其他水域生太系统发生，形成富营养化危害的主要藻类。营养盐磷含量及不同温度对铜绿微囊藻生长效应的实验结果表明，氮含量２０ｍｇ．Ｌ＾－＾１条件下，该藻的内禀增长率和生物量随培养液中磷浓度０；０．００１８；０．０１８；０．１８和１．８ｍｇ．Ｌ＾－＾１的升而增加。同时，实验也揭示了细胞内和细胞外高浓度磷营养盐的促进机理。这些结果较好地说明洋河水库的铜绿微囊藻种群从早春到晚秋持续     

浅水富营养水库中藻类生物量与营养盐的关系

在解释为什么蓝藻在淡水藻类群体中会异军突起成为优势种的主要假设中,1983年由Smith提出的"氮磷比理论"可能是最流行的,然而一些质疑的观点也逐渐出现.因此,以天津市于桥水库为例,分析了降雨水文过程与营养盐负荷之间的关系,确定了点源和面源污染对水库富营养化的影响及水库的污染源类型.探讨了氮磷比以及无机氮源与藻类生长之间的关系.主要得出如下结论:于桥水库污染源属于面源污染型,夏季第1场降雨来临的时间决定了夏秋季水库中藻类暴发的时间和程度;水库中充足的营养盐是藻类暴发的诱导因子,低氮磷比不是藻类增殖的条件,而是藻类增殖的结果;叶绿素a(Chl-a)质量浓度与ρ(NH3-N)∶ρ(3NO--N+2NO--N)值呈显著正相关关系,藻类生长大量消耗的无机氮源为3NO--N.     

光合细菌处理富营养化水体的试验研究

通过高锰酸钾指数、总氮、总磷、浮游藻类生物量及优势种多样性5个参数值,对光合细菌在治理晋阳湖富营养化水体中的作用进行了试验研究。试验结果认为,按体积比,光合细菌比例为拟处理水量的1%时,对水体的净化效率最好,处理后水体中高锰酸钾指数、总氮和总磷的降低比率为17%、76%和30%,而在此投加比例下,光合细菌对水体中浮游藻类生物量和蓝藻（颤藻）、绿藻（栅藻）有明显的调控作用,说明光合细菌在修复藻型富营养化水体方面有很好的应用前景。     

基于主成分分析的巢湖水质影响因子研究

利用1987～2003年的水质监测资料,运用主成分分析法和Matlab软件,分析了巢湖水质的主要影响因子及其相互关系。相关分析表明,TP与TN、CODCr与TP和TN、浮游植物生物量与Chl-a和TN之间均有较好的正相关,而SD与TP、TN和CODCr之间有较好的负相关。主成分分析表明,TP、TN、CODCr、SD、Chl-a及浮游植物生物量是影响巢湖水质的主要因子,磷是巢湖富营养化的重要影响因子,TP、TN、CODCr及浮游植物生物量共同决定了水质的SD。结果表明,城镇生活污水和农业面源污染输入的氮、磷以及有机物,对巢湖富营养化起着重要的作用。     

水库水的藻毒素污染调查及产毒藻株的分离鉴定

通过对水库水进行定期采样,测定水样富营养化控制因子、叶绿素a和藻毒素的含量,了解水库水微囊藻毒素(MCLR)的污染状况、季节性变化规律以及分离鉴定释放毒素的产毒藻株,以期探讨引起藻毒素污染的内外原因.实验结果表明,在监测的8个月内水库水都检出MCLR,其变化规律与总氮、总磷和叶绿素a的含量呈现正相关,同时受水温变化幅度影响,4月和10月正是春秋两季季节交替的变温期,此时藻毒素含量明显高于其它月份,为藻毒素污染的暴增期;同时分离出5株产毒藻,其中1株为优势藻株,初步鉴定为微囊藻,产毒MCLR,是引起水库水MCLR污染的优势藻.     

草海表层沉积物有机碳、氮、磷分布特征及污染评价

本文以浅水型湖泊草海为研究对象,系统地研究了营养盐在草海湿地沉积物中的分布规律和来源,并采用单因子指数法对沉积物中TOC、TN和TP的污染程度进行了评价。结果表明:草海表层沉积物的TOC、TN含量普遍较高,且具有显著的同源相关性;TP含量相对较低,且与TN不同源。E区及近岸区域沉积物中TOC、TN和TP的陆源污染相对较重。草海沉积物TOC和TN含量足以造成严重的生态毒性效应;而TP对环境产生的危害较小。草海各采样区表层沉积物TOC和TN的污染程度为S区>N区>E区,TP的污染程度为E区>S区>N区。     

运用主成分分析法评价贵州草海水质污染

近年来草海环境污染日趋严重,也引起人们的广泛关注。本文采用主成分分析法,对草海23个采样点的CODMn、BOD5、NH3-N、COD、TP、TN、DO共7个水质指标的实测数据进行了分析计算,提取前四个主成分对草海水体的污染程度进行定量化评价分级,评价草海主要污染物的污染程度。分析结果表明,草海的主要污染因子是CODMn、BOD5、TN、TP、COD,草海湖内水体污染程度具有上游污染较下游轻的明显的区域差异,水体污染主要受外源污染。草海水体的污染源主要是威宁县城居民生活污水和草海周边农业污染源,降低生活污染和科学使用农药及化肥是改善草海水质的重要途径。     

基于环境容量的入湖污染负荷削减分析

水环境污染是困扰城市发展和影响人居生活的重要因子。为探索研究河湖水环境改善措施,尤其是研究与人居环境密切相关的城市内湖水环境提升,以武汉市南湖为例,开展了典型城市公园型湖泊的水质提升问题。通过对南湖汇水范围内污染物来源的进行精细化定量解析,结果结果表明南湖入湖总氮(TN)和总磷(TP)负荷分别为835.6 t/a和92.56 t/a;污染负荷空间分布有三个典型峰值区域,其面积仅占汇水范围的10.7%,而其TN产污负荷占25.18%,总磷产污负荷占23.97%。采用狄龙模型计算得出南湖水域TN环境容量为315.2 t/a,TP环境容量为21.01 t/a。在完成城镇生活污水和底泥释放中60%TN去除和75%TP去除的基础上,同时地表径流中TN控制率达到67%、TP控制率达到87%,即TN和TP排放量控制在环境容量限值以内,可使TN浓度达到1.5 mg/L,TP浓度达到0.1 mg/L,南湖水质总体达到地表水Ⅳ类要求。基于环境容量分析的入湖污染物来源定量解析,以及进一步对汇水范围内污染负荷的空间分析,可为河湖水环境污染治理措施的合理安排提供科学依据。     

南湖疏浚后底泥中氮、磷分布规律研究

为了解疏浚后南湖底泥中氮磷等营养元素的分布规律,选取湖泊周围及中心6处取样。通过实验测定底泥中总磷、总氮含量,发现：（1）在疏浚后,湖泊底泥中氮磷含量仍然很高,比大型浅水湖底泥中含量要高得多;（2）从水平分布来看,湖泊四周的氮、磷营养元素含量比湖中心处要高,且西部自北向南形成较高区域,、整个湖泊各监测点处总氮含量要比总磷含量高得多;（3）从垂直分布看,湖泊底泥中营养元素在表层下约100cm处达到最大值,总氮、总磷含量随深度的变化关系并不单一的增减。底泥疏浚时,需考虑合理的疏浚深度。