基于附着藻类多样性和TLI的府河水质评价

府河是白洋淀重要的源头河流,其水质直接影响白洋淀水质的优劣.为了了解府河水质的时空变化,2016年4月至11月在府河设置10个采样点,在白洋淀的鲥鯸淀设置1个采样点,对府河附着藻类多样性进行了调查研究,并对府河的水质进行了综合营养评价,分析了其对白洋淀水质的潜在影响. 结果表明:1)府河附着藻类以硅藻门、绿藻门和蓝藻门种类为优势种,共计6门147种(属).从时间维度上,夏季分布最多,秋季分布最少.从空间维度上,鲥鯸淀采样点的种类最多,东湖采样点的种类最少;2)府河附着藻类的Shannon-Wiener多样性指数(H')和Margalef多样性指数(M)具有一致的变化趋势,夏季普遍高于春秋两季,而Pielou均匀度指数(J)秋季较高,H'、M和J最高值均出现在鲥鯸淀采样点,H'和M最低值均出现在望亭采样点,J最低值出现在东湖采样点;3)综合营养状态指数(TLI)表明,春季和夏季水体中以轻度富营养化的水体为主,秋季水体主要以中营养程度为主.从空间维度上看,北湖和鲥鯸淀采样点的TLI普遍较低.不同的评价方法对府河水质的评价结果基本一致.府河水质随季节和空间变化的现象明显,秋季水质最优,春季水质最差,上游水质最差,北湖水质最好.本研究利用2种评价方法对府河水质进行了评价,为府河和白洋淀生态修复提供了基础数据和理论支持.     

白洋淀流域府河夏季浮游植物的群落结构及其对水质的指示

为探究白洋淀入淀河流府河的浮游植物群落结构和水质现状,于2020年夏季对府河5个采样断面的浮游植物进行了定量调查,并基于浮游植物的优势种、密度、生物量和群落多样性指数对府河夏季的水质进行了评价.结果显示:府河夏季共鉴定出浮游植物7门111种属,群落组成以绿藻门、硅藻门为主,其次是蓝藻门,优势种包括微囊藻(Microcystis sp.)、小环藻(Cyclotella sp.)、细小平裂藻(Merismopedia minima)、冠盘藻(Stephanodiscus sp.)和集星藻(Actinastrum hantzschii).各采样断面浮游植物密度和生物量的均值分别为13.51×10⁶ ind/L、5 748.8×10^-3 mg/L,各采样断面浮游植物的Shannon-Wiener多样性指数(H)、Margalef丰富度指数(D)和Pielou均匀度指数(J)的均值分别为2.36、3.25和0.59,显示夏季府河浮游植物的多样性较高.根据浮游植物的优势种、密度和生物量,夏季府河整体水质状况为中-富营养;根据H、D值,夏季府河整体水质状况为β-中污染;根据J值,夏季府河整体水质状况为轻度污染,综合评价结果显示夏季府河水质状况为轻-中度污染水平.     

白洋淀水环境状况与治理保护对策

 由于连年干旱和人类活动的干扰,白洋淀面临生态缺水、水环境污染、水体富营养化及水生生物多样性破坏等生态危机。近几年,白洋淀水体多为V类或劣V类,处于轻度富营养状态,主要污染指标为化学需氧量与总磷。研究表明,白洋淀生态环境遭到破坏,失去自净与生态修复能力的主要原因有：上游修建大量水利工程截断水源,导致入淀水量减少;工业废水与生活污水大量流经府河汇入白洋淀;淀区养殖业与旅游业发展加快了污染进程;而紧绕白洋淀规划的雄安新区对入淀污染负荷有潜在贡献。针对白洋淀生态环境现状与水体恶化原因,为使白洋淀恢复生态自净与循环能力,提出了污染源治理与生态保护对策。     

PSO-MLP模型预测降雨对府河氨氮的影响

为研究白洋淀上游的保定市区降雨径流对府河水质的影响,采用府河2019年、2020年的常规水质监测数据,基于粒子群算法(particle swarm optimization, PSO)和多层感知机(multi-Layer perceptron, MLP)建立PSO-MLP水质预测模型。分别使用PSO-MLP、MLP、一维水质模型进行对比预测。结果表明：与一维水质模型相比,PSO-MLP平均绝对误差减少64.5%～74.7%;与MLP模型相比,PSO-MLP平均绝对误差减少6.6%～12.6%。选取2021年7月的一次典型降雨对府河膳马庙、安州和南刘庄3个控制断面进行预测,表明PSO-MLP泛化能力更强,预测误差更小,优于一维水质模型和MLP模型。所建立的府河PSO-MLP水质预测模型,可以提前4 h准确预测府河各断面氨氮浓度,平均绝对误差小于0.3 mg/L,可应用于保定市区降雨径流对府河水质污染的预测预警,避免降雨径流通过府河影响白洋淀水质。     

贵州织金县农村缺水地区分散供水水质分析与评价

西部农村缺水地区饮用水安全问题一直备受关注。针对贵州西部喀斯特农村缺水地区饮用水水质污染问题,以生活饮用水卫生标准(GB5749-2006)为标准,选取我国地氟病发病率最高的特殊地区——贵州织金县7个具有代表性的饮用水取水点为研究对象,采用主成分分析法对相关11项水质理化指标和3项微生物指标进行综合评价。结果显示,织金县农村缺水地区7个监测点中的水质主要受有机物和微生物污染,所有屋面雨水和中坝村岩溶水中CODMn和NH+4—N含量均超过饮用水标准限值。其中,官寨乡屋面雨水中CODMn最高超标7倍,荷花村屋面雨水中NH+4—N最高超标约3倍。在Fe、Mn离子浓度方面,官寨乡屋面雨水和岩溶水中Fe含量分别比饮用水限值超标2.5倍和5倍,荷花村岩溶水井3个月中Mn检出量分别比饮用水限值超标5倍、2倍和2.6倍。在微生物指标方面,7个监测点水样中菌落总数、总大肠菌群、耐热大肠菌群均呈现不同程度的超标,微生物指标合格率仅为28.6%。且随着枯水期时间增长,水质随着水流量的减小而逐渐恶化。因此,贵州西部农村缺水地区普遍用作饮用水的屋面雨水和岩溶水存在较大的健康风险,需要加强水质净化和消毒,方能达到安全饮用标准。     

浑河流域沈抚段枯水期氮污染特征研究

目的研究浑河流域沈抚段枯水期水质氮污染状况,分析其污染的主要来源,并对水体水质进行评估,为水生态建设及制定浑河流域污染治理方案提供基础数据.方法开展浑河流域沈抚段枯水期水质氮污染状况调查,2015-11-17、2015-12-04和2016-01-05对浑河流域沈抚段6个干流采样点、4个支流采样点和3个排污口采样点共13个固定采样点采样,按照《水和废水监测分析方法》对水样进行检测分析,并依据《地表水环境质量标准》(GB3838—2002)对浑河流域沈抚段进行水质评价.结果浑河流域沈抚段枯水期干流的NO-2-N质量浓度在0.064~0.23 mg/L,部分地区超出天然水体中的常规值0.1 mg/L;水体中的NO-3-N质量浓度在0.35~2.8 mg/L,未超出地表水硝酸盐(以N计)的标准限值10 mg/L;水体中的NH+4-N质量浓度在0.91~3.12 mg/L,部分区域超出地表水V类标准限值2.0 mg/L;水体中的TN质量浓度在2.7~20.9 mg/L,严重超出地表水V类标准限值2.0 mg/L.结论浑河流域沈抚段冬季枯水期水质属于V类水,氮污染严重.干流中大部分的氮污染源是来自于生活污水、畜禽粪便和工业废水.     

渭河流域水环境质量评价与分析

以渭河流域为研究对象,调查并分析了全流域73个点位的水质指标,选择溶解氧含量(DO)、高锰酸盐指数(CODMn)、氨氮(NH3-N)、总氮(TN)、总磷(TP)作为主要评价因子,采用单因子评价法、综合污染指数法和综合水质标志指数法分别评价渭河流域的水环境质量.结果表明,渭河流域枯水期水质明显优于丰水期,说明非点源污染对流域水环境质量影响最大.总氮、总磷是渭河流域水环境的主要污染因子,流域农业农药化肥和畜禽养殖等产生的非点源污染是导致其超标的主要原因.从流域空间分布来看,3条河流水环境质量的空间差异性较大,其中渭河的水质情况最差,泾河和北洛河水质相对较好.渭河南岸支流水质最好,北岸支流次之,干流水质最差,其中以关中地区干流水质污染最为严重.本研究结果为流域水污染治理和水环境质量改善提供数据支持,具有一定的参考价值和理论指导意义.     

东寨港海水增养殖区水质状况及变化趋势研究

根据海口市海洋环境监测中心2009-2016年对东寨港海水增养殖区水质的常规监测结果,采用单因子指数法、有机污染指数法和富营养化法分析评价该增养殖区水质污染状况,应用秩相关系数法进行趋势分析.结果表明:东寨港海水增养殖区化学需氧量少量超标,溶解性无机氮和溶解性无机磷超标较严重;2009-2014年该海水增养殖区有机污染程度处于重度污染,2015-2016年减缓为中度污染;2009-2014年该海水增养殖区水体处于高富营养化水平,2015-2016年减缓为富营养化程度;趋势分析显示该海域水质呈逐年显著变好趋势.N、P尤其是P为该养殖区的主要污染因子,因此对富含N、P等污染物的治理是东寨港环境综合治理的重点.     

武汉市沙湖纳污口水环境研究

参照国内外有关湖泊水环境状况的研究,对湖北大学纳污口(排入沙湖)和沙湖水质进行实验监测研究,分析沙湖各水质参数之间的定量关系,并参照《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)对湖北大学纳污口所排污水水质作了定量的评价,以及应用综合营养状态指数法对沙湖水体的富营养化程度进行评价.结果表明:(1)湖北大学纳污口所排出废水的各项主要指标均超标,特别是氨氮(NH3-N)、总磷(TP)、化学需氧量(CODcr)指标均严重超标;(2)沙湖水体的化学需氧量、五日生化需氧量(BOD5)、氨氮、总氮(TN)、总磷(TP)等指标严重超标,有的已达Ⅴ类、甚至是劣Ⅴ类水质,这与沙湖的功能区划的Ⅳ类水质不相符合;(3)沙湖中总磷(TP)平均浓度与生物量的代表参数叶绿素a(ch1 a)之间存在明显的正相关关系;(4)沙湖水体已达中度富营养化,水质情况比较差,尤其是枯水期的富营养化程度明显比平水期、丰水期严重.     

金堤河末端水质现状及变化趋势分析

采用单因子污染指数法和综合污染指数法,依据《地表水环境质量标准》(GB3838-2002),选取了CODcr、NH3-N、TP、BOD5和CODMn作为主要水质污染因子指标,对金堤河末端2013年水质现状和2009-2013年水质变化趋势进行了分析评价.结果表明:2013年金堤河末端水质为劣IV类,枯水期污染最严重,主要污染物为NH3-N和CODCr;其次是丰水期,主要污染物为BOD5和CODCr.近5年来,各污染因子的年均值总体上呈下降趋势,但不同年份和不同污染因子的变化具有波动性.2009年水质污染最为严重,2012年污染最轻;CODMn、BOD5和TP的含量变化基本一致,呈逐年下降的趋势;NH3-N和CODCr的含量变化基本一致,但变化幅度呈锯齿状.     

利用浮游植物群落评价白洋淀水质的研究

１９９１～１９９３年调查研究了河北省白洋淀的浮游植物，共鉴定４５１种，隶属５１科１３６属。其中，１９９１年出现２６１种，１９９２年２４３种，１９９３年２０１种。平均细胞密度为２８０．８８×１０４个／Ｌ，最大值为６７９．８０×１０４个／Ｌ，出现在１９９３年４月，最小值为５５．３７×１０４个／Ｌ，出现在１９９２年４月。应用浮游植物群落资料通过指示生物法、藻商值、营养状态指数和物种多样性指数评价了白洋淀水质，同时利用理化分析方法对水质进行监测，两种评价结果是一致的。１９９１～１９９２年白洋淀的水质为中性或微碱性贫营养型水体，而１９９３年则为碱性富营养型水体。漾堤口１９９１年为重污区，烧车淀１９９２年为中污区，其他淀区均为轻污或无污     

使用自组织特征映射神经网络对湖泊水生态功能分区

以白洋淀淀区为研究案例,在水文、气象、水化学、水生态以及人类活动干扰多要素基础上,耦合生态系统服务空间分布,形成水生态分区指标体系框架,通过自组织特征映射（self-organizing feature map,SOFM）神经网络,并将案例区划分为核心湿地保护区、湿地生态缓冲区、入淀河流缓冲区和生态屏障区4类水生态功能区域,面积分别为9763.81、9538.59、5953.15和5417.53 hm2,分别占白洋淀淀区面积的31.83%、31.10%、19.41%、17.66%．分区结果体现了一定的层次结构与空间特征差异,可为未来科学识别不同区域压力源、淀区精准修复以及差别化水质管理提供科学的数据支撑．      

白洋淀防洪排涝与生态干旱监测数字化研究

白洋淀是华北平原地区重要的湖泊,对调节该地区的防洪排涝具有不可替代的作用.目前,白洋淀面临的2个主要的问题是防洪排涝的科学调度和预防发生生态干旱.本文对白洋淀内366 km2的地形进行了数字化处理,绘制了白洋淀在防洪水位下水域面积的分布情况,并给出了所谓“干淀”及发生生态干旱时,白洋淀具体的水域分布范围,为科学调水及时补充提供更加准确的信息.     

白洋淀湿地夏末大气边界层温湿廓线特征对比分析

2005年9月北京大学与中国科学院大气物理研究所联合在白洋淀湿地地区开展非均匀下垫面的大气边界层综合野外观测实验,利用新型高精度温湿度探空系统分别在陆地和水面两种下垫面进行连续观测。实验结果显示水陆两种下垫面的大气边界层结构具有明显特征：不同时刻、不同高度出现多层逆湿、逆温现象及清晰的边界层顶位置。同时发现该地区的陆地下垫面上空湿度较水面大、温度较低;水面上空湿度较小,温度较高,且水面上空边界层厚度要大于陆地。作者从盛行风向、局地能量平衡、陆气相互作用等方面对实验结果进行分析,结果有助于研究和了解夏秋季节白洋淀湿地地区大气边界层特性和演变规律,为进一步认识白洋淀湿地的水循环及能量平衡提供了参考。观测结果也检验了北京大学自行研制的新型高精度温湿度探空系统的性能。     

白洋淀次表层水温分布研究

白洋淀是华北地区重要的淡水湖泊,对该地区生态环境的影响巨大.利用开发的数字化软件对白洋淀进行数字化,计算出了3-9月白洋淀内次表层水温的分布及其变化规律,从而为白洋淀的管理及相关学科的发展提供借鉴和参考.结果表明,白洋淀次表层水温变化与季节变化密切相关,3月份次表层开始出现温度差异,温差为3℃;4-7月,随着气温的回升,水温也逐渐上升;次表层水温的年最高值出现在8月,其值为14℃;9月份温度开始回落,温差也减小到2℃.     

南水北调东线工程调水期洪泽湖水质变化规律分析

为了解南水北调东线工程调水期间洪泽湖水质变化,基于2013—2020年洪泽湖调水期水质监测数据,采用Daniel趋势检验分析水质年变化趋势,通过空间插值得出各湖区水质分布规律,并进一步用主成分分析法分析水质主要污染类型。结果表明：2013—2020年洪泽湖调水期水质在合格至轻度污染之间,TP和TN为主要超标因子;时间上水质有变好趋势,空间上过水区水质最差,但有转好趋势,而成子湖区和溧河洼区有所恶化;污染类型以富营养化污染为主,氮磷营养盐影响较大;水质污染以入湖河流输入和建设用地增加人类活动的污染为主要来源,还伴有偶发污染事故;时间上洪泽湖对东线输水的综合水质有改善趋势,建议进一步加强相关污染防治工作,保护洪泽湖水环境,保障南水北调东线工程输水水质安全。     

水质水量调控对浅水湖泊草藻转换过程影响分析

浅水湖泊生态系统存在以大型水生植物(草型)为主要初级生产者的清水稳态和以浮游藻类(藻型)为主要初级生产者的浊水稳态.如何保证湖泊维持草型清水稳态,是湖泊富营养化治理的关键.本研究以白洋淀为案例区,将水体中的沉水植物覆盖度与总磷质量浓度作为湖泊稳态类型的评价指标,建立湖泊草藻转换驱动机制模型,探究影响湖泊稳态转化进程的关键驱动因素.结果表明:进水磷质量浓度和换水周期是影响湖泊草藻转换过程的重要参数.进水磷质量浓度长期保持在0.19 g·m-3以上时,湖泊将最终演化为藻型稳态.降低进水磷质量浓度,能有效提高湖泊稳态沉水植被覆盖度,降低稳态总磷质量浓度;湖泊换水周期对稳态沉水植物覆盖度影响较大,减小换水周期,将有利于湖泊向草型演化;同时,从水文管理角度出发,设定以沉水植被覆盖度为指标的不同草型稳态目标,依据换水周期法,计算得到各个稳态目标下,不同进水磷质量浓度下对应的最大换水周期.可通过合理控制湖泊进水磷质量浓度,并依据不同进水磷质量浓度调整换水周期,控制湖泊平均出湖流量等水质水量调控措施,实现湖泊长期保持草型清水稳态,从而为白洋淀水利工程生态调度提供决策依据.     

水资源开发利用对白洋淀生态环境的影响

水是白洋淀生态演变的关键性因素。本文从研究水资源开发利用状况，探讨其对入淀水量，流域地下水及水域环境的影响。并依据水资源条件对白洋淀未来环境变迁作出评价。由此指出随着经济的发展，白洋淀水环境的前景不容乐观，并从改善生态环境考虑提出了水资源合理开发利用的意见与措施。     

白洋淀菹草生长参数的线性分析

2011年3月初至5月对白洋淀菹草(Potamogeton crispus)的生长参数进行了连续观测,以探索白洋淀菹草的生长规律.结果表明,白洋淀菹草的生长过程遵循Logistic增长模式,方程为Y=121.419/(1+42.814e-0.843 t)(R2=0.896,n=7).其最大日增生物量为25.59g/(m2.d),环境容纳量为121.419g/m2.白洋淀菹草各构件间呈极显著的线性关系.研究发现4月到5月初是白洋淀菹草的迅速增长期,此后则进入凋亡和腐败期,建议在石芽成熟期(5月初)对菹草进行收获,以避免氮磷营养盐的再释放对白洋淀水质的影响.