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于桥水库沉积物-水界面氮磷剖面特征及交换通量

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环境科学 2018年第5期39卷 2154-2164页

作者：文帅龙龚琬晴吴涛郑小兰江雪李鑫钟继承中国科学院南京地理与湖泊研究所湖泊与环境国家重点实验室南京210008 中国科学院大学北京100049 天津市水利科学研究院天津300061

于桥水库是天津市重要的饮用水源地,但近年来呈现富营养化加重趋势,而其内源负荷及污染分布特征尚不清楚.本研究利用Peeper(pore water equilibrium)技术获取沉积物-水界面氮磷剖面特征,分析于桥水库间隙水氮磷分布的空间差异;采集沉积... 详细信息

于桥水库是天津市重要的饮用水源地,但近年来呈现富营养化加重趋势,而其内源负荷及污染分布特征尚不清楚.本研究利用Peeper(pore water equilibrium)技术获取沉积物-水界面氮磷剖面特征,分析于桥水库间隙水氮磷分布的空间差异;采集沉积物无扰动柱样分析沉积物中易释放态氮及磷的赋存特征,并利用原柱样静态培养法对其水土界面氮磷交换速率进行估算.结果表明:(1)沉积物中活性磷、氨氮、硝态氮和亚硝态氮的含量分别为0.5~6.5、0.5~10.9、2.2~16.2和0.05~0.6 mg·kg^(-1),在垂直方向随深度增加营养盐含量降低,而在空间分布上差异显著.(2)上覆水中PO_4^(3-)-P和NH_4^+-N质量浓度较低,间隙水中PO_4^(3-)-P和NH_4^+-N质量浓度远大于上覆水,表明于桥水库间隙水具有向上覆水体扩散营养盐的潜力.在垂直方向上间隙水中PO_4^(3-)-P和NH_4^+-N具有在0~5 cm快速增加,之后表现出逐渐降低的趋势.(3)静态释放结果表明,PO_4^(3-)-P和NH_4^+-N从沉积物间隙水扩散至上覆水中,其释放通量分别为1.1~13.3 mg·(m^2·d)^(-1)和20.6~250.5 mg·(m^2·d)^(-1);NO-3-N交换通量在-20.4~33.4 mg·(m^2·d)^(-1)之间,NO_2^--N交换通量在-7.4~0.4 mg·(m^2·d)^(-1)之间.PO_4^(3-)-P和NH_4^+-N为于桥水库主要的沉积物内源向上覆水释放营养盐,总体释放速率在空间上呈现南高北低、淋河口和水坝前较高的释放特征.与类似研究比较可知,于桥水库沉积物-水界面通量相对较高,表明沉积物是于桥水库上覆水营养盐的重要来源.

关键词：于桥水库沉积物-水界面间隙水分布特征释放通量

于桥水库浮游植物群落时空动态及影响因素分析

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农业资源与环境学报 2024年第1期41卷 125-137页

作者：高锴李泽利赵兴华张晓绪梅鹏蔚张震天津市生态环境监测中心天津300191 天津天滨瑞成环境技术工程有限公司天津300191 天津天滨同盛环境科技有限公司天津300191

为探究于桥水库浮游植物群落结构时间与空间变化及其与环境因子的相关性,本研究于2020年5—12月,对于桥水库5个采样点浮游植物群落结构及水体理化因子进行调查分析,运用浮游植物种类多样性指数及综合营养状态指数(TLI)对水体营养状态进... 详细信息

为探究于桥水库浮游植物群落结构时间与空间变化及其与环境因子的相关性,本研究于2020年5—12月,对于桥水库5个采样点浮游植物群落结构及水体理化因子进行调查分析,运用浮游植物种类多样性指数及综合营养状态指数(TLI)对水体营养状态进行评价,同时应用Pearson相关性分析探究影响浮游植物群落结构的主要环境因子。结果表明:于桥水库浮游植物共隶属于7门86属194种,以绿藻门、蓝藻门及硅藻门为主,7月种类数最多,12月最少。优势种共有17种,蓝藻门最多。于桥水库全年浮游植物平均丰度为1.35×10^(8)cells·L^(-1),年均生物量为67.73 mg·L^(-1),从浮游植物群落组成时间差异来看,蓝藻门丰度始终最高,占比为78.75%~95.17%。甲藻门、金藻门及裸藻门占比均较小,合计占比在0.10%~1.48%之间。空间分布上,库中心浮游植物丰度最高,水库入口三岔口最低。TLI评价结果表明,于桥水库2020年处于轻度富营养状态,且夏季评价结果较好。在空间上,库区北部东马坊评价结果较差,水库入口三岔口较好。Pearson相关性分析结果表明,水温、pH、总氮浓度、高锰酸盐指数及叶绿素a浓度是影响于桥水库浮游植物群落结构的重要因子。

关键词：于桥水库浮游植物群落结构多样性指标 Pearson相关性

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于桥水库溶解性有机碳分布特征及三卤甲烷的生成势

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环境工程学报 2016年第1期10卷 48-54页

作者：牛志广魏晓婷张颖天津大学环境科学与工程学院天津300072 南开大学环境科学与工程学院天津300071

通过测定溶解性有机碳以及三卤甲烷生成势等指标,研究于桥水库溶解性有机碳分布特征及其成因,分析三卤甲烷的存在现状和生成势。结果表明：溶解性有机碳浓度波动不大,在入库区最高,出库区最低,说明其整体自东向西沿水流方向在波动中呈... 详细信息

通过测定溶解性有机碳以及三卤甲烷生成势等指标,研究于桥水库溶解性有机碳分布特征及其成因,分析三卤甲烷的存在现状和生成势。结果表明：溶解性有机碳浓度波动不大,在入库区最高,出库区最低,说明其整体自东向西沿水流方向在波动中呈下降趋势;三卤甲烷与温度成正相关,采样期间浓度在0~22.3μg/L之间,符合国家相关标准;三卤甲烷生成势浓度变化范围为60~470μg/L,处于中等水平;溶解性有机碳与三卤甲烷生成势具有显著的正相关关系。

关键词：于桥水库溶解性有机碳分布特征三卤甲烷生成势

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天津于桥水库沉积物磷赋存特征及其环境意义

湖泊科学 2018年第3期30卷 628-639页

作者：江雪文帅龙姚书春郑小兰康得军钟继承中国科学院南京地理与湖泊研究所湖泊与环境国家重点实验室南京210008 福州大学土木工程学院福州350000 中国科学院大学北京100049

研究天津于桥水库沉积物中磷形态的空间分布特征和垂直分布特征对了解水源型水库富营养化现状及其过程具有重要的现实意义.利用抓斗式采泥器及柱状采泥器分别采集表层沉积物样品及柱状沉积物样品,采用Psenner提出的连续提取法对沉积物... 详细信息

研究天津于桥水库沉积物中磷形态的空间分布特征和垂直分布特征对了解水源型水库富营养化现状及其过程具有重要的现实意义.利用抓斗式采泥器及柱状采泥器分别采集表层沉积物样品及柱状沉积物样品,采用Psenner提出的连续提取法对沉积物磷形态进行分级测定,揭示整个水库沉积物各形态磷的空间分布特征以及不同区域垂直方向上的分布规律.结果表明:于桥水库表层沉积物总磷(TP)含量为303.7~997.8 mg/kg,各形态磷含量大小顺序依次为:钙结合态磷(Ca-P)>铁结合态磷(Fe-P)>残渣态磷(Res-P)>铝结合态磷(Al-P)>有机态磷(Org-P)>可交换态磷(Ex-P).表层沉积物中Fe-P、Al-P、Ca-P与TP含量由东至西逐渐递减,主要受到黎河河水夹带的外源性磷输入的影响;Res-P含量由东至西逐渐递增,与活性磷的分布规律相反,表明水库下游比上游的水质更好.垂直分布上,南部区域底层与表层沉积物相差不大,说明从1960s以来磷的沉积量就比较大;西部区域沉积物中Fe-P和Org-P含量较高,随深度的增加有明显降低的趋势;中心区域的各形态磷和TP含量均较低,且随着深度增加逐渐降低,现阶段沉积物中的磷以滞留为主,释放潜力较小.

关键词：于桥水库沉积物磷形态分布

输水期间于桥水库流域水体中溶解态多环芳烃的分布特征与风险

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环境科学 2016年第7期37卷 2530-2538页

作者：昌盛赵兴茹付青郭睿王山军中国环境科学研究院环境基准与风险评估国家重点实验室北京100012 中国环境科学研究院国家环境保护饮用水水源地保护重点实验室北京100012

为调查输水期于桥水库流域水中多环芳烃(PAHs)的分布特征,采用气相色谱-质谱法对该区16种US EPA优先控制的PAHs进行了分析,并对PAHs的健康风险和生态风险进行了评估.结果表明,在18个点位采集的水样中均有PAHs检出,且上游水域和库区PAHs... 详细信息

为调查输水期于桥水库流域水中多环芳烃(PAHs)的分布特征,采用气相色谱-质谱法对该区16种US EPA优先控制的PAHs进行了分析,并对PAHs的健康风险和生态风险进行了评估.结果表明,在18个点位采集的水样中均有PAHs检出,且上游水域和库区PAHs组分和浓度均存在着显著差异.上游水域水体(除洒河大桥点位外)中的PAHs以2~3环为主,其百分比介于86%~95%,ΣPAHs浓度介于13.7~104.1 ng·L^(-1)间,其中大黑汀水库渔业养殖密集区水体中PAHs污染水平较高;库区水体中低环数和高环数PAHs含量相当,ΣPAHs浓度介于1.6~3 512.5 ng·L^(-1)间,其中库区北岸水中PAHs浓度最高.Flu/Pyr、Fla/(Fla+Pyr)比值分析表明,于桥水库流域PAHs主要来自村镇居民燃煤供暖、生物质燃烧.分别采用US EPA健康风险评价模型和Kalf等使用的商值法对PAHs的饮水致癌风险和生态风险进行了评估,结果显示,库区水体的饮水致癌风险水平超过了10-6,以及库区B[a]A、B[k]F、Bap的商值(实际浓度/最大允许参考浓度)也均大于1,说明库区水体PAHs引发的致癌风险和生态风险均应当引起重视.

关键词：多环芳烃于桥水库污染特征健康风险生态风险

1990-2018年于桥水库流域氮磷浓度变化趋势及影响因素

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湖泊科学 2023年第6期35卷 1949-1959页

作者：张晨周雅迪宋迪迪天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室天津300350

基于1990—2018年于桥水库流域入库河流与水库的逐月总氮(TN)和总磷(TP)监测数据,整理并分析了1990-2002、2003—2014和2015—2018年3个时段TN、TP浓度和氮磷比(TN/TP)的时空变化特征,探究流域内点面源污染削减、调水、氮磷滞留等对营... 详细信息

基于1990—2018年于桥水库流域入库河流与水库的逐月总氮(TN)和总磷(TP)监测数据,整理并分析了1990-2002、2003—2014和2015—2018年3个时段TN、TP浓度和氮磷比(TN/TP)的时空变化特征,探究流域内点面源污染削减、调水、氮磷滞留等对营养盐浓度变化的影响。结果表明,1990—2018年于桥水库TN浓度年均值在1.14~3.74 mg/L之间,水库TP浓度年均值在0.025~0.131 mg/L之间,多年TN/TP平均值为45,远高于淡水磷限氮磷比,是磷限水库。于桥水库流域5个测点中,沙河TN浓度最高,黎河TP浓度最高,入库TN、TP浓度大于库区,水库TP滞留率略大于TN。水库TN、TP浓度在2000s中后期下降,之后出现反弹。原因是2003年水源保护工程实施后,入库营养物浓度降低;2014年底南水北调中线一期工程通水后,于桥水库的引滦水量减少,TN的稀释效应弱化,上游来水TP浓度上升与水库内夏秋两季浮游植物的增殖,导致第三时段水库内TP浓度上升。基于月尺度水质分析,夏季水库TN浓度最低,TP浓度达到峰值,主成分分析表明,历年6—10月的水库Chl.a浓度与TP浓度呈显著正相关。后续富营养化治理应当控制沙河及库周面源的TN输入,同步削减流域内TP负荷,并通过建设和完善前置库、截污沟等工程措施降低入库氮磷浓度。

关键词：营养盐氮磷比调水于桥水库氮磷滞留

珠海一号高光谱卫星的于桥水库水质参数反演初步研究

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光谱学与光谱分析 2021年第2期41卷 494-498页

作者：殷子瑶李俊生范海生高敏谢娅中国科学院空天信息创新研究院数字地球重点实验室北京100094 中国科学院大学北京100049 珠海欧比特宇航科技股份有限公司广东珠海519080

水体中的悬浮物浓度和透明度是水质调查中的基本参量,也是评价水环境优劣的重要指标。卫星遥感技术可以大范围、较快速、低成本地实现主要水质参数的反演,但是对于水质复杂多变且水域面积较小的内陆水体来说,目前常用的卫星不能满足水... 详细信息

水体中的悬浮物浓度和透明度是水质调查中的基本参量,也是评价水环境优劣的重要指标。卫星遥感技术可以大范围、较快速、低成本地实现主要水质参数的反演,但是对于水质复杂多变且水域面积较小的内陆水体来说,目前常用的卫星不能满足水质参数的反演需要。珠海一号卫星星座是由珠海欧比特宇航公司发射的新型高光谱卫星星座,具有高空间、高光谱、高时间分辨率的特点,在内陆水体水质监测中具有重要潜力;然而目前对于运用珠海一号数据进行内陆水体水质参数遥感监测的适用性有待研究,需要开展星地同步实验检验其应用效果。以珠海一号高光谱卫星作为遥感数据源,以于桥水库为研究区,利用与卫星同步的水面实测数据,使用经验回归的方法分别构建了悬浮物和透明度的反演模型,并开展了悬浮物浓度和透明度的模型精度检验。检验结果证明,于桥水库悬浮物浓度和透明度的反演模型最佳波段组合分别为R rs(684)/R rs(540)和R rs(656)/R rs(556),模型反演相对误差分别为8.6%和11.7%,均方根误差分别为1.0 mg·L^-1和18.2 cm。利用建模公式得到了2018年11月22日于桥水库的水质参数分布图,发现于桥水库的悬浮物浓度空间分布呈现北高南低的特点,而水体透明度的空间分布呈现出北低南高的分布特征,这种空间分布特征应该主要是因为于桥水库北部水较浅南部水较深,水越深底泥越不容易再悬浮导致的。基于星地同步实验的于桥水库水质参数反演建模和检验结果初步说明了珠海一号高光谱卫星在定量反演内陆水体水质参数方面具有潜力,未来需要开展更多的星地同步实验进一步完善预处理和反演模型。

关键词：珠海一号高光谱于桥水库悬浮物浓度透明度

基于多源卫星数据的小型水体蓝藻水华联合监测——以天津于桥水库为例

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湖泊科学 2018年第4期30卷 967-978页

作者：房旭段洪涛曹志刚沈明葛小三河南理工大学测绘与国土信息工程学院焦作454000 中国科学院南京地理与湖泊研究所南京210008

近年来水体富营养化呈扩张趋势,蓝藻水华不仅在太湖等大型湖泊频发,水面面积较小的天津于桥水库等也形势严峻,亟需加强卫星遥感监测.但是,以往在太湖等业务化使用非常成功的MODIS等卫星数据(约500 m),由于空间分辨率较低,难以满足小型... 详细信息

近年来水体富营养化呈扩张趋势,蓝藻水华不仅在太湖等大型湖泊频发,水面面积较小的天津于桥水库等也形势严峻,亟需加强卫星遥感监测.但是,以往在太湖等业务化使用非常成功的MODIS等卫星数据(约500 m),由于空间分辨率较低,难以满足小型水体的监测要求;而Landsat-8等空间分辨率较高的卫星数据(>30 m),通常重返周期较长,无法满足水华高频监测需求.本文以天津市于桥水库(面积约80 km2)为研究区,针对常用的卫星数据,从空间、时间、光谱范围和数据可获取性共4个方面,评价不同卫星数据蓝藻水华监测能力和算法,同时对不同卫星监测结果一致性进行评估.结果表明:(1)筛选出国产HJ-1A\B CCD、GF-1 WFV和美国Landsat-8 OLI这3种卫星波段合适,空间分辨率较高,适用于桥水库蓝藻水华监测,但考虑到其重返周期较长,建议多星联合观测;(2)各个卫星监测结果与卫星影像目视解译结果基本一致,均方根误差和相对误差均分别控制在0.78 km2和4.9%以内;(3)不同卫星监测结果一致性良好,一致性精度达到99.5%;(4)根据历史影像结果,发现于桥水库2016年水质开始呈富营养化,藻华现象在夏、秋两季最为严重.研究表明,针对小型水面水体蓝藻水华监测,利用较高分辨率数据联合监测,是一种有效的替代策略,今后可在更多小型水域推广.

关键词：水体富营养化蓝藻水华高分辨率卫星数据联合监测于桥水库

栅格新安江模型在天津于桥水库流域上游的应用

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湖泊科学 2016年第5期28卷 1134-1140页

作者：黄小祥姚成李致家谢润起于福民张强河海大学水文水资源学院南京210098 天津市水文水资源勘测管理中心天津300060

栅格新安江模型是在概念性新安江模型的理论基础上,以栅格为计算单元,结合地形地貌和下垫面特性构建出来的水文模型.在于桥水库流域上游的水平口流域应用栅格新安江模型,研究该地区洪水要素的空间变化以及洪水形成过程,讨论洪水模拟效... 详细信息

栅格新安江模型是在概念性新安江模型的理论基础上,以栅格为计算单元,结合地形地貌和下垫面特性构建出来的水文模型.在于桥水库流域上游的水平口流域应用栅格新安江模型,研究该地区洪水要素的空间变化以及洪水形成过程,讨论洪水模拟效果来验证模型在半湿润地区的适用性.选取水平口流域1978-2012年的洪水进行模型计算,模拟结果较好地反映了流域产流面积的时空变化,且均达到乙级以上精度.初步表明栅格新安江模型在半湿润地区有较好的适用性.

关键词：栅格新安江模型产流面积变化洪水模拟于桥水库水平口流域