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长三角先行启动区水体透明度时空变化特征及影响因素研究

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长江科学院院报 2024年

作者：王宇周维奇白濛雨苏函胡伟上海勘测设计研究院有限公司中国长江三峡集团有限公司长江生态环境工程研究中心(上海) 华东师范大学河口海岸学国家重点实验室

水体透明度提升是改善水质观感的重要技术路径。本研究根据2023年4-12月对长三角一体化先行启动区内典型水体（湖荡、圩内河道、圩外河道）的实地监测结果，探讨区域内典型水体的透明度（SD）时空分布特征、影响因素及提升目标。监测期... 详细信息

水体透明度提升是改善水质观感的重要技术路径。本研究根据2023年4-12月对长三角一体化先行启动区内典型水体（湖荡、圩内河道、圩外河道）的实地监测结果，探讨区域内典型水体的透明度（SD）时空分布特征、影响因素及提升目标。监测期间，湖荡、圩内河道、圩外河道SD均值分别在61.17、68.75、45.08 cm左右；空间上，西塘镇及黎里镇东南区域SD整体较好（> 70 cm），而元荡、金泽镇东北区域以及太浦河相对较差（水体中尤为显著（R=-0.71），而叶绿素a仅在圩内河道中与SD无显著相关性；此外，研究进一步构建了SD与浊度、悬浮物、总磷的拟合曲线模型，其中SD与浊度的整体拟合效果最佳(R2=0.66～0.74)，并以近岸主要的沉水植物能够存活为要求，确立了先行启动区SD的初期目标值应控制在59.14～83.06 cm以上。

关键词：长三角先行启动区水体透明度影响因素时空分布相关性分析

补水对蠡湖水体透明度改善效果的数值模拟研究

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水资源保护 2024年

作者：吴佩翰朱海徐项哲鞠茂森闫世康杨晨霞周志博唐洪武王玲玲河海大学水利水电学院无锡德林海环保科技股份有限公司河海大学河长制研究与培训中心浙江省水利水电技术咨询中心江苏省水利勘测设计研究院有限公司交通运输部天津水运工程科学研究院

蠡湖是江苏省无锡市的浅水湖泊，近年来，水体透明度逐年降低，严重影响了蠡湖整体感官。为客观评估太湖水补水对蠡湖透明度改善的影响，由实测资料分析得出了适用于蠡湖的水体透明度（SD）与悬浮物（SS）浓度、叶绿素a（Chla）浓度的... 详细信息

蠡湖是江苏省无锡市的浅水湖泊，近年来，水体透明度逐年降低，严重影响了蠡湖整体感官。为客观评估太湖水补水对蠡湖透明度改善的影响，由实测资料分析得出了适用于蠡湖的水体透明度（SD）与悬浮物（SS）浓度、叶绿素a（Chla）浓度的相关关系，并利用MIKE 21构建了蠡湖水动力-水质耦合模型，经验证，模型精度良好，可以用于模拟计算。分析了南部长广溪进水及西部五里湖节制闸进水两种典型补水方案下蠡湖水体SD的改善效果。计算结果表明：两种方案均可将蠡湖平均透明度提升至0.8m以上；南部补水方案使全湖平均透明度提高了0.5m，好于西部补水方案；适当加大东部出口的出流量可以提高水体透明度的改善效果；补水会导致局部区域悬浮物浓度增加，在补水总流量固定条件下，适当调控出口流量分配能有效改善蠡湖水体透明度，为蠡湖及其它浅水湖泊补水方案实施提供了科学决策依据和参考。

关键词：蠡湖水体透明度补水 MIKE 21 水动力-水质耦合模型

基于Sentinel-2影像的平寨水库水体透明度遥感反演

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水土保持通报 2023年第1期43卷 158-166页

作者：温朝程周忠发李永柳孔杰谢江婷贵州师范大学地理与环境科学学院/喀斯特研究院贵州贵阳550001 国家喀斯特石漠化工程技术研究中心贵州贵阳550001 贵州省喀斯特山地生态环境国家重点实验室培育基地贵州贵阳550001

[目的]研究水体透明度的变化规律及其空间分异驱动因素,为管理湖库及恢复湖库生态系统提供科学依据。[方法]基于2020年5月18日,8月26日,11月14日的Sentinel-2 MSI卫星影像及准同步实测透明度数据构建平寨水库透明度遥感反演模型,利用地... 详细信息

[目的]研究水体透明度的变化规律及其空间分异驱动因素,为管理湖库及恢复湖库生态系统提供科学依据。[方法]基于2020年5月18日,8月26日,11月14日的Sentinel-2 MSI卫星影像及准同步实测透明度数据构建平寨水库透明度遥感反演模型,利用地理探测器定量分析影响透明度空间分异的驱动因素。[结果]①平寨水库水体透明度与Sentinel-2 MSI的B_(3)波段最为敏感,利用波段组合B_(3)×B_(4)作为最佳敏感因子构建出的透明度反演模型具有较高的精度(R^(2)=0.81,RMSE=0.11 m,MRE=16.91%)。②平寨水库水体透明度呈现出中心库区高而各支流上游低,近水体两岸低的空间分布趋势,且水体透明度11月>8月>5月。[结论]总悬浮物、叶绿素a及总有机碳含量是平寨水库水体透明度空间分异的主要因素。总磷、总氮、水温及风速通过影响水体中的总悬浮物、叶绿素a及总有机碳含量进而影响水体透明度空间分布。

关键词：水体透明度 Sentinel-2 MSI 遥感反演地理探测器平寨水库

小浪底水库水体透明度遥感反演及其空间分布变化研究

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小浪底水库水体透明度遥感反演及其空间分布变化研究

作者：靳兴浩河南理工大学

学位级别：硕士

小浪底水库水体透明度是水库水环境综合状况的直接体现,与多种水质参数密切相关,水体透明度监测对保护与改善水环境具有重要意义。论文针对水体透明度监测中效率低、不全面等问题,采用光谱特征分析、相关性分析以及回归分析,构建基于特... 详细信息

小浪底水库水体透明度是水库水环境综合状况的直接体现,与多种水质参数密切相关,水体透明度监测对保护与改善水环境具有重要意义。论文针对水体透明度监测中效率低、不全面等问题,采用光谱特征分析、相关性分析以及回归分析,构建基于特征波段组合的遥感反演模型,对小浪底水库水体透明度进行监测,分析空间分布变化原因,并结合营养指数法对水质进行评价。论文的研究工作主要体现在以下方面:(1)经过光谱特征分析,水体光谱在560nm、675nm、705nm附近具有明显特征,将水体光谱等效为Sentinel-2卫星对应波段,结合相关性分析,透明度与B3波段,B4和B5的比值波段具有强相关性,与光谱分析结果一致。分别构建单波段模型、比值波段模型与组合波段模型,进行对比分析,基于三种特征波段组合的二元一次反演模型决定系数最高,误差最小,将此模型作为水体透明度遥感反演模型。(2)在小浪底水库调水调沙周期内,透明度空间分布从西低东高向均匀化转变,直至新一次调水调沙完成,重新回归西低东高分布,透明度均值冬季最高,夏季最低,主要受到蓄水量、水温、杂质积累、水中植物生长、人类活动等因素影响;2017年至2021年,透明度空间分布总体为西低东高,年均水体透明度先减后增,主要受到调水调沙时间、上游来水质量,降雨、蓄水量等因素影响。与其他水质参数相关性分析可知水体的透明度水平是由多种因素共同影响,是水库水环境状况的综合体现。与气象因子关系的分析中得出降雨量与气温均会对水体透明度产生影响,其中气温影响更大。利用水体透明度反演结果,结合营养指数法,对库区水质进行评价,实验表明在调水调沙周期和2017年至2021年5年中,水库整体水质保持在中等及以上水平。

关键词：水体透明度遥感反演水质评价小浪底水库

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水体透明度两种半分析反演模型的对比与分析

海洋科学 2021年第3期45卷 14-23页

作者：高磊胡鹏朱金山山东科技大学测绘科学与工程学院山东青岛266590 地理信息工程国家重点实验室陕西西安710054 自然资源部海洋测绘技术重点实验室山东青岛266590

针对目前反演遥感透明度的方法多是经验方法,而半分析方法运用在二类水体时,由于分析参数较难获取导致应用较少等问题,本文在缺少相关光学参数实测数据的情况下,基于GOCI卫星影像数据及实测透明度数据开展两种半分析透明度反演模型的对... 详细信息

针对目前反演遥感透明度的方法多是经验方法,而半分析方法运用在二类水体时,由于分析参数较难获取导致应用较少等问题,本文在缺少相关光学参数实测数据的情况下,基于GOCI卫星影像数据及实测透明度数据开展两种半分析透明度反演模型的对比与分析。首先选用555 nm和660 nm两种参考波段的QAA-v6算法分别反演水体固有光学参数,代入到Lee15和Jiang19两种半分析模型中定量反演胶州湾水域透明度。结果表明,660nm作为参考波段的Lee15模型反演精度更高,误差更小(R~2=0.771,MAPE=0.137,RMSE=0.331)。为进一步探究各模型在不同透明度范围内的反演精度,将透明度范围分成3段(0.5~1.5,1.5~2.5,2.5~3.5 m)分别进行误差分析后发现,660 nm Lee15模型在各分段均达到最佳精度。所以该模型能够为胶州湾这种二类水体的透明度反演提供一条有效途径。

关键词：水体透明度参考波段 QAA算法遥感反演

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潮汐型湖泊水体透明度灰关联分析

中山大学学报（自然科学版） 2008年第1期47卷 108-111页

作者：王华逄勇陈晓峰赵伟河海大学环境科学与工程学院江苏南京210098

受外域水体特征及潮汐作用影响,滨江潮汐型湖泊水体透明度影响因子复杂多变。以镇江内湖为例,基于洪、枯两季典型全日潮野外同步实测结果,运用灰色系统理论,定量计算了内湖水体透明度与相关环境因子的灰关联度,分析研究了不同时间尺度... 详细信息

受外域水体特征及潮汐作用影响,滨江潮汐型湖泊水体透明度影响因子复杂多变。以镇江内湖为例,基于洪、枯两季典型全日潮野外同步实测结果,运用灰色系统理论,定量计算了内湖水体透明度与相关环境因子的灰关联度,分析研究了不同时间尺度下内湖透明度的主要影响因子。结果表明:洪季,影响内湖透明度的关键因子是悬沙浓度与高锰酸盐指数;枯季,来水含沙量降低,主要影响因子为高锰酸盐指数与叶绿素a浓度;洪、枯两季,内湖水体透明度主要影响因子的排列顺序受潮汐作用影响较小;NH3-N等间接影响因子对透明度影响不明显,但随涨落潮仍呈现一定变化。

关键词：潮汐湖泊水体透明度灰关联分析内湖

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水体透明度远程监测系统的研究与应用

计算机工程 2011年第16期37卷 263-266页

作者：杜承虎李云飞王宜怀刘树东苏州大学计算机科学与技术学院江苏苏州215006

传统湖泊水体透明度测量方法为面向现场的测量方法,容易受时间、天气等客观因素的影响。为解决该问题,利用光度学原理设计由激光模组、光电池等组成的透明度传感器,实现一种基于通用分组无线业务的湖泊水体透明度远程监测系统。在研究... 详细信息

传统湖泊水体透明度测量方法为面向现场的测量方法,容易受时间、天气等客观因素的影响。为解决该问题,利用光度学原理设计由激光模组、光电池等组成的透明度传感器,实现一种基于通用分组无线业务的湖泊水体透明度远程监测系统。在研究太湖水域的光学衰减与透明度关系的基础上,根据太湖水体透明度的计算公式实现对太湖某水域的实际测量。结果表明,该测量方法实时性好,传感器准确可靠,整个系统运行稳定,为监测部门提供决策依据。

关键词：水体透明度透明度传感器光学衰减系数远程监测系统

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基于深度神经网络算法的水体透明度反演方法

生态学报 2021年第6期41卷 2515-2524页

作者：喻臻钰杨昆罗毅商春雪赵磊云南师范大学地理学部昆明650500 云南师范大学西部资源环境地理信息技术教育部工程研究中心昆明650500 云南师范大学教务处昆明650500 云南师范大学信息学院昆明650500

水体透明度能够直观反映湖泊水质状态,掌握长时间大尺度湖泊水体透明度是控制和改善湖泊水生态环境的关键。由于滇池的水质原位监测工作起步较晚,导致长时间序列的历史湖泊水体透明度数据的缺失。为此,以滇池为研究区,以深度神经网络算... 详细信息

水体透明度能够直观反映湖泊水质状态,掌握长时间大尺度湖泊水体透明度是控制和改善湖泊水生态环境的关键。由于滇池的水质原位监测工作起步较晚,导致长时间序列的历史湖泊水体透明度数据的缺失。为此,以滇池为研究区,以深度神经网络算法为理论基础,以原位监测和MODIS遥感影像为数据,对2001年1月1日—2018年12月31日滇池水体透明度进行反演,并利用地理空间分析方法探讨了滇池湖泊水体透明度时空变化特征。研究结果表明:(1)提出的反演模型具有较好的性能(RMSE=0.1359,MAE=0.1134),能够客观反映湖泊水体透明度状况;(2)时间变化特征分析结果表明,滇池水体透明度总体呈现下降趋势,综合变化率为-0.08 m/10 a;(3)空间变化特征分析结果表明,水体透明度较高的区域下降率较大,水体透明度较低的区域变化趋势相对稳定,距离城区及居民区较近的水体透明度相对较低;人类活动将成为影响滇池水体透明度变化的重要因素,同时也是造成滇池水体污染的主要因素。

关键词：水体透明度 MODIS 深度神经网络时空变化特征

基于遥感技术的鄱阳湖采砂对水体透明度的影响

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生态学报 2008年第12期28卷 6113-6120页

作者：邬国锋崔丽娟武汉大学资源与环境科学学院&武汉大学教育部地理信息系统重点实验室武汉430079 中国林业科学研究院林业研究所&国家林业局林木培育重点实验室北京100091

采砂是一项具有巨大生态影响的经济活动。其引起沉积泥沙的再悬浮,降低水体透明度,减弱水下光环境以及产生一系列的生态影响。旨在利用遥感技术监测鄱阳湖自2001年开始的采砂活动对水体透明度的影响。时间序列的LANDSAT影像用于船只的... 详细信息

采砂是一项具有巨大生态影响的经济活动。其引起沉积泥沙的再悬浮,降低水体透明度,减弱水下光环境以及产生一系列的生态影响。旨在利用遥感技术监测鄱阳湖自2001年开始的采砂活动对水体透明度的影响。时间序列的LANDSAT影像用于船只的识别和同期的水体透明度反演,MODIS影像用于估计湖区2000～2005年6～10月期间水体透明度的动态变化。结果显示鄱阳湖北部自2001年以来随着船只数目的增加水体透明度显著下降。结合对船只最终目的地以及船只分布与水体透明度变化一致性等方面的分析,可以确认采砂是引起此区域水体透明度下降的主要原因。夏季频繁发生的长江江水倒灌推动鄱阳湖北部的浑浊水体向南移动,从而扩大采砂的影响范围至鄱阳湖中部,甚至南部。采砂繁荣了地方经济,同时也对鄱阳湖生态系统具有重大的负面影响。平衡经济发展与生态保护之间的关系,将因采砂而造成的负面影响下降到最低限度,使鄱阳湖的各种生态功能全面发挥是当务之急。

关键词：鄱阳湖遥感水体透明度采砂倒灌栖息地