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生物促生剂修复内陆湖泊水体的曝气协同作用及设备研究

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中国设备工程 2022年第14期 263-265页

作者：张强杨波刘磊中交三公局第一工程有限公司北京100011

本文通过论述乌梁素海的污染现状,论述了在内陆湖泊开展水体生态修复的必要性。根据乌梁素海微生物底泥原位修复中试试验,生物促生剂协同曝气方式可以较好地修复乌梁素海的底泥,在分析有关作用机理的基础上,选取了3.57km的示范区进行水... 详细信息

本文通过论述乌梁素海的污染现状,论述了在内陆湖泊开展水体生态修复的必要性。根据乌梁素海微生物底泥原位修复中试试验,生物促生剂协同曝气方式可以较好地修复乌梁素海的底泥,在分析有关作用机理的基础上,选取了3.57km的示范区进行水体修复。根据中试,设计了生物促生剂协同曝气的修复工艺流程及相关一体化设备,并根据不同区域的曝气需求和不同类型曝气设备的特点设计和布局曝气设备。结果显示:生物促生剂协同曝气的修复技术能有效降解污泥上覆水的各种污染物,同时底泥中的各种有机污染物浓度也显著降低。证明该工艺可以用于内陆湖泊的水体修复。

关键词：生物促生剂曝气内陆湖泊水体修复

典型内陆湖泊沉积物氮、磷和重金属分布特征及生态风险评价——以武汉市武湖为例

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中国地质调查 2022年第2期9卷 110-118页

作者：何军李福林陶良张傲赵永波中国地质调查局武汉地质调查中心湖北武汉430205 武汉市测绘研究院湖北武汉430022

城市内陆型湖泊湿地对城市生态系统具有重要的作用。以武汉市武湖为例,采用数理统计、营养盐指数、地累积指数和潜在生态风险指数等方法,对武湖表层沉积物中的氮、磷、有机质和重金属的平面分布特征、影响因素、富集污染程度、生态风险... 详细信息

城市内陆型湖泊湿地对城市生态系统具有重要的作用。以武汉市武湖为例,采用数理统计、营养盐指数、地累积指数和潜在生态风险指数等方法,对武湖表层沉积物中的氮、磷、有机质和重金属的平面分布特征、影响因素、富集污染程度、生态风险进行评价。结果表明武湖西北部表层沉积物中总氮、总磷和有机质的含量明显高于东南部,武湖周边地表径流和农田是营养元素的主要来源,旱地较水田有利于沉积物中总磷的富集;武湖沉积物中有机质为内源水生植物和外源陆生植物的混合来源,与总氮具显著正相关关系;沉积物中重金属含量总体较低,局部呈现高镉,平面上总体北部高于南部;沉积物中重金属富集程度和潜在风险较低,局部地区镉和铅为轻微富集,镉和汞具中等潜在风险;沉积物的潜在生态风险为低至中等,潜在生态风险与沉积物中镉的分布高度一致。

关键词：内陆湖泊氮磷重金属武湖

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基于波形净化技术的内陆湖泊波形重跟踪算法

长江科学院院报 2021年第2期38卷 149-154页

作者：黄征凯汪海洪温志强陈志平华东交通大学土木建筑学院南昌330013 东华理工大学江西省数字国土重点实验室南昌330013 长江科学院流域水资源与生态环境科学湖北重点实验室武汉430010 武汉大学测绘学院武汉430079

卫星测高已经发展为成熟的海洋观测技术,然而在内陆水域的观测精度仍有待提高,其关键在于消除雷达回波中“陆地污染”效应的影响。在近海波形净化技术的基础上,针对内陆水域特点,提出了改进的波形净化技术,用于剔除回波中“陆地污染”... 详细信息

卫星测高已经发展为成熟的海洋观测技术,然而在内陆水域的观测精度仍有待提高,其关键在于消除雷达回波中“陆地污染”效应的影响。在近海波形净化技术的基础上,针对内陆水域特点,提出了改进的波形净化技术,用于剔除回波中“陆地污染”导致的异常波峰。在净化波形的基础上,结合优化的重跟踪算法进行波形重跟踪改正,达到提高内陆水域测高观测精度的目的。利用青藏高原中的多个湖泊的水文站数据进行精度检验,结果显示利用波形净化技术消除异常波峰后的波形进行重跟踪改正,平均精度可达到15.8 cm,相较ICE-1算法和阈值法的精度分别提高了14%和27%,表明本算法可有效探测并消除雷达回波的异常峰值,有效提高内陆水域的测高数据观测精度。

关键词：卫星测高内陆湖泊波形净化技术重跟踪算法异常波峰

江苏省首艘内陆湖泊100吨级渔政船在高宝邵伯湖首航

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渔业致富指南 2016年第1期 11-11页

2015年12月9日上午,江苏省首艘内陆湖泊100吨级渔政船＂中国渔政32239＂在高宝邵伯湖列装。江苏省海洋与渔业局汤建鸣局长一行乘坐＂中国渔政32239＂在湖区首次巡航。他认真察看了船艇各个功能舱室,仔细询问船艇驾驶人员操作要求,听取... 详细信息

2015年12月9日上午,江苏省首艘内陆湖泊100吨级渔政船＂中国渔政32239＂在高宝邵伯湖列装。江苏省海洋与渔业局汤建鸣局长一行乘坐＂中国渔政32239＂在湖区首次巡航。他认真察看了船艇各个功能舱室,仔细询问船艇驾驶人员操作要求,听取了渔管办对有关情况的介绍。他指出,100吨级渔政指挥船的列装,是内陆渔政执法现代化建设的方向，为高宝邵伯湖渔政管理工作增添了新的力量，渔管办应当用好这艘渔政船，将高宝邵伯湖渔政执法工作推上新的高度。

关键词：渔政船邵伯湖内陆湖泊汤建列装操作要求现代化建设主机功率型深通讯系统

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“拼装式”绞吸船在内陆湖泊清淤的应用研究

珠江水运 2019年第14期 49-50页

作者：何欣郑锶炜中交广州航道局有限公司

由于内陆湖泊航运条件不佳,通常没有航道与外界相通,常规绞吸式挖泥船和耙吸式挖泥船无法直接通过航道进入,不便在清淤疏浚中使用,其他施工设备往往效率及安全性能不佳,因此需要选择合适船舶机械来解决内陆湖泊清淤问题。本文通过河南... 详细信息

由于内陆湖泊航运条件不佳,通常没有航道与外界相通,常规绞吸式挖泥船和耙吸式挖泥船无法直接通过航道进入,不便在清淤疏浚中使用,其他施工设备往往效率及安全性能不佳,因此需要选择合适船舶机械来解决内陆湖泊清淤问题。本文通过河南省某水库清淤扩容工程的实例,分析“拼装式”绞吸船施工情况,为需要清淤的内陆湖泊但又无合适清淤机械的类似工程提供借鉴。

关键词：内陆湖泊清淤拼装式绞吸船施工效率

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十九个省区市政协在浔共商内陆湖泊保护大计

渔业致富指南 2006年第2期 4-4页

作者：王烈华江西省德安县水产局 330400

内陆富营养化湖泊藻类碳遥感估算研究——以太湖为例

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内陆富营养化湖泊藻类碳遥感估算研究——以太湖为例

作者：时蕾南京师范大学

学位级别：硕士

碳是生态系统中最重要的生源要素,藻类碳是指浮游藻细胞里的碳,内陆湖泊浮游藻类的光合固碳,是重要的碳汇过程之一,是其生物泵功能的主要体现,其碳循环强度、过程表现出特异性、复杂性。在生态系统中,藻类碳对碳循环和缓解气候暖化有着... 详细信息

碳是生态系统中最重要的生源要素,藻类碳是指浮游藻细胞里的碳,内陆湖泊浮游藻类的光合固碳,是重要的碳汇过程之一,是其生物泵功能的主要体现,其碳循环强度、过程表现出特异性、复杂性。在生态系统中,藻类碳对碳循环和缓解气候暖化有着不可替代的作用,对地球系统模型的发展至关重要。因此藻类碳现有量的准确估算有助于更好地理解、评估、监测水体的碳动力学,对于研究水体初级生产力的时空变化意义重大。海洋初级生产力驱动海洋生物碳泵,同时带动着海洋其它生物生产力。我国作为水资源大国,内陆湖泊的藻类碳对于区域性生态系统、气候变化有着重要影响。遥感技术的发展使得宏观、快速、实时地对内陆湖泊水域进行监测成为了可能,同时也能反映藻类碳分布的时空分布特征。本文以典型的内陆富营养化湖泊太湖为例,研究藻类碳与固有光学量(浮游藻类吸收系数)的关系,在此基础上构建了基于Sentinel-3 OLCI影像的藻类碳浓度估算的半分析模型。同时基于藻类碳与表观光学量(遥感反射率)的关系构建藻类碳遥感估算的经验模型。主要研究内容和结论包括以下三个方面:(1)藻类碳浓度反演半分析模型的构建藻类碳来源于浮游藻类,且是颗粒有机碳POC的一部分,而POC的遥感反演相对成熟,因此尝试基于浮游藻类吸收系数从POC中分离出藻类碳。在443nm处由于叶绿素和类胡萝卜素的主导,浮游藻类的吸收系数在整个波段处表现出最大值,形成一个肩峰,而在550nm处受色素吸收的影响最小,形成一个谷,两者的差值能最大程度地指示浮游藻类含量,也就能间接指示浮游藻类碳含量,而总颗粒物在675nm处的吸收系数可以表征有机物的含量。基于浮游藻类的吸收系数,构建藻类碳:POC的光学指标(aph(λ1)-aph(λ2))/ap(λ3)形式,对波段循环迭代,最终确立藻类碳:POC的最佳光学指标为(aph(443)-aph(550))/ap(675)。采用Mishra等(2014)针对浑浊的蓝藻水体提出的改进QAA算法反演得到光学指标(aph(443)-aph(550))/ap(675),结合藻类碳:POC、颗粒有机碳POC的反演模型,最终藻类碳浓度反演半分析模型的均方根误差为0.78mg/L,平均相对误差为41.13%。半分析模型的数据集过小且各子模型的误差会传递累积是导致最终反演效果较差的两个最主要原因,对于研究区太湖,首先需要增大数据量,对模型中的经验参数,率定出一个较为稳定的数值,其次需要简化半分析模型中的步骤和参数,建立形式更简洁、稳定性更强的模型。(2)藻类碳浓度反演经验模型的构建将野外测得的遥感反射率模拟到Sentinel-3 OLCI影像上,分析藻类碳与模拟的遥感反射率间的相关性,在400-900nm波段范围内,藻类碳与遥感反射率的皮尔逊相关系数的范围为-0.43-0.07。在波长490nm附近,藻类碳与遥感反射率为最大负相关,相关系数为-0.43。考虑到藻类碳来源于浮游藻类,对模拟的遥感反射率数据进行波段比值、NDVI、荧光基线高度FLH、最大叶绿素指数MCI、三波段等多种形式的组合,结果表明荧光基线高度FLH的反演效果最好,模型反演的均方根误差为0.40mg/L,平均相对误差为39.36%。选择与藻类碳浓度相关性较好的490nm、510nm、560nm、620nm、665nm、681nm处的模拟的遥感反射率,同时加入荧光基线高度(FLH)—起作为随机森林的输入参数进行训练,藻类碳浓度随机森林模型反演的均方根误差为0.28mg/L,平均相对误差为31.41%。(3)太湖区域藻类碳浓度分布特征通过随机森林算法实现太湖区域藻类碳浓度的遥感估算,结果表明,春季太湖藻类碳浓度的分布,呈现明显的北部较高,南部和湖中心较低的趋势;秋季太湖藻类碳浓度呈现北部高,南部低的空间分布特征;不同季节的风向、日照、降雨等气象因素的差异会对藻类碳浓度的空间分布有一定影响。

关键词：藻类碳内陆湖泊 Sentinel-3 OLCI 反演模型遥感估算

内陆富营养化湖泊蓝藻丰度遥感估算方法研究 ——以太湖为例

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内陆富营养化湖泊蓝藻丰度遥感估算方法研究 ——以太湖为例

作者：金琦南京师范大学

学位级别：硕士

蓝藻是内陆富营养化水体水华发生时的主要优势藻种,蓝藻丰度(蓝藻藻密度占总藻密度的比例)对于蓝藻水华的预警和监测具有重要意义。利用遥感技术可以宏观、快速和实时地监测蓝藻丰度,能反映蓝藻是否为优势藻种以及蓝藻丰度分布的时空差... 详细信息

蓝藻是内陆富营养化水体水华发生时的主要优势藻种,蓝藻丰度(蓝藻藻密度占总藻密度的比例)对于蓝藻水华的预警和监测具有重要意义。利用遥感技术可以宏观、快速和实时地监测蓝藻丰度,能反映蓝藻是否为优势藻种以及蓝藻丰度分布的时空差异性和变化规律,因此发展蓝藻丰度的遥感监测模型具有重要的意义。本文以典型的内陆富营养化湖泊太湖为研究区,通过探讨蓝藻丰度与不同生物光学特性关系,包括表观光学特性(遥感反射率)、固有光学特性(浮游藻类吸收系数)和色素浓度(PC: Chla),分析不同蓝藻丰度光学特征的差异,研究蓝藻丰度的遥感估算方法。在此基础上分别构建了基于MERIS数据的蓝藻丰度遥感估算的偏最小二乘模型和蓝藻丰度遥感估算的半分析模型。主要研究内容和结论包括以下4个方面:(1)蓝藻丰度与生物光学特性的响应关系在分析蓝藻丰度和遥感反射率(Rrs)、浮游藻类吸收系数(aph)以及色素浓度(PC: Chla)的关系的基础上,发现蓝藻丰度的差异能够在遥感反射率及浮游藻类吸收系数上很好的指示出来,不同蓝藻丰度的遥感反射率差异主要表现在560nm～700nm波段范围内,且随着蓝藻丰度的升高,624nm处的反射谷的深度也在增加。浮游藻类吸收系数对蓝藻丰度有着更明显的指示作用。随着蓝藻丰度的增加,624nm处的吸收峰更为明显,而且浮游藻类吸收系数的波段比值[aph(624) - aph(550)]/[ap(624) + aph(550)]和[aph(665) - aph(624)]/[aph(665) + aph(624)]以及单位吸收系数波段比值[aph*(624)- aph*(550)]/[[aph*(624) + aph*(550)]和[apt*(665)- aph*(624)]/[aph*(665)aph*(624)]与蓝藻丰度都具有较好的相关性,均能够较好地指示蓝藻丰度,波段比值[aph(624) -aph(550)]/[aph(624) + aph(550)]和[aph(624) - aph*(550)]/[[aph*(624) +aph*(550)]与蓝藻丰度的相关性更为紧密。但研究发现,色素浓度PC: Chla与蓝藻丰度的相关性很差,PC: Chla不能够用来指示蓝藻丰度。(2)蓝藻丰度经验估算模型的构建将野外实测的高光谱遥感反射率数据模拟到MERIS的15个波段上,基于蓝藻丰度和遥感反射率的关系,选用模拟的MERIS波段中的第五波段(中心波长560nm)、第六波段(中心波长620nm)、第七波段(中心波长665nm)、第八波段(中心波长681nm)和第九波段(中心波长709nm)构建了蓝藻丰度估算的偏最小二乘模型,其均方根误差为8. 58,平均相对误差为14. 09%,所构建的模型能够较好地估算水样的蓝藻丰度。(3)蓝藻丰度半分析估算算法的构建在分析不同蓝藻丰度样点光学特征的基础上,提出了一种蓝藻丰度遥感估算的半分析模型,通过浮游藻类的吸收系数(aph)分离得到藻蓝蛋白在620nm处的吸收apc(620)和叶绿素a在665nm处的吸收achl(665),基于蓝藻丰度和apc(620)/achl(665)的关系,构建了基于 Rrs (620)、Rrs (665)、Rrs (709)和 Rrs(778)的蓝藻丰度估算的半分析模型。模型的均方根误差为19. 57,平均相对误差为41. 37%。虽然半分析模型的精度比偏最小二乘模型的精度稍差,但该算法具更具有物理基础和意义,其在内陆湖泊的通用性方面具有更好的潜力。(4)太湖区域蓝藻丰度分布及其季节性变化通过两步法实现太湖区域蓝藻丰度的遥感估算,首先根据光谱形状SS (665),判断蓝藻是否存在,然后基于MERIS数据和偏最小二乘模型实现了太湖区域蓝藻丰度的反演。结果表明,不同季节蓝藻丰度分布不同,整体上夏季和秋季蓝藻丰度处于较高水平,春季和冬季蓝藻丰度处于较低水平。在空间上,不同湖区蓝藻丰度变化趋势不同,胥口湾和东太湖蓝藻丰度比较稳定,四季都处于较低水平;竺山湾、梅梁湾和西北湖区蓝藻丰度从春秋到冬季呈现增多-减少-减少的趋势;贡湖湾、中心湖区和西南湖区蓝藻丰度从春季到冬季呈现持平-增多-减少的趋势。

关键词：内陆湖泊蓝藻丰度 MERIS 偏最小二乘模型半分析模型遥感估算

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合成孔径雷达高度计应用研究进展

水利水电技术（中英文） 2023年第10期54卷 103-114页

作者：宿潇野李小涛苏巧梅马建威宋文龙许佳昕太原理工大学矿业工程学院山西太原030024 中国水利水电科学研究院北京100038

【目的】合成孔径雷达高度计采用延迟-多普勒技术有效提高观测精度,使得卫星测高技术可以应用于地形复杂区域。为探究合成孔径雷达高度计的应用进展,【方法】对合成孔径雷达高度计的发展进行概述,列举了目前主要载荷合成孔径雷达高度计... 详细信息

【目的】合成孔径雷达高度计采用延迟-多普勒技术有效提高观测精度,使得卫星测高技术可以应用于地形复杂区域。为探究合成孔径雷达高度计的应用进展,【方法】对合成孔径雷达高度计的发展进行概述,列举了目前主要载荷合成孔径雷达高度计的测高卫星,并对测高原理以及数据处理方法进行描述,针对合成孔径雷达高度计在海洋、冰川、内陆湖泊区域以及高程数据产品制作的应用进行重点分析。【结果】针对当前合成孔径雷达高度计应用现状,总结出合成孔径雷达高度计存在时空分辨率受限、数据精度检验代价较大、长序列数据短缺的问题,并提出多源数据协同、三维领域拓展以及数据处理方法优化的发展方向。【结论】合成孔径雷达高度计目前对海洋、冰川及内陆湖泊的高程监测方面已具有较强的应用能力,随着卫星观测密度的增加及数据优化处理方法的改进,合成孔径雷达高度计在高程监测、地形反演、水量监测等方面将具有更加广泛的应用,为探究地球水资源变化提供科学依据。

关键词：卫星测高合成孔径雷达高度计微波遥感遥感应用水资源遥感冰川内陆湖泊