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基于卫星遥感和塔基视频的河流流量监测研究

水利水电技术(中英文) 2024年

作者：张雪容王雪蕾张浩彬王琦尹文杰李彤黄才声陈湛峰广东省生态环境监测中心生态环境部卫星环境应用中心中国地质大学(北京)信息工程学院

【目的】为了实现对西江流域典型断面河流流量的长时序、高频次监测，有效支撑洪涝预警及水资源管理的需求，【方法】联合无人机遥感和智能无人船等手段获取断面水面以上和水面以下的高程数据，构建高精度的三维数字河道模型。利用光学... 详细信息

【目的】为了实现对西江流域典型断面河流流量的长时序、高频次监测，有效支撑洪涝预警及水资源管理的需求，【方法】联合无人机遥感和智能无人船等手段获取断面水面以上和水面以下的高程数据，构建高精度的三维数字河道模型。利用光学和雷达等多源卫星影像提取河流的水面宽度，并采用融合塔基视频和深度学习模型的算法识别河流水位及表面流速，从而实现对河道流量的快速监测。【结果】结果表明：联合塔基视频和三维数字河道模型获取的河流水面宽度与卫星遥感影像监测结果具有较好的一致性，误差在1～2个像元之间（即10～20m）。受气候和岸边植被的影响，当河流水面宽度较大时，两种结果间的误差也会随之增加。河流表面流速与水下地形存在密切的联系，当河流较深时，河流表面不同位置处流速也会有较大幅度的变化；与利用声学多普勒流速剖面仪水文测验的流量数据相比，利用视频和遥感手段获取的流量结果基本一致，误差整体控制在2%以内。【结论】通过联合卫星遥感和塔基视频对西江流域典型断面的流量进行监测并开展准确性评估，为西江流域不同情景下的流量监测和洪涝预警提供数据支撑和技术保障。

关键词：卫星遥感视频测流无人机河道流量计算精度分析径流水资源

基于GRACE数据的中国地下水储量时空变化研究

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水生态学杂志 2024年

作者：张亮林柯鹏振南京大学地理与海洋科学学院湖北省生态环境厅咸宁生态环境监测中心

研究中国长时间序列地下水储量变化，识别地下水储量下降区域及该区域人口暴露情况，可为水资源可持续利用提供重要的科学参考。利用GRACE卫星数据和GLDAS数据，根据水量平衡原理分析了中国地下水时空变化特征。结果表明：(1)中国地下... 详细信息

研究中国长时间序列地下水储量变化，识别地下水储量下降区域及该区域人口暴露情况，可为水资源可持续利用提供重要的科学参考。利用GRACE卫星数据和GLDAS数据，根据水量平衡原理分析了中国地下水时空变化特征。结果表明：(1)中国地下水的丰水区主要分布在长江流域以南和青藏高原区，缺水区主要分布在华北地区与西北地区；中国地下水稳定性存在显著的空间差异，华北地区、西北地区和青藏高原区的稳定级别为差；(2)中国地下水等效水高在2013―2020年呈下降的变化趋势，贡献区域主要集中在北方区域；多年平均等效水高为-10.91 mm/a，整体以减少为主；地下水等效水高由2003年的-0.83 mm下降至2020年-39.55 mm，18年间共下降38.72 mm，下降率为2.15 mm/a；(3)人水矛盾突出区域主要集中在华北平原，空间上南方区域比北方更安全。2020年中国市域地下水下降暴露人口平均>500人/km2的区域集中分布在华北平原及周边区域，暴露总量最高的3个行政区为北京、天津、保定。

关键词：重力恢复和气候实验(GRACE) 地下水人口暴露时空特征中国

第23届海峡两岸暨港澳环境资源与生态保育学术研讨会暨“气候变化与生态环境保育”专辑序言

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水土保持学报 2024年第1期38卷 I0001-I0002,F0002页

作者：李定强陈永勤广东省科学院生态环境与土壤研究所香港中文大学(深圳)

气候变化是当今世界面临的最大挑战之一,也是全球关注的焦点。随着科技与工业的不断发展,人类活动与自然因素共同作用使地球气候系统发生变化,对人类社会、生态环境、自然资源等各方面均产生显著影响。人类正面临着全球环境的剧烈变化,... 详细信息

气候变化是当今世界面临的最大挑战之一,也是全球关注的焦点。随着科技与工业的不断发展,人类活动与自然因素共同作用使地球气候系统发生变化,对人类社会、生态环境、自然资源等各方面均产生显著影响。人类正面临着全球环境的剧烈变化,如全球气候变暖将导致海平面上升、降水格局改变、气候灾害增多、粮食减产等问题,对人们的健康、财产和生存产生严重影响;气候变化还可导致海洋酸化、氮沉降增加、臭氧层破坏、冰川消融、生物多样性丧失、荒漠化和土地退化、微塑料污染等问题,对全球生态系统的稳定性和持续发展造成威胁。

关键词：气候变化冰川消融气候灾害海平面上升臭氧层破坏全球生态系统粮食减产生态环境

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新型聚多巴胺纳米颗粒光热蒸发性能评价

材料科学与工艺 2024年第1期32卷 54-61页

作者：邹广新王弋高芳贺斌华北电力大学北京100096 广东省科学院生态环境与土壤研究所广州510650

聚多巴胺具有与黑色素相似的吸光性能,是一种被广泛关注的高分子近红外吸收材料,在光热转化方面有良好前景。但由于其本身聚合机理多样,内部结构复杂,目前对聚多巴胺功能性设计的研究较少。本文通过设计Fe3+和硅烷偶联剂与多巴胺反应,... 详细信息

聚多巴胺具有与黑色素相似的吸光性能,是一种被广泛关注的高分子近红外吸收材料,在光热转化方面有良好前景。但由于其本身聚合机理多样,内部结构复杂,目前对聚多巴胺功能性设计的研究较少。本文通过设计Fe3+和硅烷偶联剂与多巴胺反应,提高了聚多巴胺的吸光特性和亲水性;通过X射线光电子能谱(XPS)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)等表征证明,成功合成了高吸光度亲水聚多巴胺纳米颗粒,吸光度达到90%。同时将合成的纳米颗粒真空抽滤,堆叠构建亲水输运通道。实验表明:在太阳光蒸发环境,一个太阳光强下,使用本文设计的光热膜进行纯水蒸发实验,纯水蒸发速率可以达到1.1 kg/(m^(2)·h),光热转化效率为80%,比普通聚多巴胺提高15%,证明该材料有很好的光热转化性能,在海水淡化领域有着良好的应用前景。

关键词：光热蒸发聚多巴胺硅烷偶联剂光热纳米颗粒光热膜

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广东省高分辨率温室气体排放清单及特征

环境科学 2024年第2期45卷 909-919页

作者：卢清唐明双廖彤黄志炯钟庄敏宋佩珊沈劲张智胜梁小明孙家仁陈来国生态环境部华南环境科学研究所广东省水与大气污染防治重点实验室广州510655 广东省生态环境监测中心国家环境保护区域空气质量监测重点实验室广州510308 暨南大学环境与气候研究院广州511443 东莞市生态环保研究院有限公司东莞523000

根据典型城市调查与统计数据收集得到的广东省活动水平数据,采用自上而下和自下而上相结合的排放因子法和GIS技术,建立了广东省2018年3 km×3 km高分辨率温室气体排放清单.估算范围包括能源活动、工业生产过程、农业活动、土地利用变化... 详细信息

根据典型城市调查与统计数据收集得到的广东省活动水平数据,采用自上而下和自下而上相结合的排放因子法和GIS技术,建立了广东省2018年3 km×3 km高分辨率温室气体排放清单.估算范围包括能源活动、工业生产过程、农业活动、土地利用变化和林业、废弃物处理以及电力调入(出)间接排放等6大类CO_(2)、CH4和N_(2)O这3种温室气体.结果表明,广东省2018年CO_(2)、CH4和N_(2)O的排放量分别为8.5×108、1.9×10^(6)和1.1×10^(5)t,以CO_(2)当量计分别为8.5×10^(8)、4.0×10^(7)和3.4×10^(7)t,合计9.2×10^(8)***_(2)是广东省主要的温室气体排放种类,占全省温室气体总排放量的92.0%,能源活动和电力调入(出)间接排放是广东省温室气体排放的主要部门,排放占比分别为77.9%和7.6%,合计占比为85.5%.从温室气体排放的空间分布情况来看,全省大部分地区温室气体表现为排放源,部分区域表现为汇;温室气体排放主要集中在珠三角地区,并呈现一定的沿路网和航道分布的特征;温室气体高排放网格主要为大型电厂、钢铁厂和水泥厂等高耗能企业所在地.

关键词：高分辨率温室气体排放清单广东省排放特征

我国农用地土壤重金属污染防治标准体系现状及展望

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环境科学研究 2024年第5期37卷 1092-1103页

作者：赵彬王亮魏雨泉祝文彬曹晗霖张昊广东省科学院生态环境与土壤研究所广东广州510650 生态环境部土壤与农业农村生态环境监管技术中心北京100012 中国科学院地理科学与资源研究所北京100101 中国农业大学资源与环境学院北京100193

标准体系建设是实施土壤污染防治与农产品安全保障的重要保障.该文系统分析了我国农用地土壤环境质量管理发展历程,总结了土壤重金属污染控制标准体系的最新进展.在总结发达国家与国际组织关于农用地土壤重金属污染控制标准建设经验的... 详细信息

标准体系建设是实施土壤污染防治与农产品安全保障的重要保障.该文系统分析了我国农用地土壤环境质量管理发展历程,总结了土壤重金属污染控制标准体系的最新进展.在总结发达国家与国际组织关于农用地土壤重金属污染控制标准建设经验的基础上,分析我国标准体系当前所面临的问题及挑战,并提出本土化规划发展与完善建议,以期为我国农用地土壤重金属污染防范及风险阻控提供经验借鉴.该文将我国标准的建设历程大致总结为初识探索、质量管理、污染控制与风险管控4个阶段,初步形成了以法律、法规与国家政策为指导,国家、行业、地方与团体标准为基本框架,污染防治与农产品安全保障为总体原则的多维度、层次化、全链条污染防控标准体系.针对现行标准体系有待完善的内容,未来可通过应用导向与前瞻引领的顶层设计,强化农用地土壤重金属污染防治标准体系建设的科学规划和整体布局,满足适合我国不同阶段的农用地土壤环境管理需求,为深入打好净土保卫战提供理论基础和标准支撑.

关键词：农用地土壤重金属环境质量管理标准体系

西沙永乐环礁造礁石珊瑚共生体对低光环境的生理响应

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热带海洋学报 2024年第3期43卷 31-39页

作者：王永智许莉佳黄柏强杨天件綦世斌陈辉杨静生态环境部华南环境科学研究所广东广州510535 广东省环境科学研究院广东广州510045

光照是影响造礁石珊瑚生长与分布的重要因素之一,但目前关于造礁石珊瑚对低光环境的响应特征与适应性尚不清楚。本研究以西沙常见的疣状杯形珊瑚(Pocillopora verrucosa)、澄黄滨珊瑚(Porites lutea)和翘齿盘星珊瑚(Dipsastraea mattha... 详细信息

光照是影响造礁石珊瑚生长与分布的重要因素之一,但目前关于造礁石珊瑚对低光环境的响应特征与适应性尚不清楚。本研究以西沙常见的疣状杯形珊瑚(Pocillopora verrucosa)、澄黄滨珊瑚(Porites lutea)和翘齿盘星珊瑚(Dipsastraea matthaii)为研究对象,于2021年春季在永乐环礁10m水深处开展了为期1周的原位遮光实验,其中遮光实验组与正常对照组相比光强削减了80%~90%,其日间有效光辐射(photosynthetically active radiation,PAR)为20.2~41.5μmol photons·m^(−2)·s^(−1)。实验结果显示,弱光状态下疣状杯形珊瑚、澄黄滨珊瑚和翘齿盘星珊瑚的实际光量子产量(ΦPSII)明显升高,最大电子传递速率(r-ETR_(max))和饱和辐射光强(Ek)出现了下降的现象,同时三种珊瑚的共生藻密度(翘齿盘星珊瑚除外)、叶绿素a含量、组织生物量和组织厚度出现了不同程度的下降,其中以澄黄滨珊瑚的变化最为显著,其共生藻密度下降了14.2%,组织生物量下降了32.9%。短期弱光限制中,造礁石珊瑚能够通过提高自身的实际光合效率或(和)降低虫黄藻密度适应光强的不足,但珊瑚共生体通过光合作用转化的能量短期内无法满足珊瑚宿主自身正常生长的代谢需求,因而出现消耗大于获得、珊瑚组织生物量和组织厚度短暂下降的情况。

关键词：造礁石珊瑚弱光限制光生理永乐环礁

黄铁矿-Fe(Ⅲ)表面Lewis酸位点增强微囊藻毒素催化水解的机制

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高等学校化学学报 2024年第7期45卷 145-155页

作者：兰星贺玉婷张清方艳芬邓安平赵海霞张兆年三峡大学材料与化工学院宜昌443002 宜昌东阳光生化制药有限公司宜昌443300 三峡大学基础医学院宜昌443002 湖北省生态环境厅宜昌生态环境监测中心宜昌443002

天然黄铁矿(Pyrite)在高温(60℃)下能有效降解(k=0.072 min^(-1))水中微囊藻毒素(MCs),但突破高温瓶颈、实现常温条件[(25±5)℃]下MCs的高效降解仍是目前水处理技术的难点.本文发现外加铁离子(Fe^(3+),FeCl_(3))能加速Pyrite常温体系... 详细信息

天然黄铁矿(Pyrite)在高温(60℃)下能有效降解(k=0.072 min^(-1))水中微囊藻毒素(MCs),但突破高温瓶颈、实现常温条件[(25±5)℃]下MCs的高效降解仍是目前水处理技术的难点.本文发现外加铁离子(Fe^(3+),FeCl_(3))能加速Pyrite常温体系对微囊藻毒素-RR(MC-RR)的水解效率(水解贡献率77.94%),其降解速率常数(0.36 h^(-1))是单独Pyrite体系(0.12 h^(-1))的3倍.通过X射线光电子能谱仪(XPS)、循环伏安法(CV)、原位表面衰减全反射红外光谱(in situ ATR-FTIR)和密度泛函理论(DFT)等研究发现,外加Fe^(3+)通过形成Fe(Ⅲ)—O键增加了Pyrite表面Lewis酸铁位点数,再通过其与C=O配位实现了对MC-RR酰胺键的水解.此外,外加的Fe^(3+)还能将Pyrite表面多价态硫物种(S_(n)^(2-),S_(2)^(2-))氧化为单质硫(S0),通过形成氢键—NH…S进一步促进MC-RR的水解.本研究不仅为蓝藻水华治理提供了一种常温矿物处理技术,还为自然水体中酰胺类有机污染物的自净机制提供了理论依据.

关键词：微囊藻毒素 Lewis酸位点水解黄铁矿催化机制

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黄河流域菏泽段农村生态环境综合评价研究

中国环境监测 2024年

作者：陶美娟高尚赞李伟刘锐肖方刘士华山东省菏泽生态环境监测中心菏泽市生态环境局

为服务黄河流域生态保护,助力乡村生态发展,以黄河流域菏泽段为研究区,选取典型村庄14个,开展农村环境状况和农村生态状况监测,运用综合指数法评价农村生态环境综合状况,并对存在问题进行分析研究。结果表明:黄河流域菏泽段农村环境状... 详细信息

为服务黄河流域生态保护,助力乡村生态发展,以黄河流域菏泽段为研究区,选取典型村庄14个,开展农村环境状况和农村生态状况监测,运用综合指数法评价农村生态环境综合状况,并对存在问题进行分析研究。结果表明:黄河流域菏泽段农村环境状况以“一般”为主,占85.7%。其中,土壤环境污染均为低风险;环境空气质量达标比例92.9%;饮用水源地水质达标比例为21.4%,未达标类型均为地下水型饮用水源地;县域地表水质达标率为26.7%。农村生态状况以“良”为主,占92.9%,少量村庄为“一般”,占7.1%,影响生态状况的主要因素为水网密度指数。农村环境质量综合状况等级均为“一般”,环境轻度污染,影响因素主要为地表水水质、土地胁迫程度和饮用水源地水质。

关键词：黄河流域农村环境环境状况生态状况评价方法