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阳澄湖入湖河道分类、污染特征分析及治理策略

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湖泊科学 2024年第3期36卷 741-755页

作者：刘帅谢茂嵘吕文宋娜杨惠杨文晶姜宇白瑞泉沈逸史书杨金艳江苏省水文水资源勘测局苏州分局苏州215011 中国科学院南京地理与湖泊研究所南京210008

为进一步揭示阳澄湖入湖河道的污染物来源,提出相应的治理对策,以2017—2021年阳澄湖入湖河道水质监测数据为基础进行分析讨论。依据入湖水量选取10条主要入湖河道进行分析,其中位于阳澄湖东岸的白曲港在七浦塘拓浚工程建成之前主导流... 详细信息

为进一步揭示阳澄湖入湖河道的污染物来源,提出相应的治理对策,以2017—2021年阳澄湖入湖河道水质监测数据为基础进行分析讨论。依据入湖水量选取10条主要入湖河道进行分析,其中位于阳澄湖东岸的白曲港在七浦塘拓浚工程建成之前主导流向为出湖,工程建成后,通过Pearson相关分析证实了其流向与七浦塘引水时的水力关系,因此白曲港被选为主要入湖河道。采用距平系数法、系统聚类法和物元分析法将阳澄湖主要入湖河道分为3个类别:第1类别包括白荡、蠡塘河、北河泾、永昌泾4条河道,第2类别包括渭泾塘、界泾和施家斗港3条河道,第3类别包括南消泾、七浦塘和白曲港3条河道。使用因子分析法进行因子分析,第1类别河道的因子为高锰酸盐指数(COD_(Mn))、氨氮(NH_(3)-N)、溶解氧(DO)和总磷(TP),第2类别河道的污染因子为NH_(3)-N、总氮(TN)、pH、TP和DO,第3类别河道的污染因子为pH、TP、TN和DO。通过对上游河道水质情况分析、文件研究以及实地调查等方式得出第1类别河道区域的污染源主要为工业污染源和生活污染源,第2类别河道区域污染源主要为工业污染源与种植业污染源,第3类别河道污染源主要为陆地水产养殖污染源与种植业污染源。针对总体污染源情况,建议通过控制点源污染、削减面源污染、增强上游河道治理、开展生态治理修复以及加强巡查监管等方式对各类别河道区域进行针对性治理,以提高入湖河道水质,为阳澄湖的系统性和整体性治理打好基础。

关键词：阳澄湖入湖河道系统聚类物元分析因子分析污染源河道治理

基于SSA-BP-SVM模型的云龙湖水质反演研究

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南京信息工程大学学报 2024年第2期16卷 279-290页

作者：任中杰江苏省水文水资源勘测局徐州分局徐州221006

利用遥感技术进行水质监测,全面地掌握水质分布情况对水环境保护具有重要意义.水质参数与地表反射率并非简单的线性关系,BP神经网络和支持向量机(SVM),因其非线性模拟的特点,被广泛应用于水质反演.传统BP神经网络存在收敛缓慢、容易陷... 详细信息

利用遥感技术进行水质监测,全面地掌握水质分布情况对水环境保护具有重要意义.水质参数与地表反射率并非简单的线性关系,BP神经网络和支持向量机(SVM),因其非线性模拟的特点,被广泛应用于水质反演.传统BP神经网络存在收敛缓慢、容易陷入局部最优的问题;SVM虽然具有很好的拟合能力,但受惩罚系数及核函数参数影响较大.以云龙湖为研究区域,利用Sentinel-2影像和实测数据,针对重要水质参数电导率和浊度,提出一种基于麻雀搜索算法(SSA)优化BP神经网络及SVM的水质反演耦合模型,利用SSA对BP神经网络及SVM进行参数寻优,基于验证集MAE计算模型权重,对SSA-BP、SSA-SVM模型测试组输出层加权计算后获得最终反演结果.与BPNN、SVM、SSA-BP、SSA-SVM模型对比,结果表明:(1)Sentinel-2影像对电导率及浊度的敏感波段均为可见光及短波红外波段;(2)SSA-BP-SVM水质反演耦合模型精度更高,电导率及浊度反演模型R 2分别为0.92、0.89;(3)云龙湖具有典型的城市水体特征,电导率受上游南望净水厂排水影响较大,浊度受社会生产活动带来的颗粒污染物影响较大.基于Sentinel-2影像利用SSA-BP-SVM模型进行水质反演具有较好的应用潜力,能够为云龙湖水质监测以及制定保护措施提供一定的技术支撑.

关键词： BP神经网络支持向量机麻雀搜索算法电导率浊度

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不同预见期气候指数的干旱可预测性研究

水电能源科学 2024年 22-27页

作者：刘茜元何海张璐刘臻晨何健吴志勇河海大学水文水资源学院复旦大学大气与海洋科学系江苏省水文水资源勘测局

为了探索可靠的干旱过程预测方法，以江苏省为研究区域，在识别历史干旱事件的基础上，提取干旱发生前期大尺度海气相互作用因子，形成0～12个月不同预见期的气候指数，将其分为大气环流类、海温类和大气海温综合类3个类别，分别建立具... 详细信息

为了探索可靠的干旱过程预测方法，以江苏省为研究区域，在识别历史干旱事件的基础上，提取干旱发生前期大尺度海气相互作用因子，形成0～12个月不同预见期的气候指数，将其分为大气环流类、海温类和大气海温综合类3个类别，分别建立具有0～12个月不同预见期的偏最小二乘回归干旱预测模型，通过模型后预测验证，定量分析干旱前期不同预见期气候指数对季节干旱过程的可预测性。结果表明，0～12个月不同预见期内，干旱同期“大气环流”模型对1994年夏秋季干旱等级预测较好；预见期为0～9个月的“海温”组的模型能预测出2010～2011年冬春连旱的过程变化，且结果稳定；干旱前期9～12个月西太平洋暖池的热力状况及西太平洋副热带高压，在不同预见期的干旱预测模型中均占较大权重，且在3个月预见期的干旱预测模型中所占权重最大，可作为江苏省季节尺度气象干旱的可预测性来源。研究成果可为季节尺度的干旱预测和干旱灾害综合防范提供科学依据。

关键词：季节干旱预测大气环流指数海温指数预见期可预测性

三峡水库蓄水后荆江松滋口分流变化及其影响因素

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长江科学院院报 2024年第2期41卷 14-20页

作者：段光磊彭严波长江水利委员会水文局荆江水文水资源勘测局湖北荆州434000

松滋河是连通长江与洞庭湖的主要通道。自1950s以来,随着下荆江系统裁弯及葛洲坝、三峡等水利工程相继建成,松滋河分流量呈现阶段性减少。基于系列水文和河道原型观测资料,分析了三峡水库蓄水后松滋口分流变化特征及其影响因素。结果表... 详细信息

松滋河是连通长江与洞庭湖的主要通道。自1950s以来,随着下荆江系统裁弯及葛洲坝、三峡等水利工程相继建成,松滋河分流量呈现阶段性减少。基于系列水文和河道原型观测资料,分析了三峡水库蓄水后松滋口分流变化特征及其影响因素。结果表明:①三峡水库蓄水后,松滋口年分流比基本稳定在7%左右,没有明显趋势性变化;②当枝城站出现>25000 m 3/s流量时,蓄水后松滋口分流能力明显提升,特别是蓄水后前10 a;③三峡水库主汛期洪水调度影响较小,而汛末蓄水对口门分流产生消极影响;④荆江干流河床冲刷降低了口门处中枯水位,对松滋口分流产生不利影响;⑤芦家河浅滩航道整治工程实施在一定程度上对维持口门段中枯水位发挥了关键作用,口门河段河道采砂在一定时段改善了口门进流条件。

关键词：分流三峡水库荆江松滋口影响因素

荆江陈家湾—突起洲分汊段河道演变与趋势分析

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长江科学院院报 2024年第7期41卷 196-202页

作者：廖宇昂刘瑜长江水利委员会水文局荆江水文水资源勘测局湖北荆州434000

三峡工程的运行极大减轻了荆江的防洪压力,同时改变了河段水沙条件,导致荆江持续发生剧烈冲淤变化。荆江陈家湾—突起洲段为典型微弯分汊河型,滩槽格局调整、主支汊易位将直接影响航道运行和防洪安排。基于三峡工程运行前后长系列水文... 详细信息

三峡工程的运行极大减轻了荆江的防洪压力,同时改变了河段水沙条件,导致荆江持续发生剧烈冲淤变化。荆江陈家湾—突起洲段为典型微弯分汊河型,滩槽格局调整、主支汊易位将直接影响航道运行和防洪安排。基于三峡工程运行前后长系列水文与河道原型观测资料,揭示河段水沙变化与河床冲淤响应特征,分析河道形态尺度年际变化过程,总结河道演变规律及趋势。结果表明:三峡工程运行后,沙市站平均年输沙量下降85%,河床冲刷3.1亿m^(3)。以太平口—三八滩汊道段滩槽变化最为剧烈,主流走势由北转南。2011年后,三八滩与腊林洲边滩守护工程基本遏制了“太平口心滩南槽南靠、三八滩南汊北提”趋势,但该段河床随即再次调整,近期又表现出“南槽北扩、南汊南扩”的新情势。同时,由于三八滩南汊发育、北汊分流比降低,北汊长江大桥下的通航问题日益突显,如何解决碍航问题,仍需进一步开展研究。

关键词：河道演变冲淤分析三峡工程分汊河段荆江

基于多维Copula函数的澜沧江-湄公河流域气象干旱特征分析

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水资源保护 2024年第1期40卷 52-59页

作者：李琼芳方凯悦韩幸烨邹振华陈启慧尹瑞琪林雍权河海大学水文水资源学院江苏南京210098 河海大学长江保护与绿色发展研究院江苏南京210098 长江水利委员会水文局长江中游水文水资源勘测局湖北武汉430012

为全面揭示变化环境下澜湄流域多维气象干旱特征,采用标准化降水蒸散指数SPEI表征流域气象干旱,基于游程理论分别提取澜沧江段和湄公河段上、中、下游流域1901—1960年和1961—2021年两个时段的干旱事件,利用Copula函数分别构建两个时... 详细信息

为全面揭示变化环境下澜湄流域多维气象干旱特征,采用标准化降水蒸散指数SPEI表征流域气象干旱,基于游程理论分别提取澜沧江段和湄公河段上、中、下游流域1901—1960年和1961—2021年两个时段的干旱事件,利用Copula函数分别构建两个时段不同子流域二维和三维干旱特征变量联合分布,计算不同干旱特征变量组合条件下的干旱联合发生概率,对比分析不同子流域多维气象干旱特征的时空变化。结果表明:时间上,1961—2021年各子流域平均干旱程度均较1901—1960年更严峻,尤其是极端干旱事件(单变量累积频率为25%、50%)的多维干旱联合发生概率增幅最大;空间上,1961—2021年,随着干旱历时、烈度和烈度峰值的增加,“或”情况下多维干旱联合发生概率最高值区自北向南转移,“且”情况下多维干旱联合发生概率最高值区自南向北转移。

关键词：气象干旱游程理论联合发生概率 Copula函数澜沧江-湄公河流域

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面向三峡水库的水面蒸发模型研究

长江科学院院报 2024年

作者：彭玉洁张冬冬徐高洪王卫光林涛涛白浩男长江水利委员会水文局长江三峡水文水资源勘测局河海大学水文水资源学院长江水利委员会水文局

针对目前水面蒸发模型对三峡水库狭长带状河道型的特点考虑不足的问题，本文分析三峡水库巴东站的水面蒸发变化规律，充分考虑饱和水汽压差、相对湿度、风速和水气温差共4个主要因素对水面蒸发的影响，引入不同风速量级下的水气温差函... 详细信息

针对目前水面蒸发模型对三峡水库狭长带状河道型的特点考虑不足的问题，本文分析三峡水库巴东站的水面蒸发变化规律，充分考虑饱和水汽压差、相对湿度、风速和水气温差共4个主要因素对水面蒸发的影响，引入不同风速量级下的水气温差函数，建立适合于三峡水库的水面蒸发模型。结果表明：面向三峡水库水面蒸发模型能准确模拟出三峡水库的水面蒸发量，模型在率定期的模拟效果最优，相比于其他传统经验模型，纳什效率系数NSE由0.31提高至0.75，与实测值的误差大幅度下降。同时模型模拟的蒸发量经折算后与三峡水库其他5处站点的实测值能较好吻合，验证了模型的精确性和可靠性，为三峡水库水资源合理利用与科学管理提供了技术支持。

关键词：三峡水库机理分析水面蒸发模型水气温差精度评估

重庆市长寿湖水库表层水体重金属时空分布及风险评价

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环境科学 2024年第3期45卷 1428-1438页

作者：张瑞溪刘娅君罗泳楠李杰芹李彩霞李佳佳张成西南大学资源环境学院重庆400715 黄河水利委员会河南水文水资源局郑州450008

为了解重庆市长寿湖水体污染状况和环境风险,采集并分析了不同季节的表层水体重金属(Cr、Cu、Zn、As、Cd和Pb)浓度,探究长寿湖重金属时空变化和分布特征,进一步评估其污染水平和健康风险.结果表明,6种重金属均低于《地表水环境质量标准... 详细信息

为了解重庆市长寿湖水体污染状况和环境风险,采集并分析了不同季节的表层水体重金属(Cr、Cu、Zn、As、Cd和Pb)浓度,探究长寿湖重金属时空变化和分布特征,进一步评估其污染水平和健康风险.结果表明,6种重金属均低于《地表水环境质量标准》(GB 3838-2002)Ⅰ类标准,但近年来呈现增加趋势,Cu、As和Pb增加趋势显著(P水资源.

关键词：长寿湖重金属时空分布风险评价

新疆车尔臣河流域绿洲带地下水咸化与污染主控因素

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环境科学 2024年第1期45卷 207-217页

作者：李军欧阳宏涛周金龙新疆农业大学水利与土木工程学院乌鲁木齐830052 新疆水文水资源工程技术研究中心乌鲁木齐830052 新疆水利工程安全与水灾害防治重点实验室乌鲁木齐830052 河北建筑工程学院河北省水质工程与水资源综合利用重点实验室张家口075000 新疆巴音郭楞蒙古自治州水文水资源勘测局库尔勒841099

车尔臣河流域绿洲带地下水是当地居民生产生活的重要水源,查明地下水咸化和污染的控制因素,对可持续开发利用地下水资源和保护沙漠绿洲带生态环境具有重要意义.在该区共采集36组单一结构潜水样品和54组多层结构潜水-承压水样品,在确定... 详细信息

车尔臣河流域绿洲带地下水是当地居民生产生活的重要水源,查明地下水咸化和污染的控制因素,对可持续开发利用地下水资源和保护沙漠绿洲带生态环境具有重要意义.在该区共采集36组单一结构潜水样品和54组多层结构潜水-承压水样品,在确定地下水主要离子分布特征和污染现状基础上,应用水文地球化学方法(Piper图、多元统计、Gibbs模型和离子间内联关系)综合揭示地下水咸化和污染的主控因素.研究区地下水从山前倾斜平原单一结构潜水至冲洪积平原多层结构潜水-承压水具有一定分带性,Cl-Na水(87.8%)是研究区地下水主要的水化学类型.单一结构潜水水质明显优于多层结构潜水-承压水,多层结构潜水-承压水咸化主要由Na^(+)(均值9969 mg·L^(-1))、Cl^(-)(均值13687 mg·L^(-1))和SO_(4)^(2-)(均值5840 mg·L^(-1))导致,自然的水文地球化学过程是导致地下水水质恶化的主要原因.地下水化学主要受水岩作用和蒸发-浓缩作用控制,硅酸盐岩和蒸发盐岩矿物溶解是地下水化学组分的重要来源,而强烈的蒸发盐岩溶解过程对冲洪积平原区多层结构潜水-承压水的控制程度更高,加之在蒸发-浓缩和阳离子交换作用共同影响下,冲洪积平原区多层结构潜水-承压水咸化现象更为严重.此外,农田集中区农业施肥对地下水NO_(3)^(-)产生一定影响.

关键词：车尔臣河流域地下水咸化污染控制因素