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基于富营养化阈值的松花湖水环境容量分析 总被引：4，自引：0，他引：4
通过对松花湖水体中浮游植物的绝对优势种——铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)单藻株生长与磷、氮定量关系的室内模拟研究,得出松花湖富营养化发生的阈值为：总磷浓度0．065 mg/L,总氮浓度0．843 mg/L．利用风险分析理论和蒙特卡罗随机模拟方法,在分析2002-2004年松花湖水体中总磷和总氮浓度实际分布规律的基础上,提出了计算湖、库总磷和总氮水环境容量的不确定性方法．通过对松花湖磷、氮水环境容量的计算,得出松花湖流域总磷和总氮的最大允许排放量为2123．78 t/a和7018．82 t/a,为了使松花湖富营养化发生的概率在0．001以下,总磷和总氮需要分别削减3208．34 t/a和18648．91 t/a． 相似文献
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基于提出水库水污染质迁移转化的三维数学模型,详细讨论了用无单元配点法求解三维水质模型的离散方法和计算过程.通过这些模型和方法,获取指定时间内密云水库库区水质状况、各种污染质分布、变化的三维定量描述.给出用2003年的边界条件对2003,2004,2005年库区的总氮总磷分布作出模拟和预测,得到其主要发展趋势.计算发现:底泥对总磷的贡献比较显著.从整体看,库区底泥及其它综合因素对总磷的影响因子很大.库东潮河流域表层水的生物或其它作用对总磷的影响比较突出.春夏秋库区内总氮浓度分布基本处于慢速递减趋势,而总磷浓度则逐步增高.秋冬春刚好相反,总氮浓度增高,总磷浓度降低.从年度发展整体看,总氮基本处于稳定态,总磷却存在逐年增长趋势,但这种趋势并不显著. 相似文献
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河蚬(Corbicula fluminea)对霍甫水丝蚓(Limnodrilus hoffmeisteri)生物扰动的抑制效应 总被引：1，自引：0，他引：1
近年来太湖局部区域水体富营养化仍有加剧趋势,这可能与底栖动物生物扰动促进沉积物营养盐释放有关.耐污种霍甫水丝蚓(Limnodrilus hoffmeisteri)与常被用于生态修复的河蚬(Corbicula fluminea)均为太湖底栖动物优势种类,本文设计了双因素4组处理(对照组、河蚬组、霍甫水丝蚓组和混合组(霍甫水丝蚓和河蚬))的室外受控实验,研究在太湖2种种群分布交错区,河蚬能否对霍甫水丝蚓的生物扰动产生抑制效应.结果表明:霍甫水丝蚓扰动能显著增加水体总氮、总磷浓度,同时促进浮游植物生长;河蚬通过滤食和生物沉降作用显著降低水体总氮、总磷和悬浮物浓度,抑制浮游植物生长,从而促进了底栖藻类的生长;河蚬对霍甫水丝蚓生物扰动效应有抑制作用. 相似文献
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数据同化是提升复杂机理过程模型精度的关键技术之一,而湖泊藻类模型的敏感参数具有随时间动态变化的特征,导致数据同化过程中无法精准更新某一时段的敏感参数,影响数据同化的模型精度提升效果.针对上述问题,本研究耦合了参数敏感性分析与集合卡尔曼滤波,研发了一种能够实时识别模型敏感参数的新型数据同化算法;为验证研发算法的效率,依托巢湖的高频水质自动监测数据,测试算法对藻类动态模型的精度提升效果.测试结果表明：研发算法能够精准跟踪模型敏感参数的动态变化,并根据监测数据实时更新模型敏感参数,实现了水质高频自动监测数据与藻类动态模型的深度融合,藻类生物量模拟精度提升了55%,即纳什系数（NSE）从0.49提升到0.76,模拟精度提升效果也显著优于传统数据同化算法（NSE=0.63）.研发算法可应用于其它水生态环境模型的数据同化,为水生态环境相关要素的精准模拟预测提供关键技术支撑. 相似文献
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在海洋可控源电磁法勘探中,接收站常置于海底.在进行海洋电磁场模拟时,由于海水和海底介质存在显著电性差异,这给海底接收点处场值的求取带来困难.本文提出一种新的接收点插值算法,该算法考虑到海底电场法向分量不连续性问题,用法向电流分量进行插值以准确求取海底任意接收点处电磁场值.本文利用交错网格有限差分法实现了二维介质中频率域海洋可控源法(CSEM)正演.对构造走向做傅里叶变换,将三维电磁模拟问题转换为波数域2.5维问题,即三维场源激励下针对二维地电模型的电磁模拟问题.使用交错网格有限差分法,基于一次场/二次场分离方法导出波数域二次电场离散形式,并进一步求得波数域电磁场.采用本文提出的改进的插值算法可求得海底任意接收点处波数域电磁场,采用傅里叶逆变换对波数域电磁场进行积分可得到接收点处空间域电磁场.模型算例表明,与常规的线性插值和严格插值算法相比,本文提出的改进的插值算法具有更高的精度. 相似文献
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本文研究2018—2020年鄱阳湖水质及营养水平关键指标——叶绿素a、总磷、总氮浓度时空特征,采用分位值法与压力-响应关系法等研究氮磷基准和适宜的控制标准。结果表明,2018—2020年鄱阳湖水质以Ⅳ类为主,超标污染物为总磷和总氮。近3年鄱阳湖处于“中偏富”营养水平,叶绿素a浓度均值为7.6μg/L,总磷浓度均值为0.070 mg/L,总氮浓度均值为1.30 mg/L。所有水域在年内皆会出现富营养时段;年内各月份皆有水域处于富营养水平。总磷、总氮浓度枯水期高于丰水期;8月总磷浓度最低,8—9月总氮浓度最低。叶绿素a浓度较高的季节为秋季,尤以9月最高,9月全湖叶绿素a浓度均值和中位值分别为16和12μg/L,皆超中-富营养界限值10μg/L,原因在于9月“五河”退水与仍处汛期的长江干流顶托导致流速减缓。叶绿素a浓度较高的水域为入湖河流尾闾水域、浅水湖湾、碟形湖(如南湖村、金溪咀、南矶山、蚌湖等)。鄱阳湖平均N/P比为52,相对于藻类繁殖需求而言,氮、磷皆处于过量状态,总磷宜作为首要控制因子,总氮控制亦应考虑。鄱阳湖总磷基准范围为0.029～0.054 mg/L,总氮基准范围为0.50～0... 相似文献
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太湖流域营养物质输移模拟评估的初步研究 总被引：6，自引：0，他引：6
基于以太湖流域作为研究区,利用分布式机理性模型SWAT,对1995～2002年太湖流域营养物质输移进行了初步的模拟.模拟综合考虑了地形、土壤、气象、土地利用等流域自然特征并结合流域内工业点源排放、农业化肥流失、城镇农村居民生活与牲畜养殖排污等因素作为边界条件.利用2001～2002年流域的水文水质实测资料对模型的有效性进行了验证.结果表明太湖流域入湖的营养负荷,总氮每年在40000t左右,总磷在2000t左右.湖西区是太湖营养物质的主要来源地.非点源(面源)污染是湖泊总氮总磷流域输入的主要形式,其入湖量分别占外源入湖的53％和56％左右.工业点源排放的总氮总磷分别占入湖总量的30％和16％;生活污水以点源和非点源的形式提供了总氮31％和总磷47％的外源输入.农业化肥流失和养殖排污是值得注意的非点源形式的营养来源.此外还表明,SWAT是流域尺度营养物质输移时空演化模拟和趋势评估的一个有效模型. 相似文献
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基于水生态改善的太湖分区分时动态水质目标制定方法 总被引：1，自引：0，他引：1
科学、合理地制定水体主要污染物浓度控制目标，即水质目标是实施河、湖"水质目标管理"的基础和前提.本文基于环境条件决定生态系统结构以及自组织适应生态学原理，提出一种可促进水生态改善的太湖分区分时动态水质目标制定方法.该方法在出入湖河道流量情景及分区污染物浓度情景设计的基础上，进行不同情境下水生态系统要素时空演化的数值试验；然后以藻类生物量减小、沉水植物生物量增加为判据，构造水质目标优化模型；最后将湖泊水生态模型与水质目标优化模型耦合，判断各污染物浓度情景下水生态系统健康状况，进而确定不同时间尺度下太湖各分区总氮、总磷、氨氮、高锰酸盐指数等主要污染物指标的动态控制目标.结果表明：本方法制定的太湖各湖区分时水质目标相比传统的"静态"目标更能促进太湖水生态系统健康发展，并为太湖水环境的精细化管理提供了可能. 相似文献
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2010-2017年太湖总磷浓度变化趋势分析及成因探讨 总被引：4，自引：0，他引：4
近年来，太湖流域各省市政府加大治理力度，流域水体水质取得明显好转，氨氮浓度和总氮浓度呈大幅度下降趋势，然而太湖水体总磷浓度呈上升趋势.为探讨太湖总磷浓度升高的原因，采用太湖流域管理局2010年以来的水质水量实测数据、遥感监测数据等，分别从太湖入湖河流污染负荷量、水生植被和蓝藻与总磷浓度的关系3个方面进行相关性分析.结果表明，入湖河流总磷浓度高于太湖水体总磷浓度，且磷不易出湖，逐年总磷净入湖量持续累积与太湖总磷浓度有明显的正相关性，入湖污染负荷量大是太湖总磷浓度居高不下的根本原因；水生植被可吸收湖泊沉积物中的营养盐，并抑制底泥再悬浮从而降低内源性营养盐的释放，东太湖水生植被的大量减少，一方面减少了沉水植物对磷元素的吸收，另一方面增加了风浪对底泥的扰动再悬浮，造成磷元素释放，是造成湖水总磷浓度升高的重要因素；近年来太湖蓝藻密度呈上升趋势，受其影响，总磷浓度也有上升，蓝藻水华加快湖体磷循环，藻类密度增加也是太湖总磷浓度升高的影响因素之一. 相似文献
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太湖水动力学三维数值试验研究——4.保守物质输移扩散 总被引：7，自引：0，他引：7
物质输移扩散规律是大型浅水湖泊水质变化机理研究的重要内容，对湖泊水环境的管理具有重要的现实意义，本文在太湖湖流三维模型研究成果的基础上，创建了太湖保守物质输移扩散三维数值模型，并用之模拟了1997年冬季1～2月太湖总磷含量的变化，计算结果表明，模型计算值与观测值吻合，本文所建的保守物质输移扩散模型，可用于冬季太湖营养盐含量时空变化的计算。 相似文献
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太湖水体生态环境历史演变 总被引：57，自引：15，他引：57
根据１９５０￣１９９５年期间对太湖水体进行的各次综合性研究结果分析：太湖水质和营养程度大致每１０￣１５年上升一个级别，近期变化尤为明显ＣＯＤＭｎ含量３５年来增加了１３６％，总磷近年来以９．９％速度上升，浮游藻类８０年代以来一直以蓝藻和硅藻占优势，但种群数趋于减少，细胞数据增，局部水域蓝藻水华频发；浮游动物和底栖动物中耐污染类增多，枝角类、桡足类和环节动物、节肢动物数量则降低；鱼类种群数减少，银鱼捕 相似文献
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2022年我国长江流域经历了长期的高温干旱,对湖泊水生态环境和湖内藻情态势产生了深远影响。但目前关于干旱环境下湖泊水华的响应特征研究较少。以太湖为例,基于2005—2022年湖体营养盐与叶绿素a浓度的长期监测数据,结合卫星遥感影像反演的蓝藻水华面积变化,探讨了2022年高温干旱对太湖蓝藻的影响特征及驱动机制。结果表明,2022年蓝藻水华高发季节(5—9月),太湖蓝藻水华的平均面积和最大面积均明显下降,其中5月的水华面积仅为近5年同期平均面积的20%;水样采集分析获得的水体叶绿素a浓度和微囊藻生物量在春季也明显下降。营养盐方面,2022年太湖的总氮和总磷均值分别为1.41和0.084 mg/L,较近5年均值分别下降了30.6%和27.3%,均为2005年以来的最低值。氮磷浓度空间分布的克里金插值显示,除西北湖区(竺山湾)受河流入湖影响外,大部分湖区的溶解态氮磷也都处于较低状态,冬季溶解性总磷浓度小于0.02 mg/L的水域面积占全湖面积的79%。随机森林分析表明,总磷、水温和风速是影响春季微囊藻和藻类生物量的关键因子。冬季湖体磷水平低,加上春季外源负荷较少,致使2022年春季太湖大范围湖... 相似文献
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藻类生长与营养盐浓度存在藻类几何级数增长的营养盐浓度变化的下限阈值和藻类生长不受氮磷浓度增加影响的上限阈值,但由于蓝藻水华的形成受多种因素的综合影响,不同湖泊、不同区域及不同时段的氮磷浓度对蓝藻水华的影响差别较大,使得蓝藻生长的氮磷控制阈值难以确定.针对控制蓝藻水华暴发的氮磷阈值的研究虽然有所开展,但多集中在实验室研究阶段或对经验值的判断,虽然也有基于野外实测数据的研究,但也限制于某一特定区域,而基于野外长序列实测数据并且覆盖整个湖泊的氮磷阈值研究则是空白.太湖作为具有较高营养背景的富营养化浅水湖泊,蓝藻水华的发生受氮磷影响较大.对太湖总磷(TP)、总氮(TN)和叶绿素a(Chl.a)浓度的时空变化分析发现,太湖西北湖区的TP、TN与Chl.a浓度明显较高,并且TP、TN与Chl.a均呈显著性正相关.为探究太湖蓝藻水华暴发的TP和TN控制阈值,以轻富营养化等级下的Chl.a分级标准(10,26］作为表征水华暴发的条件,采用郑丙辉等的频率分布法,确定了太湖蓝藻水华暴发的TP和TN控制阈值分别为0.05~0.06和1.71~1.72 mg/L;通过空间验证,太湖藻型区TP和TN浓度远高于同级营养水平下全湖区TP和TN控制阈值,表明藻型区高氮磷水平为蓝藻水华发生提供充足营养盐条件,即使氮磷全湖平均浓度控制在蓝藻水华暴发的氮磷阈值水平之下,但在气象水文等因素适宜条件下,藻型区水华发生风险仍然较高;并且在高氮磷背景下,即便在水华发生风险低的季节,水华发生风险仍然较大.近十几年来,虽然太湖经历了大规模的高强度治理,但由于环太湖流域的湖西区入湖负荷占比大,导致太湖藻型区氮磷浓度仍处于高位运行状态,为蓝藻水华的暴发提供了充足的营养盐基础,因此,湖西区的控源减排仍然是太湖富营养化及蓝藻水华防控的重点. 相似文献
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“新孟河引水”作为“二引三排”格局的关键组成,将长江水直接引入太湖的竺山湖区,在新的引排格局下,“新孟河引水”对太湖水环境尤其是总磷会有怎样的影响？针对“新孟河引水”工程,如何设计出水路线才能趋利避弊,改善太湖总磷？本文实测并收集了2007—2020年太湖的水文水质数据为基础,模拟了不同路线对太湖分湖区总磷的影响,力求将“新孟河引水”对太湖的影响进行一个清晰的分析,并为形成最为合理的出水路线提供支撑.结果表明:太湖不同湖区对出水路线的响应不同.从单一出水路线的角度来看,新孟河引水后,太浦闸增加出水会使得太湖西北部浊水加快来到太湖东南部,对太湖东南部有不利的影响.而梁溪河或新沟河出水的西北小循环是“新孟河引水”工程优化出水路线,在降低竺山湖、梅梁湖总磷的同时,没有恶化太湖东南部水质,对太湖总磷也有降低的效果.在应用中可以组合各种出水路线,形成联动方案.从物料平衡的角度看,太湖底泥目前仍是磷汇.引水后4种出水路线年均滞留量为1435 t,其中出水河道设置在东太湖(太浦闸)磷滞留量最大,年滞留1513 t;出水河道设置在梅梁湖(新沟河、梁溪河)磷滞留量最小,年滞留1404 t左右. 相似文献
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The phosphorus fractions, the alkaline phosphatase activity (APA) and other water chemical parameters were concomitantly monitored from April 2003 to October 2004 in different ecotype sites of Lake Taihu. During the stages of algae growth, the phosphorus fractions and their relationships with APA in different ecotype sites were discussed and the phosphorus mineralization rate was calculated. In the water of Lake Taihu, most of the phosphorus (70.2%) could be attributed to the suspended particulate phosphorus, while the dissolved reactive phosphorus (DRP) seems to contribute less than 7%. About 58% of the total phosphorus, however, can be hydrolyzed as inorganic phosphate to compensate for phosphorus deficiency of algae and bacteria growth. During the different algae growth stages, the APA and its Kinetic parameters were varied significantly between different ecotype sites of Lake Taihu. This trend is also visible by comparing the phosphorus mineralization rate, and the most rapidly phosphorus turnover time is only several minutes. The fast recycle of phosphorus can, to some extent, be explained that the phosphorus source of algal blooms. The phytoplankton seems to compensate for phosphorus deficiency by using the alkaline phosphatase to hydrolyze phosphomonoesters. 相似文献
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The phosphorus fractions, the alkaline phosphatase activity (APA) and other water chemical parameters were concomitantly monitored from April 2003 to October 2004 in different eco-type sites of Lake Taihu. During the stages of algae growth, the phosphorus fractions and their relationships with APA in different ecotype sites were discussed and the phosphorus mineralization rate was calculated. In the water of Lake Taihu, most of the phosphorus (70.2%) could be attributed to the suspended particulate phosphorus, while the dissolved reactive phosphorus (DRP) seems to contribute less than 7%. About 58% of the total phosphorus, however, can be hydrolyzed as inorganic phosphate to compensate for phosphorus deficiency of algae and bacteria growth. During the different algae growth stages, the APA and its Kinetic parameters were varied significantly between different ecotype sites of Lake Taihu. This trend is also visible by comparing the phosphorus mineralization rate, and the most rapidly phosphorus turnover time is only several minutes. The fast recycle of phosphorus can, to some extent, be explained that the phosphorus source of algal blooms. The phytoplankton seems to compensate for phosphorus deficiency by using the alkaline phosphatase to hydrolyze phosphomonoesters. 相似文献