Monitoring the Sewage Draining in Shenzhen Reservoirs Using Hyperspectral Data

Freshwater resources are regarded as the foundation of urban development and assure the sustainable prosperity of the city. The contaminations of fresh water in reservoirs can threaten safety of people directly and force the Industrial processes to be suspended. Therefore, developing a method to detect the potential locations where contaminated water drains off into the reservoirs efficiently and precisely is a challenging task but in urgent need. In this research, we used the air-borne sensor Hymap to get the hyperspectral data of Shenzhen. Finally we find a way to invert five water quality parameters (Suspended Solid (SS), Total Nitrogen (TN), Total Phosphorus (TP), Chemical Oxygen Demand (COD), Biochemical Oxygen Demand (BOD5)) from the Hymap image and we distinguish the clear water and polluted water on the image successfully.

都市型水库水质保障工程对防洪调度的影响分析

目前众多水库已融入都市中,随之带来了更加复杂的库周环境,在赋予都市型水库更丰富的功能定位时也不能忽视水库自身的供水、防洪安全。为此,以都市型水库进程最具代表性的深圳市铁岗水库为例,通过综合分析研究区“降雨—洪水—库容—防洪”系统,构建“隔离-耦合”协调级模型,计算并比较分析水质保障工程实施前后铁岗水库的洪水调节成果。结果表明,水质保障工程的实施对水库大坝而言,可降低水库的设计、校核洪水位;对下游防洪保护对象而言,可减少水库的下泄流量并滞后洪水下泄的时间;水质保障工程从水环境、水资源、水安全角度均有益处,可为其他类似工程提供借鉴。

水质耦合模型在深圳市白坭坑排水渠洪水模拟中的应用

饮用水源地的保护是城市供水安全的生命线工程之一,其水质保障更是一项核心工作。尤其是涉及饮用水水源地保护范围调整的区域,需要对水库的污染物情况及对应的工程措施进行量化分析评估,确保饮用水水源地的水环境安全。但是对于分析方法目前缺乏相应的标准。本项目以深圳市雁田水库白坭坑片区水质保障工程及模型评估为例,初步建立了数学模型支持下水库水质保障方案的模式,同时使用水质耦合模型,利用MIKE11软件进行模拟分析。结果显示,白坭坑片区排水渠河水水质已达地表Ⅴ类标准,汇入雁田水库入库水质达地表Ⅲ类水标准,工程施工已基本达到预期目标。

深圳水库高边坡的稳定性分析

对深圳水库高边坡的局部和整体稳定性、边坡滑动位移以及边坡失稳的突变特性进行了分析,并着重分析了地下水及土体水弱化性质对边坡稳定性的影响。边坡失稳突变特性的分析采用突变理论模型。边坡的稳定性分析和位移计算结果表明,边坡失稳主要是由地下水的影响及土的水致弱化性质引起的。突变理论模型分析也表明,水的作用使土的强度降低为某一数值时,边坡的滑动位移将突然增大,发生突变性失稳现象。理论分析结果与现场监测结果相符,可为边坡的整治提供科学依据。

深圳石岩水库周边农用土壤环境质量状况分析

对深圳石岩水库周边12处农用土壤的调查分析表明:水库周边农用土壤的肥力状况中等,磷含量相对高于其他养分含量,但空间变异性较大;不同样点土壤均能检测出Cd、Hg、As、Cu、Zn、Cr和Pb,含量高低为Pb>Zn>Cr>Cu>As>Cd>Hg,其中50%土壤样点Cd含量超过当地土壤平均背景值;用内梅罗污染指数法对调查区域内的土壤重金属污染程度进行评价,结果表明土壤中除Cd属于轻度污染和Hg存在潜在污染风险外,其他重金属均处于安全级范围,不会对土壤造成污染;12处农用土壤中仅1处土壤受到轻度污染,其他均为清洁土壤。总的来说,水库周边农用土壤环境质量状况较好。

基于生态补偿的社会经济发展调控研究-以深圳水库为例

深圳水库负责深港地区的供水,其中向香港地区的供水占香港总用水量的70%左右,战略地位极其重要。然而,深圳水库却面临水华爆发的危险。除东江来水的原因外,水库周边区域的社会经济活动构成了水库水质恶化的根源。因此本文提出了基于生态补偿的社会经济调控,以期达到保证深港地区的供水安全的目的。

不同尺度景观空间分异特征对水体质量的影响——以深圳市西丽水库流域为例

由于景观格局对水体质量的影响是依赖于研究尺度、并且随着时间尺度和空间尺度的变化而变化的,因此探讨不同尺度上景观格局变化对水质的影响程度具有重要的研究价值。从深圳市水库流域水环境保护的需求出发,选择西丽水库及其汇水子流域为研究对象,以陈利顶等提出的景观空间负荷对比指数分析方法为基础,区分高度、坡度和距离3个空间要素计算了分区和累积景观空间负荷对比指数,继而利用该指数对比分析了不同时空尺度上"源""汇"景观空间分异特征变化对水质的影响程度。研究结果表明,不同尺度上的景观空间分异特征可以显著影响"源""汇"景观在非点源污染输出和削减方面贡献程度的对比关系,从而影响水体质量。由于不同尺度上景观空间分异特征的复杂性以及"源""汇"景观在数量和类型方面差异的显著性,景观空间负荷对比指数的对比关系并不能良好地反映不同空间尺度上景观空间分异特征对水质影响的差异状况,因此必须针对不同的研究尺度有选择的应用该方法来探讨景观空间分异特征对水质的影响程度。

水库资料在深圳市水资源评价中的应用研究

以深圳市为研究对象 ,分析无水文观测资料地区水资源分析计算现行方法存在的问题 ;提出用水库运行记录数据还原计算获取径流系列资料的思路 ;针对水库记录资料漏记、错记现象提出水库原始记录资料分析处理方法 ,并在分析漏记、错记资料数字特征的基础上 ,实现了计算机辅助分析 ;采用筛选的资料进行资料的插补展延 ,利用空间相关实现资料移用 ,采用多方法进行成果的可靠性分析 ;实际应用表明 。

DEM分辨率对小流域设计洪峰推求误差的影响

推理公式法在小流域设计洪水的计算中被广泛应用,DEM数据分辨率对公式中的流域地形参数取值存在重要影响,甚至会造成设计洪峰流量的计算误差。以深圳石岩流域作为研究区域,分别采用分辨率为30,60,90,120,150 m的DEM数据进行流域地形参数的提取及比较分析,并针对推理公式中的3个流域地形参数进行敏感性分析。研究结果表明:随着DEM分辨率的增大,分析的流域面积有增大趋势,主河道坡降则反之,而干流河长随DEM分辨率呈无规律变化;3个流域地形参数中,流域面积取值误差对设计洪峰计算精度影响最大,其次为干流河长,主河道坡降影响较小。综合考虑参数重要性,以及DEM数据分辨率及集水面积阈值对参数取值的影响,选用90 m分辨率的DEM数据,并设置集水面积阈值为390~500 hm^2来提取石岩流域的地形参数,推理公式计算所得设计洪峰误差是可接受的。研究结果可为类似的小流域设计洪水计算提供一定参考。

深圳生态水库建设初探

生态水库建设是水库管护与营运新的发展方向。笔者以深圳一级水库为例探讨了环境建设与水库营运的有机结合,支撑水库可持续发展的现代运作模式。指出了影响水库稳定发挥作用的主要问题,提出了一系列新的水库生态建设和管理方法。认为可以通过水源涵养保护林建设工程、截污工程等建设工程改造来保持水土提高水库水质水平;在处理水源涵养、水土保持、汇流处理、消落带等问题上,提出了实施多层次综合生态水库建设的模式。

深圳市径心水库区苏铁蕨群落结构特征及演替分析

苏铁蕨(Brainea insignis)最早出现于古生代泥盆纪,是重要孑遗种和珍稀濒危植物,对研究古植物区系及蕨类植物的起源和演化具有重要意义。该研究采用相邻格子法对深圳市径心水库区的苏铁蕨群落进行群落学研究,分析径心水库区苏铁蕨群落结构和演替特点,为苏铁蕨的保护提供理论和实践依据。结果表明:(1)深圳径心水库区的苏铁蕨群落属于南亚热带常绿阔叶林,在1 600m2的样地中共有维管束植物72种,隶属于45科66属,其中种类组成以热带成分占绝对优势,占非世界属的88.33%。(2)该苏铁蕨群落垂直结构明显,可划分为乔木2亚层、灌木层和草本层,层间植物较丰富;各种群的重要值分析表明,鸭脚木(Schefflera octophylla)、苏铁蕨(Brainea insignis)、九节(Psychotria rubra)、鼠刺(Itea chinensis)、银柴(Aporusa dioica)是该群落的主要优势种,其重要值分别为:53%、38%、28%、23%和22%。(3)年龄结构分析表明,主要优势种群如银柴、鼠刺和豺皮樟(Litsea rotundifolia)等均属于增长型种群,而苏铁蕨种群却呈现出一定的衰退趋势,说明该群落正处在旺盛发展阶段并且会不断演化替换掉苏铁蕨种群。(4)该研究区群落种群的频度规律为A级>B级>C级>D级<E级,与Raunkiaer的L形频度定律曲线相一致;与其他邻近地区进行比较,深圳径心水库区的苏铁蕨群落显示出较低的物种丰富度,可能是受海风和人类活动的影响比较大,应对该苏铁蕨群落进行适当的干预和保育,清理上层枯枝枯藤,加强林内透视度,增加光照。

深圳水库水环境的主要问题及对策探讨

系统分析了影响深圳水库水环境的主要问题 ,并从宏观和整体上探讨了其原因和对策。

深圳水库渡槽工程设计与计算

深圳水库渡槽工程是深圳市供水网络干线上最大和最具标志性的地面输水建筑物 ,首次采用预应力技术提高大型混凝土箱形渡槽的纵向跨越能力及抗裂防渗性能 。

深圳市扩库填海问题研究

填海造地对深圳市具有深远的可持续发展意义,而增加调蓄水库库容不仅具有现实的经济意义,而且具有巨大的环境和生态意义,扩库填海是满足此两个意义的最优选择。分别从生态、环境、景观、经济、社会、城市供水安全等角度论证了扩库填海的必要性和合理性。

深圳水库降水周期及趋势分析

降水的周期、趋势及变异研究对区域水资源管理具有重要意义。以深圳水库站1960-2013年降水量数据为基础,采用Morlet小波分析、滑动平均法、线性倾向估计法及WMP突变检验法,对深圳水库年、汛期和非汛期降水量的周期、趋势及变异点进行分析。结果表明年和汛期降水量存在6、10、17 a的主周期,非汛期降水量存在6 a的主周期;年和汛期降水量呈增加趋势,平均增长率分别是29.3 mm/10 a和27.7 mm/10 a,非汛期降水量呈微弱减少趋势;年和汛期降水量在1992年发生不显著性突变,非汛期降水量在2001年发生不显著性突变。

基于EFDC模型的深圳水库富营养化模拟

基于EFDC模型构建了深圳水库三维水动力和富营养化定量模拟模型.分别用2009年和2010 2011年流量、水位和水质等观测数据对模型进行了校正和验证,准确地反映了深圳水库的水动力和水质变化过程.在此基础上,假定支流污染截排、水库调度和降低东江引水污染负荷3种情景进行深圳水库富营养化数值模拟,3种情景下库中Chl.a峰值浓度分别降低1.0%、16.4%和46.3%,平均浓度分别降低1.3%、29.8%和29.9%.深圳水库具有良好的交换能力,尚未出现水华暴发,但入库营养盐负荷高,存在较大的富营养化风险;在目前沙湾河污水已经截排的基础上再实施支流污染控制,对水质改善和藻类控制作用已不明显;水库调度和削减东江引水污染负荷对深圳水库水质和富营养化改善明显,能够有效降低水华发生的风险.

深圳西丽水库抗生素残留现状及健康风险研究

采用固相萃取—液相色谱—串联质谱法对西丽水库水体中10种抗生素进行了定量分析,再运用国际常用的蒙特卡罗法对抗生素污染的人体健康风险进行了初步评价。结果表明,共有8种抗生素被检出,残留量在1.2～130.0ng/L。红霉素（脱水）、林肯霉素、磺胺甲噁唑这3种抗生素在丰水期、枯水期的所有采样点均有检出,在枯水期磺胺二甲嘧啶和头孢呋辛的检出率也为100%,而阿莫西林和氯霉素在所有水样中均未检出;西丽水库库中抗生素的残留浓度略低于供水水源,3条入库支流的抗生素残留量普遍高于库中,枯水期比丰水期残留的抗生素种类更多、残留量也更高;各采样点抗生素污染引起的人体健康总风险的数量级在10-7～10-3,都远远小于1,不会对人体产生明显的健康危害。其中,对儿童的健康风险高于成人;支流的风险普遍高于库中,枯水期的风险普遍高于丰水期;头孢氨苄的风险最高,阿莫西林和氯霉素的风险均为零。

深圳小型水库在现代化城市中的功能效用思考

深圳市小型水库在城市防洪、供水、生态体系中有着重要作用,但其功能效用没有得到很好的发挥。通过分析深圳市小型水库所面临的水库泄洪能力不足、日常管理信息化程度不高、应急应变能力差等问题,提出从法律法规建设、管理系统和自动化建设、应急体系建设、人才队伍建设等方面来加强小型水库管理的建议,以更好地发挥小型水库在现代化城市体系中功能效用。

基于污染损害指数法的深圳水库水质评价与分析

采用基于污染损害指数的普适公式,计算各种污染物的污染损害分指数,并利用广义模糊对比法对分指数进行赋权,求出水质综合污染损害指数。将该方法应用于深圳水库2001年至2007年的水质评价,并对水质变化原因进行了分析。研究结果显示,近7年来深圳水库水质综合污染损害指数从52.61降至9.70,水质类别由Ⅴ类上升至Ⅲ类,呈现明显改善趋势,表明系列治理工程和管理措施成效较为显著。污染损害指数法能够客观反映水体质量状况,使用方便,值得推广。

基于投影寻踪法的水库富营养化评价——以深圳市铁岗水库与石岩水库为例

通过构建投影指标函数和采用遗传算法对投影方向进行优化，建立了基于投影寻踪法的水库富营养化评价模型，并应用于深圳市铁岗水库与石岩水库的富营养化评价。研究结果表明，铁岗水库的营养状态值为50．4～54．7，石岩水库为53．4～57．6，峰值出现在夏秋季，2个水库均达到轻度富营养化水平，石岩水库的富营养化程度相对较高。投影寻踪法的评价结果与线性插值评分法相近，但反映了不同评价指标对营养状态的贡献差异，更为科学合理，值得推广应用。