引水改善星海湖的水动力-水质特性数值模拟

针对星海湖存在的湖泊水动力不足与水质恶化等水生态问题,通过建立二维水动力-水质模型,选取化学需氧量(COD)为水质指标,计算了12种不同水文特征与引水量工况,分析引用不同黄河水量下湖区水动力和水质指标的变化及空间分布情况。结果表明:引入黄河水能够有效改善星海湖的水动力与水质状况,减小滞水面积,降低COD浓度;在相同水文特征工况中,水质指标COD浓度随着引水量的增加而逐渐降低,且其削减率逐渐提高;在相同引水量工况中,丰水年水质指标COD削减率普遍高于枯水年和平水年;枯水年和平水年引水量分别为1400×10^(4)和700×10^(4) m^(3)时能够达到地表水Ⅲ类水质标准。

基于景观格局的宁夏星海湖生态风险时空分异

以西北干旱区城市湖泊——星海湖为研究区域,基于2005、2011、2016年遥感影像数据,利用景观格局指数和景观脆弱度构建了湿地生态风险指数。在ArcGIS等软件平台,利用空间插值及空间自相关方法分析星海湖生态风险时空分异特征。结果显示:1)2005—2016年星海湖湿地景观格局发生了明显变化,所有景观类型面积均存在不同程度波动变化,其中受人类活动影响较大的建设用地、草地、湿地植被破碎化趋势增强,区域景观稳定性降低。2)研究区生态风险分布与景观类型密切相关,3个时期星海湖湿地主要生态风险均包含中等风险,低风险区面积占比由17.6%降至不足1%,较高风险区面积呈明显上升趋势,经历了由中等及以下风险向中等风险和较高风险的转变。3)研究区生态风险存在空间聚集效应,聚集区域的分布与景观类型分布相关。城市湖泊湿地受人类活动影响显著,亟需加强湿地生态风险管理与保护。

客观性、原则性、灵活性——容积率“值域化”在石嘴山星海湖新区控规中的实践探索

容积率"值域化"是由容积率影响因子与容积率之间的数理模型推导出的一个(容积率)区间值。研究以既有容积率"值域化"研究为基础,针对石嘴山星海湖新区内容积率确定过程中存在科学依据不足、价值取向模糊和"刚弹"适应欠缺的现实问题,结合新区内具有商业开发性的居住用地和商业服务业设施用地,运用"值域区间(控制性指标)—引导数值(引导性指标)—调整区间"的控制方法,对"值域化"的实践进行探讨,从而最终实现容积率"值域化"控制。

宁夏星海湖湿地水环境污染评价及可持续利用研究

综合整治湖泊湿地水环境污染,对于促进西北干旱区湖泊湿地资源可持续利用意义重大.根据宁夏石嘴山市星海湖2009年监测原始数据,对星海湖湿地水环境污染现状进行模糊评价.结果表明:纪念碑监测点水质为Ⅲ级,码头和南域指挥部监测点水质均为Ⅳ级.主要污染物为有机污染物和重金属,污染源为工业污染,主要是附近的化工厂、洗煤厂、机械制造厂等.进一步提出星海湖湿地可持续利用的对策.

基于工矿型城市湿地重建途径研究——以石嘴山市星海湖为例

详细考证了星海湖湿地形成演变及其在城市功能体系中的地位,在此基础之上,综合研究了基于工矿型城市循环生产的湿地重建途径.研究得出了星海湖湿地重建的若干科学结论,即星海湖湿地重建最适水面规模为2 433.55 hm2;重建水量平衡计算结果为V年蒸发耗水量<V年补给量,符合湿地水量盈余要求;为了降低无谓蒸发,结合星海湖湿地具体情况,设计了星海湖湿地重建人工浮岛,实验效果良好;通过实验验证,选择一级动力学模型C0=Ciexp(-KA/q)为确定星海湖湿地中污染物去除情况的方程,据此,系统提出了基于石嘴山市工矿型城市循环生产的星海湖湿地重建的水循环内外系统模式和工业固体废弃物循环生产模式.上述研究成果已被当地有关部门决策采纳,起到了科学研究服务于社会经济发展的作用。

基于贝叶斯的星海湖湿地水质评价及特征分析

以星海湖三期(丰水期、平水期、枯水期)14个采样点的水质监测数据为基础,采用贝叶斯评价法对水质状况进行评价,分析影响星海湖水质的主要因子,旨在为星海湖合理开发利用、水环境保护和综合治理提供参考和建议。结果表明:(1)通过贝叶斯公式对星海湖的水质得出的评价结果表明79.9%监测点水质级别达到Ⅴ类,最大概率Pk值较高,除D7和D14以外均大于50%,评价结果可行度较高,水质污染严重,预测还将会持续加重,需要加大综合治理力度。(2)TP、TN和CODMn是星海湖的主要污染因子,星海湖水质主要受TP、TN、CODMn3个指标的影响,因此,TN、TP和CODMn就成为治理该湖泊水质的主要控制因子。

星海湖浮游植物群落结构及与水环境因子的关系

于2017年春(4月)、夏(7月)、秋(10月)和冬季(1月)测定星海湖的浮游植物密度、生物量以及叶绿素a和水温(WT)、pH、溶解氧(DO)、化学需氧量(CODCr)、氨氮(NH3-N)、总氮(TN)、总磷(TP)、高锰酸盐指数(CODMn)、透明度(SD)、叶绿素(chl.a)、生化需氧量(BOD5)等水质指标,采用相关性分析、逐步回归分析、通径分析和灰关联法分析星海湖浮游植物与水环境因子之间的关系以及影响浮游植物的最主要水环境因子。结果表明,星海湖水体基本为绿-硅-蓝藻中污染型。星海湖中浮游植物指标与大多数水环境因子之间呈极显著的正相关。浮游植物生物量与TN、BOD5之间有显著的线性回归关系;浮游植物密度与pH、SD、DO、CODCr、TN、BOD5之间有显著的线性回归关系;叶绿素a与WT、pH、CODMn、NH3-N、TN之间有显著的线性回归关系;氮营养盐对星海湖浮游植物影响最大。

基于水量-水质模型的星海湖生态补水量研究

【目的】探明星海湖主要污染物指标,并研究分析不同水质目标下的生态补水量,为改善星海湖水环境质量提供参考.【方法】于2017年各月采集水样检测水环境指标含量,采用主成分分析法确定影响星海湖水质的主要水环境因素,构建水量-水质模型,并分析计算星海湖不同水质标准下的生态补水量.【结果】星海湖水环境主要影响因素为总氮(TN)、总磷(TP)、高锰酸盐指数(COD Mn)、重铬酸盐指数(COD Cr).星海湖水质保持现状不再恶化所需补水量由污染物指标COD Cr决定;星海湖水质达到地表水水质标准中规定Ⅳ类时,所需补水量由污染物指标COD Mn和COD Cr共同决定;星海湖水质达到地表水水质标准中规定Ⅲ类水时,所需补水量由污染物指标COD Cr决定.星海湖水质保持现状、达到Ⅳ类、Ⅲ类水标准时,其所需补水量分别为7420万m 3、12496万m 3、15244万m 3.【结论】星海湖水环境主要污染物指标为TN、TP、COD Mn、COD Cr,大量N、P元素及有机物进入星海湖中造成水体营养盐超标和有机污染;不同污染物指标需净化稀释的补水量差异较大,与N、P营养盐超标净化稀释所需水量相比,有机污染物的净化稀释是造成星海湖补水量大的主要原因,稀释补水应以降低水体有机物含量为主.

星海湖湿地土地利用变化及其生态需水研究

对星海湖的生态需水量进行估算,为当地水资源合理配置、维持生态功能及制定星海湖湿地生态恢复方案提供科学参考。利用GIS-遥感技术解译影像,提取1996、2005、2008、2011、2014及2018年等年份土地利用类型面积,通过水量平衡原理、FAO56Penman-Monteith法开展星海湖湿地湖泊及周边植被生态需水研究。结果表明:(1)星海湖土地利用格局以水域为主,建设用地、草地次之。水域面积整体呈现增长态势,从3.02 km^(2)(占比6.42%)增加至20.22 km^(2)(占比43.11%);建设用地面积呈现增长态势,从5.56 km^(2)(占比11.83%)增加至10.80 km^(2)(占比23.02%);(2)星海湖湿地生态需水总量整体呈增长态势,仅在2014年有所下降,在2018年生态需水总量达到最高,最小生态需水总量为13449.80×10^(4) m^(3),适宜生态需水总量为13674.34×10^(4) m^(3);1996年生态需水总量最低,最小生态需水总量为2177.11×10^(4) m^(3),适宜生态需水总量为2314.37×10^(4) m^(3)。合理的土地利用配置及管理,对水资源合理规划管理及局部生态环境改善、维护区域生态安全具有重要意义。

星海湖水生生态系统健康评价

采用主成分分析法筛选出高锰酸盐指数(CODMn)、底栖动物Shannon-Wiener指数、水生植物ShannonWiener指数等10个因子构成星海湖水生生态系统健康评价体系,确定相应指标的权重,运用灰关联法进行综合评价。结果表明,2015年~2017年星海湖水生生态系统整体呈亚健康状态;从季节变化看,2015年~2017年冬季水生生态系统健康状况均为健康,春季和秋季的水生生态健康状况均为亚健康;2015年夏季的水生生态健康状况为亚健康,2016年与2017年夏季水生生态健康状况为不健康。为此,需加强对星海湖生态恢复及水环境污染的综合处理。

星海湖水环境容量研究

基于2015—2017年星海湖高锰酸盐指数(I Mn)、化学需氧量(COD)、五日生化需氧量(BOD 5)、氨氮(NH 3 N)、总氮(TN)、总磷(TP)监测数据,以水质状态不再恶化、达到Ⅳ类水质、达到Ⅲ类水质、达到Ⅱ类水质为目标,采用完全混合模型评估星海湖水环境容量。结果表明:星海湖I Mn水环境容量保持稳定,4种控制目标下3年水环境容量均值分别为882.90 t/a、2366.76 t/a、-195.29 t/a、-1476.31 t/a;COD环境容量逐年减少;BOD 5环境容量存在一定波动,2016年环境容量明显增加;NH 3 N负荷接近Ⅱ类水质目标下环境容量;TP、TN的环境容量稀缺,急须对入湖TP、TN作削减。

宁夏星海湖水生态承载力研究

[目的]探明星海湖水生态承载力状况及其变化趋势。[方法]于2015—2017年冬季(1月)、春季(4月)、夏季(7月)、秋季(10月)对星海湖水环境因子、生物因子进行采样测定,构建评价指标体系,采用层次分析法计算指标权重,建立星海湖水生态承载力评价模型。[结果]BOD 5对星海湖水生态承载力影响最大。压力指数的季节性变化规律不显著,呈中压状态,冬季至春季压力指数在2015、2016年呈下降趋势,在春季取得最小值,2017年呈上升趋势,在春季取得最大值,属于较高压状态;夏季至秋季压力指数在2015年呈上升趋势,由中压状态转变为较高压状态,2016和2017年夏秋两季均为中压状态。承载指数季节性变化规律显著,在夏季取得最大值,冬季取得最小值,呈弱承载状态。水生态承载指数季节性变化规律不显著,呈弱可承载状态,2015—2017年分别在秋季、夏季、夏季取得最大值,且2015年秋季水生态承载指数为3年数据的峰值,属于基本可承载状态。[结论]星海湖水生态承载力整体呈弱可承载状态,BOD_(5)是影响星海湖水生态承载力最重要的指标,应当及时采取治理措施以提高其水生态承载能力。

星海湖湿地综合整治中生态规划与景观设计的思考

通过对近几年星海湖滨水湿地整治建设过程中景观和生态两个方面的问题进行分析思考,总结成功经验和教训,探求一种城市滨水湿地型景观开发与生态保护的新思路、新途径。

星海湖水体富营养化现状调查及成因分析

分别于2011—2016年对星海湖北域常规监测点和2017年对星海湖整体水域及周边水系补充监测点的水环境进行采样检测分析,并运用综合营养状态指数法进行富营养化评价,全面了解星海湖营养化状态的时空变化规律,并在此基础上分析了富营养化污染成因。结果表明:星海湖近年来的营养化状态有明显恶化趋势,常规监测点水质由2011—2014年的轻度富营养转变为2015—2016年的中度富营养;补充监测点数据显示,星海湖不同水域受污染程度不同,轻度、中度和重度富营养化现象并存。星海湖的主要污染源为渔业养殖、生活污水、黄河补水、山洪水、干湿沉降等,其中渔业养殖和水源输入造成污染的贡献最大。

宁夏星海湖湿地水质监测及生态系统健康评估

在对星海湖湿地湖水水质调查取样分析的基础上,建立湿地生态系统评价指标体系,用PSR模型和AHP分析法对星海湖生态健康状况进行综合分析评价.结果表明,星海湖水体整体污染级别为"轻污染",水质为Ⅵ类;星海湖的营养状态较差,综合营养指数为57.268;星海湖各采样点的浮游植物生物量为6.2～22.3mg/L、平均值为14.71mg/L,浮游动物生物量为0.02～0.06 mg/L、平均值为0.055 7 mg/L,底栖动物生物量平均值为13.55g/m2;星海湖湿地的生态系统健康综合指数为0.228 0,处在不健康状态.

星海湖现有水体污染源调查

对星海湖现有水体的污染情况和其周边污染源的调查结果表明:星海湖的水质受灌溉渠补水影响较大,次要影响为星海湖内水产养殖对水质所造成的影响。鹿儿岛生活污水、大气降尘和大气降水对星海湖水质造成的影响不显著。

石嘴山市星海湖天然补给水量及氟离子量分析研究

星海湖位于石嘴山市,近年来,其氟离子浓度一直较高,因此查明天然状态下进入湖水的水量和氟离子量,对周围水环境和生态都有十分重要的意义。本文通过对补给星海湖北域、中域、南域的雨水、洪水与侧向径流的地下水的氟离子浓度进行检测,采用均衡法计算出天然状态下湖区接受补给的水量、氟离子量以及天然状态下湖区接受补给后平均氟离子浓度。研究结果表明,星海湖北域、中域、南域在接受天然补给后氟离子浓度低于实际监测浓度。