安徽沿淮地区稻鳅综合种养水质分析

本文以沿淮地区淮南和蚌埠两市的普通稻田、稻鳅综合种养田(稻鳅共作)和池塘养殖泥鳅(池塘养鳅)为试验对象,对这3种种养殖模式下的水质进行了初步研究,参照渔业水质标准(GB11607—89)和地表水环境质量标准(GB 3838—2002),分析不同种养模式下的水质参数变化,为稻田综合种养模式养殖尾水的监控提供基础数据。

三水区农村供水水质普查及其风险评价

为保障农村供水水质安全,本文对三水区直供水区域农村管网的终端及水质不利点进行了水质普查,根据不达标管网点相关资料分析,对普遍存在浑浊度和游离氯的水质不达标问题,基于模糊综合评价法,建立了农村供水水质风险评价体系,从而得到农村供水管网各管道水质风险指数,全面地掌握整个管网系统的水质风险。量化评价各管道水质安全风险,提出加强农村水质日常监测,加快农村旧供水管网的更新改造以及采取提高水质稳定性的必要措施。

基于GBDT-LSTM的闽江流域水质预测

闽江作为福建省最大的河流,其生态保护对维护全省水生态环境而言意义重大。为进一步利用水质评价和预测方法对水质状况进行有效分析,选取闽江流域2017年1月-2023年8月共20处水质监测站数据作为研究对象,采用水质综合指数法对各站点水质状态进行判断;比较LSTM模型和GBDT-LSTM模型的拟合结果,并对各指标数据进行预测。结果表明,1)闽江流域各监测点除总氮外的水质指标均呈现较好趋势,各监测点的总氮浓度存在差异,整体情况较差,其中位于三明和南平市的河段由于当地重工业发达,导致水体中的硝态氮不断增加,进而致使河段内总氮浓度过高。2)流域水质的WQI值呈现逐年上升的趋势,水质状况普遍处于中等及以上水平,仅有少数监测点的水质状况处于很差状态,从中上游携带的泥沙等固体的堆积导致了连江琯头的水质情况较差;沙县斑竹溪渡口由于位于三明和南平的交界处,且沿岸分布较多重工业城市,故水质状态略差;相较于南平和三明的大型重工业企业,位于古田县的监测点以农业、轻工业为主,对水质指标的影响相对较小,水质状况因此较好。3)采用GBDT对变异程度较高的各水质指标在预测模型中的重要性进行排序,发现GBDT-LSTM混合模型的拟合效果相较于LSTM模型更好,更有利于对水质状况进行精确地预测。4)水体中总氮、高锰酸盐指数等含量的不断增加主要源于大量的工业废水,建议加强对临近闽江流域高污染高排放企业的控制,科学合理地实现工业污染排放和污染物容量在时空上的合理分配。

盐城市河道水质时空分布特征分析

为了解盐城市2022年河道水质时空分布特征,本文整理了122条骨干河道的水质监测数据,采用水质标识指数、多元统计分析、GIS空间分析相结合的方法研究其时空特征及驱动因子。结果表明,2022年综合水质标识指数(WQI)优于(含)Ⅲ类水的占比为95.5%,高锰酸盐指数、总磷为主要污染因子,以点源和面源污染为主的断面占比分别为21.9%和36.8%。WQI具有较为显著的空间聚集特征。水质受农田灌溉、畜牧养殖、地表径流污染影响较为明显。建议监控上游来水、控制农业面源污染和着重关注东台、射阳、建湖的水环境治理。

供水型水库水质评价方法分析

水库,尤其是供水型水库,对经济发展和国计民生有重要作用,因此做好供水型水库水质分析评价工作至关重要。为了科学合理地选择评价方法,本文对比分析不同类型水质评价方法,阐述其优缺点。分析结果显示,需因地制宜地选择评价方法和选取水质指标,综合多种评价方法进行判断。其中,单因子分析法简单直接,但不利于整体情况的分析;层次分析法对整体水质情况的分析较为全面,但易受到主观因素影响;主成分分析法对于单一水质指标的分析更为准确;综合水质指数法和内梅罗法的评价结果相对更加全面。

水库供水系统中水质净化技术的创新与实践

随着供水安全与质量的日益受关注,水质净化处理在供水系统中显得尤为关键。本研究深入探讨了水库供水系统中水质净化技术的创新与实践。首先,系统梳理了沉淀、过滤、吸附和消毒等常规治理技术。其次,介绍了臭氧氧化、膜过滤、紫外线消毒等新型技术,并对比分析了其优缺点。通过实例验证,新型水质净化技术不仅能有效去除悬浮物、重金属和有害微生物,还提高了水的透明度和口感,为供水安全与健康提供了有力保障。本研究为供水系统水质净化技术的创新与应用提供了重要参考。总结得到,新型水质净化技术有着广阔的应用前景,需要在供水系统设计和运营过程中积极考虑并推广。这对推进我国水务事业的科技创新和提升供水服务的质量有着重要的意义。

水质生态监测与水环境保护的关键技术研究

本文致力于探索水质生态监测与水环境保护的关键技术。随着人类活动的不断增加,水资源的污染和生态环境的破坏日益严重,因此,水质生态监测与水环境保护的关键技术研究具有重要的现实意义和价值。本文将从水质指标监测、生态环境影响评估和水质预测预报三个方面进行深入探讨,旨在为保护水环境提供科学依据和技术支持。

淡水养殖池塘水质评价及与底质相关性分析

在哈尔滨地区面积6 600 m^(2)、平均水深1.2 m、多年未清淤的泥沙底质典型淡水精养池溏中混养鲤(Cyprinus carpio)、鲇(Silurus asotus)、草鱼(Ctenopharyngodon idella)和鲢(Hypophthalmichthys molitrix),春季(4—5月)、夏季(6—8月)和秋季(9月)不同时间采集池塘水体和表层底泥样品,监测养殖周期内水质总氮(TN)、总磷(TP)、氨氮(NH_(4)^(+)-N)、亚硝酸盐氮(NO_(2)^(-)-N)、硝酸盐氮(NO_(3)^(-)-N)和总有机碳(TOC)含量及高锰酸盐指数(COD_(Mn))、p H的季节性变化,利用单项污染指数法、综合污染指数法评价水体污染程度,利用主成分分析法解析水质污染的主要驱动因子,并结合底质指标绘制网络关系图。结果表明:池塘水质整体处于严重污染水平,春季优于夏季和秋季。参与评价时池塘水质为Ⅳ类、Ⅴ类和劣Ⅴ类,水质超标数随着养殖时间延长而增加,TN在全养殖周期内均超出警戒水平;TN、TP、NH_(4)^(+)-N和COD_(Mn)是池塘水体的主要污染物。因子分析结果表明,池塘水质主要受鱼类的生长代谢、溶解氧和投饵的影响,污染物以N、P营养盐为主。水体TP、TN、NH_(4)^(+)-N和底泥NO_(2)^(-)-N呈极显著正相关关系(P<0.01),与底泥TOC呈显著正相关关系(P<0.05)。池塘水体和底泥中的有机物污染具有共现性,水体TOC和底泥TOC呈极显著正相关关系(P<0.01)。

氟化物毒性效应与水质基准标准研究进展与展望

氟摄入过低或过高,都会对人体健康产生负面影响,此外,水体中的氟化物含量过高也会对水生生物产生危害。本文综述了氟化物的主要来源与分布,以及氟化物的毒性效应,从保护人体健康和水生生物2个角度分析了国内外氟化物水质基准/标准研究现状,并针对氟化物人体健康效应的双阈值性、氟化物摄入源地区差异性、氟化物水生生物毒性受温度、硬度和氯离子浓度等影响的特征,展望了我国氟化物水质基准研究和标准修订的未来发展方向:(1)深入探讨氟化物保护人体健康的最适区间;(2)将氟化物总摄入量的地区差异性纳入地方性水质标准制定的考虑范畴;(3)加强水质参数(如硬度、温度和氯离子浓度等)修正的氟化物水生生物水质基准研究。

煤矿矿井水水质形成及演化的水动力场-水化学场-微生物场耦合作用与数值模拟

煤矿矿井水的水质形成与演化过程机理复杂,受水动力场、水化学场和微生物场等多场作用影响显著。深入研究并揭示煤矿矿井水水质形成机理与演化趋势、阐明采空区封闭后矿井水的多场耦合作用机制是矿井水污染防控与修复的理论基础。以鄂尔多斯盆地某煤矿采空区为水文地质原型,在前期研究的基础上,进一步建立了煤矿采空区积水水位回升、蓄满后水动力-水化学-微生物场(HCB)多场耦合室内相似模拟和数值模型。采空区水动力场研究结果表明基质-裂隙双孔隙模型能有效模拟采空区水位回升过程,模拟误差为9.9%,其模拟精度远高于理论预测和单孔隙模型。水化学场模拟结果与试验较为吻合,SO_(4)^(2-)、HCO_(3)-和p H模拟相对误差分别为3.0%、21.0%和6.2%,模拟结果较为可靠。模拟结果显示采空区蓄水过程中水岩反应和微生物作用不明显;而蓄满后水动力几乎停滞,但水化学场和微生物场较为活跃,2号煤和3号煤层中黄铁矿的氧化反应使得SO_(4)^(2-)质量浓度提升约24.6%;后期采空区水环境演化为弱酸性、厌氧还原条件,微生物降解作用凸显,将SO_(4)^(2-)有一定的“自净”能力。通过调整微生物代谢速率常数,可将SO_(4)^(2-)降解比例提高到61.6%。实际工程场景中可通过补充碳源、人工建立密闭厌氧环境等强化手段实现这一目标。将多场耦合室内试验和数值模拟技术拓展到煤矿采空区积水水质形成与演化规律研究,研究结论可为煤矿区矿井水污染防治提供指导。

三岔河干流水质相关性及时空变化特征研究

三岔河是乌江的源头,为充分了解三岔河流域水质状况,更好的保护源头水,研究了2022年三岔河干流水质时空变化特征及DO、pH、NH_(3)-N、TN、COD_(Cr)、BOD_(5)、COD_(Mn)和TP等8项监测指标之间的相关性。结果表明:1)三岔河干流全年水质均保持在Ⅲ类及以上类别(TN不参与评价),水体水质良好,水体全年呈现弱碱性,DO含量较高,外源污染主要为沿河两岸农业面源和周边居民生活污水排放。2)空间变化趋势:COD_(Cr)、COD_(Mn)和BOD_(5)3个监测指标空间变异系数均在0.3~0.5之间,空间变化不明显,三者之间存在显著的正相关,空间变化特征均为中游>下游>上游;NH_(3)-N与TP的空间变异系数均超过0.9,二者均存在显著的空间分布差异,二者之间存在极显著正相关,变化特征均为中游>上游>下游;TN与其余指标均不存在显著相关性,TN呈现下游>中游>上游的空间变化特征。3)时间变化趋势:2022年三岔河TN呈现7月>10月>1月>4月的时间变化特征,TN浓度主要受人为活动的影响;NH_(3)-N、TP、COD_(Cr)、BOD_(5)、COD_(Mn)等指标无明显时间变化特征。

基于HHO优化的时空水质预测模型

我国水资源现状不容乐观,提高水质预测模型精度对水资源质量监测具有重要意义。为捕捉水质指标时序数据非线性变化趋势,水质指标多基于神经网络模型进行预测。但是现有模型忽略了河流流向,没有考虑上游监测点水质对下游水质的影响;同时现有模型多基于启发式优化算法中的粒子群算法调整神经网络的超参数,但该优化算法仍需设置较多超参数,而参数选取不当容易使模型陷入局部最优。为此,建立了时空水质预测模型(WT‐CNN‐LSTM‐HHO),利用哈里斯鹰优化算法(HHO),基于上游水质数据预测下游的氮、磷和溶解氧水质指标。实验结果显示,本文所提出的模型对水质预测性能有明显提升,可以实现设置较少超参数而达到较高的水质预测精度。

非安全通风冷却水系统水质净化工艺的研究与应用

通过对非安全通风系统冷却水系统水质污染特性及影响因素进行分析,结果表明:引起水质透光率不合格的主要原因为系统的铁腐蚀产物在水中的悬浮物胶体引起;通过实验室筛选试验和现场效果验证,采用1μm+0.2μm滤元两级过滤+钠型阳树脂交换器(旁路备用)的工艺,实现了净化工艺和系统出口透光率≥90%、出水回收率≥90%的目标,解决了系统透光率低的问题,达到了节约生产用水、减少废水排放、减少设备腐蚀的目的。

基于GRA-GRU的淮河流域水质预测研究

水质指标具有多元相关性、时序性和非线性的特点,为有效预测河流水质变化,针对水质数据存在缺失和异常的问题,提出基于灰色关联分析-门控循环单元(Grey Relational Analysis-Gated Recurrent Unit, GRA-GRU)的水质预测模型。以淮河流域水质数据为样本,使用线性插值修补缺失数据和剔除的异常数据。使用灰色关联分析计算不同水质指标间的相关性,选择高相关性的水质指标以确定输入变量,并使用门控循环单元(Gated Recurrent Unit, GRU)预测不同的水质指标。将GRA-GRU的预测结果与反向传播神经网络(Back Propagation Neural Network, BPNN)、循环神经网络(Recurrent Neural Network, RNN)、长短期记忆神经网络(Long Short Term Memory, LSTM)、GRU及灰色关联分析-长短期记忆神经网络(Grey Relational Analysis-Long Short Term Memory, GRA-LSTM)进行对比分析,结果显示GRA-GRU在不同水质指标预测上具有较好的适应性,可以有效降低预测误差。其中,与其他模型相比,GRA-GRU预测的化学需氧量在均方根误差上分别降低了3.617%、0.681%、0.478%、1.505%和0.471%。

熵权模糊改进法在宁夏黄河水质评价中的应用

为了解宁夏境内黄河流域的水质状况,选取银古公路桥、平罗黄河大桥、中卫香山湖、吴忠金沙湾、固原沟圈5个监测断面在2021年4月、6月、8月、12月4个时期的溶解氧、高锰酸盐指数、氨氮、总磷、总氮5项评价指标,共获得80组水样。针对熵权模糊评价法在权重趋于1时其微小变化会引起熵权成倍变化的病态问题和由于最大隶属度原则不能普遍适用而导致评价失效的问题,提出了一种熵权模糊改进的评价方法,通过改进熵权法确定权重和加权等级,建立改进的模糊综合评价模型,对水质样品进行水质分析和综合评价。结果表明,在权重分配方面,相比于隶属度法和传统的熵值法,改进熵权法分配的权重更为合理;在水质评价方面,加权等级法评定出的结果更符合研究区域的真实水质状况;宁夏境内黄河流域Ⅰ类和Ⅱ类水质占比超过90%,水质状况良好,5个断面4个时期的水质综合评价结果显示,12月份的水质最优,Ⅰ类水质占比85%;对水质的时空分析显示氨氮为全局性污染因子,溶解氧为区域性污染因子。改进的模糊综合评价模型对宁夏黄河水质的评价结果更为客观合理。

2022年西部某市农村生活饮用水水质综合评价

目的评价西部某市农村生活饮用水水质卫生现状,并探讨其影响因素。方法收集西部某市2022年农村生活饮用水监测数据,应用水质综合指数法来评价分析该市农村饮用水的水质。结果西部某市2022年农村饮用水水质综合指数(water quality index,WQI)的M(P_(25),P_(75))为0.85(0.65,1.04),整体水质优良率为72.2%;地下水的WQI值及水质优良率均优于地表水,差异均有统计学意义(P<0.05);大规模供水水厂(日供水≥1000 m^(3))的WQI值及水质优良率均优于小规模水厂(日供水<1000 m^(3)),差异均有统计学意义(P<0.05);消毒水样的WQI值及水质优良率均优于未消毒水样,差异均有统计学意义(P<0.05)。影响该地区水质的主要不达标指标有8项,其中微生物指标1项、毒理学指标3项及一般化学指标4项。结论西部某市2022年农村生活饮用水总体水质良好。水源类型、供水规模和是否消毒等是影响该市农村饮用水水质及优良率的重要因素。

城市污水处理厂进水水质分析及MBR膜生物处理工艺研究

为提高城市污水的处理效率,在分析了某城市污水处理厂进水水质指标的基础之上,对目标城市污水开展了MBR膜生物处理工艺技术研究,并对其处理效果进行了分析。结果表明,目标城市污水处理厂进水水样中污染物的浓度较高,其中COD、NH_(3)-N、TN、TP、SS的平均浓度分别为202.8mg·L^(-1)、38.3mg·L^(-1)、50.8mg·L^(-1)、6.1mg·L^(-1)、261.6mg·L^(-1)。采用MBR膜生物处理工艺对目标城市污水进行处理后,12个月的出水水质中污染物的含量均大幅降低,其中COD、NH3-N、TN、TP、SS的浓度平均值分别为9.82mg·L^(-1)、0.94mg·L^(-1)、8.41mg·L^(-1)、0.35mg·L^(-1)、1.93mg·L^(-1),各项指标均能达到国家标准GB 18918-2002中的一级A标准要求。研究结果认为,MBR膜生物处理工艺对目标城市污水具有较好的处理效果,可为同类城市污水的高效处理提供一定的借鉴。

三峡水库水质时空变化特征及影响机制研究

三峡工程建设运行后水库生态环境问题一直备受关注,水质状况复杂且不断变化,但在水库调度下水库水质时空特征及影响机制仍需探究。基于三峡水库2021年11个长江干流断面和2个支流断面的监测数据,利用水质指数(WQI)评价水库水质状况,并结合主成分分析(PCA)、Pearson相关性分析、单因素方差分析(One-way ANOVA)及随机森林(Random forest,RF)方法探究三峡水库在调度影响下水质的时空变化特征及影响机制。结果表明:①从空间尺度上看,各水质参数的变化具有明显的空间异质性,总体上水质状况从上游至坝前(朱沱到巫峡口断面)有所好转,朱杨溪断面的水质情况最差;②从月尺度上看,不同水质参数和WQI随年度水库调度规划期发生变化,TP和COD_(Mn)的浓度总体上呈现汛期(6~9月)>消落期(1~6月)和蓄水期(9~10月)>高水位期(10~12月)的特征,而DO、pH及WQI与前者相反,在消落期下降,汛期相对稳定,在蓄水期逐渐上升;③生态调度有益于提升三峡水库水质,推测由于2021年5月29日至6月3日和6月16~22日开展2次以“促进产漂流性卵鱼类繁殖”为目标的生态调度使得6月份水库水质明显提升;④多种统计分析手段结合RF方法表明,不同水质参数之间存在明显关联,TN、TP、NH 3-N及COD_(Mn)之间呈显著正相关(r>0.3,p<0.01),pH和DO呈显著正相关(r=0.428,p<0.01),各参数均显著影响三峡水库WQI(p<0.01),其中浊度是影响三峡水库水质的最重要参数。研究结果可为三峡水库水环境可持续发展和水资源合理配置提供理论依据。

尾巨桉萌芽林与混交改造林径流水质变化特征

【目的】探讨桉树纯林及桉树混交林坡面径流水质变化特征,揭示水质变化的客观规律,为正确回答和解决桉树人工林水质问题,实现桉树人工林可持续发展提供重要科学依据。【方法】以桉树纯林、桉树×灰木莲混交林(带状混交、行间混交、株间混交)、灰木莲纯林为研究对象,选取对森林水质有关键影响作用的因子,采用连续监测与实验室分析相结合的方法,对比不同栽培模式条件下径流水质变化差异。【结果】1)试验样地坡面径流水pH值、COD、BOD5均达到我国农田灌溉水质标准(GB 5084—2021)对pH值(5.5~8.5)、COD(<150.00 mg·L^(-1))、BOD5(<60.00 mg·L^(-1))浓度的要求;2)桉树纯林坡面径流水中单宁含量(7.77 mg·L^(-1))显著高于其他样地,达到空白对照样地(1.22 mg·L^(-1))的6.4倍,桉树×灰木莲混交后可以有效降低坡面径流水中单宁含量,其中桉树×灰木莲行间混交模式效果最明显;3)桉树和灰木莲纯林坡面径流水中腐殖酸含量均高于混交林,其中桉树×灰木莲带状混交模式更有利于其坡面径流水中腐殖酸含量的降低。【结论】桉树混交模式的营建在保证坡面径流水质主要指标达标的同时能有效降低坡面径流水中单宁及腐殖酸含量,桉树混交栽培模式进一步缓解了桉树纯林对土壤酸碱性及微生物的影响。

循环水养殖池塘中浮游动植物功能群特征及水质评价

为研究循环水养殖模式对水生态环境的中长期影响和浮游动、植物群落的演替规律及相互作用,2018和2019年3月下旬,在湖南长沙新建的12.7 hm^(2)池塘中修建24条长22 m、宽5 m、深2.7 m的两端有推水、底部有集污设施的养殖水槽中,放养2、3龄的鲢(Hypophthalmichthys molitrix)、鳙(Aristichthys nobilis)、草鱼(Ctenopharyngodon idella)、鲤(Cyprinus carpio),密度分别为1 200 kg·hm^(-2)、600 kg·hm^(-2)、120 kg·hm^(-2)和480 kg·hm^(-2)。在水槽中设9个采样点:推水设施区、养殖水槽中和水槽下游区各3个,调查分析循环水养殖模式刚投入使用和养殖一年后水质理化因子变动规律及浮游动植物群落结构变化。结果显示:浮游动植物种类与功能群数量变化较小,各功能群的相对重要性指数(IRI)变化剧烈;浮游植物优势功能群由功能群E(锥囊藻)、D(针杆藻)变化为功能群TD(丝状绿藻)、J(盘星藻、栅藻),演替原因为水流频繁紊动引起水层混合的空间差异;浮游动物优势功能群由功能群PSF(浮游小型滤食者)、PMF(浮游微型滤食者)变化为功能群PMF、PLF(浮游大型滤食者)及PSP(浮游小型捕食者),表现出更具生态稳定性的浮游动物大型化趋势,滤食性鱼类放养密度低是其重要原因;小体型滤食类浮游动物主要受耐富营养、带鞭毛、较小体型浮游植物的促进作用,在此基础上,大体型滤食类浮游动物还受到附着绿藻及适应中营养生境的硅藻等促进作用;浮游植物功能群G(空球藻)、W_(1)(尖尾、梭形裸藻)和X(球粒藻、衣藻、小球藻)对捕食类浮游动物的促进作用既包括上行效应直接传导,也包括以小型滤食类浮游动物为食物链环节的间接传导;循环水养殖一年后,各点位水质的空间差异进一步加大,但该池塘仍处于轻-中污染状态,符合养殖水质标准且整体较稳定。