基于主成分分析的近海水质评价模型及其应用研究——以雷州半岛海域为例

为建立适用于近岸海域水质的评价模型,依照《国家海水水质标准》构建了1个包含13种水质指标信息、共计400个假设采样站位的数据样本。通过计算其KMO统计量、球形检验及相关矩阵发现,各水质指标间存在较大相关性,故可利用主成分分析方法进行分析。针对13个水质指标,仅前2个特征根大于1的主成分是有效的,且它们可以代表原假设数据81.25%的信息。利用前2个主成分建立了可完全区分四类水质的自动分类图版,即水质评价模型。根据上述水质评价模型绘制了2010年雷州半岛近岸海域的水质类型专题图。分析表明,雷州半岛的湛江港湾、鉴江口海域及铁山港区为第四类水质,东海岛西南、鉴江口外海、徐闻东北角海域、流沙湾及江洪港海域为三类水质,其它区域为一、二类水质。本研究较好地反应了雷州半岛近岸海域水质分布状况,可为该海域海洋环境综合治理及利用提供一定参考。

香港东部近海水质时空分布模式

综合利用系统聚类分析、后退式判别分析和基于G IS平台的逆距离加权法开展了香港东部近海水质时空分布模式研究,案例为香港东部近海区域,数据为2000-2004年27个采样点4类15个水质指标.结果表明：①在时间尺度上,香港东部近海水质最佳分为1-5月和6-12月2组;在空间尺度上分为2组,分别对应于重度和轻度污染类型;②表征时间和空间差异性的显著性指标分别为S、iNH＋4-N、SD、DO、温度和TN、NH4^＋-N、PO4^--P、VSS;③显著性指标的时空差异性比较明显,其中空间尺度上第1组采样点（MM1、TM2、TM4）的周边区域浓度显著高于第2组,同时,除了第1组周边区域之外,TN与PO-4-P的空间分布基本相反,而NH4^＋-N与VSS则比较相似;时间尺度上S i在6-12月的平均浓度明显高于1-5月,而NH^＋4^-N和SD则相反,此外,DO和温度两者的差异性显著负相关.基于上述结果,建议优化监测频次/采样点,同时需要加强8个显著性指标的监测,并且需要加强香港东部海岸陆源污染控制：吐露港和香港与深圳交界处重点削减点源和农田径流污染,而牛尾海水质管制区和赤门峡北部需要加强浴场休闲区和鱼类与贝类养殖区的环境管制.此研究可为香港近海水质监测和功能区划提供科学基础.

雷州半岛近海水质环境关键因子时空变化与评价

利用2008-2011 年共6 个航次调查数据,对雷州半岛近岸海域关键水质环境因子进行时空分析,并采用富营养指数法对该海域水质环境进行了评价,结果表明：该海域近几年COD、PO4-P、NO2-N、NO3-N、NH4-N、石油类、叶绿素浓度等关键水质因子的均值变化范围分别为0.61 - 1.71 mg/L、0.01 - 0.04 mg/L、0.004 - 0.05 mg/L、0.05 - 0.21 mg/L、0.02 - 0.20 mg/L、0.01 - 0.60 mg/L、1.16 - 3.17 μg/L.该海域COD、石油类污染程度较低,而PO4-P、无机氮污染程度高、污染风险大.半岛东部海域污染程度高于西部海域,尤其是湛江港、雷州湾及半岛东北海域呈高富营养化水平.

东海近海水质油类测定中的不确定度探讨

分析探讨了东海近海水质油类测定中不确定度的影响因素.其中,考虑到海洋环境监测的一些特殊性,在建立评定不确定度分量的数学模型时,引入了重复性实验校正因子f,并根据2002～2003年东海区海洋环境监测中的内控质量数据(原始平行样测定)资料以A类方式评定量化重复性实验校正因子f的不确定度;同时,以A类或B类的方式对近海水质油类测定中的其他各个不确定度分量进行了评定.结果表明,重复性实验校正因子f是近海水质油类测定中不确定度的主要来源.在此基础上,计算了东海近海水质油类测定中的相对合成标准不确定度约为0.12.

东海近海水质活性磷测定的不确定度探讨

采用国际通用的方法研究了东海近海水质活性磷测定中的不确定度,分析了现场特定环境、测量标准、取样体积、摩尔质量等因素对测量不确定度的影响,评估了各参数的标准不确定度、合成标准不确定度和扩展不确定度.结果表明,现场特定环境是影响东海近海水质活性磷测定中不确定度的主要因素;东海近海水质活性磷测定中的相对合成标准不确定度约为0.067.

近海水质综合评价模型的构建及其应用——以九龙江口为例

【目的】研究水质质量综合评价模型的构建及应用。【方法】根据我国近海海洋环境监测指标和《国家海水水质标准》,运用PCA法,构建近海水质质量的综合评价模型,并给出四类水质综合指数F的量化区间值。【结果】在九龙江及毗邻海域,利用该评价模型开展示范应用研究,计算并绘制水质质量F值的空间分布和平面分布,筛查出污染的关键区域和指标,九龙江口水质质量综合指数F值区间为-1.875~2.570,以三类或四类为主。【结论】评价结果较好反映了九龙江口水质环境实际情况,水质质量综合评价模型可为该海域海洋环境综合治理及利用提供参考。

天津市近海水质预测方法研究

针对中国近海水质污染呈现的年周期性和自相似性特点,通过对分形理论的研究,提出了一种新的完全基于环境监测数据的近海水质污染变化的分形预测方法。以天津市近岸海域为例,根据分形拼贴定理,由基于仿射变换的分形插值方法求取各历史时间阶段水质变化的迭代函数系,根据近海水质变化的年周期性,对上述求得的迭代函数系加权求和,得到预测年份水质变化的统计意义上的迭代函数系,建立分形预测模型,应用随机迭代算法求得预测年份水质变化曲线的吸引子,对近海水质进行预测,预测结果显示枯水期、丰水期、平水期的平均预测误差分别为29.6%、27.5%、16.1%,3个水期的平均预测误差为24.4%。应用表明,该方法预测精度较高、实用性强,能够为近海水环境管理提供决策支持。

东海近海水质总汞测定中的不确定度探讨

采用国际通用的方法分析探讨了东海近海水质总汞测定中不确定度的影响因素.其中,考虑到海洋环境监测的一些特殊性,在建立评定不确定度分量的数学模型时,引入了重复性实验校正因子f,并根据2002～2004年东海区海洋环境监测中的内控质量数据(原始平行样测定)资料以A类方式评定量化重复性实验校正因子f的不确定度;同时,以A类或B类的方式对近海水质总汞测定中的其它各个不确定度分量进行了评定.结果表明,重复性实验校正因子f是近海水质总汞测定中不确定度的主要来源;东海近海水质总汞测定中的相对合成标准不确定度约为0.16.

细分外推与模糊预测在近海水质非线性时序处理中的比较分析

近海水质非线性时间序列通常由于采集范围大、时间间隔长带有一定震荡性和模糊性,这使得对其进行分析与预测有一定的难度。本研究中以某近海水质指标磷酸盐(PO3-4-P)、硝酸盐(NO-3-N)、亚硝酸盐(NO-2-N)、铵盐(TNH+4-N)和硅酸盐(Si O2-3-Si)所形成的5种时间序列为例,采用逼近细分模式导出的细分外推法和多参考加权数据的模糊预测法对近海水质时序预测进行了比较分析,并通过图形与误差计算比较了两种方法的异同。结果表明:采用细分外推法预测序列在整体形状上能更好地逼近初始时序,而模糊预测法在整体逼近精度上占有优势。本研究中提出的预测比较方法可为同类问题的预测与模型选取提供参考依据。

测量不确定度在近海水质污染监测中的应用探讨

简要介绍了测量不确定度的基本定义,指出导致测量不确度的可能因素及其评定测量不确定度的工作步骤。在引入重复性实验较正因子的基础上,建立其有效的数学模型,全面分析讨论了近海水质污染监测常规项目(营养盐类、重金属、油类、COD)测定中的不确定度分量及其影响因素,确立了各测量不确定度分量的量化方式、合成不确定度分量的原则,给出了近海水质污染监测常规项目测量不确定度的报告形式。最后,作者就本文内容的有关问题进行了总结讨论。

东海近海水质无机氮类测定中的不确定度探讨

分析探讨了东海近海水质无机氮类测定中不确定度的影响因素。其中,考虑到海洋环境监测的一些特殊性,在建立评定不确定度分量的数学模型时,引入了重复性实验校正因子f,并选取2004年东海区海洋环境监测中不同海域的试样进行原始平行性测定资料,以A类方式评定量化重复性实验校正因子f的不确定度分量;同时,以A类或B类的方式对近海水质无机氮类测定中的其它各个不确定度分量进行了评定。结果表明,NH_4^+测定的相对合成标准不确定度分量最大,重复性实验校正因子f是近海水质无机氮类测定不确定度的主要来源。在此基础上,计算了东海近海水质无机氮类(NO_2^-、NO_3^-、NH_4^+)测定中的相对合成标准不确定度分别约为0.080,0.034,0.10。

我国沿海地区海洋经济社会发展的近海水质影响研究

为促进我国沿海地区海洋经济社会和海洋生态环境协调可持续发展,文章采用成熟的海洋经济社会系统评价指标体系,综合运用环境库兹涅茨曲线、耦合协调度模型和逐步回归法,测算2006-2016年我国沿海地区海洋经济社会发展指数,分析海洋经济社会系统与近海水质间的拟合关系、弹性、耦合度和耦合协调度,并从系统、状态和指标3个层面解析影响近海水质的海洋经济社会因素。研究结果表明:2013年以前海洋经济社会发展与近海水质基本呈反向变化关系;近海水质的海洋经济社会系统弹性自2014年开始转为正值,但二者的耦合度和耦合协调度均较低;海洋社会发展对近海水质存在明显负向影响,海洋第三产业发展、海洋科技成果转化和海洋自然保护区建设有利于近海水质改善。建议严控陆源排污入海,提高海洋科技成果转化效率,优化海洋产业结构,持续加强海洋自然保护区建设,提升近海水质。

基于物联网的近海岸水质监测平台方案设计

近年来,海洋生态环境保护逐渐受到社会的重视,海洋环境监测活动与研究开展得越来越频繁。其中,水质监测是重点研究的内容之一,而水质在线监测方式可解决传统人工定点采样监测时效性不足的问题。本文基于物联网(Internet of Things, IoT)技术,设计了一种实用的近海岸水质在线监测方案。该方案整合了具有通信距离远、抗干扰能力强的LoRa(Long Range Radio)无线通信技术、传感器技术、Web技术以及微信小程序技术,可实现近海岸水质监测数据的实时采集、处理、传输、存储、共享、展示、管理和控制,满足近海岸水质监测、渔业养殖监测和海洋牧场监测等多种近海固定点监测应用的需求。此外,本文还对设计的方案进行了原型系统实现与系统测试,结果表明设计方案可支持以无线方式对近海岸区域水质的智能化和长期性远程监测,有效改善了现有近海在线系统存在的监测距离较近、成本高、布设不够灵活和抗干扰性较差等不足。

提高刺参夏季育苗成活率的主要技术措施

夏季高温多雨期,近海水质发生剧烈变化,是刺参育苗容易出问题的阶段,一些技术与设施条件差的育苗单位常出现参苗大量死亡现象。笔者根据多年从事刺参育苗科研与生产实践,针对近几年夏季刺参育苗出现的问题,总结出提高夏季刺参育苗成活率的主要技术措施。

南安石材废弃物治理取得实效

近年来，南安市委、市政府以科学发展观为指导，精心谋划、积极规划，全面开展石材废弃物专项整治和石粉、碎石综合利用工作，逐步规范了石材企业产生石粉、碎石的处理处置，积极鼓励和引导石粉碎石综合利用。通过几年来扎扎实实开展一系列石材废弃物整治和石粉、碎石综合利用工作，取得了较大的成效，近海水质得到明显改善。

菲律宾蛤仔浅海养殖技术

东港市拥有10米等深线以内的浅海面积106万亩，境内有鸭绿江、大洋河等多条江河入海，沿岸有12万亩海水养殖池塘，向海洋中注入大量的营养盐，近海水质肥沃，饵料资源丰富，发展浅海贝类养殖具有得天独厚的自然条件。东港市从1993年开始开发浅海贝类养殖，至2014年，10米等深线以内的浅海基本都开发贝类养殖，菲律宾蛤仔已成为浅海养殖第一大品种，养殖产量居全市水产养殖产量之首。现将我市菲律宾蛤仔浅海养殖技术总结如下，供同行们参考。

合浦县养殖文蛤大批死亡原因及预防对策

一、文蛤大批死亡情况 2001年4月中旬以来,合浦县沿海各镇养殖文蛤陆续出现死亡,其中西场、沙岗镇沿海养殖文蛤最先出现死亡。进入5月份,廉州、党江镇沿海养殖文蛤出现大面积死亡。据调查,全县文蛤死亡总面积1713hm^2,占全县文蛤养殖面积的23.3％,死亡率达79.5％。

浙江省政府网络问计“为民办实事”

“省长，求车牌”，“我办户口跑断腿”，“近海水质还是差”，“公务员要求涨工资，马上”……浙江省省长的一封就“为民办实事”问计公众的网络公开信自10月16R发表以来，迅速吸引大量网民拿起手机参与，其中不乏一些欢乐“吐槽”。从网民的建议来看，民众对空气质量、交通出行、就医就学、房价的“吐槽”以及建议排名靠前。一名刚刚结婚、急需买车的杭州上班族的呼声更加直白：“省长，求车牌”，“把房赁7折利率优惠落实了吧”。

环翠区近海渔业资源衰退的原因及对策

威海市环翠区是全国渔业重点县区，海岸线88km，水域滩涂6．7万hm^2（100万亩），近海水质肥沃，饵料丰富，有海洋生物近370种，毗邻烟威和石岛两大天然渔场，盛产鲐、鲅和小黄鱼。