基于卷积神经网络的阅海湖水质指标反演模型构建

水质检测对水生态污染治理和环境保护有重要意义。以银川市阅海湖湿地为例,基于Landsat-8影像数据和取样水质参数实测值,首先建立了输入节点数为8、卷积层为2、归一化层、全连接层为16-1和16-8-1、池化层和回归输出层均为1的卷积神经网络反演模型,对化学需氧量(COD)、氨氮(NH 3-N)、总磷(TP)、总氮(TN)4项水质参数浓度进行反演。其次,选用不同的卷积核、全连接层和优化器进行对比试验。结果表明,卷积模型14适用于COD等浓度值>3 mg/L的水质指标反演,决定系数R 2为0.91;卷积模型10适用于氨氮、总磷、总氮等浓度值范围在3 mg/L以内的水质指标反演,决定系数R^(2)分别为0.95、0.81、0.9;卷积反演模型的反演精度(R^(2),R RMSE)达到(0.91,4.44),优于BP神经网络和传统的水质反演方法。最后,对水质指标COD进行了数据可视化处理,制作卷积神经网络预测COD浓度值热图,结果表明在空间上阅海湖湿地COD污染程度中间水域高于南部和北部水域。

月海油田海南20区块沉积特征及“甜点”预测

文中以辽河坳陷月东-海南构造带南段的月海油田海南20区块东营组油层为研究对象,综合区域钻井、测井、岩心、地震及分析化验资料,在海南20区块开展了精细的沉积特征研究,识别出扇三角洲和辫状河三角洲2种沉积相类型,进一步识别出6种亚相类型。在沉积相研究基础上,通过分析储层的测井曲线敏感参数变化,定量表征了研究区内优势储层的电阻率及波阻抗响应阈值,并应用基于地质统计学的电阻率反演预测技术,对目的层东营组储层“甜点”进行了约束反演,成功解决了薄互层复杂油藏储层“甜点”预测问题,对同类地区的勘探开发具有重要借鉴意义。

景观湖对农田回归用水水质提升分析

通常农田回归用水水质较差,利用河湖生态系统自净能力可改善农田回归用水水环境质量。该文以宁夏阅海湖为例,充分利用景观湖的净化能力,建立湖泊水动力-水环境数学模型,通过数值模拟实验,量化分析水系调蓄方式对农田回归用水改善程度。结果表明:实测工况下,阅海湖将NH3-N、TN、TP浓度分别降低了0.80、1.06、0.057 mg/L;模拟实验下,春季、秋季水系调蓄情景水质由Ⅲ类水质优化至Ⅱ类水质,夏季由Ⅳ类水质优化至Ⅱ类水质;水动力对水质改善有一定的影响,冬季水量调控情景下水质由Ⅱ类水质优化至Ⅰ类水质,水量调蓄情景下由Ⅲ类水质提升至Ⅱ水质。该研究可为农业废水利用、黄河水资源优化配置提供参考。

银川市阅海湿地水质的时空变化

为避免单点位湖泊水质分析的片面性,提高湖泊水质分析的准确性,明确湖泊水质时空分布的特征,利用综合污染指数法对银川市阅海湿地开展多点位、多指标,以季节为周期的水质分析,利用等距离权重内插的方法对阅海湿地污染物空间分布进行分析。结果显示:四季中春季(3月份)阅海湿地的污染最为严重,各点位、各污染物超标较为严重,同时各点的污染变化显著;秋季(10月份)污染整体相对较轻,各点位的污染差异也较小,这与阅海水量和水生生物的变化具有一致性,同时要重视污染物总磷的变化。污染物空间分布显示,湿地水面不同污染物的浓度分布存在一定的差异。

江南水乡和岭南水乡传统聚落形态比较

本文以江南水乡和岭南水乡传统聚落为研究对象,通过对两地的聚落外部自然人文环境系统的比较和聚落形态系统的比较,反映了广府民系和越海民系居住文化的差异,也能深层次的揭示外部综合环境对于聚落形态和住居模式的作用机制。

银川阅海湿地水质模糊综合评价与分析

运用模糊综合评价模型,对阅海湿地1997—2006年水质进行综合评价,并对主要污染物的变化趋势进行了分析.结果表明,阅海湿地水质除1997,1999,2002和2003年达到Ⅴ级,其余年份水质均达到Ⅳ级或Ⅲ级.从时间变化趋势上看,经历了污染严重—好转—恶化—好转这一过程.选取了15个参数作为评价因素,其中,氰化物、挥发酚、汞、六价铬等指标的权重较小,对水质变化的总体影响不大,并且年度变化趋势较平缓;氨氮、总磷、总氮、镉、高锰酸盐指数以及氟化物等指标在阅海湿地水质总体评价中所占比重较大,直接影响水道水质;DO、BOD5、石油类、铅等指标的权重介于上述指标的中间.确定了各年度每个评价指标对不同级别水质的隶属度,进一步提出了阅海湿地水污染防治对策建议.

宁夏阅海湿地水质评价及其空间差异性研究

为了进一步查明水深、芦苇分布、进水口、排水口分布等因素对宁夏阅海湿地水质的影响程度,于2019年春季(5月)、夏季(8月)、秋季(11月)分别对阅海湿地水质按《地表水环境质量标准(GB3838-2002)》进行了14个水点采集分析,利用模糊综合评价法对湿地水质的空间分布差异性特征进行了评价。结果表明:(1)阅海湖泊水质指标季节分布特征为,各水质指标大多介于Ⅲ~Ⅳ类水质。其中,5月水质最差,11月相对较好,8月居中。(2)阅海湖泊水质指标空间分布特征为,5月阅海水体在浅水区属于Ⅱ类水质,在芦苇区、入水口、深水区属于Ⅳ类水质;8月在深水区、芦苇区属于Ⅳ类水质,在入水口属于Ⅰ类水质,在其他区域均属于Ⅲ类水质;11月在入水口属于Ⅳ类水质,其余区域属于Ⅲ类水质。(3)阅海湖泊水质指标的时空变化与旅游活动、人工补水、鸟类栖息繁衍等外源输入、自然和人为原因对湖泊底泥的扰动有关。研究结果对阅海湿地等干旱区水资源的管理以及生态环境治理均有一定的参考作用。

湿地旅游环境承载力研究——以宁夏银川市阅海湿地公园为例

湿地是一类特殊的旅游资源,应以保护为主,开发为辅,在开发过程中必须要进行旅游环境承载力的计算。本文对阅海湿地公园的旅游环境承载力做出了系统测算,并提出了旅游调控策略。最后还对旅游承载力这一概念进行了讨论。

基于污染损失模型的阅海湿地水体污染的环境功能影响研究

随着工业化和城市化的推进,亟待加强湖泊湿地水体污染的环境功能损害治理和防控。基于污染损失模型,以1997—2006年阅海湿地水质监测的原始数据为数据源,通过计算阅海湿地污染损失率动态变化规律,详细分析了其环境功能受影响的程度。由于阅海湿地主要水源为农田退水,总磷、总氮和BOD5成为最主要的污染物,而高锰酸盐指数始终是农业灌溉功能损害的主要因素。从综合污染损失率计算结果看,阅海湿地渔业、居住和农业灌溉功能污染损失率年际变化总体平稳,而饮用水源和游泳功能污染损失率年际变化总体剧烈。

银川市阅海湿地水体细菌生态时空分布规律研究

利用综合污染指数法对银川市阅海湿地13个位点进行4个季节水质评价,发现阅海湿地水体全年均呈污染状态,春季水质状况最差。各季节相应位点分别进行水体中可培养细菌计数及菌种鉴定,发现各位点可培养细菌总数均呈夏﹥秋﹥春﹥冬的总体变化趋势,夏、秋季细菌数量明显高于春、冬季,夏、秋季间各位点细菌数量变化趋势基本吻合。共分离获得6属13种细菌,细菌种属多样,分布广泛。阅海湿地水体细菌数量、种属可影响湿地水体水质。

银川阅海湿地沉积物重金属潜在生态危害评价

为确定银川市阅海湿地湖水底泥中重金属的污染状态及潜在的生态危险,笔者采集了该湿地底泥,分析了8种常见重金属(As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn)的含量及富集情况,又以现代工业化前正常颗粒底泥中重金属含量的最高背景值和自然背景值为参比值,对湿地底泥重金属的富集系数、生态危害系数及各采样点的生态危害指数进行探讨,最后运用Lars Hankanson潜在生态危害指数法对湿地底泥中重金属的生态危害程度做了评价。结果表明:以现代工业化前正常颗粒底泥中重金属含量的最高背景值为参比值,阅海湿地重金属富集顺序为Cr>Pb>Zn>Cu>As>Cd>Hg;各重金属单因子生态危害程度为Cd>As>Hg>Pb>Cu>Cr>Zn,其中4号采样点的重金属潜在生态危害程度较高,其他采样点生态危害程度较轻微。总而言之,银川市阅海湿地底泥重金属的生态危害程度还是较小的。

粤海铁路轮渡履带式装备运输安全性仿真

为验证粤海铁路轮渡运输履带式装备的安全性,给粤海铁路轮渡履带式装备运输提供技术参考,利用多体动力学仿真软件建立典型履带式装备铁路平车运输仿真模型,载荷输入模拟恶劣海况条件,对履带式装备粤海铁路轮渡运输装载加固方案进行仿真,并对仿真结果进行安全性分析。结果表明,粤海铁路轮渡履带式装备铁路运输装载加固方案基本可行,安全性可以得到保障。

月海油田古生界古潜山储层特征与油气评价

利用岩心观测、薄片鉴定及录井、钻井等资料 ,对月海油田古生界古潜山储层特征进行了分析研究 ,并对其含油气情况进行了评价。结果认为 :本区古生界古潜山岩性以碳酸盐岩为主 ,沉积相为滨浅海相 ;古潜山储集空间以风化溶蚀型网状裂缝为主 ;通过对 7项油气评价指标的衡量 ,本区古潜山基本属Ⅰ～Ⅱ类古潜山 ,是一个勘探潜力较大、远景看好的古潜山区。

阅海湿地植物叶片和土壤C、N、P季节动态及其累积

采用野外调查和室内分析相结合的方法,对宁夏阅海湿地芦苇和香蒲植物叶片和土壤碳(C)、磷(P)和氮(N)季节动态及其累积进行研究。结果表明:阅海湿地2种植物叶片C、P、N含量高于土壤C、P、N;土壤C、P、N含量随土层加深均呈现出下降的趋势,"表聚性"较明显;不同季节土壤和叶片C、P、N含量均表现为芦苇>香蒲,2种植物土壤C、P、N含量随季节变化均表现为先增加后降低,秋季达到最大;2种植物土壤C/N随季节变化表现为增加趋势,N/P随季节变化表现为降低趋势,C/P则无明显变化规律;2种植物叶片C含量随季节变化表现为增加趋势,P和N含量随季节变化表现为先增加后降低,C/N和C/P随季节变化表现为"V"形规律,N/P表现为春季、夏季显著高于秋季、冬季(P<0.05);2种植物C累积量在冬季最大,春季最小,P和N累积量在秋季最大,春季最小;相关性分析表明2种湿地植物C、P、N累积量更依赖于土壤C、P、N和含水量;2种植物叶片C、C/N、C/P、N/P与分别与土壤C、C/N、C/P、N/P呈显著相关关系(P<0.05),可以用不同的曲线拟合;从N/P比值来看,氮素成为阅海湿地2种植物生产力的重要限制因子。

宁夏阅海国家湿地公园生态系统健康评价

湿地生态系统健康评价是判断湿地结构功能完整水平的重要方法。文章从水环境、土壤、生物、景观和社会5个方面提取13项评价指标构建湿地生态系统健康评价体系,评测阅海国家湿地公园生态系统健康状况,明确系统要素的贡献程度并识别健康威胁因子,以期为指导阅海湿地生态修复及保障湿地公园系统可持续发展提供科学依据。结果表明,阅海国家湿地公园生态系统综合健康指数为3.893,呈中等健康水平;一类指标权重贡献表现为景观指标>水环境指标>生物指标>社会指标>土壤指标,二类指标中野生动物栖息地指数权重贡献最大。地表水质恶化、水源保证率低、野生动物栖息环境缺失因素等严重威胁阅海国家湿地公园生态系统健康,建议组建水资源联动管理体系并形成生态水位协调机制以提升阅海湿地生态系统健康水平。

银川市阅海湖水环境容量评估

[目的]探明银川市阅海湖水环境容量及其变化趋势,为阅海湖水体污染防治及管理提供依据。[方法]分别于2015至2017年冬(1月)、春(4月)、夏(7月)、秋(10月)对阅海湖进行水样采集,设置3类水质目标情景,采用已有模型评估阅海湖2015至2017年在不同水质目标情景下高锰酸盐指数(CODMn)、化学需氧量(CODcr)、五日生化需氧量(BOD5)、总氮(TN)、氨氮(NH3-N)、总磷(TP)的最大环境容量。[结果]水质目标为Ⅱ类时,BOD5, NH3-N有剩余环境容量,CODcr需消减122.4%,142.7%,169.6%;CODMn需消减190.7%,243.8%,248.6%,TN需消减47.3%,40.5%,47.1%;TP需消减67.6%,71.9%,71.0%;水质目标为Ⅲ类时,BOD5,NH3-N,TN有剩余环境容量,CODcr需消减0%,4.4%,40.3%;CODMn需消减7.3%,85.7%,94.1%;TP需消减35.0%,42.6%,41.8%;水质目标为Ⅳ类时,各项指标均达到水质标准且剩余环境容量呈减小趋势,其中TP浓度接近Ⅳ类水质标准限值,是阅海湖最主要污染因子。[结论] 2015至2017年阅海湖水质总体为地表水Ⅳ类,各项指标均有剩余环境容量,水质呈逐年恶化趋势。

宁夏阅海底泥重金属空间分布特征及来源解析

为了解宁夏阅海底泥重金属污染现状及其潜在生态风险,解析其重金属污染物来源,结合环境现状,分区域采集14个底泥样品,分析底泥理化性质。运用Arcgis反距离空间插值法(IDW)研究阅海底泥重金属元素空间分布特征,采用地累积指数法和Hakanson潜在生态危害指数法对其污染状况和生态风险进行评估,并利用相关性、主成分以及聚类分析等方法对阅海底泥重金属来源进行解析。结果表明,阅海底泥中汞(Hg)和钴(Co)元素平均含量分别为0.16 mg/kg和19.23 mg/kg,分别达到背景值的5.16和2.24倍,其他重金属元素铅(Pb)、铜(Cu)、砷(As)、镉(Cd)、铬(Cr)含量均超过银川平原引黄灌区土壤对应元素背景值含量;阅海底泥重金属空间分布差异性显著,各重金属元素在芦苇分布区域富集趋势十分明显;重金属元素污染程度表现为:Hg>Co>Pb>Cu>Cd>As>Cr,综合潜在生态风险均值达到277.21,属中等生态危害范畴,其中Hg元素超标严重,贡献率达74.42%。阅海底泥重金属Cr和As元素受自然背景影响明显,而Hg、Co、Pb、Cu和Cd元素则主要来源于鸟粪排放以及人类活动。

基于层次分析法的阅海湖水生态承载力评价

为了探明阅海湖水生态承载力状况与变化趋势,作者在2015-2017年冬(1月)、春(4月)、夏(7月)、秋(10月)采集阅海湖水样和水生生物样本,测定高锰酸盐指数等10个水质指标、水生生物密度指标,计算生物多样性指数,构建水生态承载力评价指标体系,采用层次分析法建立层次结构模型,从水生态支持力和水环境压力2个方面来综合评价阅海湖的水生态承载力。结果显示:(1)阅海湖压力指数、承载指数和水生态承载力指数变化规律相同,季节性变化显著,均为夏季最大,冬季最小;(2)阅海湖夏季为较高压、低承载状态,冬季为低压、弱承载状态;(3)2015-2017年阅海湖水生态承载力指数分别为:0.32、0.34、0.33。阅海湖水生态承载能力整体呈弱可承载状况,生态系统抗外界干扰能力和自我恢复能力有待提高,氮是影响阅海湖水生态承载力最重要的指标,应从源头上减少氮等营养盐进入湖泊。

银川阅海湖水生生态系统健康评价

为探明银川阅海湖水生生态系统健康状况,在2015年-2017年冬(1月)、春(4月)、夏(7月)、秋(10月)对阅海湖水生态和水环境因子进行采样,通过主成分分析法筛选出叶绿素(Chl.a)、综合营养状态指数(TLI(Σ))、浮游植物生物量(D)、底栖动物Shannon-Wiener指数(H′底栖动物)、水生植物Shannon-Wiener指数(H′水生植物)、高锰酸盐指数(CODMn)、总氮(TN)、氨氮(NH3-N)、总磷(TP)等9个因子构成阅海湖水生生态系统健康评价指标体系,运用主成分法确定了指标权重,运用灰关联法对水生生态系统健康等级进行评价。结果表明,阅海湖2015-2017年春季、夏季和秋季水生生态系统健康评价等级均为亚健康,冬季均为健康状态。氮磷营养盐超标是导致阅海湖2015-2017年处于亚健康的主要原因。

阅海湖浮游生物群落结构特征研究

于2013年春季(4月)、夏季(7月)、秋季(10月)及2014年冬季(1月)采集水样,对阅海湖浮游生物的种类组成、密度和生物量、优势种组成及物种多样性进行了调查研究。结果表明:阅海湖内浮游植物共92种,分属8门68属;绿藻占总种类数的45.7%,硅藻门25.0%,蓝藻门15.2%,其他15.1%;其中蓝藻优势种最多,有4种;Margalef指数为3.896,Shannon-Wiener指数为3.341,均匀度指数为0.834。浮游动物共29种,其中轮虫19种(占65.5%)、枝角类8种(占27.6%)、桡足类2种(占6.9%);Margalef指数为2.530,Shannon-Wiener指数变为3.104,均匀度指数为0.772。综合评价得出,阅海湖水体已经受到一定程度的污染,水体呈现中度富营养化。