Integrated assessment of river health based on water quality, aquatic life and physical habitat

The health conditions of Liao River were assessed using 25 sampling sites in April 2005, with water quality index, biotic index and physical habitat quality index. Based on the method of cluster analysis （CA） for water quality indices, it revealed that heavily polluted sites of Liao River are located at estuary and mainstream. The aquatic species surveyed were attached algae and benthic invertebrates. The result showed that the diversity and biomass of attached algae and benthic index of biotic integrity （B-IBI） were degrading as the chemical and physical quality of water bodies deteriorating. Physiochemical parameters, BODs, CODcr, TN, TP, NH3-N, DO, petroleum hydrocarbon and conductivity, were statistically analyzed with principal component analysis and correlation analysis. The statistical results were incorporated into the integrated assessing water quality index, combining fecal coliform count, attached algae diversity, B-IBI and physical habitat quality score. A comprehensive integrated assessing system of fiver ecological health was established. Based on the systimetic assessment, the assessed sites are categorized into 9 ＂healthy＂ and ＂sub-healthy＂ sites and 8 ＂sub-sick＂ and ＂sick＂ sites.

持续冲刷期内黄河下游河床演变特点分析

基于2006年10月至2018年11月黄河下游12个典型断面观测数据,通过分析断面主槽平滩形态特征参数变化率及深泓线和主槽中心线的摆动强度,探讨了持续冲刷期内下游河床的调整变化过程及特点。结果表明:黄河下游断面形态调整表现出既有横向展宽又有冲深下切或淤高态势;河床平面摆动促进了断面主槽形态调整,河相系数变化率与深泓线和主槽中心线摆动强度均成正相关关系;来水来沙条件是主槽形态改变的主要驱动力,且可引起局部河段深泓线摆动强度增大。通过调整小浪底水库的运行模式及布设控导工程可进一步塑造并维持稳定的黄河下游中水河槽。

抛石护脚工程水环境保护研究——以长江铜陵河段为例

以长江铜陵河段为例,研究长江铜陵河段综合治理工程施工期和运行期水环境的变化,采用水质模型预测了抛石护脚施工造成悬浮物的影响范围和程度,分析其对下游饮用水水源保护区的影响。结果表明,水下抛石造成悬浮物浓度增加,影响范围长度约300~500 m,宽度约10~20 m。根据研究成果,提出了针对性的水环境保护对策措施。研究成果可为类似河道治理工程水环境影响研究提供参考。

基于断面水质达标的污水处理厂尾水排放浓度确认研究

我国在建设项目准入中实行“三线一单”生态环境分区管控制度,“环境质量底线”是其重要要素之一。研究以苏中水网地区某工业污水处理厂为例,遵循地表水环境质量底线要求,在满足控制断面(排污口下游2 km)主要水质污染因子浓度达标并预留安全余量的要求下,通过构建一维河网水动力水质耦合模型,建立污染源与水质响应关系,模拟分析丰、枯水期控制断面水质稳定达标时污水处理厂尾水的允许排放浓度,为区域水环境保护和管理工作提供技术支撑。

长江苏州段水质变化及七浦塘引水对阳澄湖水质影响分析

根据2019—2022年长江苏州段水质各指标数据,分析变化趋势。结果表明,全年7月份的水质质量最差,超标主要项目为氨氮和溶解氧;夏季的水质较其他季节稍差,超标主要项目为溶解氧;2022年水质较前几年好转,Ⅱ类水断面占比上升,不达标月份减少,测次达标率集中在90%以上。溶解氧、总磷、总氮呈明显的季节性变化规律,溶解氧和总氮的含量冬春较高,夏秋较低;总磷变化规律则相反,冬春较低,夏秋较高。七浦塘引水工程对周边地区水质改善明显,七浦塘与阳澄湖引水期溶解氧、氨氮和总磷均显著优于排水期。

基于水质监测和污染源在线监控数据的地表水河流断面污染溯源分析系统设计与实现

本文介绍了基于水质监测和污染源在线监控数据的地表水河流断面污染溯源分析系统设计与实现的研究背景与意义、系统架构、关键技术、系统设计与实现.基于水质监测和污染源在线监控数据的地表水河流断面污染溯源分析系统主要包括超标断面地图分布、超标断面综合分析、超标排放分析、趋势分析、总量预警、影响分析、断面档案信息查询等内容。

基于随机森林预测模型的小清河复航前后水质对比研究

小清河是山东省内从济南流向莱州湾的一条河道,在断航26年之后于2023年7月复航。本文着重探讨小清河复航前后辛丰庄断面水文水质指标的变化情况,并进一步分析主要污染因子在复航前后的变化情况。通过相关性分析和主成分分析的综合结果表明,确定复航后可能对小清河水质产生重要影响的水质指标为CODMn和TP;通过随机森林模型进行预测分析的结果表明:复航后三个月内,相关水质的关键指标均保持稳定,且优于Ⅲ类水质标准。研究表明复航对小清河水质并未产生显著影响。这一研究不仅为未来的小清河长期复航计划提供有力支持,同时也对国家“三水统筹”政策的贯彻实施具有重要意义。

汉江上游平水期浮游植物群落特征及水质生物评价

探究平水期汉江上游浮游植物群落结构特征和水质状况,为汉江上游水源涵养区水生态环境管理提供参考。于2020年4月对汉江汉中段干流及11条主要支流的浮游植物和水体理化指标进行调查分析。结果显示:汉江汉中段干支流共检出浮游植物6门35属51种,物种组成为硅藻-绿藻型,优势种为小环藻(Cyclotella sp.)、舟形藻(Navicula sp.)、尖针杆藻(Synedra acus)、箱型桥弯藻(Cymbella cistula)、棒胶藻(Rhabdogloea sp.)、二角多甲藻(Peridinium bipes)、四尾栅藻(Scenedesmus quadricauda)以及卵形隐藻(Cryptomonas ovata)。浮游植物细胞密度为0.39×10^(6)~3.59×10^(6)个/L,生物量为0.39~3.49 mg/L。Shannon多样性指数(0.64~2.15)和Pielou均匀度指数(0.28~0.81)变化趋势一致,干流略低于支流。结合水体理化指标、营养状态指数、污染指示种以及多样性指数对水质进行综合评价,汉江汉中段干支流处于轻度污染~α-中污染状况,营养状态为轻度富营养。RDA与Spearman相关性分析表明,TN是影响浮游植物群落结构及动态的主要环境因子。

南汀河大文断面水质变化及原因研究

基于单因子评价方法研究2020年-2022年间大文监测断面水质状况,结果表明,大文水质总体趋于好转,水质超标指标已经由2020年的氨氮、总磷、化学需氧量、五日生化需氧量4个指标,减少为2022年的化学需氧量、五日生化需氧量2个超标指标;超标次数也由7次减少为4次。通过文章研究,城镇生活污染、河道营养化、农业面源污染是大文水质污染的三个主要原因。文章建议对大文断面上游加强农业面源管控,完善主城区污水管网等措施,推进河道生态修复,加大南汀河流域周边湿地保护与修复力度,提高水体自净能力,推进南汀河流域可持续发展。

近10年长江中游重点险工段近岸河床冲淤演变特点分析

险工段是河道岸坡易崩段,是长江防洪体系的薄弱环节,险工段近岸河床演变直接关乎沿江堤防稳定和防洪安全。根据近10 a来长江中游重点险工段观测成果,研究了险工段近岸河床冲淤演变特点及水沙条件、整治工程、土体组成等对险工段河床演变的影响。结果表明,整治工程实施对保障险工段近岸河床稳定具有显著作用,岸坡趋于稳定是长江中游重点险工段演变的总体规律。受局部河势调整影响,仍有1/3左右的险工段近岸河床存在冲刷趋陡的现象,需加强观测并采取相应守护措施。研究成果对研判长江中游重点险工段岸坡稳定发展趋势、优化险工段观测位置布设具有重要意义。

汉江襄阳城区段水质变化规律及特征分析

为全面掌握汉江襄阳城区段沿程水质变化情况,合理制定相应保护措施,基于2018—2022年汉江襄阳城区段出入境断面及支流水质监测数据,对汉江襄阳城区段水环境质量、变化趋势和相关特征开展综合分析评价。结果表明,2018—2022年汉江襄阳城区段入境与出境断面水质状况总体为优,但出境断面氨氮、总磷、总氮的质量浓度较入境断面均有明显增高,主要支流唐白河、清河及南渠的汇入对出境断面水质影响较大。2018—2021年汉江襄阳城区段出入境断面主要监测指标质量浓度分布表现为丰水期>枯水期,2022年表现为枯水期>丰水期。汉江襄阳城区段水质氮污染贡献明显高于磷污染,仍以氮污染为主,水质中氮主要以游离氨和铵盐以外的形式存在。相关性分析结果表明,入境断面与出境断面中氨氮、总氮与各指标相关性差别较大,总磷、溶解氧与各参数间的相关性基本一致。研究结果可为制定汉江水环境改善及污染防治措施提供科学依据。

渭河宝鸡段2016-2021年水环境质量评价研究

评价渭河宝鸡段2016-2021年水环境质量及变化趋势,提出渭河流域水环境保护的思路对策。使用单因子评价法、断面类别比例法、组合类别比例法和模糊综合评价等方法,对渭河宝鸡段水质开展定性评价、量化排序和变化趋势分析。渭河宝鸡段2018年起达到了Ⅲ类水并保持在Ⅲ类或者更好类别,2016-2021年整体呈好转趋势,水质由好到差排序为2020、2021、2019、2018、2017和2016年。渭河宝鸡段水质“十三五”时期明显好转,建议综合施策推动“十四五”持续稳定向好。本研究方法是判断河流健康状况并实现河流水生态环境复苏的关键环节,具有推广应用价值。

基于灰色关联分析法对水质常规指标与底栖动物指数的分析与评价

为探寻上海市徐汇区水质常规指标与底栖动物指数之间的关系,文章从水环境质量和水生态状况两方面入手,综合考察水质情况。文章首先选取典型河道中的8个监测断面,采用水质综合指数、底栖动物指数和灰色关联分析法对水质情况进行评价。灰色关联分析法的评价结果显示,在水质常规指标中,溶解氧和粪大肠菌群对底栖动物指数的影响最大。其次,结合水质常规指标和底栖动物指数开展综合评价,发现水质最好的断面为上澳塘宜山路桥和北潮港凌云路桥。最后,根据研究结果,为上海徐汇区河道加快水生态恢复提供对策和建议。

基于综合水质标识指数法的农村环境监测孝义河水质评价

农村生态环境保护是实现乡村振兴不可缺少的一环,农村环境质量监测是评价农村生态环境质量状况的前提条件。以保定农村环境监测中孝义河段监测为例,作为白洋淀上游最重要的入淀河流,科学合理评价孝义河水质,对掌握其水质变化规律有着重要意义。选取孝义河段2020-2023年6个监测断面4个主要水质指标COD_(Cr)、NH_(3)-N、TP、COD_(Mn),采用综合水质标识指数法对该河段水环境状况进行评价。结果表明:孝义河各断面的综合水质类别均达到或优于功能区的目标要求。但对单项污染指标进行评价时发现,下游思乡桥断面主要存在的污染指标因子为COD_(Mn)和COD_(Cr)。从评价结果来看,综合水质标识指数法能更准确直观地反映孝义河不同区域、不同时段的水质特征及差异。研究结果可为该流域水污染防治提供理论依据,为保定市农村区域生态环境保护工作提供数据支持。

引黄入冀补淀省界水质监测现状与问题对策分析

探讨了引黄入冀补淀工程的水质监测现状,分析了省界断面水质监测数据,指出了存在的问题,并提出了相应的对策。通过优化水质监测站点布局及监测频次、加强沿线监督检查、提升生活污水处理能力、建立健全协调机制、强化法律法规和政策支持等措施,以期提高水质监测的准确性和及时性,为进一步实施水资源管理提供理论依据和实践指导。

南畹河迭撒国控断面水质污染状况评价及污染特征分析

为评价南畹河水质污染状况并分析其变化特征,选取南畹河迭撒国控断面为研究对象,2013—2018年间每月对水质进行监测,并采用单因子评价法、综合污染指数法、内梅罗污染指数法三种方法对水质进行评价。结果表明,按单因子评价法评价6年均值达到《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)Ⅱ类水质要求,水质总体达标,个别年份水质超标;6年平均浓度对应综合污染指数P=0.33,表明南畹河迭撒国控断面综合水质检出值在标准内,个别项目接近或超标;6年平均浓度对应内梅罗综合污染指数P_(N)=0.70,2015、2018年P_(N)>0.7。采用秩相关系数法对水质时间变化规律进行分析,结果表明评价时段内综合水较为平稳。结合降水情况,探讨气候对水质的影响,结果表明,COD_(Mn)、Tp、Cu、Zn与降水有显著相关性。

基于灰色关联-长短时记忆网络的水质预测研究

为了有效预测河流水质变化趋势,充分利用水质序列的时序性与多元相关性信息,构建基于灰色关联-长短时记忆网络(Grey Relational Anlysis-Long and Short-Term Memory Network,GRA-LSTM)水质预测模型,以改善水环境质量。选择长江南京段河流型水源地进行实例研究,结果显示:当滑动时间窗口(d)为2,最大训练次数(MaxEpochs)为220,隐含层神经元个数(numHiddenUnits)分别为80与100时,总磷与溶解氧预测效果最佳。将长短时记忆网络(Long and Short-Term Memory Network,LSTM)预测结果与误差反向传播神经网络(Back Propagation,BP)、极限学习机(Extreme Learning Machine,ELM)、支持向量机(Support Vector Machine,SVM)模型预测结果进行对比分析,显示LSTM网络在水质预测研究中具备较强的适用性。运用灰色关联分析选择多元特征输入变量,实现了关键水质指标影响因子重要性定量化排序与冗余信息的消除,相较于单一特征输入的LSTM网络,GRA-LSTM网络能够进一步降低模型预测误差,其中总磷与溶解氧质量浓度预测均方根误差分别降低了11.6%与12.4%。

北江干流清远段近10a水质综合评价及变化趋势

为明确北江干流清远段近10 a水质状况和变化趋势,选取了6个断面9项水质指标进行了分析,结果表明:单因子评价北江干流清远段5/6的断面水质类别较好,Ⅰ-Ⅲ类水比例达到80%以上。断面水质类别比例法表明河段水质状况有8年次为优或良好;2018和2019年为轻-中度污染。综合污染评价中,白石窑水库多数年份出现了污染或重污染,其余断面基本满足Ⅱ类水功能区标准。水库断面长期存在TP超标,TP浓度波动具有中等变异性。秩相关系数法趋势性检验表明,DO、BOD_(5)、TP和Cu变化趋势不显著,COD_(Mn)、NH_(4)^(+)-N和Zn具有明显变化趋势。

基于水质水量耦合模型的湟水西宁市段生态流量计算及模拟分析

考虑未来枯水期湟水生态流量、水质将面临不稳定达标风险,提出量化计算与数值模拟相结合的方法确定满足水质水量目标的湟水西宁市段生态流量。基于实测流量、断面、污染源等现状调查及分析,采用不同频率最枯月平均值法、改进年内同频率展布法、生态水力半径法3种方法计算了湟水西宁市段生态流量,并与Tennant法的计算结果进行合理性分析比较。利用MIKE11水动力和水质模块构建了水质水量耦合模型,利用率定后的模型,以COD、NH3-N作为主要污染物指标,通过模拟不同生态流量下泄过程,分析了3种计算方法对应的下泄方案对湟水西宁市段水质的影响,优选出合理的生态流量的下泄方案,得出了满足水质水量需求的湟水西宁市段生态流量,为湟水西宁市段的水生态保护及区域水资源配置方案提供理论支撑。

黄河呼和浩特段水环境质量时空变化分析

水环境质量评价是水资源可持续利用的重要前提,同时也是水环境管理与治理决策的重要依据。为科学评价黄河呼和浩特段水环境质量,基于基础资料数据库,遵循全面性、区域性、易量化性等原则,采用综合污染指数法详细分析了黄河呼和浩特段水环境质量的时空变化情况,进一步揭示了2020年水质季节变化规律,并对主要超标因子进行了深度解析。结果表明:随着一系列环境保护政策和管理措施的实施,2015—2020年黄河呼和浩特段水环境质量综合指数下降了75.87%。在时间尺度上,各断面的水环境质量综合指数平均值由2015年的93.81下降至2020年的22.64,整体水环境质量评价等级由G4转为G2,对应的水环境质量状况由中度污染转为较好;在空间尺度上,上游水环境质量优于下游,城区段水环境质量较差。此外,评价结果显示,部分水体当前仍存在氨氮超标问题。评价结果较为客观地反映了黄河呼和浩特段的水环境质量,可为水环境管理提供决策依据。