水体富营养化响应规律与水华预警方法研究进展

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作者 陈弘 周庆琛 +1 位作者 佟光远 郭冰冰 《中国农村水利水电》 北大核心 2024年第7期117-125,134,共10页

水体富营养化问题日益严峻,这种现象导致了浮游植物的异常增长,释放有害的藻毒素,造成了水体的污染,并对动植物乃至人类造成了危害。与之相关的,水体通常流动缓慢,连通性差,水流停滞时间较长,使得这些水体更容易受到富营养化的影响,也... 水体富营养化问题日益严峻,这种现象导致了浮游植物的异常增长,释放有害的藻毒素,造成了水体的污染,并对动植物乃至人类造成了危害。与之相关的,水体通常流动缓慢,连通性差,水流停滞时间较长,使得这些水体更容易受到富营养化的影响,也使水华风险升高。针对水华的产生机理,深入探讨了水动力因素、水环境因素和气象因素的影响。水动力因素包括水体的流速、流量和水体扰动等情况,它们共同决定了藻类的积聚程度;水环境因素包括水温、溶解氧、营养盐浓度以及酸碱度等,它们将直接影响浮游藻类的生长;气象因素如气温、风力等会改变水体的温度,从而对水华的形成和发展产生影响。还依据江河湖库水体的特点,探讨了数值模型和数据驱动模型在水华预测中的应用,数值模型在水华预测中的应用是通过模拟水体中的环境因素,来预测水华的发生和发展趋势;数据驱动模型以数据挖掘算法和统计技术为基础,利用机器学习方法,通过分析和识别监测数据、图片与水华的对应关系,进行迭代学习,创建其与水华爆发的预测联系。它们为探究水体状况、预测水华事件提供了有效工具,二者相耦合的方法对水华的精准预测有着重要意义,也是未来研究的发展趋势,有助于水资源管理者更好地对其进行调控,提高预测精度和水质管理的效率以减少水华的发生。 展开更多

关键词 富营养化 蓝藻水华 水华预警 数值模型 数据驱动模型

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三峡水库近坝支流水华预警及处置策略初探

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作者 姚烨 练继建 马超 《水利水电技术》 CSCD 北大核心 2015年第3期30-33,共4页

以三峡水库近坝支流香溪河为例,基于水华暴发特征规律,通过数值模拟手段,研究不同调度启动时间和执行周期下调度对水华暴发过程的影响,得到以下水华预警规则及处置策略:第一,水华易发时段,在香溪河上游河段(距河口25 km)设置叶绿素浓度... 以三峡水库近坝支流香溪河为例,基于水华暴发特征规律,通过数值模拟手段,研究不同调度启动时间和执行周期下调度对水华暴发过程的影响,得到以下水华预警规则及处置策略:第一,水华易发时段,在香溪河上游河段(距河口25 km)设置叶绿素浓度连续监测站点;第二,在叶绿素浓度从较低水平连续上升至10μg/L时,保持日调峰泄流过程的条件下启动升水位调度,叶绿素浓度连续下降时可终止;第三,库水位在受上游来流或下泄流量限制而必须下降时,尽可能控制在叶绿素浓度连续下降以后。 展开更多

关键词 水华预警 处置策略 调度时机 调峰 香溪河 三峡水库

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再生水景观利用水华预警监测技术体系探讨

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作者 赵珊 李安娜 +3 位作者 周军 甘一萍 周律 刘晶晶 《水工业市场》 2011年第3期63-65,共3页

城市再生水景观回用的主要问题是水体富营养化导致水华的暴发,水体一旦暴发水华,将导致水体透明度下降,溶解氧降低,水生植物和鱼类大量死亡。前人研究表明水华是一个缓慢、可以预测的过程。但是藻计数、叶绿素等藻类指示指标的测定繁琐... 城市再生水景观回用的主要问题是水体富营养化导致水华的暴发,水体一旦暴发水华,将导致水体透明度下降,溶解氧降低,水生植物和鱼类大量死亡。前人研究表明水华是一个缓慢、可以预测的过程。但是藻计数、叶绿素等藻类指示指标的测定繁琐、耗时、昂贵,因此本研究重点研究藻类生长与常规检测数据(pH、DO)的关系,通过常规检测数据的变化简便快捷预测藻类生长的状态。本课题研究结果表明:DO≥8.38mg/L、ΔDO≥5mg/L;pH≥8.5、ΔpH≥0.5是四个主要预测指标。预测指标的最大值出现在16:00-18:00,最小值出现在08:00-09:00。如果检测指标都达到上述标准,即需对景观水体进行抑藻处理,防止水华大面积暴发。 展开更多

关键词 再生水 景观利用 水华预警

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基于改进CART决策树建立水华预警模型 被引量：11

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作者 刘云翔 吴浩 《中国农村水利水电》 北大核心 2018年第1期26-28,共3页

由于传统的CART决策树模型存在运行时间较长和预测精度不够等问题。改进CART决策树利用Fayyad边界点判定定理,减少挑选属性最优阈值所用的计算时间,减少整体的运行时间。由于影响水华生成的因子较多,再利用统计学中的相关系数选出与水... 由于传统的CART决策树模型存在运行时间较长和预测精度不够等问题。改进CART决策树利用Fayyad边界点判定定理,减少挑选属性最优阈值所用的计算时间,减少整体的运行时间。由于影响水华生成的因子较多,再利用统计学中的相关系数选出与水华发生的相关性较大的影响因子,提前一步筛选条件属性,进一步缩短运行时长,并且能够保证整体的预测精度。将这种改进了的CART算法用于生成湖体水华预警模型。最后实验结果表明,改进后的水华预警模型能减少运行时长并很好地保证预测的正确率。 展开更多

关键词 改进决策树 水华预警 CART算法 最优阈值 相关系数

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湖库水质监测与水华预警信息系统 被引量：5

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作者 郝启文 王小艺 +3 位作者 许继平 刘载文 盛璐 何多多 《计算机工程》 CAS CSCD 2013年第1期287-289,293,共4页

针对当前湖库水质监测及水华预测预警信息化发展相对落后的现状,开发一套集水质监测、水华预测预警功能于一体的智能化信息系统。采用Visual Studio 2010中的C++语言进行系统平台搭建,将网络通信、地理信息系统、SQL2005数据库等技术相... 针对当前湖库水质监测及水华预测预警信息化发展相对落后的现状,开发一套集水质监测、水华预测预警功能于一体的智能化信息系统。采用Visual Studio 2010中的C++语言进行系统平台搭建,将网络通信、地理信息系统、SQL2005数据库等技术相结合,对湖库水质信息进行实时监测,并通过灰色-BP神经网络模型实现对湖库藻类水华较高精度的中长期预测预警的功能,为环保部门进行湖库水华防治提供有效的信息化决策平台。 展开更多

关键词 实时监测 地理信息系统 结构化查询语言 BP神经网络 水华预测预警 通用分组无线服务

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基于图像处理的三峡库区水域水华检测算法及预警研究 被引量：3

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作者 石为人 贾承晖 王楷 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第12期2641-2647,共7页

针对传统水华监测方法存在的过分依赖人工操作、实时性差、成本高、普及性差、主观性大、劳动强度大等缺陷,提出了一种可以自动检测三峡库区水域水华现象的图像处理算法,并将该算法应用于库区水域水华预警。即利用历史数据建立颜色先验... 针对传统水华监测方法存在的过分依赖人工操作、实时性差、成本高、普及性差、主观性大、劳动强度大等缺陷,提出了一种可以自动检测三峡库区水域水华现象的图像处理算法,并将该算法应用于库区水域水华预警。即利用历史数据建立颜色先验模型,运用改进的Camshift算法检测水华区域,通过区域面积的变化分析水华灾情趋势,并建立水华预警模型进而对水华预警。实验结果表明该算法应用于水面视频监控可以自动检测出水华区域并有效地对水华实时预警。 展开更多

关键词 水华检测 图像处理 改进的Camshift算法 水华预警 三峡库区

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典型地表缓流河流可见水华污染预警研究

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作者 马垚 黄勇 +2 位作者 李学艳 李奂 周琦 《给水排水》 CSCD 北大核心 2013年第11期120-123,共4页

以地表缓流河流为研究对象,利用相关加权营养状态指数(TLI)模型及广义回归神经网络(GRNN),建模预警可见水华的暴发。先选取叶绿素a(Chla)浓度为基准参数,氨氮、透明度为参数,建立相关加权营养状态指数模型,并利用统计分析法确定出TLI阈... 以地表缓流河流为研究对象,利用相关加权营养状态指数(TLI)模型及广义回归神经网络(GRNN),建模预警可见水华的暴发。先选取叶绿素a(Chla)浓度为基准参数,氨氮、透明度为参数,建立相关加权营养状态指数模型,并利用统计分析法确定出TLI阈值为70、水温阈值为28℃。再以TLI、水温为输入,以水体中的Chla为输出,建立并训练GRNN。将TLI阈值、水温阈值带入GRNN中,最终确定可见水华暴发的Chla临界值为33μg/L。基于TLI、水温、Chla等的阈值,以监测数据进行验证对比,准确率达85%。用该方法来预警地表缓流河流可见水华具有很高的准确度。 展开更多

关键词 水华预警 相关加权营养状态指数 广义回归神经网络 叶绿素A 地表缓流河流

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汉江中下游水华发展新形势及治理对策分析 被引量：2

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作者 陈峰 王文静 +2 位作者 何涛 周浩然 钱宝 《人民长江》 北大核心 2023年第10期7-17,共11页

随着汉江沿岸经济社会的快速发展以及梯级水利枢纽的相继建成运行,汉江水环境和水动力条件也发生了较大变化,汉江中下游“水华”暴发频率不断增加,给区域水安全保障带来严峻挑战。2022年夏季,在长江流域“汛期反枯”的极端水文条件下,... 随着汉江沿岸经济社会的快速发展以及梯级水利枢纽的相继建成运行,汉江水环境和水动力条件也发生了较大变化,汉江中下游“水华”暴发频率不断增加,给区域水安全保障带来严峻挑战。2022年夏季,在长江流域“汛期反枯”的极端水文条件下,汉江中下游首次发现了蓝藻水华。依托长江流域水质监测中心现有监测站网及时开展了水华应急监测,对监测资料进行了综合分析,结合以往研究成果,初步分析2022年夏季水华成因,提出相应对策及建议。结果表明:①流域水体高营养盐水平仍是本次夏季水华发生的前提条件,高温、强辐射、高pH值是诱发因子,河道水量偏少是外部驱动条件。②汉江水华的时空分布和影响范围有扩大趋势,水体富营养化程度有加重趋势;加强水工程联合运用,改善水动力条件,调节环境容量,是缓减汉江中下游水华问题的最直接途径。③提出了优化综合站网布局、强化全要素动态监测、加强水华基础研究、建立水华防控协同机制等对策建议。 展开更多

关键词 蓝藻水华 水动力条件 营养盐 水华预警 汉江中下游 2022年长江流域干旱

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贵州省某水库水质提升工程治理思路研究

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作者 张华俊 张文磊 《中国资源综合利用》 2024年第8期48-52,共5页

根据贵州省某水库富营养化特征,采用外源氮磷污染物控制(入库河流污染+面源污染)、库区内氮磷污染物削减、水华应急处置与藻类群落结构调控、水华预警体系平台建设等思路,建设某水库水质提升工程,以期达到改善水体水质减缓水体富营养化... 根据贵州省某水库富营养化特征,采用外源氮磷污染物控制(入库河流污染+面源污染)、库区内氮磷污染物削减、水华应急处置与藻类群落结构调控、水华预警体系平台建设等思路,建设某水库水质提升工程,以期达到改善水体水质减缓水体富营养化趋势目的。工程实施后,将充分发挥水土保持、防洪和环境保护等综合效益,改善水质和生态环境,促进地区经济发展。同时,需要加强后期运维管理,发挥工程持续的功能作用。 展开更多

关键词 水库 富营养化 水质提升 水华预警预测

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基于拟合算法的池塘水华预测模型的建立与研究

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作者 常世杰 杨欣宇 武振东 《广东蚕业》 2021年第8期65-66,107,共3页

在我国水产养殖中,池塘养殖约占淡水养殖的70%,随着水体富营养化程度加剧,水华现象出现概率逐渐升高,水华的暴发对池塘养殖业是一个严重打击。文章以池塘水体中的氮元素、磷元素为检测核心,借助Matlab灰色关联分析和拟合算法,筛选出最... 在我国水产养殖中,池塘养殖约占淡水养殖的70%,随着水体富营养化程度加剧,水华现象出现概率逐渐升高,水华的暴发对池塘养殖业是一个严重打击。文章以池塘水体中的氮元素、磷元素为检测核心,借助Matlab灰色关联分析和拟合算法,筛选出最能反映池塘中藻类数量的指标,并组建该指标的预测系统,间接反映池塘中藻类变化趋势,从而实现对池塘水华现象暴发的提前预测,降低水产养殖业的风险和水产养殖人员的工作量。 展开更多

关键词 水体氮磷检测 藻类统计 灰色关联分析 拟合算法 水华预警

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汉江发生“水华”的水文因素 被引量：17

11

作者 陈根祥 胡高平 张德兵 《长江工程职业技术学院学报》 CAS 2002年第1期57-58,共2页

对汉江中下游水体近年出现“水华”现象进行了回顾,并作了较全面的统计和比较分析,得出汉江水10文条件的变化是其发生的主要因素之一,最后从水文角度提出了汉江发生“水华”的预警水位及流量。

关键词 水华:水文因素:预警:汉江

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水温对藻类生长变化影响的数值模拟 被引量：15

12

作者 徐良 冯平 +1 位作者 孙冬梅 李发文 《安全与环境学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第5期76-81,共6页

预测浮游藻类的生长变化规律对水华预警有重要意义。在营养物质供应充足、光照充分的条件下,水温为藻类生长的控制因子目前,在大多数藻类生态动力学模型中,水温的影响均被描述为当其值高于某值后,水温越高,藻类增殖速度越快。而近年来... 预测浮游藻类的生长变化规律对水华预警有重要意义。在营养物质供应充足、光照充分的条件下,水温为藻类生长的控制因子目前,在大多数藻类生态动力学模型中,水温的影响均被描述为当其值高于某值后,水温越高,藻类增殖速度越快。而近年来的研究表明,当水温高过一定界限时,会对藻类增殖和存活有抑制作用,因此对水温的影响系数表达式进行了改进,用以描述水温对藻类生长过程的影响。同时,联合氮、磷营养盐对藻类增殖作用的数学表达式给出了描述藻类增殖-死亡过程的质量平衡方程,并进一步耦合二维水动力方程和对流-扩散方程,建立了模拟藻类生长-动力迁移过程的二维耦合模型。以于桥水库为例,应用该模型进行模拟。结果表明,模拟结果与实测值吻合良好,较未改进之前更加精确合理,说明改进的藻类生长-迁移模型可正确描述水温、营养盐及水动力条件下的藻类生长与迁移过程。通过对模型的模拟与分析,确定了于桥水库藻类生长的最适宜水温为27℃,在此水温下于桥水库水华风险较大。根据水库藻类生物量最大时刻的叶绿素(CHLa)质量浓度平面分布情况,给出了于桥水库库区藻类易生长和聚集的具体位置,明确了重点防治区为水库北部及坝前区域。 展开更多

关键词 环境工程学 藻类生长一动力迁移模型 水温修正公式 于桥水库 水华预警

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城市再生水景观利用水华识别和预警方法探讨 被引量：1

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作者 赵珊 谢文征 +4 位作者 周军 甘一萍 周律 刘晶晶 李涛 《环境工程》 CAS CSCD 北大核心 2012年第S2期10-12,63,共4页

城市再生水景观回用的主要问题是水体富营养化导致水华的暴发。为了抑制藻类的大规模生长,需要提前采取预防措施,以便将有可能爆发水华的藻类及时杀死或除去。目前,人们已经对景观水体中常见藻类的生长规律做了深入的研究,发现水体中藻... 城市再生水景观回用的主要问题是水体富营养化导致水华的暴发。为了抑制藻类的大规模生长,需要提前采取预防措施,以便将有可能爆发水华的藻类及时杀死或除去。目前,人们已经对景观水体中常见藻类的生长规律做了深入的研究,发现水体中藻数量(藻密度)的多少与水体的pH值和DO值的变化有密切而相对稳定的关系。通过在线实时监控pH值和DO值,找到△pH、△DO与藻类生长之间的关系,并结合pH、DO、温度、正磷酸盐和总氮等指标,实现实时识别和预测水华爆发的目的。 展开更多

关键词 城市再生水 景观利用 水华预警

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藻密度手工监测实验室间比对研究 被引量：2

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作者 蔡琨 李娣 +5 位作者 陈瑜 沈丽娟 朱冰川 许浩 姜晟 李旭文 《环境监控与预警》 2022年第4期42-46,65,共6页

为研究不同实验室藻密度监测数据的可靠性,现场采集了藻密度样品,处理为现场平行样和实验室前处理后平行样2种,分别由5家实验室的6名技术人员开展检测分析。参考相关技术规范要求,结合其他领域相似工作的成功应用案例,采用Z比分数法对... 为研究不同实验室藻密度监测数据的可靠性,现场采集了藻密度样品,处理为现场平行样和实验室前处理后平行样2种,分别由5家实验室的6名技术人员开展检测分析。参考相关技术规范要求,结合其他领域相似工作的成功应用案例,采用Z比分数法对分析结果开展藻密度实验室间比对。结果表明,数据的相对偏差均符合技术规范要求;对藻密度进行数据直接比对和对数转换后比对,各实验室对现场平行样和实验室前处理后平行样的检测结果均为合格;分析方法原理导致藻密度手工监测的绝对数值偏差较大,对当前的太湖水华预警工作适用性不高。 展开更多

关键词 藻密度 水华预警 实验室间比对 手工监测 太湖

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湖泊富营养化过程监测与水华灾害预警技术研究与系统集成

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作者 陈亚芬 茹加 《中国科学院院刊》 2012年第5期620-621,共2页

富营养化和蓝藻水华灾害已成为威胁我国湖泊的主要环境问题之一,在目前湖泊富营养化和蓝藻水华问题短期内尚难从根本上得到解决的情况下,构建蓝藻水华预测预警体系是避免水危机事件发生,保障富营养化湖泊饮用水及生态安全的优选方案。

关键词 中国科学院 知识创新工程重大项目 湖泊营养化过程监测 水华灾害预警技术

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