河流生态修复曝气技术研究进展及热点分析.pdf

第54卷第8 期2023年8 月文章编号：10 0 1-417 9(2 0 2 3)0 8-0 0 7 6-0 9引用本文：吴佐京通，张训，潘红忠，等.河流生态修复曝气技术研究进展及热点分析J.人民长江，2 0 2 3,54（8）：7 6-8 4，10 0.人民长江YangtzeRiverVol.54,No.8Aug.，2 0 2 3河流生态修复曝气技术研究进展及热点分析吴佐京通1,2,张训1.2,潘红忠1-2,廉晶晶1.2,姚华明1,3（1.油气地球化学与环境湖北省重点实验室，湖北武汉430 10 0；2.长江大学国际水生态研究院，湖北武汉430100；3.智慧长江与水电科学湖北省重点实验室，湖北宜昌4430 0 0）摘要：随着中国生态文明建设的不断推进，河流生态修复与保护日益被社会各界重视，并成为水利学和生态学等领域的研究热点。曝气技术因见效快、施工维护简便，广泛应用于国内外河流生态修复领域。以WebofScience（W O S）数据库和中国知网（CNKI)作为文献搜索引擎，运用CiteSpace和VOSviewer揭示该领域的科学知识图谱。结果表明：国际河流曝气研究的发文量在整个研究期内均处于稳步上升趋势，中国的发文量增速显著，尤其是近35a，中国英文文献发表数量跃居世界首位。曝气技术与其他技术的耦合治理效应、实际工程应用以及曝气技术参与或者介导下相关建模研究应是当前及以后相当一段时间的研究热点。国际机构间的合作较为密切，国内研究机构之间联系程度不高，企业参与度小。未来应加强中国科研院校机构之间及其与企业的合作交流，在相互协作中推动河道曝气技术的高质量发展。关键词：河流治理；生态修复；曝气技术；文献计量；CiteSpace；VO Sv i e w e r中图法分类号：X520引言中国地域辽阔,河流众多且类型多样。“十三五”期间，中国河流水环境质量明显改善，但与建设美丽中国的目标相比，河流水生态环境保护结构性、根源性、趋势性压力尚未根本缓解，改善成效并不稳固，河流水生态环境保护形势依然严峻2 。河流生态系统具有动态性、复杂性和非线性等特点3，给河流生态环境保护工作带来了极大挑战。2 0世纪6 0 年代开始，欧美发达国家针对河流生态环境破环问题，开展了河流生态修复的相关研究与实践基于多种目标研发各种修复技术，大多取得了良好的生态环境效益5-7 。随着中国生态文明建设的不断推进,河流生态修复与保护也日益被社会各界重视】，成为水利学和生态学等领域的研究热点。收稿日期：2 0 2 2-0 7-18基金项目：湖北省环境保护厅科研项目“江汉中下游水生态环境演变及风险防控方案研究”（2 0 15HB17)作者简介：吴佐京通，男，硕士研究生，主要研究方向为水生态修复。E-mail：w u z u o j i n g t o n g y a n g t z e u.e d u.c n通信作者：潘红忠，男，讲师，博士，主要从事水资源管理、水生态修复领域的教学与研究工作。E-mail:文献标志码：AD0I:10.16232/ki.1001-4179.2023.08.011曝气技术因投资少、见效快、安装简单、维护便利、与其他技术耦合性强等优点，广泛应用于国内外河流生态修复领域9。英国泰唔士河196 9年采用机械曝气，河流下游局部地区鱼群显著增加6 。德国鲁尔河1965年安装了3种曝气设备，使该河溶解氧含量稳定在3 4mg/L5。为改善河流水质，美国198 8 年在霍姆伍德（Homewood）运河、198 9年在密西西比河安装了曝气设备4,10 。在中国，198 7 年重庆桃花溪治理工程】、1990 年北京清河治理工程12】、1999年上海苏州河整治工程131等都采用了曝气技术。关于河流生态修复技术，不少学者进行过综述与讨论12.14-15，但基于文献计量方法，借助知识图谱分析河流生态修复中曝气技术研究进展的文献相对较少。本文利用CiteSpace和VOSviewer分析工具，对该领域国内外文献进行可视化分析与展示。通过第8 期分析不同发展阶段的发文特征、研究热点、研究机构和主要研究者等指标，对河流曝气技术的研究概况进行定量化综述，以期为河流曝气技术的深入发展提供科学参考。1材料与方法1.1楼数据来源基于专业检索规则，权衡检索结果查全率及查准率,参考张宁等16 、胡文等17 检索逻辑，确定本文数据获取方式。在Web of Science 核心合集数据库中以“TS=(aeration OR aerate OR aerating OR aerator)AND(river OR riverine OR watercourse OR stream ORwaterway OR watercourses OR fluvial channel)）”为检索式,检索结果为2 0 6 1条数据。在中国期刊全文数据库（CNKI)中以“SU=（河流+江河+河道）AND SU=（曝气+人工复氧+人工增氧）”为条件检索，得到结果6 46 条，检索时间范围均为自建库起至2 0 2 1年12 月31日，检索日期为2 0 2 2 年6 月16日。为确保文献样本的数据质量及关联性，筛除部分年份、作者信息缺失及主题不符的文献，最终获得英文数据2 0 41条，中文数据6 2 0 条。1.2研究方法CiteSpace是基于Java语言开发的一款可视化软件，广泛用于科学研究的领域分析、前沿分析和科研评价等18 。VOSviewer为Nees Janvan Eck和 LudoWalt-amn合作开发，常用于文献计量分析及可视化19。本文采用CiteSpace(5.7.R2版本）和VOSviewer(1.6.17版本）进行可视化文献计量分析和科研评价。CiteSpace运行前的基础设置为：节点种类（NodeTypes）=“K e y w o r d”、“In s t i t u t i o n”“Co u n t r y ，阈值（Se l e c t i o n Cr i t e r i a）选择“gi n d e x”,其中k=25;（No d e T y p e s）=“A u t h o r ,阅值（Selection Criteria）选择“TopN”,其中top=50。VO Sv i e w e r 运行前的基础设置为：数据类型（type of analysis）选择Coo c c u r e n c e，分析类型（Unitof analysis）选择“keyword”，计数方式(Counting method)选择 Full counting。2发文量统计与研究阶段划分中文论文指用中文撰写的科技论文，在CNKI数据库检索；英文论文指用英语撰写的科技论文，在Web of ScienceTM核心合集数据库中检索。将检索到的英文论文数据导人CiteSpace软件，生成国家合作网络知识图谱。根据各国的节点信息，分别统计出中文论文、英文论文、中国英文论文以及美国英文论文吴佐京通，等：河流生态修复曝气技术研究进展及热点分析美留葵灸论灸140120100F80F60F40201975198019851990199520002005201020152020图1近50 年河流曝气论文发文量Fig.1Numbers of papers on river aeration control inrecent 50 years（1）奠基期（197 52 0 0 0 年）。中文论文在198 7年开始出现，但数量较少，仅有16 篇，说明该阶段国内对河流曝气技术的相关研究不太重视，正处于初步摸索时期。国际论文自197 5年建库便有文章刊发，年均发文量15.9 篇,后期增至9 3.6 篇。中国学者在该领域国际期刊的最早刊发时间为1996 年,该阶段共发文5篇。由此可见，中国学者在河流曝气技术研究领域的起步较晚。（2）发展期（2 0 0 12 0 10 年）。中文论文数量增长迅猛，呈波动上升趋势，尤其是2 0 0 42 0 0 8 年间，发文量年均增长率为6 0.3%，表明国内开始重视曝气技术在河流生态修复中的应用研究。国际英文论文发文量平稳增长，10 a间年均增长率为11.7%。其中，中国学者国际英文论文发文量在2 0 0 5年后呈明显上升趋势，并在2 0 0 9年达到峰值。（3）完善期（2 0 112 0 2 1年）。该阶段中文文献数量整体保持增长态势，但增长速率有所降低，年均增长率为6.9%，并于2 0 19 年达到峰值，这可能与同时期中国学者发表的英文论文数量显著增加有关。国际英文论文数量成波动上升趋势，在2020年达到峰值12 4篇。同年，中国英文论文也达到峰值37 篇，超过总发文量第一的美国。综上，在河流曝气技术领域，国外整体发展趋势稳定；与国外相比，中国在该领域研究起步较晚。在2 0 0 0 年后，中国加强国际间的学术交流，研究成果数量显著增长，尤其在近35a，中国年均英文发文量已高于美国，中文文献数量也处于稳定增长态势，表明中国学者在河流曝气技术领域科研能力已达到国际一流水平。77数量。如图1所示，基于年度发文量统计数据可将国内外河流曝气技术研究划分为3个阶段。180160年份783基于 CNKI 的国内河流曝气研究统计与述评3.1研究热点网络知识图谱特征基于关键词共现图谱可分析该时期研究热点及其演变。关键词出现频率的高低通过节点大小表示，且节点间的连线粗细，直观反映关键词间联系疏密，两者呈正相关。采用Citesapce软件分别统计不同发展阶段中文论文关键词出现频次，见表1。表1国内河流曝气高频关键词Tab.1High frequencykeywords of domestic riveraeration control research奠基期发展期关键词词频关键词河道曝气4底泥曝气池3黑臭河道BOD3水体修复曝气器2城市河道DO2生物膜去除率2曝气复氧曝气设备2原位修复一一注：“-”表示词频数值低于2。关键词突现图谱可以展示词频激增现象，突出关键词常被认为具有研究领域热门导向功能2 0 。基于此，对国内河流曝气治理关键词进行共现和突现图谱展示：共现图谱参数设置为默认；突现图谱参数设置为：=0.45（突发性检测参数），默认MinimumDura-tion（最小持续突现年份）为2,获得35个突现词,取前25位（见图2）。二者结合获得不同时期内关键词及主题概况。结果表明：最早发文时间为奠基期的198 7 年，于振君团队2 1 河流的氧平衡方程研究一文的发表时间较晚于国际对河流曝气治理研究，奠基期期间文献数量为16 篇，年均仅1.14篇，研究主题尚不明显。发展期文章数量增加显著，研究主题逐渐明显，以“底泥”“水体修复”“黑臭河道”为关键词热点，该阶段文献数量增至155篇，年均发文量为17.2 篇。完善期为中国河流曝气研究成果产出最多阶段，文献量达449篇，年均发文量增至44.9篇，研究主题分布明确，以“生态修复”“黑臭河道”“原位修复”为主。其中，以“黑臭河道”为关键词的发文量从发展期的7 篇增加至完善期的41篇，表明中国学者将研究重心逐渐转向“黑臭水治理”“致臭污染物去除”等相关主题，中国河流曝气领域发展脉络详见图3。（1）如图4所示，奠基期为中国河流曝气研究起步阶段，高频关键词较少，出现2 次及以上的有“河道人民长江关键词年份突现强度开始结束KeywordsYear生化需氧量BOD眼气池Aeration tankSuzhou River苏州河喝气复氧AerationBlack-odor river黑臭河流生物膜BiofilmRelease释放Water repair水体修复填料Filler底泥SedimentIn-situ repair原位修复Urban river城市河道次Polluting rivers污染河流完善期Aeration method曝气方式词频关键词9生态修复7黑臭水体6黑臭河道6城市河道6底泥微生物65原位修复曝气生物滤池4人工湿地生态修复4生物接触氧化水污染内源氮32023年StrengthBegin19872.0219872.0119872.0119872.9419873,1819872.8219871.8619873.4719872.5519874.4919872.5219873.4219872.0619871.98词频Intemaln内源氮48Ammonia氨挥发45Eutrophication富营养化41Black-odor river黑具河道31Black smelly黑臭13Black odorous黑臭水体生态浮岛13Ecologicalfloating island11Eco-remedia生态修复9水质提升Waterquality9improvement微生物8Microorganisms曝气增氧Aeration图2 198 7 2 0 2 1年国内河流曝气关键词突现图Fig.2IDomestic river aeration management keyword emergencemap of domestic river aerationmanagement from 1987 to 2021发展阶段氧平衡方程模型/理论研究奠基阶段早期主要基于水质(19872000年)理化指标进行模型构建，后期逐渐将河流周边生态环境因素纳入，并采用智能算法进行构建，模型趋向集成数字化、智能化发展阶段(20012010年)完善阶段(20112021年)图3国内河流曝气治理研究脉络图谱Fig.3 Domestic river aeration management research lineage map曝气”“曝气槽”“BOD”“曝气器”、“DO”、“去除率”、“曝气设备”等。由图4可以看出，奠基期内关键词节点和突现词数量均较为匮乏。有关河道曝气领域的早期溶氧模型一一氧平衡方程的相关研究正逐渐被重End1987199219901999199720022001200820032012200520102005200620072013200720122008201220082012200920132010 20162011201319871.8119871.76198724619872.5719871.97198714.2719871.8719874.2819872.3619871.8619871.7619872021年20112014201120122014 20162016202120162017201820212018202120192021201920212019202120192021研究脉络工程、实践研究早期实践研究尚处于探索阶段，如清河整治（1990 年）、苏州河治理(1999年)，在后期应用层面研究成果逐渐增多。现常与其他技术，如植物、微生物修复技术等进行耦合，同时，结合模型、算法等技术对河流及其周边生态进行系统性修复热点主题模型优化调控曝气量预测泥水共治1技术耦合二二第8 期吴佐京通，等：河流生态修复曝气技术研究进展及热点分析79原化修水生相物生态修复水件水生态热复排水河道曝气净化去除来污水处理丁艺我情黑臭河道城河生物修复高营养化微生物菊剂生保氧生物越维包化黑臭水体1988199019219941996图4奠基期198 7 2 0 0 0 年：国内河流曝气领域关键词共现网络谱图Fig.4Foundation period from 1987 to 2000:a networkspectrum of keyword co-occurrence in the field ofdomestic river aeration management视2 1-2 ,这也为后续河道曝气的节能化、智能化研究奠定了基础。（2）如图5所示，经过前期的研究和技术积累，该阶段关键词节点和研究主题种类明显增多，且类别更为清晰，研究更注重河流水环境的改善，主要集中于曝气介导下城市河流水体环境中污染物质转化2 3-2 4、沉降等机理2 5-2 6 以及曝气与其他技术的深度耦合研究2 7-2 8 喝气氧黑克河液曙气生物礼地1998客解物膜配图6 完善期2 0 11 2 0 2 1年：国内河流曝气领域关键词共现网络谱图Fig.6Refinement period from 2011 to 2021:a network spectrumof keyword co-occurrence in the field of domestic3.2作者合作网络知识图谱特征作者合作网络图谱可以展现研究者的合作程度、科研影响力和活跃度。如图7 所示：生成的作者合作知识图谱共12 48 个节点，1911条连线，密度为0.0025,形成较为明显团队。借鉴普赖斯的论文计数公式：N,=0.8（Nmx）/2,确定该领域核心作者发表论文数量36 。其中，Nmx为发表文献最多的作者论文数，N，为核心作者最低发文量。黄民生团队单人发文量最多，为10 篇。核心作者下限数为3篇，作者43人，占作者总数3.44%，另有12 0 5位作者只参与发表12 篇。表明研究领域作者来源较为广泛，但缺乏深度合作37 刘波杆旭中国祥凌芬曙气话能池棕信理20122014 201620182020river aeration management民生诚建宇20022004200820082010图5发展期2 0 0 1 2 0 10 年：国内河流曝气治理关键词共现网络谱图Fig.5 Development period from 2001 to 2010:a networkspectrum of keyword co-occurrence in the field ofdomestic river aeration management（3）如图6 所示，完善期突现词数量明显增多且出现新高频关键词，如“黑臭水体”“黑臭河道”“曝气”“生物接触氧化”等，研究更加关注于河流生境生态的整体修复效果2 9-30 1。该阶段学者对河流曝气治理领域研究方向逐渐多元化2 9-31,治理对象更为系统化32-3,治理技术耦合研究进一步加深30.34-3。魏俊图7国内河流曝气领域作者合作网络图谱Fig.7Mapping of author collaboration networks indomestic river aeration management3.3机构合作网络知识图谱特征如图8 所示，机构合作网络知识图谱可大致反映80各机构的科研水平和合作强度。生成的机构合作知识图谱共359个节点，17 5条连线，密度为0.0 0 2 7（图8），节点大小代表各机构的发文量，连线粗细表示机构之间的合作强度（连线越粗合作程度越高），颜色代表不同的年份。由图8 可知，发文量前10 的分别是：华东师范大学生态与环境科学学院（9篇），南通大学地理科学学院（9篇）、南京师范大学地理科学学院（7篇）、环境保护部华南环境科学研究所（7 篇）、东华大学环境科学与工程学院（6 篇）、中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司（6 篇）、中国环境科学研究院（5篇）、上海汀滢环保科技有限公司（4篇）和苏州科技学院环境科学与工程学院（4篇）。环境保护部华内功境科学研究所中国市业全团单素前浦设TF研究院有限公司技有融公司华东师范大学生态与环境科学学院苏州科技学中山大学环始林子山工程学院BR大ONRAOUTEOR图8 国内河流曝气领域机构合作网络图谱Fig.8Mapping of institutional cooperation networks in thefield of domestic river aeration management从图谱节点与连线的相对数量看，大多数研究机构仅点状分布，形成机构合作网络的较少，表示交流合作程度较低。从地域上来看，排名前10 的发文机构中，上海地区的发文数量最多，这可能与苏州河在2 0世纪90 年代便进行河流治理有关38 。从机构性质来看，大部分是高校及研究所，企业占比较少，应考虑加强校企合作，缩短科研成果的落地时间。4基于WOS的国外河流曝气研究统计与述评4.1研究热点网络知识图谱特征国际河流曝气治理研究整体呈稳定发展趋势，奠基期发文量占总发文量的2 3.6 3%，发展期发文量占总发文量的2 2.94%，完善期发文量占总发文量的53.42%。高频关键词由“biodegradation（生物降解）”“heavymetal（重金属）”等逐渐转变为“constructedwetland（湿地建设）”“energydissipation（能量耗散）”等，说明研究内容更加注重河流水体环境的长效治理以及河流治理过程对当地生态的影响。国际河流曝气人民长江关键词突现图参数设置：=1.0,默认MinimumDura-tion为2,获得50 个突现词,取前2 5位，详见图9。结合关键词共现图谱，得到不同时期内关键词及主题概况。国际河流曝气治理研究脉络图谱见图10。关键词年份突现强度开始结束KeywordsYearCulture培养Soil土1975Model模型OxygenTransfer氧传质AirEntrainment气合量Oxidation氧化Nitrification硝化DissolvedOxygen溶解氧Bioreactor生物反应器FlowN流动性南通人学地现科学学院WastewaterTreatment南京师范大学地理科学学院污水治理Drinling Water饮用水紫华大学环境科学与工程学院Microfiration微滤Denitification反硝化Plant植物Eps胞外聚合物Simulation字工程学院模拟System系统MicrobialCommunit微生物群落Qualit质量Climate气候终点FateFresh Water淡水NitrogenRecovery恢复图919752021年国际河流曝气关键词突现图Fig.9International River aeration management keywordsemerge from 1975 to 2021发展阶段研究脉络模型、理论研究奠基阶段国际较早开展模型(19752000年)建构研究，理论体系较为完善。研究对象涵盖上覆水、泥水界面、底泥等，较为关注重金属、微生物等在水体及底泥中作用机理个发展阶段(20012010年）完善阶段(20112021年)图10国际河流曝气治理研究脉络图谱Fig.10International river aeration managementresearch lineage mapping2023年StrengthBegin19754166.319753.8419756.5519754.8319754.0319755.1819754.1719753.7519753.9519754.5419753.8219753.5419753.7219753.8619753.6197569319755.0719753.9619755.8919754.119753.9819754.5819753.6719754End1991200319962012199200720012004200220102002200620032013200320072006201020072008200920172009201020102011201120132012201720152018201620182016201820162021201720212017202120172021201820212018201920192021工程、实践研究国际有关曝气实践研究早在2 0 世纪6 0 年代英国泰唔士河及德国鲁尔河治理中开展，注重理论与实践结合，其中，水质参数预测为研究重点，由早期多元线性回归拟合转为以神经网络模型为代表的非线性模型，且常与曝气技术参数优化耦合研究1975-2021热点主题经验方程建构研究沉积物曝气研究内外源污染物模型应用及开发曝气性能优化第8 期如图11所示，奠基期期间，国际河流曝气治理研究领域热点关键词以“activated sludge（活性污泥）”“硝化作用（nitrification）”“b i o d e g r a d a t i o n（生物降解）”“heavymetal（重金属）”为主。研究主题热点可分成曝气技术耦合应用39-40 、土壤沉积物曝气41-42 、经验方程构建43 3 个类别。biodegradationvolatlzationmernbranebioreactorfitrationethylenedissolvedarflotationcarbondioxidetiverwatergroundvaterateoxygencoifrardissolvwetandseutropicationhypoxiaadventitiousroots图11奠基期19 7 5 2 0 0 0 年：国际河流曝气领域关键词共现网络谱图Fig.11Foundational period from 1975 to 2000:A networkspectrum of keyword co-occurrence in the field of international如图12 所示，发展期研究领域出现的热点关键词如“dissolved oxygen（溶解氧）”“oxygen transfer（氧传递）”“waterquality（水质）”、“activated sludge（活性污泥）”、“nitrification（硝化反应）”“model（模型）”等，研究内容可分成曝气性能优化研究4-4、模型建构研究47-43、/曝气技术耦合17.9-50 1等3个类别。adsorptionautomationbioreactortracemnetalsbrazirmembranebioreactornitrogenactivated slidge procesactivated sludgenitrificationphosphorus removalnitriabudemodelingwatershwastewaterhyriogybioremediatfion图12 发发展期2 0 0 1 2 0 10 年：国际河流曝气领域关键词共现网络谱图Fig.12 Development period from 2001 to 2010:network spectrumof keyword co-occurrence in the field of international（1）主要包括不同通气量、曝气位置【45、不同吴佐京通，等：河流生态修复曝气技术研究进展及热点分析waste.waterextendedaerationtoxicityheavinetalsphosphorus removal.activatedsludgewastewateterttreatmentwaterqualitybiological phospherus removalvedooxygennutientstemperaturedellingriver aeration managementhydrocarbonsmetalsnutrientssedimentdissolved oxygensharonammoniumwaterqualitycodconstructed wetlandfoodingestadiolriver aeration management81形状堰46-47 对曝气充氧效能影响研究,如Baylar 等对三角形尖顶堰的自由溢流及其对曝气效率影响进行研究47（2）根据数据类型可分为2 方面：物理指标，如基于水流落差、高度、流量、角度与曝气量建立回归方程47-48 ，拟合效果良好；涵盖水质理化数据，如Lopes等51 应用水质模型预测了葡萄牙阿威罗泻湖的无机营养盐、叶绿素a和溶解氧（DO)浓度的关系，已较深人解释了氧平衡与初级生产力之间的关系。leachate（3）该阶段集中于研究曝气在耦合技术中的影响nitrification权重49 以及相互作用机理研究7.50 ,尤其是曝气在污upgrading水处理工艺中的作用机理研究。Kampschreur等探究shuidgemodeling1980re-aerationoxygen transferwalerureatmentbiofoulingstratificationhypoxianumerical,modeilqual2e尾气中NO和 N,O水平与曝气技术参数的关系(2 ;waste-watertreatmentSears等研究有无曝气条件下,好氧反应器的污水处理性能的变化49;Huang等发现微泡曝气技术可节约氧19902000aerated flowcomposting20022004200820082010化状态反应器中的催化剂,提升水体治理效率50 。如图13所示，完善期出现了“constructedwetland（人工湿地）”“performance（性能）”“energydissipation（能量耗散）”“climatechange（气候变化）”等新热点关键词。表明该阶段河流曝气领域更注重河流治理过程对当地生态以及气候的影响，研究的空间尺度更广。研究主题大体可分为河流污染物研究53-54、曝气技术耦合5-58 、溶氧模型应用4.9-6 2 等。完善期对河流新型污染物逐渐重视，未来可对其进行生态毒理性评价研究。在技术耦合研究方面，进一步拓宽研究深度广度，生态友好型技术及与清洁能源耦合应用研究方兴未艾，将大数据和机器学习等新技术应用于河湖生态治理领域是大势所趋。avtemperalurelabyrinthvenergy dissipationoptinitatdissolved oxygenaquacaturephosphorusitonwaterqualityPoluDartificialaeraadeorptonammoniaremovapharmaceuticalwatertreatment图13完善期2 0 11 2 0 2 1年：国际河流曝气领域关键词共现网络谱图Fig.13Refinement period from 2011 to 2021:A networkspectrum of keyword co-occurrence in the field of internationalremovalefficiencynitratecomputational luid dynamicsninicationmxingmass transferdenitrificationozonnitrificationbacteriaoavymactivated sludgeetrtophicationmernnbranebiorewastewaterwastewater treatmentsludge reductionwitpnitrous.oxidenutfentssewagoclimatechangebiodiversitydosipriver aeration managementbiological aeratedfitermermbrate foulingtreatinentproducedwater20122014201620182020824.2国家合作网络知识图谱特征如图14所示，国家合作网络知识图谱共17 4个节点，46 0 条连线，密度为0.0 30 6，节点大小代表各国的发文量，连线粗细表示各国间的合作密切程度（连线越粗合作程度越高），颜色代表不同的年份。图14中，国家合作网络较密集，表明各国间学术交流与合作程度较高。从表2 中可知：美国发文量最多，共发表411篇论文，中心性为0.57，说明美国重视河道曝气技术研究,科研能力最强。中国发文量位居第二，发表文献310 篇，中心性为0.11，表示中国在该研究领域已具有一定的科研影响力。加拿大和英国早在197 5年便有文章发表，中心性分别为0.2 0 和0.13，表明两国与其他国家交流合作程度较高，活跃度显著。SWEDENFRANCESWITZERLANDBRAZILPOLANDNORWAYDENMARKINDONESIAUSAPeoples Republicof ChinaIRANTHAILANDAUSTITALYEGYPTTURKEYNETHERKAARSSOUTHAFRICAGERMANYSPAINISRAELCANADAROMANIAARGENTINA图14河流曝气领域国家合作网络图谱Fig.14Mapping of national cooperation networksin the field of river aeration management表2 河流曝气领域文献发表量前10 的国家Tab.2Top 10 countries in the field of river aeration management序号国家1美国2中国3澳大利亚4德国5加拿大6英国7印度8波兰9土耳其10巴西4.3机构合作网络知识图谱特征如图15所示，机构合作网络知识图谱共2 16 8个节点，2 57 6 条连线，密度为0.0 0 11。从表3得知，中国科学院发文量最多（40 篇），表明该研究机构具有强大科研影响力，机构隶属于中国。其次是昆士兰大学（2 6 篇），机构隶属于澳大利亚。随后是土耳其的菲亚特大学（18 篇）。从研究机构共现网人民长江络图谱的连线数量看，各研究机构学术交流与合作较为广泛。图15河流曝气领域机构合作网络图谱ENGLANDFig.15Mapping of institutional cooperation networks in thefield of river aeration managementAUSTRALIASINGAPOREMALAYSIAJAPANSCOTLANDSOUTHKORIMEBRLGIUMPORTUGALRUSSIAIRELANDCZECHREPUBLICNEWZEALANDJNDIA发文量/篇中心性4110.573100.111210.051030.20970.20800.13750.04730.03570.00530.032023年表3河流曝气领域文献发表量前10 的机构Tab.3Top 10 publishers in the field of river aeration management序号机构名称1中国科学院2昆士兰大学3菲亚特大学4印度理工学院5代尔夫特理工大学6河海大学7中国科学院大学8澳大利亚联邦科学与工业组织水土研究所9美国地质调查局10哈尔滨工业大学5结论与展望本文基于文献计量学，运用CiteSpace和VOSview-首发年份1975199619751988197519751984199919951988隶属国家发文量/篇首发年份中国40澳大利亚26土耳其18印度10荷兰9中国9中国9澳大利亚8美国8中国7er软件对19 7 5 2 0 2 1年国内外河流曝气领域的文献进行了发文量分析、合作分析、关键词共现及突现分析，同时绘制出可视化知识图谱。研究结果表明：（1）国际有关河流曝气技术研究的发文量在整个研究期内均处于稳步上升趋势,且增幅持续走高,尽管中国首篇英文文献发表年份较晚，但在后面两个阶段的发文量增速显著，尤其是近35a,中国英文文献发表数量跃居世界首位，表明中国学者在河流曝气技术领域科研能力已达到国际一流水平。（2）各阶段关键词聚类热点分析表明，河道曝气领域较为关注曝气技术与其他技术的耦合治理效应、实际工程应用以及曝气技术参与或者介导下相关建模研究等。研究范围由早期关注河流水质指标的变化逐渐转为河流整体生态环境的改善，诸如微生物群落生态响应，系统内部食物链结构改善等。治理理念由污2003200020002004200220092018200020072011第8 期染物、污染指标的去