南水北调中线工程对汉江中下游的水文情势影响分析

为更好地开展南水北调中线工程对汉江中下游水华生态环境问题的量化研究,分析了调水工程对汉江中下游水文情势的影响.基于仙桃断面的流量数据,计算分析了调水145亿m3后有、无引江济汉工程两种方案下的流量特征值的变化,并应用分形理论分析了调水前后多年月平均径流过程线的形态特征.结果表明:调水工程对汉江中下游的水文情势有明显影响,主要表现为:径流年内分配趋于均匀化,径流年内集中度变小,径流年内相对变化幅度变小,径流过程线峰谷差变小,引江济汉工程使这些变化更显著;各种历时(年、枯期、汛期)平均流量均变小、旬平均流量极小值变小,引江济汉工程对这些变化起补偿作用.由于汉江水华的暴发期集中在枯水期,由调水工程引起的枯期流量减小以及旬流量极小值变小必然对汉江水华的爆发起到促进作用.     

汉江水华问题研究

概述了汉江20世纪90年代发生的三次水华现象的特征,并从水质条件、气温、水文情势三个方面分析了诱发水华的成因机理.针对水质污染控制和汉江水量调配对水华所带来的影响,探讨水华预防措施.其结论为:尽快治理汉江富营养化污染是解决水华问题的关键;考虑到兴建三峡工程和南水北调中线工程将对汉江环境带来不利影响,要采取一定的配套措施将工程的损失减少到最小.     

中线调水对汉江中下游区水文情势影响研究

2014年南水北调中线工程正式通水,汉江中下游区水文情势发生显著变化。定量评估汉江中下游区水文情势变化特征,可为此区域水资源可持续开发利用提供科学依据。以黄家港、皇庄、仙桃站1987—2019年流量和水位数据,采用距平分析法、Mann-Kendall趋势检验法以及Yamamoto突变检验法对年、月尺度流量和水位序列进行分析,并采用水文变化指标法分析中线调水前后水文特征值变化。结果显示：调水后汉江中下游区典型站年径流量和年水位均较调水前呈下降趋势;各水文特征值均发生较为显著变化,各站点月平均流量和水位、年极端流量和水位总体低于调水前;调水后径流年内分配趋于均匀化。表明南水北调中线调水工程对汉江中下游流量和水位产生了显著影响。     

汉江中下游突发性水污染事故污染物运移扩散模型

以汉江中下游为例,基于MIKE 11模型的降雨径流模块、水动力模块、对流扩散模块建立了汉江中下游的降雨-径流模型、水动力模型和对流-扩散模型,通过对模型进行率定和验证,表明该模型具有较理想的模拟效果;在此基础上运用构建的模型模拟了汉江中下游2003年冬季、夏季不同水文情况下,突发性水污染事故中污染物的运移扩散过程,定量模拟了突发性水污染事故发生后,汉江不同地点处污染物到达的时间和浓度值,并对突发风险事故的影响范围、程度、时间做出定量预报.     

南水北调中线降水丰枯遭遇风险分析

受降水丰枯变化不确定性和差异性的影响,南水北调中线工程水源区与受水区降水的丰枯遭遇状态各不相同,给南水北调工程水资源调度运行带来风险。联合copula函数和贝叶斯网络理论,建立了南水北调中线工程水源区和受水区降水丰枯遭遇风险分析模型,对南水北调中线工程调水最不利的丰枯遭遇风险概率进行了研究。利用copula函数建立了水源区和受水区年降水量联合分布函数,计算条件概率,结合贝叶斯网络进行丰枯遭遇风险分析。结果表明南水北调中线4个受水区调水风险的概率均在25%以下,并对不同情景的调水风险进行了仿真分析。     

南水北调中线工程对襄阳市水资源持续利用影响与对策

南水北调中线工程是从汉江丹江口水库调水解决北方水资源紧缺问题,优化水资源配置的世纪工程。工程实施后丹江口水库水位抬高,使襄阳北部岗地形成自流灌溉;下游配套补偿工程,为襄阳可持续发展带来一定的综合效益。下泄水量的减少,对汉江沿岸农业灌溉、城市工业和生活供水、生态环境等方面也带来不利影响。分析了襄阳市水资源利用现状及存在的问题,从加强水资源的规划管理、兴配套工程、加强生态环境建设、构建节水型社会、防治水污染、加强水文测报等几个方面提出了对襄阳市水资源可持续利用的对策与建议。     

南水水库水华发生机理和防治对策研究

富营养化和水华爆发是饮用水水源地的安全隐患,不同湖泊和水库水华发生的时间、诱因不同。通过对广东省南水水库近几年水华发生期间的水文、水质、藻类、气象等特征进行分析,揭示了南水水库蓝藻发生的机理。由于高密度网箱养殖导致总氮浓度超标,在水库处于枯水季节,水体流动速度慢,温度虽然低但呈连续多日上升趋势、无雨且光照充足的条件下,容易发生蓝藻水华。针对水华发生的诱因,提出了控制和治理南水水库蓝藻爆发的具体对策措施。     

调水前后对河流生态水质的影响探讨

探讨了城市调水工程中调水建筑物对河流生态系统的影响,以及具体调水系统对城市主要河网水质的影响。得出:大坝等水利工程对河流的割开以及局部区域气候的改变,城市引水工程常常会破坏影响河流生态系统的生物多样性。并利用MIKE11建立某市水动力和水质模型,数值模拟和分析了城市调水系统对水质的影响,结果表明通过科学的调度运行,城市主要河网中水质能得到一定改善。     

水质数值模型在浑河流域水量水质模拟中的应用

在构建浑河流域水动力水质模型的基础上,丰富和完善浑河流域水动力水质数值模型,从而建立浑河流域水动工程调度数值模拟模型,该模拟模型可为该流域水质的调水响应提供了科学依据,并对参数进行了修定和验证。研究结果表明,该模型具有较高的模拟精度和良好的拟合效果。     

南水北调西线引水区资源与环境质量评价研究工作简介

建国以来,我国有关部门曾多次研究了从长江调水解决西北华北水资源不足的方案。其中最主要的有三条:即从长江下游调水的东线方案(长江—大运河—黄河—海河);从长江中游调水的中线方案(汉江、丹江—黄河—卫河一海河);从长江上游调水的西线方案(长江—黄河)。几年来,南水北调西线引水工程的前期工作取得了进展,经向有关领导部门汇报,一致认为:西线调水意义重大,效益显著,这一末来的大规模利用和均衡水资源工程,涉及我国国民经济发展战略,是开拓西北振兴北方经济的重要措施,势在必行。因此,建议西线南水北调列入国家“八五”重大科研项目。现仅就南水北调西线引水区资源与环境质量评价研究工作作一简单介绍。     

长江、汉江沉积物磁学特征比较研究

长江和汉江现代沉积物的磁学特征分析研究结果表明：  1）长江和汉江现代沉积物中铁磁性矿物均以亚铁磁性矿物为主,它们主导了样品的磁性特征。但长江沉积物比汉江沉积物亚铁磁性矿物含量要高;  2)长江和汉江沉积物的亚铁磁性矿物晶粒都以假单畴~多畴为主。相对汉江沉积物,长江沉积物磁性颗粒总体上要比汉江的粗;   3）长江沉积物中的不完全反铁磁性矿物含量比汉江高,但不完全反铁磁性矿物对沉积物磁性参数和SIRM的贡献却比汉江的小;   4）长江上游金沙江段比长江中游（宜昌-武汉）江段沉积物中亚铁磁性矿物含量要高,且长江中游沉积物样品磁性颗粒要比长江上游的偏细,这可能与搬运距离有关;   5）长江样品的磁性参数的变化区间比汉江大,数据间的相关性也比汉江差。这可能与长江较汉江流域范围广、支流多、物源复杂有密切的关系。     

长江上游国土资源,生态环境与灾害防治

长江上游干流流经青、藏、川、滇、鄂、渝6省市,支流涉及甘肃、陕西、贵州3省,流域面积为105.4×104km2,人口1.55亿,占全国国土面积的11.1%.长江上游地区经济发展相对落后,人均国民收入低,少数民族众多,与中下游经济发达地区差距很大.但上游地区蕴藏着巨大的经济开发潜能,丰富的水力和矿产等自然资源,以及农、林、牧等物产,对中下游地区经济发展有着巨大的支援作用.同时,由于自然地理上的相关性,又使上游地区的开发治理,对中下游地区的生态环境和可持续发展有着至关重要的作用.目前,长江上游森林植被大量减少,水源涵养能力下降,水土流失加剧:泥石流、滑坡、崩塌等地质灾害严重,旱、洪灾害频发;沿江大量排放废气、废水、污水,使大气和水体严重污染.随着上游地区生态环境的日益恶化,给中下游地区带来严重危害,河道、湖泊、水库淤积加速,洪涝灾害频繁发生,造成中下游地区经济建设和人民生命财产的重大损失.因此,必须尽快对长江上游地区进行全面综合治理,尽快开展新一轮国土资源大调查,制定各种自然资源的合理开发利用和保护方案;控制沿江污染源的排放,建立大气和水体污染监测系统;运用高新技术,建立上游重点地带地壳形变的动态监测和预警系统,防治地质灾害;充分利用上游地区丰富的水力资源,兴建多级水利设施,对地表水实施人工的时空控制,消除旱、洪灾害.     

长江中、下游特大暴雨洪水的成功预报和科学依据

进入 2 0世纪 90年代以来 ,中国七大江河流域旱涝频繁 ,旱涝灾害和由旱涝引起的次生地质灾害十分严重 ,特别是长江中、下游地区的洪涝几率高达 5 0 % (5 /10 )。 195 1— 2 0 0 0年长江中、下游地区发生了 9个大水年 ,几率为 18% (9/5 0 ) ,90年代洪涝的频繁程度属 2 0世纪之最 ,1998年特大暴雨洪水的时空集中强度也属 2 0世纪之最。长江的大暴雨洪水在近 10a来很频繁 ,但从气候分布几率来看 ,它毕竟是小概率事件 ,对小概率事件的长期预报具有很大的难度 ,而且暴雨洪水的长期影响因子也错综复杂 ,这就给预报带来了艰巨性。通过对降水的各种影响因子的分析研究和多因子集成预报模型的研制 ,对 1998年长江流域的特大暴雨洪水从时间、地区和量级三要素的长、中期预报都取得了成功 ,对其他 5个洪涝年也从趋势和分级两方面做出了成功的长期预报。文中重点剖析了预报取得成功的科学依据。     

傍江备用应急地下水源地建设及意义

根据太湖水源水质富营养化现状和长江地表水源所处的地理位置,论述长江两侧地带系第四纪以来古长江河道沉积区,孔隙含水层厚度大、储存资源丰富、水质好,有江水天然补给条件,具备建设若干个江南、江北区域备用应急地下水源地的条件。建议开展沿江两侧地带备用应急水源地勘察评价,为长江三角洲地区应对地表水供水水源遭遇突发污染事件,提供备用应急地下水源,保障城乡居民饮用供水安全。     

长江中下游实时洪水预报模拟

以长江中下游防洪系统为对象,概述了在大型复杂防洪系统水沙运动数值模拟基础上,成功地将面向长江中下游防洪规划论证需求的水沙数学模型转化为面向长江防洪系统防汛方案评估需求的长江中下游实时洪水预报数学模型.为适应实时预报调度快速、准确评估的要求,提出了基于水动力学的循环滚动计算模式和实时校正模式.实现了水文学实时校正方法与水动力学数学模型的耦合,建立了基于水动力学的实时校正模式和分洪溃口洪水预报模式.通过长江中下游防汛期间的试运行,较好地解决了洪水预报误差校正和分洪溃口后洪水预报等关键难题,为防汛方案的制定和实时洪水调度方案优化提供了技术支撑,主要成果已应用于长江中下游防汛调度方案中.     

北极海冰对长江流域主汛期降雨的影响

针对极地冰雪显著影响中低纬气候的事实,利用1979-2017年长江流域116站降水资料和美国国家冰雪数据中心海冰资料,通过奇异值分解等统计学方法,研究北极海冰对长江流域主汛期降水的影响及可能的机制,结果表明:冬春季节,巴伦支海和鄂霍次克海海冰面积偏多、波佛特海海冰面积偏少时,主汛期长江上中游干流、汉江上游和雅砻江降水偏多;北极群岛、楚科奇海和拉普捷夫海以北海域海冰面积偏多时,主汛期两湖水系降水偏多,嘉陵江上游、汉江上游降水偏少;反之亦然。可能的机制为冬春季关键区海冰变化通过影响湍流热通量引发大气能量波动,这种波动以大气波列形式向东亚传播,影响东亚地区夏季的大气环流和水汽输送,从而间接影响长江流域主汛期降水。应用多元回归法,以关键区海冰面积作为预测因子建立4个流域内主汛期降水趋势预测模型,模型对预报区降水的定量预测有明显的波动,但对预报区总体的降水趋势有较好的预测效果。     

基于污染负荷核算的岷江流域总磷污染成因分析及对策

总磷是长江流域水环境污染的首要超标因子,岷江作为长江上游流量最大的支流,总磷污染严重,对长江总磷污染贡献较大。为了解岷江流域总磷污染,采用排污系数法,计算得到2016年岷江流域污染源总磷入河量为1 154 t,以农村生活污染负荷占比最高(51.3%),其次为城镇生活源(28.7%)、农业非点源(8.24%)、工业源(9.57%)、畜禽养殖源(1.21%),城市径流源(0.99%)最低;在空间上岷江流域总磷污染负荷呈中游(64.2%)>下游(32.6%)>上游(3.1%)的特点,与岷江干流总磷浓度变化趋势相符,其中成都市总磷污染负荷最高(51.2%),与区域人口密度高、生产和生活活动密集有关。结合资料收集和现场调查,岷江流域总磷污染成因主要包括农村生活污染治理缺口较大、城镇生活污染处理基础设施建设不足、工业企业密布、部分支流总磷污染严重、水污染治理导向不全面。针对岷江总磷污染负荷分布特征及成因,提出“上游保护优质水体、中游治理重污染水体、下游恢复不达标水体”的分区污染防治对策,统筹流域监管体制机制,强化岷江流域水环境保护和治理。     

长江与汉江现代沉积物元素组成分析

长江与汉江表层沉积物常量及微量元素组成特征分析表明,长江沉积物的常量化学组分中CaO、MgO相对较汉江高,汉江沉积物中Fe2O3、Al2O3、K2O相对较长江高;汉江沉积物的微量化学组分中Cr Ni、Mo、As、Sb、F等元素相对长江高;长江沉积物Cd的赋存形式以离子交换态和碳酸盐态为主,汉江沉积物Cd的赋存形式以残余态为主。长江沉积物与汉江沉积物组成的差异是由其源区表壳岩系决定的,前者呈现高CaO、MgO,并呈碱性(pH:8.02)的特点,而后者相对富Fe2O3,并呈中性(pH:6.8)。     

Distribution,characteristics, and research status of microplastics in the trunk stream and main lakes of the Yangtze River: A review

Microplastic pollution has become an environmental issue of great concern owing to the persistence of microplastics and their potential adverse effects on biota.The Yangtze River is the longest river in China and the third-longest river in the world,and the microplastics in this river will affect the health of a large population living along with it.To ensure the survival safety of people,it is essential to plan ahead and investigate in advance in order to understand the microplastic pollution in the river and work out countermeasures.This paper reviews the literature concerning the microplastic pollution in the Yangtze River basin and analyzes the abundance,shapes,colors,and composition of microplastics in the water bodies and sediments in the trunk stream and main lakes of the Yangtze River.The results are as follows.Compared to other river basins in China and abroad,the microplastics in the Yangtze River basin have a moderate abundance and high spatial heterogeneity.Owing to the barrier effect of the Three Gorges Dam on microplastics,the abundance of microplastics in the Three Gorges Reservoir is generally an order of magnitude higher than that in other sections of the river.Most microplastics in the water bodies and sediments are less than 1 mm in size and are transparent and colorful.In terms of shapes,they are dominated by fibers,followed by fragments and films.In terms of composition,the microplastics in the source region of the Yangtze River are mainly composed of nylon and polyethylene,while the microplastics in the surface water from the lower reaches of the Jinsha River to the Yangtze River estuary are dominated by polypropylene and polyethylene.The microplastics are primarily derived from the secondary microplastics in the environment,and relatively intensive human activities increase the abundance of microplastics.These results serve as bases for understanding and preventing microplastic pollution in the Yangtze River.