水文学与水力学相结合的南四湖洪水预报模型

作为“滇池沿岸带生态修复技术研究及工程示范”系列研究论文之一,主要分析研究了滇池东北部沿岸带原有生 态状况、现有环境基础、实施局部岸段生态修复的有限目标、实现这一目标的主要限制性环境因子及其可控性．结果显 示,滇池东北部沿岸带入湖河流密集,发育良好的湖滩湿地原本是拦截净化入湖河水的生态屏障;湖滩湿地被围垦之后, 人工岸堤前风浪侵蚀强烈,水生植物和水生动物消失,但沙质沉积物淤积形成了次生浅滩;在次生沙滩上创建挺水植被, 仍然可以发挥沉积掩埋污染物、捕获分解漂浮性蓝藻的污染控制功效;实施生态修复所面临的限制性环境因子主要为风 浪的强烈冲刷和水质严重污染,这些因素都可以通过相应的环境改造与控制措施加以解决,因而实现生态修复目标是可 能的．     

滇池东北岸生态修复区的环境效应——Ⅱ.污染净化效应

研究了滇池东北沿岸带生态修复区去除水体中污染物和营养盐的能力．对修复区在重富营养水体迎风岸、无陆源污染情况下通过收获水生植物和促进悬浮物沉降方式去除的湖泊内源污染物质进行了定量的监测分析．结果显示,修复区对外来的悬浮物质具有强大的凝集、固定作用,植被区内每平方米湖面平均年沉积量达118．9 kg(干重),其中的氮、磷、有机碳含量分别达120 g／(m2·a)、70 g／(m2·a)、1080 g／(m2·a):修复区内的底质环境得到明显改善,表层沉积物中氮和有机碳含量比原初提高了4倍以上;修复区内水生植被具有极高的生产能力,仅2002年修复区就收割打捞水生植物113t(干重),由此去除氮、磷分别为30．0 g／(m2·a)和4．8 g／(m2·a).因此,沿岸带生态修复完全可以作为湖泊内源污染净化的一项工程措施在滇池东北沿岸或类似重污染水体推广应用．     

太湖五里湖生态重建示范工程—大型围隔试验

五里湖是太湖北部富营养化程度最为严重的一湖湾．从2004年1月起,为了改善水质,重建五里湖生态环境,在五里湖南岸建立了一个面积为10×104m2示范工程试验区,采用多技术措施集成应用,开展湖泊生态重建技术研究．经过近2年的生态重建研究与实践,在示范工程试验区内建立了挺水植物、浮叶植物和沉水植物群丛23个,水生植物种类从生态重建前的零上升至15科、22属、32种,水生植物的多样性指数(Shannon-Wieher index)达到2．33,覆盖度达到40％- 55％．水质监测结果表明,示范工程区内水体的TN、TP、NH4-N、NO3-N、NO2-N及PO4-P的平均值分别比示范工程区外下降了20．7％、23．8％、35．2％、21．1％、45．6％和54．0％,TN、TP分别下降至2．50mg／L、0．080mg/L以下,水质得到明显改善,达到或低于“浅水湖泊稳态转换理论”指出的向“稳定清水态”转换的临界值,水体透明度(SD)平均值也有较大幅度提高,平均从0．39m提高至0．70m;初步实现湖泊水体从藻类占优势浊水态向大型水生植物占优势的清水态转变．因此重建与恢复湖泊生态系统要从沿岸带着手,首先重建湖滨带结构与功能,通过湖滨带水生生物一系列反馈机制, 逐步改善湖泊水质,最终实现沉水植被恢复;湖泊敞水区应主要采用生物操纵技术措施来实现湖泊生态恢复．     

水质较好湖泊环境保护的理论基础及中国实践

目前,我国湖泊富营养化及蓝藻水华问题十分突出,国家高度重视湖泊的生态环境保护.自“九五”以来,国家就投入太湖、巢湖、滇池“老三湖”等重污染湖泊的治理,但成本巨大,且历经近30年才初见成效.按照湖泊污染程度,湖泊治理与保护可分为“污染治理型”“防治结合型”“生态保育型”3大类.“老三湖”的治理是典型的“先污染、后治理”的模式,水质较好湖泊主要属于生态保育型湖泊,因此,“老三湖”治理模式不适用于水质较好湖泊的保护.本文系统总结了我国水质较好湖泊优先保护理念的形成和水质较好湖泊专项实施的历程.根据水质较好湖泊的特点,及其生态系统退化与修复的一般过程,提出了水质较好湖泊保护的基本思路.从热力学角度,阐明了氮磷营养盐输入湖泊生态系统中是熵增过程,也是湖泊生态系统退化的根本原因,湖泊氮磷污染负荷源头控制是关键.湖泊流域生态安全格局是确保湖泊生态系统健康的基础,从景观生态学角度,阐明了优化湖泊流域水土资源利用、优化发展模式是减轻湖泊环境压力的重要途径.在浅水湖泊生态系统,以沉水植物占优势的“清水态”和以浮游植物占优势的“浊水态”转换过程不是沿着同一条途径,存在上临界阈值和下临界阈值,水生态修复过程表现出一种迟滞的现象.从湖泊水生态系统稳态转换理论角度,阐明了湖泊生态修复工程应在湖泊生态系统发生退化转变之前实施,才能获得较高的环境效益.通过国家财政专项对81个水质较好湖泊的支持,既能促进湖泊流域经济社会发展,又能确保湖泊水环境质量变好,湖泊水生态系统逐步改善.建议加强不同类型湖泊保护模式的总结,深入对水质较好湖泊生态系统演替理论和保护技术研究,支撑国家系统开展水质较好湖泊保护.     

多源水联合调度重构滇池流域健康水循环模式

河湖生态用水被挤占并严重短缺是滇池水污染严重和恶化趋势难以遏制的根本原因之一.在对滇池流域"自然人工"二元水循环结构剖析的基础上,结合滇池治理"六大工程"实施现状及存在问题,以水资源的高效配置和循环利用为核心,提出了重构滇池流域健康水循环的总体框架.在水资源模拟系统MIKE BASIN平台上,通过水力联系将环湖截污、外流域调水与节水、入湖河道整治、农业农村面源治理、生态修复、生态清淤等整合为一个有机整体,以恢复流域自然水系循环为目标,将外流域引调水与本区水库水、滇池水、地下水、城市再生水等多源水资源进行水量和水质统一配置,得到滇池流域水资源总体配置方案.结果表明:在牛栏江向滇池年均补水5.72亿m3的前提下,昆明城市尾水可以全部直接外排至下游作为工业用水,削减滇池入湖污染负荷,从而加速滇池生态环境修复的进程.     

1980—2020年滇池生态脆弱性评价及主要驱动因子

人类活动的加剧和经济社会的发展导致滇池开发强度持续增加,滇池生态系统结构与功能受到严重影响,评估滇池的生态脆弱性程度与主要驱动因子是明晰滇池生态系统现状和问题、实现其精准治理和可持续发展的首要任务。基于“暴露程度—敏感程度—适应程度”模型(VSD模型),选取3个准则7个要素24个指标构建滇池生态系统脆弱性评估指标体系,利用逼近理想解排序法(TOPSIS)进行权重方案比选,并通过鲁棒性检验分析,确定计算权重的最优方案。通过分析1980—1989、1990—2009、2010—2020年这3个时间段滇池的生态脆弱性,识别出影响滇池生态系统的主要驱动因子,以期为滇池未来生态保护与修复方向的确定提供参考。结果显示,1980—2020年滇池生态脆弱性呈现先增加后降低的趋势,生态脆弱度最高的是1990—2009年(0.502),属于中度脆弱。影响滇池生态系统的主要因素为敏感程度指标,其次为暴露程度指标。在暴露程度方面,影响生态系统的主要驱动因子逐渐从单一的工业污染向工农业的复合污染转变,1980—1989年工业废水排放量为主要驱动因子,1990—2009年建设用地面积是主要胁迫因素,2010—20...     

太湖湖体综合治理对策的探讨

太湖的污染治理已迫在眉睫,集水域内的污染源控制当然是根治太湖污染的首选措施。但要在短期内实现湖泊水质和生态环境的好转,单依靠外污染源控制是远远不够的,必须在湖内实施一系列行之有效的治理措施。本文从湖泊生态学方面分析了影响太湖生态系统恢复的内部障碍,主要针对蓝藻灾害、城市水源污染、局部性水质污染及生态环境恶化等关键问题,本着标本兼治、效果为先、综合治理的原则,提出了恢复沿岸带水生植被、收获控制蓝藻、     

太湖康山湾示范区水生植物对水体氮、磷控制的适用性分析

为重建湖泊水生植被,改善太湖局部水域水质,在太湖康山湾示范区两个大型围隔进行了两种类型水生植物重建.通过2010年8月-2011年8月的现场采样及分析测定发现,人工控制条件下,浮叶植物荇菜和菱以及沉水植物马来眼子菜的重建效果较好,在其生长季节具有较高的覆盖度;研究表明,控制风浪及提高透明度是恢复水生植被的前提;植被重建区沉水植物氮、磷含量与浮叶植物差别不大,但浮叶植物重建区水体氮、磷浓度的控制比沉水植物重建区好;从经济及水环境效益角度来看,太湖敞水区的沿岸带由于风浪的控制比较困难,恢复水生植被时,应选择浮叶植物荇菜、菱、沉水植物马来眼子菜等抗风浪能力强的物种.本研究为太湖敞水区沿岸带的生态恢复方案制定提供了理论依据.     

滇池东北岸生态修复区的环境效应--Ⅰ.抑藻效应

研究了滇池东北沿岸带生态修复区抑制蓝藻水华的功能,对比监测了修复区内外水体中chl.a浓度,通过原位围隔试验研究了修复区内聚集藻类的降解过程,测定了水生植被的遮光率及其对藻类光合作用的影响。结果显示,修复区具有捕获富集和分解消除漂浮性蓝藻的作用,同时能通过水生植物的遮荫作用抑制藻类光合作用。在蓝藻水华暴发期(7-10月)修复区内蓝藻大量聚集,chl.a最高浓度达到修复区外的29倍;聚集在修复区内的藻类在微生物作用下迅速降解,chl.a降解过程符合一级反应动力学方程,反应系数为k=0.2173(时间单位为天);修复区内挺水植被的遮光率可以达到90％以上,能降低植被区内水体中藻类光合作用强度60％左右。     

滇池流域近20年社会经济发展对水环境的影响

滇池是我国著名的高原淡水湖泊,滇池流域是云南省社会经济发展最为活跃的区域.通过对1988-2009年流域社会经济发展和水环境变化情况进行系统调查,分析流域水环境问题的主要影响因素,并在此基础上进行趋势分析.结果表明,近20年来滇池流域人口数量年均增长3.3%,GDP年均增长18%,城市化率提高了17%;伴随着社会经济的快速发展,流域用水总量及污染物排放总量持续增加,由此导致流域主要河流水体水质恶化趋势明显,Ⅴ类水质河流占比增长了近4倍,滇池草海、外海水体水质恶化为劣Ⅴ类,水体水质恶化及湖泊富营养化已成为滇池面临的重要水环境问题,且短期内难以有大的改变.最后从产业结构优化、污水处理系统建设、污水再生利用、农村环境保护、生态补偿机制等方面探讨了解决目前滇池流域水环境问题的主要措施及建议.     

滇池生态系统退化成因、格局特征与分区分步恢复策略

选取生态系统中重要的组成成份:浮游植物、底栖动物、水生植物的历史演变和现在分布状况数据,结合水质变化情况,揭示了滇池生态系统退化原因:在外因上,污染物持续输入以及围湖造田、直立堤岸和水量交换缓慢等外力干扰加剧系统组分失衡是直接原因;在内因上,由于滇池所处的地理位置、气候等原因,蓝藻生物量对营养盐增加的响应远高于其他湖泊(太湖、巢湖),草型向藻型湖泊的转换进程更快;与太湖和东湖的生态系统比较,高原湖泊滇池生态系统相对脆弱,如物种的同域分化、窄生态位,导致系统的稳定性差、自我修复能力弱.通过对滇池生态格局特征、湖岸带结构的分析,将滇池划分为5个生态区:草海重污染区、藻类聚集区、沉水植被残存区、近岸带受损区和水生植被受损区,并提出"五区三步,南北并进,重点突破,治理与修复相结合"的滇池生态系统分区分步治理的新策略和"南部优先恢复;北部控藻治污;西部自然保护;东部外围突破"的总体方案.     

太湖湖滨带类型划分及生态修复模式研究

太湖湖滨带岸线总长405 km,73%以上被防洪大堤所包围,其余部分临近山体,属于典型的大堤型湖滨带.按照湖滨带地形地貌分为大堤型、山坡型、河口型三类,根据水文条件和露滩情况,又将大堤型分为长期露滩、间歇露滩、无滩地型,山坡型分为有滩地型、无滩地型,形成6种类型的湖滨带.根据以上太湖湖滨带划分类型,结合湖滨带生境、气候、水文条件以及植被分布现状等因素,分别采取生态保育、生态修复、生态重建的对策,设计了不同类型的太湖湖滨带生态修复模式,并分别提供了形象的修复模式示意图,以期为太湖及其类似湖滨带的生态修复提供一定的借鉴.     

浅型富营养湖泊的生态恢复——五里湖水生植被重建实验

依据浅型湖泊生态系统的多稳定态理论,在富营养湖泊治理过程中,当外来污染得到有效控制时,通过人工重建水生植被可以加速湖泊的生态恢复。在五里湖中,挺水植物和浮叶植物都能很好地生长,水底光照不足是沉水植物难以生长的主要原因。在自然条件下建成了永久性挺水植物群落和浮叶植物群落,在人工控制的围隔环境中改善了水底光照条件,建成了沉水植物群落。但这些沉水植物仍不能渡过夏季,主要原因是湖水过深和水温较高,降低水位和建造人工浅滩可为五里湖沉水植被恢复创造有利条件。本研究可为富营养水体的水质控制和植被恢复提供多种实用技术,但在水生植被的结构与环境功能等方面仍需开展深入的定量研究。     

太湖污染控制及水生态系统的恢复对策

Taihu Lake is a mutiple-function fresh water lake situated in the delta of Yangtze River. Nowadays, the serious pollution mainly created by industry and residents'' life has made the water quality of the lake decline continuously. Eutrophication is the main characteristic of the water pollution. The water pollution not only affect the several functions of the lake, but also cause the changes of the aquatic biological community.The pollution control strategies to be adopted include the treatment of the industrial waste water and residents'' life sewage, as well as the agricultural non-point polluting source. Ecological engineering is the useful measure for diminishing the nutrition salts in water. On the basis of pollution control, the ecological restoration methods include the transplanting of the emerged and/loading anchored aquatic plants at first and the restoration of the submerged plants in the next.     

太湖流域湖荡湿地生态系统健康评价

太湖流域湖荡湿地影响着整个流域生态系统的健康运转,是湖泊水体与陆地之间的过渡带,对周边城市的生态环境起到重要的净化调节作用,对太湖流域湖荡湿地生态系统健康进行评价,有利于湖荡湿地的科学管理,从而实现湖荡湿地资源的可持续利用.本文选择太湖流域11个典型的湖荡湿地为研究对象,于2012-2015年开展周年湿地观测季度调查.利用主客观组合赋权方法,结合太湖流域自然条件和社会功能,提出了基于生态可修复性指标的太湖流域湖荡湿地生态系统健康评价体系和方法.结果表明：太湖流域湖荡湿地中生态系统健康等级为优的占27.27%,分别是傀儡湖、尚湖和钱资荡;生态系统健康等级为良的湖荡湿地占9.09%,为长荡湖;中等生态系统健康水平的湖荡湿地居多,占36.36%,分别是阳澄湖、昆承湖、元荡和淀山湖;生态系统健康等级为差的湖荡湿地占18.18%,分别是滆湖、澄湖和宜兴三氿.本研究建立的湖泊生态健康评估体系和湖泊生态健康评价结果对太湖流域湖荡湿地的后续有效管理具有重要的现实意义.     

滇池流域非点源污染控制区划研究

湖泊的恢复是一个复杂的系统工程,非点源污染的控制则是其中最重要的内容,介绍了滇池非点源污染物的来源,根据其污染特征和流域的生态特征,划分出六片污染控制区,并提出了相宜的治理措施。