中国湖泊治污“任务还很重”

正仁者乐山,智者乐水。自古以来,人们就习惯于依山傍水而居。湖泊是地球上重要的淡水蓄积库,地表上可利用的淡水资源90%都蓄积在湖泊里。湖泊作为重要的淡水资源,具有提供工业用水和饮用水、调蓄水资源,防洪、防涝和实施农业灌溉;保护生态环境,调节湖泊水陆系统循环,栖息繁衍水生动植物、涵养地下水、沟通航运、调节气候和旅游观光等多种功能。     

洞庭湖近几十年来湖盆变化及冲淤特征

洞庭湖是我国著名的五大淡水湖泊之一,位于长江中游荆江段南岸,湖南省境内.历史时期,曾经是我国第一大淡水湖,直至新中国成立初期,湖泊面积仍然有4350km2,居我国淡水湖泊之首位.但由于洞庭湖承纳“四水”,吞吐长江,长江大量水沙涌入洞庭湖,造成了湖盆迅速淤高,加之由此诱发的人类大规模地湖泊垦殖活动,湖泊急剧萎缩.目前,洞庭湖已退居鄱阳湖之后,为我国第二大淡水湖泊.湖泊的严重泥沙淤积,已经造成了湖泊调蓄长江中游洪水功能的严重衰退,不但危及湖南省的防洪的安全,而且危及长江中下游地区的防洪安全,研究洞庭湖的湖盆冲淤演变具有重要意义.本文根据1974、1988和1998年洞庭湖125000水下地形资料,并针对洞庭湖具有显著上下游水位落差的实际,分不同高程和不同水位情况下,分析洞庭湖湖泊面积和容积演变特征,探讨洞庭湖近几十年来的湖盆变化及冲淤规律,试图揭示洞庭湖湖泊调蓄能力的变化过程.     

地下水“银行”

正水是人类赖以生存的宝贵资源,地下水则是水资源的重要组成部分。我国淡水资源总量约为2.8万亿立方米,仅占全球水资源的6%,其中1/3为地下水资源。作为国家战略水资源的地下水极其重要,尤其在我国北方的干旱、半干旱地区,地下水资源往往支撑着工业、农业和人们日常生活的方方面面。由于长期过量开采地下水,世界各地已经产生了多种多样的地下水资源危机。     

洪湖及其周围三种湖相粘土的微结构特征与沉积环境

在江汉平原濒临长江北岸的洪湖及其周围的土壤中,分别取得沉积物柱状钻孔样品和土壤剖面样品,用偏光显微镜和电子显微镜观察了2.5kaBP以来形成的三种湖相粘土的微结构特征,并以此解释的其成因和沉积环境。0.9-2.5kaBP期间形成的青色粘土的典型微结构有：凝胶结构、细颗粒粒径和小孔隙、矿物颗粒低圆度和淡水中心冈硅藻等生物框架结构,主要是有机质胶体与粘土胶体相互作用形成的,此期间,河流带入湖泊的泥沙少,洪湖拥有一个开阔、稳定、浮游生物较多的淡水湖泊环境。0.45-1kaBP期间形成的黑色粘土的主要微结构类型有;凝胶结构、大的圆孔隙和植物纤维等生物框架结构,呈双峰分布的孔隙,它主要是由于维管束植物残体大量积累形成的,当时洪湖湖水变浅,大量挺水植物生长,湖泊已经沼泽化了。0.45kaBP以来形成的灰色粘土的微结构类型主要有：絮凝结构、较大的微孔隙和颗粒粒径、矿物颗粒较高的圆度等,物源主要来自河流带来的泥沙,当时河湖相通,河流入湖水沙量大。     

长江倒灌对鄱阳湖水文水动力影响的数值模拟

倒灌是发生在湖泊与周围水体交汇处的一个重要物理过程,对湖泊水文水动力与水环境带来严重影响或干扰,进而对湖泊水质产生重要的影响或控制作用.本文采用统计方法和二维水动力-粒子示踪耦合模型来分析倒灌物理成因、倒灌发生判别与指示以及倒灌对鄱阳湖水文水动力的影响.统计表明,流域"五河"入湖径流、长江干流径流情势以及两者叠加作用均是倒灌的影响因素,但长江干流径流情势是影响或者控制倒灌频次与倒灌强度的主要因素."五河"来水与长江干流的流量比可用来判别与指示倒灌发生与否.当流量比低于约5%时,倒灌可能发生且最大发生概率可达25%;当流量比高于10%时,倒灌发生概率则低于2%.水动力模拟结果表明,倒灌对湖区水位与流速的影响向湖区中上游逐渐减弱,湖泊水位和流速受影响最为显著的区域主要分布在贯穿整个湖区的主河道,而浅水洪泛区的水位和流速则受倒灌影响相对较小.倒灌使得湖泊空间水位提高约0.2~1.5 m,湖泊主河道的流速增加幅度可达0.3 m/s.粒子示踪结果表明,倒灌导致湖区水流流向转变约90°~180°,倒灌导致的水流流向变化能够使湖区大部分粒子或物质向上游迁移约几千米至20 km,且粒子在下游主河道的迁移距离要明显大于中上游洪泛区.     

青藏高原腹地半混合型湖泊的发现及其意义

发现青藏高原腹地的兹格塘错湖(海拔4560 m)是一个半混合型湖泊. 分析表明, 湖盆地形的屏障因素是导致半混合现象的主要原因, 淡水入流的作用次之. 作为目前世界上发现的海拔最高的半混合型湖泊, 兹格塘错湖对世界湖泊系统分类研究具有一定意义, 同时为开展湖泊现代过程及纹泥应用研究提供了可能.     

四种常见湖泊沉积物氮磷通量估算方法对比分析

湖泊沉积物-水界面营养盐释放是研究湖泊环境行为的重点关注对象,但目前对于湖泊通量的估算方法选择缺乏横向定量比较.以南京莫愁湖为研究对象,在冬春夏3季采用静态释放培养法、机械搅拌培养法、流动培养法和间隙水浓度扩散模型法4种常见的湖泊通量培养方法进行氮磷释放对比实验.结果表明,非扩散模型法（静态释放、机械搅拌、流动培养）在冬季存在负通量,随着气温升高,夏季通量估算值为正,且该3种方法通量数值差异不显著.间隙水扩散模型法在三季实验中结果数值无负值,对比非扩散模型组具有显著差异,约低一个数量级.不同方法在培育过程中溶解氧和pH变化差异显著,流动培养法最为稳定.4种方法的通量结果在不同季节变化趋势具有显著相关性,非扩散模型法估算结果作为表观通量值,适用于计算湖泊沉积物营养盐释放总量,其中静态释放法结果稳定性较差,平行组相对标准偏差最高达70%;流动培养法稳定性最好,平行组相对标准偏差最高仅21%.扩散模型法估算结果作为理论释放值,在估算浅水湖泊通量时低于实际释放通量,适于探究深水湖泊沉积物间隙水动态释放过程,有助于分析湖泊沉积物性质.不同培养方法,有其侧重点,根据不同湖泊状况,应选取合适方法进行通量估算.     

巴丹吉林沙漠湖泊水分补给机制的模拟——以苏木吉林湖区为例

巴丹吉林沙漠气候干旱,蒸发强烈,与之形成鲜明对比的是沙漠腹地湖泊群的长久不衰,目前对于湖泊水分的补给来源仍存在争议.本文以水量均衡为基础,在苏木吉林湖区开展了降水、蒸发及湖水位和地下水位的动态监测,结合已有的水文地质资料建立地下水流动三维模型,重现湖区地下水位的季节动态变化,并基于模型进行水均衡分析.结果表明:苏木吉林湖区降水入渗补给量不足以平衡湖泊蒸发量,湖泊需要深层承压水的越流补给;湖水位和地下水位均呈现正弦曲线形态,11月最低,4月达到峰值,水位变幅分别为22和18 cm;湖区地下水多年平均总补给量为11620 m3/d,其中降水和承压水越流分别约占13%和87%,降水补给量夏季高、冬季低,承压水越流补给量季节变化不明显;承压水越流补给量可能主要来源于沙漠周边山区降水,未发现明显的水量亏空需要断裂导水来弥补.研究结果为巴丹吉林沙漠地下水资源分析及合理利用提供科学依据.     

鄱阳湖水生植物区系的植物地理学特征

鄱阳湖是我国第一大淡水湖泊。湖内水生植物主要由亚热带至温带、热带至温带的常见种类和世界广布种所组成。将鄱阳湖与泸沽湖、洪湖、白洋淀和镜泊湖等湖泊植物区系相比较,可以明显看出鄱阳湖与洪湖植物区系的相同系数最大(31.4%);而与温带性的高山深水湖泸沽湖及北温带性湖泊镜泊湖的相同系数较小(12.5—14.2%)。这表明:鄱阳湖水生植物区系具有明显的亚热带特点。     

制订湖泊水污染物排放标准的原则和方法探讨(二)--非均匀混合型湖泊的计算方法

本文在湖水白净能力研究基础上,根据我国“水污染防治法”和排放水污染物许可证制度的要求,结合各地湖泊污染的实际情况,提出了制订湖泊水污染物排放标准的技术原则、工作程序和计算方法,其中:(一)为均匀混合型湖泊计算方法;(二)为非均匀混合型湖泊计算方法。最后附有不同类型湖泊排放标准的计算实例,可供各地湖泊管理部门在制订地方水污染物排放标准中参考选用。     

湖泊湿地水文过程研究进展

湖泊湿地是世界上最重要的生态系统之一,在调蓄洪水、净化环境、保护生物多样性以及为人类提供淡水和食物等方面发挥着不可替代的作用.然而,受气候变化和人类活动叠加影响,湖泊湿地水文过程发生了剧烈变化,湖泊湿地面临着面积萎缩、质量下降和服务功能退化等风险.本文总结了原位观测、数值模拟和遥感技术在获取湖泊湿地关键水文要素方面的优...     

我国城市湖泊空间分布格局特征分析及影响因素探讨

城市湖泊作为城市与自然之间进行水气交换的蓝色空间,具有供水、防洪、休闲、气候调节以及改善城市生态环境等诸多生态服务功能。中国地域辽阔、城市众多,不同区域的城市湖泊受自然地理环境和社会经济发展等因素的影响而具有显著的空间差异特征。目前已有研究对我国省会城市和个别大型城市的湖泊空间分布及变化特征等开展研究,但全国范围内各行政等级单元内城市湖泊分布的空间格局及其影响因素仍缺乏综合分析。本研究基于中国城市湖泊数据集,从城市分布的地域单元、行政等级、城市规模3个方面对城市湖泊分布特征进行统计分析和比较,并结合自然和人类活动要素,初步探讨影响城市湖泊分布规模和丰度的主控因子。结果表明,2020年全国共有约11万个面积大于0.001km²城市湖泊(不包括太湖、滇池等大型湖泊),总面积约2112 km²,约占全国城市(遥感城市不透水层区域)面积的1.1%。城市湖泊的分布具有显著的集聚和分异特征,数量超过70%的城市湖泊分布在约20%的县(区)级行政单元,约21%的县(区)级行政单元基本没有(<10 m遥感影像分辨率下10个像元)城市湖泊分布。城市湖泊数...     

应用物种敏感性分布评价中国湖泊水体中重金属污染的生态风险

为总体了解我国主要湖泊水体重金属污染现状与生态风险,本文通过历史数据收集,利用物种敏感性分布(SSD)模型与主成分分析法,分析了我国18个湖泊或水域中6种重金属(Zn、Cd、Cr、Cu、Hg和Pb)的分布情况以及其对湖泊淡水生物的潜在生态风险(PAF)和联合生态风险(ms PAF).结果表明:在18湖泊中,6种重金属在湖泊水体中的浓度由高至低依次为Zn(均值为17.06μg/L,范围为4.03~29.33μg/L)、Pb(均值为9.33μg/L,范围为0.04~33.7μg/L)、Cr(均值为5.56μg/L,范围为0.65~40.0μg/L)、Cu(均值为3.71μg/L,范围为0.02~10.2μg/L)、Cd(均值为1.17μg/L,范围为0.01~13.6μg/L)和Hg(均值为0.19μg/L,范围为0.03~1.04μg/L);18个湖泊中重金属的分布情况由3个主成分反映,F1(Cu、Zn、Hg)、F2(Pb、Cd)和F3(Cr、Cu)的贡献率分别为28.50%、24.17%和18.40%,其分布情况受经济和地域差异影响较小;SSD模型显示,不同重金属对全部淡水生物的HC5值不同,从小到大依次为CuCrHgCdPbZn,淡水生物对重金属Cu的敏感性最高,对重金属Zn的敏感性最低;将选取的18个湖泊按ms PAF排序,由高到低依次为呼伦湖(67.0%)鲁湖(56.7%)洱海(52.7%)金银湖(52.3%)太湖(40.5%)墨水湖(39.3%)滆湖(30.2%)鄱阳湖(26.8%)洪泽湖(23.1%)高宝卲伯湖(22.4%)巢湖(20.7%)乌梁素海(19.7%)东湖(19.1%)梁子湖(4.0%)汤逊湖(2.0%)洞庭湖(1%)洪湖(0)=骆马湖(0).研究结果对于了解我国淡水湖泊水质现状和环境安全风险具有重要意义,为湖泊的进一步保护与管理提供了一定的科学依据.     

云南高原湖泊软体动物β多样性及其组分分析

周转(一个集合体中的物种在另一个集合体中被其他物种代替)和嵌套(物种贫乏的集合体是物种丰富集合体的严格子集)是形成β多样性的两种途径.本文采用Baselga提出的β多样性加法分解方法,对云南高原湖泊软体动物β多样性及其周转和嵌套组分进行了研究.利用多位点方法计算,结果表明云南高原湖泊软体动物总β多样性为0.8903(S?rensen指数法)和0.9419(Jaccard指数法),周转组分分别占总β多样性的80.93%(S?rensen指数法)和88.92%(Jaccard指数法).总β多样性为瓣鳃类腹足类,金沙江水系南盘江水系澜沧江水系元江水系,浅水型深水型.周转组分占总β多样性的比例为瓣鳃类腹足类,元江水系南盘江水系澜沧江水系金沙江水系,深水型浅水型.采用配对的方法计算结果表明,不同湖泊对软体动物总β多样性及其周转、嵌套成分的值分布形式不同.周转的成分分布比较均匀,嵌套成分呈现一种单峰的分布.周转成分最大值为1,最小值为0,表明湖泊对间β多样性存在着完全的周转和完全的嵌套形式,所以相应地要采取多区域保护和重点保护相结合的策略保护云南高原湖泊软体动物.     

湖泊水体富营养化评价的改性灰色局势决策法

南四湖是我国主要的淡水湖泊之一,是山东省重要水源地。该地区自然资源条件优越,具有明显的区位优势,随着本地区能源基地的和社会经济高速发展。在水资源利用和煤炭资源开发中已产生或潜存很多环境问题,本文系统地综述了该地区存在的地下水位下降,水湖泊淤积,地面沉降与塌陷,水土流失和土壤盐渍化等一系列环境问题的状况,成因,发展,并针对性地提出了保护本地区水环境的基本策略。     

发刊词

湖泊作为地表储水域中滞水时间较长的一种自然综合体,对于周围环境和国民经济的发展具有特殊的作用,全球天然湖泊蓄水量大约有1.76×10~5km3,作为人工湖泊——水库的蓄水量有5.45×10~3km~3.我国1km~2以上天然湖泊总面积约占国土总面积的0.8％,总蓄水量约710km~3;水库总库容约为430km~3.这些湖泊(含水库)内调蓄的水资源对于解决日益尖锐的水量供需矛盾来说,无疑起着极为重要的作用.此外,湖泊还具有调节江     

关于淡水浮游动物和原生动物分开研究的建议

正《湖泊科学》编辑部:国内关于淡水浮游动物的文章中,一般浮游动物包含四大类,即原生动物、轮虫、枝角类和桡足类,其中枝角类和桡足类又合称为浮游甲壳动物.除了这四大类外,浮游动物还包括软甲类甲壳动物(如糠虾、钩虾等)、水生昆虫(如幽蚊等)、水蜘蛛、丰年虫、淡水水母、浮游贝类幼虫等,由于这些类群在淡水水体中分布有限,尤其在敞水区,一般的浮游动物研究并不包括这些类群.从分类阶元来看,淡水原生动物的主要种类属于原生动物亚界的肉鞭门和纤毛门,肉鞭门包括鞭毛亚门(植鞭毛纲-自养鞭毛虫和动鞭毛纲一异养鞭毛虫)、肉足亚门根足总纲(变形虫和有壳肉足虫),一般将淡     

双向环形水槽模拟变化水位和流速下洞庭湖沉积物氮释放特征

浅水湖泊生态系统中的沉积物—水界面是湖泊内源氮释放的重要界面,而水动力因素是改变沉积物氮释放的重要因素.三峡大坝修建以后,长江中下游通江湖泊的水动力条件发生了明显的变化.通过采集洞庭湖湖口区域的沉积物和水样,在双向环形水槽动力模拟装置内模拟湖泊水位和流速的变化,探讨湖泊沉积物氮在沉积物和水系统中的二次释放特征.结果表明,随着扰动强度的增加,上覆水悬浮物浓度增大,上覆水中总氮浓度增加,沉积物向上覆水释放氮的强度增强,水动力条件的改变所引起的沉积物内源氮释放不容忽视.在该模拟实验条件下,沉积物存在最适扰动水位(20cm),此水位下上覆水中悬浮物浓度最低,总氮浓度最小.水动力条件的改变对上覆水和沉积物—水界面处铵态氮和硝态氮浓度的影响并不明显,孔隙水中铵态氮与硝态氮之间发生形态的转化.     

长江中下游浅水湖泊富营养化发生机制与控制途径初探

长江中下游地区是我国淡水湖泊比较集中的地区。该地区绝大多数湖泊为浅水湖泊,所有的城郊湖泊都已经富营养化,其他湖泊的营养状况均为中营养－富营养,处于富营养化的发展中,这些湖泊富营养化的原因同流域上的人类活动有很大的关系。一方面,工业,农业和城市生活污水正源源不断地向湖泊中排放。另一方面,人类通过湖泊围垦、湖岸忖砌,水产养殖等破坏自然生态环境,减少营养盐输出途径。国际上对于浅水湖泊富营养化治理的经验表明,即使流域上的外源污染排放降到历史最低点,湖泊富营养化问题依然突出,其原因与浅水湖泊底泥所造成的内源污染有关。动力作用导致底泥悬浮,,影响底泥中营养盐的释放,也影响水下光照和初级生产力。控制浅水湖泊富营养化,除了进行外源性营养盐控制之外,还必须进行湖内内源营养盐的治理。治理内源营养盐的有效途径是恢复水生植被,控制底泥动力悬浮与营养盐释放。而要进行水生植被恢复,必须进行湖泊生态系统退化机制及生态修复的实验研究。     

鄱阳湖水利枢纽工程对鄱阳湖水文水动力影响的模拟

水流情势变化是河湖生态系统演变最主要的驱动力,拟建的鄱阳湖水利枢纽工程对鄱阳湖水文水动力会产生何种影响是一个值得深入研究的问题.本研究基于EFDC模型构建了鄱阳湖水动力的二维模型,并按照规划中的鄱阳湖水利枢纽工程调度方案,通过丰平枯典型年份的情景模拟,探讨了鄱阳湖水利枢纽工程运行调度方案对湖泊水文水动力的可能影响.模拟结果表明:不同情景年型鄱阳湖水利枢纽工程低枯水位生态调节期(12月1日至3月底4月初)中11 m控制水位对该时期湖泊平均水位的抬升程度明显,2010年(丰水年)11 m控制水位对枯水期湖泊平均水位的最大抬升为2.59 m,2000年(平水年)枯水期湖泊的平均水位最大抬升为2.68 m,而2004年(枯水年)枯水期湖泊的平均水位最大抬升为4.35 m.枯水期水位的抬升,使不同年型不同湖区的枯水期平均流速、最大流速和最小流速都有不同程度的减小,其中以入江河道为最,2000年和2010年枯水期平均流速降幅在44%以上,2004年(枯水年)枯水期的平均降速范围在50%以上,而对两大保护区的影响则较小.对流场格局的影响方面,主要表现在有枢纽时由于低枯水期的11 m水位控制,棠荫以北尤其是入江河道的流场与无枢纽时的流场表现出明显的不同;棠荫以南的湖区,当赣江中支和赣江南支的来水较大时,在棠荫附近及松门山以南的湖区会呈现出较大的水面.同时由于枯水期的水位抬升和流速减小,水利枢纽工程对湖泊换水周期的作用明显,不同年型的换水周期都受到不同程度的影响,2004年枢纽控水过程使控水期间的平均换水周期增加了5.6 d,影响程度达26.1%;模型模拟结果可以揭示在目前调度方案下,水利枢纽工程对鄱阳湖水文水动力的影响程度,为进一步定量分析鄱阳湖水利枢纽工程对湖泊水质和生态系统演化及其可能造成的影响提供必要的基础支撑.