2010-2011水文年浙江省环太湖河道水质水量及污染物通量

根据2010-2011水文年浙江省环太湖河道水质水量同步监测资料,分析了进出太湖的水量、水质及污染物通量的时空变化.监测期内,浙江省入湖水量为22.890×108m3,出湖水量为31.576×108m3,环湖河道水质总体上保持稳定,主要污染物指标基本处于Ⅱ～Ⅲ类标准.污染物通量的估算结果表明,环湖河道的高锰酸盐指数、氨氮、总磷和总氮通量均以出湖为主,入湖污染物通量的减少主要源于入太湖河流倒流流量的增加.     

2001-2002水文年环太湖河道的水量及污染物通量

根据2001-2002水文年115条环太湖河道的同步环境监测资料,对水量及污染物通量进行了估算.全年的入湖水量为80.11×108m3,出湖水量为96.67×108m3.入湖水量主要通过西部河网以及西苕溪、望虞河等河流汇入太湖,其中西部河网的入湖量占总入湖量的60%;出湖水量主要通过太浦河、东苕溪以及东部河网汇出太湖,其中太浦河的出湖量占47%.污染物通量的估算结果是,CODMn、TN及TP的入湖总通量分别为37571t/a、28658t/a及1029t/a,出湖总通量分别为35431t/a、14600t/a及668t/a.CODMn、TN及TP入湖通量通过西部河网进入太湖的比例占63%、49%及47%;CODMn、TN及TP出湖通量通过太浦河汇出太湖的比例占51%、45%及34%.通过与上世纪90年代以前相同年型的数据进行对比,除TP外,其它各种污染物的入湖量均明显增加,且污染物在湖泊中的滞留率也显著提高.由此说明,环太湖河道入湖污染负荷的增加是太湖水环境恶化的根本原因.     

1986-2017年太湖出、入湖水量变化分析

作为流域内水资源调蓄和调度的中枢,太湖的出、入湖水量格局随着一系列工程、非工程措施的实施已然改变.基于1986-2017年近30年的环湖出、入湖水量资料,采用Mann-Kendall趋势检验法、突变检验法和滑动t检验法,对环湖及地区出、入湖水量变化进行了定性、定量研究,并讨论了产生变化的可能原因.结果表明:1986-2017年,环湖年入湖水量增加趋势显著,在20世纪90年代后期突变增加,年出湖水量增加趋势显著,在21世纪初后期突变增加;多年平均年入湖总量突变后较突变前增加了29.66亿m3,多年平均年出湖总量增加了18.63亿m3;江苏入湖水量增长率、增长贡献率分别为53%和84%,出湖水量增长率、增长贡献率分别为31%和48%;浙江入湖水量增长率、增长贡献率无明显改变,出湖水量增长率、增长贡献率分别为26%和31%;望虞河出入湖增长率最大,但增长贡献率不大;太浦河出湖增长率、增长贡献率无明显变化;出、入湖水量的变化抬升了太湖年平均水位和年最低水位,对年最高水位影响较小;水利工程调度对出、入湖水量的影响逐渐占据主导作用.     

扎龙湿地生态系统需水量

对扎龙湿地生态系统需水量计算方法进行了研究,提出了适宜生态环境需水量和最小生态环境需水量计算方法; 对扎龙湿地湖泊水库、明水沼泽和芦苇沼泽面积上的生态环境需水量、扎龙湿地适宜生态环境需水量及最小生态环境需水量进行了计算和分析:1986-2002年扎龙自然保护区生态环境需水量的变化范围为5．22×108m3-5．92×108m3;扎龙湿地自然保护区的适宜生态环境需水量为5．55×108m3、保证率为75％的最小生态环境需水量为2．89×108m3,保证率为95％的最小生态环境需水量3．54×108m3．     

水文巡测方法与水量平衡计算洱海水资源量对比分析

根据洱海流域1998、2004-2006年入湖、出湖水量监测成果,通过实测流量、降水量、蒸发量对入湖、出湖水量进行对比计算,结果发现,应用水文巡测方法与水量平衡方法计算出的2004-2006年洱海水资源量绝对误差最大值为0.2427×108m3,相对误差为4.8%,5%,说明两种方均可行.分析水量平衡方法的误差来源是枯期受湖面蒸发和农业提水灌溉的影响,提高洱海水资源量计算精度所需解决的问题是提高湖面蒸发量观测精度和还原水量计算精度.分析水文巡测方法的误差来源主要是巡测的监测断面距入湖口有一定距离,主要以面积比拟与降水修正进行计算,以及点据数量较少.针对两种方法的优缺点,提出四种措施:加强环洱海水量监测能力建设;加强洱海水面蒸发观测手段和方法;加强环湖生产生活用水的监督性监测;加强入湖河流水质水量并重监测与分析,以期更好地为洱海水环境、水资源保护和出入湖水量预测分析提供更准确的科学技术支撑.     

太湖水体交换周期变化(1986—2018年)及对水质空间格局的影响

针对太湖水体交换周期近十余年发生的变化,本文收集整理了1986—2018年太湖水文巡测、汛期水文巡测数据以及太湖流域沿江城市引水量、流域降雨量变化数据,基于太湖出入湖水量的变化研究了太湖水体交换周期的变化及原因,并对交换周期变化对水质空间格局的影响进行分析.结果表明：太湖入湖水量有显著上升,2007年以来平均每年入湖水量增长30.8亿m³/a.水体交换周期显著下降,2007年以后约为184 d,相比2007年前下降了26 d.太湖流域及各水利分区近70年来,除去2015和2016年,降雨量无显著变化,主要入湖区下垫面变化造成的入湖水量增加估算在每年2.0 m³左右.太湖入湖水量增加主要集中在湖西区,与沿江口门引水量明显相关.相比2007年前,沿江口门引水量年均增长28.9亿m³/a,而这期间太湖入湖水量增量与这一引水有关.入湖水量的增加开始影响太湖存在的“西浊东清”水质结构,水体交换周期缩短会使东西太湖水质出现均化的现象,东部太湖水质会出现下降的趋势.     

江苏新沂河河漫滩表面流人工湿地对污染河水的净化试验

通过对环太湖水文巡测资料水量统计方法比较入手,计算分析2000-2002年环太湖河流进出湖水量、水质、污染负荷量变化．结合太湖水质变化分析,得出自2000年后环太湖进出湖河流的水质污染恶化趋势总体得到初步遏制,湖州、苏州地区环太湖河流水质保持稳定并呈一定改善趋势,但无锡、常州地区的环太湖河流水质浓度仍呈升高趋势,尤其是常州地区入湖河流的TP、CODMn浓度升高较快．与此相对应,太湖水质在总体保持基本稳定中有所好转,水质总体恶化趋势已经得到初步控制,但位于西北部的竺山湖各项水质指标进一步恶化,明显劣于梅梁湖水质,应当引起当地有关部门重视,加大治理力度．环太湖河流的入湖和出湖污染负荷量总体呈现增加趋势,但从净入湖污染负荷量分析,CODMn呈波动性减少趋势,TP和TN呈增加趋势．     

太湖不同形态异味物质含量、相互关系及其与环境因子关系的探讨

根据2009年6月到2010年5月太湖水样中溶解态和结合态异味化合物(2-甲基异茨醇(MIB)、土嗅素(GEO)、β-环柠檬醛、β-紫罗兰酮)的月间采样分析结果,综合考虑各种环境因子以及蓝藻种属,探讨了溶解态和结合态异味化合物之间的关系以及影响太湖中异味化合物的主要环境因子.结果表明溶解态MIB和结合态β-环柠檬醛、β-紫罗兰酮是研究期间湖水中的主要异味化合物,这些物质对于太湖水体发生异味具有较大贡献或较大潜在贡献.通过本文研究和对以往文献讨论推测,太湖中溶解态和结合态异味化合物相关关系较弱的原因可能是,异味化合物生产和释放速率的变化、微生物降解、光解、吸附和挥发等.同时发现微囊藻和叶绿素a与太湖异味化合物关系密切.蓝藻水华对于太湖异味化合物的发生具有重要影响,控制蓝藻水华发生的关键是控制或减缓太湖异味问题.     

太湖流域土地利用变化的水文响应模拟

以城市化快速发展的太湖流域为研究对象,采用1985、1995和2000年TM/ETM土地利用解译资料,应用区域尺度单元格网分布式水文模型,进行长序列水文模拟,定量评估太湖流域土地利用变化及其水文响应特征,为流域用地规划、水资源管理以及灾害防治提供决策参数.研究显示,自1985年到2000年,太湖流域城镇面积扩展了40.38%,增加量占太湖流域总面积的3.88%.在1980-2000年的雨情下,全流域土地利用变化导致产流量平均增加4.11%,约为7.56×108 m3,最高值为11.76%,约为10.0×108 m3.受土地利用变化空间差异影响,产流量增加具有较大区域差异,城镇快速扩展的苏锡常地区和浦东浦西地区,土地利用变化导致产流量平均增加为10.07%和7.03%,最高增量达20%-30%.     

用树轮资料重建黑河近千年来出山口径流量

依据黑河上游流域内获取的树木年轮样本和该河上游及出山口水文站径流资料, 利用树木年轮水文学的原理和方法, 建立了年轮年表. 年表与河流径流量的相关关系, 重建了黑河上游及出山口径流. 得出在距今1319 a以来, 黑河莺落峡出山口最大年径流量为26.74 × 108 m3/a, 最小为6.44×108 m3/a, 年际变率Cv = 4.17, 多年平均为15.284 × 108 m3/a. 特枯、偏枯水年以及平水年、特、偏丰水年出现的概率分别为18.9%, 23.9%, 20.5%, 19.0%, 17.7%. 相对而言, 枯水年稍多一些. 持续5 a以上的枯水段出现过37次, 共358 a, 持续最长的枯水段达22 a; 丰水段为38次, 共390 a, 最长达39 a. 这两种现象仅占总数的一半, 另一半是2～3 a间的丰、枯水循环和平水期. 小周期循环是出山口径流量的主要变化方式. 同时也有较明显的中、长周期变化. 据历史文献记载中所描述张掖(原甘州)旱涝灾害与出山口年径流量的对比中, 旱灾的吻合率高达80%以上. 而涝灾也在60%以上. 从中长周期的变化趋势来看, 目前在全球气候变暖背景下, 出山口径流量正处在一个百年尺度的丰水期中. 这一结果是目前我国在利用树木年轮重建千年以上长度水文资料的首例工作. 它为黑河流域经济发展、生态环境保护以及合理利用地表水资源提供重要科学依据.     

环太湖江苏段入湖河道污染物通量与湖区水质的响应关系

基于2008-2018年环太湖江苏段入湖河道污染物通量及湖区水质数据,从时空变化及相关关系两个方面探讨了入湖污染物通量与湖区水质的响应关系,并分析了污染物进入湖体影响水质的主要因子.结果表明:太湖污染减排已见成效,氨氮、总氮、高锰酸盐指数和化学需氧量入湖污染物通量整体呈下降趋势,年均下降率分别为8.0%、2.0%、1.6%和2.2%,湖体氨氮和总氮时间格局响应较好,年均下降率分别为2.1%和2.3%.湖体氨氮、总氮、总磷、高锰酸盐指数和化学需氧量与入湖污染物通量整体由西北部、西部湖区向东南部、东部湖区递减,空间格局上响应基本一致.全湖区年尺度总氮、氨氮浓度与入湖河道污染物通量分别呈显著正相关、极显著正相关关系;影响湖区总氮、氨氮的主要因子为入湖河道的总氮、氨氮浓度,其次为入湖河道浓度与原湖区水质差值,因此亟需加强入湖河道水质浓度的控制.     

“引江济太”对2016年后太湖总磷反弹的直接影响分析

针对“引江济太”工程将总磷浓度偏高的长江水引入太湖后对2016年后太湖总磷反弹的影响,本文实测并收集整理了2016年前后“引江济太”调水入湖水量、磷通量及全太湖入湖水量、磷通量与太湖磷存量等数据,对2016年前后“引江济太”调水入湖水量、磷通量、磷形态与其他入湖河道水量、磷通量、磷形态以及全太湖的水质、受水区贡湖的水质进行了分析.结果表明：2016年前后,“引江济太”年均入湖磷通量为97.56 t,年均入湖水量为8.16亿m³,从调水量、入湖磷通量、调水后短期磷响应及各湖区磷增量来看,“引江济太”与2016年后太湖总磷反弹相关性不强.“引江济太”调水累计入湖磷通量为877.97 t,占太湖总入湖磷通量的4.58%,累计入湖水量占太湖累计入湖水量的7.36%,单位水量携带的磷通量仅为其他来水的一半左右,占比相对有限.与太湖主要入湖河流相比,“引江济太”调水属于优质来水,湖泊的入湖河流总磷浓度一般都高于湖泊本身的总磷浓度,“引江济太”调水总磷浓度偏高属于正常范围.目前“引江济太”工程在保证供水安全、缓解水华危机的同时对处于严重富营养化状态的太湖具有一定的改善效果,但未来引水量增加的情况下,必须继续关注引水带来的磷通量与太湖磷循环系统的关系,确保“引江济太”对太湖继续产生良性的影响.     

环太湖各水资源分区入出湖河流总磷浓度与负荷变化分析

入出湖总磷负荷变化是影响太湖湖体磷收支平衡的关键因素.基于2012-2018年水质水量监测资料,计算全湖及各水资源分区河流入出湖总磷负荷,并以水量加权计算其总磷年平均浓度,探明其时空变化规律;运用双累积曲线法分析不同分区水污关系的变化规律;以月为时间尺度,利用Pearson相关系数,揭示入湖总磷负荷分别与入湖水量、入湖...     

邛海入湖河流水质及其湖区响应特征(2011—2021年)

邛海是云贵高原水域面积>25 km²的11个天然湖泊之一。基于邛海入湖河流与湖区水质监测数据,揭示入湖河流水质特征,并探究其湖区响应。结果表明:2021年,邛海入湖河流水质空间异质性显著,且分为自然型、农业型和城镇型3种类型河流。官坝河等3条自然型河流水质优良,而高仓河等8条城镇型和农业型河流(R4～R11)水质较差,污染物浓度超标严重。2011—2021年,邛海主要入湖河流(官坝河、鹅掌河、小青河)的营养盐浓度呈下降或先增加后下降趋势,水质逐渐改善。流域土地利用变化是导致邛海入湖河流水质空间异质性的主要因素,同时也是河流水质在2011—2021年改善的原因之一。受湖泊水文环境与入湖河流污染类型影响,2017—2021年邛海湖区水环境及其与河流水质响应关系差异性明显:高枧湾水域(L5)水深浅、水环境容量小,主要受纳城镇污水,因而湖区营养盐与叶绿素a浓度高,在2021年达富营养状态;官坝河、鹅掌河与小青河入湖影响区(L1～L3)与小渔村(L4)水域湖水深、水环境容量大,污染物浓度与营养状态指数低,但因汇入的河流污染类型不同,湖区营养水平与河流水质响应存在季节性...     

太湖河湖水系连通需求评价初探

水系连通需求分析是河湖水系连通战略研究的重要内容.水系连通需求指人类社会经济发展对水资源调配、防洪排涝、改善生态环境等方面的需求及对河湖水系健康的维护,它源于水系能够提供各种水生态系统服务功能的生态学特性.通过分析水系连通需求、水生态系统服务功能和水系连通工程之间的内在关系,认为水系连通需求评价可转化为对水生态系统服务功能的评价.运用水当量评价方法,建立了河湖水系连通需求评价的方法体系,并以河网地区的典型代表——太湖为例,定量评价了太湖在水资源调配、调蓄洪水、水环境净化和维持生境等方面的连通需求.结果表明,太湖水系年均连通需求最大的是净化入湖废污水需水量,其次为水资源调配需水量,而太湖调蓄洪水的需求减少;湖水自身净化需水量较大,且为一次性需水.水环境净化的需求需要通过降低污染物入湖量,进行湖泊生态修复等主要措施以及引清水增加环境容量这一辅助连通措施共同完成.水系连通需求的定量评价可为水系连通战略及工程的规划设计提供理论基础.     

对太湖入湖河流的总量控制规划及治理措施

The water pollution situation of Taihu Lake, general conditions of the main inflow rivers to Taihu Lake, the compiling principles, the harnessing measures for polluted water and major inflow rivers to the lake, and the total quantity control plan were analyzed.     

鄱阳湖入湖、出湖污染物通量时空变化及影响因素(2008-2012年)

研究鄱阳湖入、出湖污染物通量是加强鄱阳湖及长江水功能区限制纳污红线管理的前提,是建立鄱阳湖水质预测模型的基础.基于2008-2012年鄱阳湖8条主要入湖河流、出湖口的逐月水量、水质同步监测资料,根据污染源特征优选算法,计算总磷(TP)、氨氮(NH3-N)、高锰酸盐指数(CODMn)的入、出湖污染物通量,并分析时空变化特征及影响因素.结果表明:(1)出湖口和乐安河入湖口断面的NH3-N、TP及昌江入湖口断面的TP,以点源污染为主,采用每月瞬时通量作为月平均通量的算法更准确;其余以非点源污染为主,采用瞬时污染物浓度与月平均流量之积来计算月平均通量更准确.(2)2008-2012年CODMn、NH3-N和TP年平均人湖通量分别为304398、53063和9175 t,年平均出湖通量分别为367436、45814和8452t.8条入湖河流每年的入湖水量、CODMn通量和个别年份的NH3-N、TP通量小于出湖,这主要是因为未计算区间产流及相应排污和采砂引起的内源污染.(3)入、出湖污染物通量在年际间主要受水量影响而呈现W型波动变化趋势,CODMn、NH3-N、TP入湖通量及CODMn出湖通量均集中在汛期,NH3-N、TP出湖通量则是冬季较多(低水位下湿地植被净化作用受限).入湖TP、NH3-N、CODMn通量主要来自赣江、信江、乐安河,而NH3-N、TP浓度最高的是乐安河、信江.     

阳澄湖入湖河道分类、污染特征分析及治理策略

为进一步揭示阳澄湖入湖河道的污染物来源,提出相应的治理对策,以2017—2021年阳澄湖入湖河道水质监测数据为基础进行分析讨论。依据入湖水量选取10条主要入湖河道进行分析,其中位于阳澄湖东岸的白曲港在七浦塘拓浚工程建成之前主导流向为出湖,工程建成后,通过Pearson相关分析证实了其流向与七浦塘引水时的水力关系,因此白曲港被选为主要入湖河道。采用距平系数法、系统聚类法和物元分析法将阳澄湖主要入湖河道分为3个类别:第1类别包括白荡、蠡塘河、北河泾、永昌泾4条河道,第2类别包括渭泾塘、界泾和施家斗港3条河道,第3类别包括南消泾、七浦塘和白曲港3条河道。使用因子分析法进行因子分析,第1类别河道的因子为高锰酸盐指数(CODMn)、氨氮(NH3-N)、溶解氧(DO)和总磷(TP),第2类别河道的污染因子为NH3-N、总氮(TN)、pH、TP和DO,第3类别河道的污染因子为pH、TP、TN和DO。通过对上游河道水质情况分析、文件研究以及实地调查等方式得出第1类别河道区域的污染源主要为工业污染源和生活污染源,第2类别河道区域污染源主要为工业污染源与种植业污染源,第3类别河道污染源主要为陆地水产养殖污...