太湖流域省市边界圩区建设问题初探

太湖流域的苏、浙、沪边界地区地处太湖流域下游,地势低洼,水网纵横,是太湖流域洪涝威胁最严重和水环境恶化地区,同时因为地处省市行政区边界,水利矛盾极为突出.解决好边界圩区问题,有利于减轻流域洪涝灾害,促进水资源保护,水环境恢复.本文分析了太湖流域二省一市边界圩区的发展历史和现状,归纳了边界圩区的格局和特点.考虑到防洪、水资源、水环境的影响,从圩区面积、圩内水面率和圩堤线长度几个方面对边界圩区做了研究,给出了边界圩区合适的圩区规模和圩内排涝动力,在此基础上,就边界圩区的建设提出了建议.研究表明,边界圩区的理想规模是400-533hm2,排涝模数为0.83m3/(s·km2).圩区建设应该局部服从整体利益,采用有效的协商机制解决边界圩区的矛盾.     

模拟暴雨条件下农田磷素迁移特征

开展三次重复人工暴雨试验,研究太湖流域平原河网区农田磷素在暴雨径流过程中的迁移输出特征,结果表明,地表径流是暴雨径流过程农田磷素迁移的主要途径,地表径流水相和侵蚀相磷素迁移量分别占总磷输出量的58.50%和34.69%;随壤中水流输移的磷素仅占总磷输出量的6.81%,磷素迁移以颗粒态为主,约占总磷输出量的60.73%,溶解态磷素以无机磷酸盐输出为主,溶解态磷素更易于在土壤中运动,地表径流与壤中流磷素输出特征对比分析显示,土壤对磷素具有较强的滤减作用,尤其对总颗粒态附着磷浓度的消减效果明显,可达80%以上,尽管暴雨径流过程中磷素迁移以地表径流为主,然而在降雨丰富的太湖地区,一般降雨条件下壤中流是产流的主要形式,同时壤中流溶解态磷流失占有较大的比例,对区域水环境恶化具有重要贡献,因此加强壤中流溶解态磷素输移和控制研究具有重要意义.     

北京官厅水库流域农田地表径流生物可利用磷流失规律

在模拟降雨条件下(30-69mm/39min),对官厅水库流域玉米地和休闲地地表径流泥沙和生物可利用磷(BAP)流失进行了初步研究. 累积泥沙产量受雨强、坡度和作物覆盖影响,变幅为305.1-24933.4g/10m2;径流平均颗粒态生物可利用磷(BPP)、溶解态磷(SP)浓度都超出水体允许临界值0.02mg/L,表明流域农田地表径流对库区水体存在潜在污染危害;径流累积BAP流失达0.08-4.804g/10m2,估算的农田径流BAP流失达0.49kg/(hm2.a)以上. 79.7%以上的BAP是颗粒态的. 研究结果有助于采取措施减少农田径流向库区输入生物可利用磷、准确地评估流域农业管理实践对水库水质的影响.     

湖北牛山湖小型鱼类的群落结构及多样性

流域数据模型是流域特征的语义、行为和规则的表达,是进行集成流域模拟和管理的空间数据组织的重要内容．本文以长江三角洲太湖流域上游的西苕溪流域为例,将汇流单元分为自然流域、“大包围”、圩区三种形式,分别建立了各自内部的河湖网络关系,即山区由自然流域单元,内包含水库(或湖泊)、河流、水工点的树状河湖网络关系;平原区由人工汇流单元,内包含大包围、圩区、湖泊、湿地、河道、水工点的网状河湖网络关系,为建立适合我国的流域数据模型做了有益的探索．     

太湖流域南河水系无尺度结构

基于图论和无尺度结构视角及节点度指标初步探讨太湖流域南河水系结构的数量特征和空间秩序,为辨识和模拟域水文情势提供重要参数.主要结论如下:太湖流域南河水系结构的数量节点度不符合幂次分布,而长度和等级节点度符台无尺度结构;南河水系结构符合Horton第一定律和第二定律,同时此类特征亦符合无尺度结构,但指数函数回归模拟的R<'2>相比乘幂函数回归模拟的R<'2>较低;由幂次定律所支配的这种水系网络特征状况是由地区地形、农业灌溉、圩区建设和城市化过程共同推动;从节点度角度看,南河下游圩区使得河网数量节点度增加,等级节点度和长度节点度降低.     

太湖上游低山丘陵地区不同用地类型氮、磷收支平衡特征

不同用地类型的土壤氮、磷收支平衡决定了氮、磷在土壤的富集,进一步影响氮、磷的流失强度,分析该过程有助于揭示不同用地类型对区域的环境效应.以位于太湖上游低山丘陵地区的天目湖流域为研究区,采用农户调查问卷、土壤和植被生物量实验分析、文献调研和氮、磷表观平衡模型的方法,选择研究区的茶园、水田、马尾松林和竹林四种典型用地类型,系统分析了氮、磷的输入要素,包括肥料输入、大气沉降、秸秆返田/枯枝落叶、生物固氮、人畜排泄物返田,以及输出要素,包括植物生长吸收、氨挥发、反硝化,并比较不同用地类型氮、磷收支特征.在此基础上进一步与土壤表层氮、磷含量比较,揭示太湖流域上游丘陵山区主要用地类型的水环境效应.研究结果显示:土壤氮、磷盈余量大小顺序为茶园 > 水田 > 马尾松林 > 竹林,分别是648.6、248.9、115.5、53.6 kgN/(hm²·a)和319.9、29.7、1.2和-3.4 kgP/(hm²·a);氮、磷利用效率以竹林最高,茶园的氮、磷利用效率均最低,仅为15.0%和3.1%;土壤氮盈余量与表层氮含量未能呈现出一致的关系,土壤磷盈余量与表层磷含量比较类似,并由此得出竹林比马尾松林更有利于水环境保护,而茶园对水环境的不利影响超过水田.     

京蒙沙源区水库大气磷干、湿沉降污染特征

为阐明典型沙源区水库大气磷干、湿沉降的污染特征及其对水域磷素污染的贡献,为水库富营养化治理提供科学依据,以京蒙沙源区大河口水库库区为研究区,于2014年沿水库岸边布设12个大气沉降监测站点,采集干、湿沉降样品,测定干、湿沉降中总磷(TP)浓度,计算全年各月大气TP干、湿沉降通量和年入库TP污染负荷量.结果表明:研究区大气干、湿沉降季节差异显著,全年各月TP干沉降通量变化范围为4.89~35.76 kg/(km~2·月),主要集中在春季4月和秋季10月.最大TP干沉降通量出现在春季风沙最为严重的4月;湿沉降主要集中在夏季(6—8月),最大TP湿沉降通量出现在降雨量最大的8月,为28.88 kg/(km~2·月),且TP湿沉降通量与降雨量呈显著正相关.2014年大气TP沉降入库污染负荷量为0.719 t,占同期滦河和吐力根河两条河流入库TP污染负荷比率为51.17%,成为影响和限制大河口水库磷营养盐水平的重要源项之一.     

三峡支流澎溪河消落带落干初期N2O释放与反硝化特征初探

水库近岸湿地(消落带)土壤N2O释放和反硝化作用是消落带氮的生物地球化学过程的重要组成部分.以三峡水库支流澎溪河高阳平湖库湾消落带为研究对象,于2013年落干初期,采用C2H2抑制-原状土柱培养法研究该处自然植被恢复区、农耕区和对照组等不同土地类型土壤的N2O释放速率和反硝化速率,并测定了土壤p H值、氧化还原电位、温度、有机质、总氮、铵态氮、硝态氮和土壤孔隙含水量等环境指标.结果表明,自然植被恢复区土壤N2O释放速率为9.88±6.49 g N/(hm2·d),反硝化速率为58.94±52.84 g N/(hm2·d);农耕区土壤N2O释放速率和反硝化速率分别为7.71±4.44和30.70±25.68 g N/(hm2·d).不同土地类型间N2O释放速率差异显著,落干初期土壤氧含量、含水量及氮含量对不同土地类型N2O释放和反硝化作用影响明显.土壤氧含量的升高促进了自然植被恢复区的N2O释放,并在一定程度上抑制了该区域反硝化作用.农耕区土壤含水量高于自然植被恢复区,可能致使N2O释放速率低于自然植被恢复区,而反硝化速率高于自然植被恢复区.消落带土壤氮含量降低同反硝化速率降低有一定联系.     

湖北浮桥河水库浮游植物初级生产力及其管理

浮桥河水库浮游植物水柱日生产量变幅为0.34-4.99 g/(m2·d),最低值出现在下游冬季,最高值出现在中游秋季,年平均值2.75 g/(m2·d)季节变化:秋季＞夏季＞春季＞冬季,与浮游植物叶绿素a含量和生物量的季节变化一致;水平分布:中游略高于上游,下游最低,与浮游植物叶绿素a含量的水平分布完全一致表层日生产量占水柱日生产量53.81%.与1980年同期相比,浮游植物初级生产力增加了1.2倍.分析表明,磷含量增加是浮游植物初级生产力提高的关键因子.应用能量收支法估算浮桥河水库鲢鳙渔产潜力为772t,516.0 kh/hm2.从渔业管理和水质管理角度讨论了合理利用浮游植物初级生产力的措施.     

太湖梅梁湾上空颗粒态磷浓度2003年春季的变化

太湖水体氮磷营养盐的研究比较多,但对大气营养物质的输入研究方面仍鲜有报道.通过定期采集太湖梅梁湾地区上空颗粒物,测定颗粒中各种形态磷(可溶性无机磷、有机磷、难溶性磷)浓度,探讨大气磷输入对梅梁湾水质的磷的贡献.结果表明2003年春季梅梁湾上空平均颗粒态磷浓度分别为0.157μg/m3,其中水溶性无机磷的含量在15.6%-51.0%.最后估算了春季大气总磷输入量,春季两次采样周期中大气磷沉降通量相差不大.进一步估算了大气总磷的沉降通量最大为0.57kg(hm2·a)(6.84t/a),显示大气沉降对太湖水体的影响.     

湖泊湿地的水质净化效应——以太湖三山湿地为例

为了解湖泊湿地的水质净化效果,以太湖三山湿地为研究对象,综合利用遥感、GIS技术、现场水质监测、实验室分析和模型模拟等方法,分析三山湿地对污染物的拦截净化效果,进而探讨湖泊湿地对水体氮、磷污染物的削减渠道及其贡献率.结果表明三山湿地对太湖水体和三山岛生活污水均有明显净化效果.2014年三山湿地的总氮(TN)、总磷(TP)输入通量分别为549.45和19.4 t,通过水草打捞/收割分别去除20.99和4.52 t,湿地水体内TN、TP变化量分别为528.46和14.88 t,这部分营养盐输出途径包括沉积到底泥、降解转化、水体交换等.湿地的TN、TP拦截能力分别为2723.56和102.48 kg/(hm2·a).水生植物收割打捞与底泥疏浚是提高湿地水质净化能力的有效措施.水动力模拟结果显示,三山湿地建成后使附近水域水体流向发生变化,流速减小,对湿地内水质产生多方面的作用.     

Input-output Balances of Nutrients and Plankton in a Flooded Area of the Lower Odra

The retention of particulate matter of the Odra River in flooded areas was estimated by determining suspended particulate matter (SPM) elimination and particle-bound nutrient retention in a polder area of the Lower Odra Valley national park. Water and suspended matter samples collected before, during, and after the 1997 summer flood at the inlet and the outlet of the investigated polder (Polder A/B close to Schwedt) offer the opportunity to balance the matter retention inside the floodplain. The maximum level of retained SPM (more than 80%) was calculated for the record flood of summer 1997, while in ordinary winter floods retention differs between 33% and 70%. Basic properties of the flowing particles like settling velocity, density, loss on ignition etc. change on their way through the polder area. In the investigated Polder A/B a retention of at least 50% of particle-bound phosphorus which was independent of the incoming suspended matter load from the Odra River was observed. The retention of particle-bound nitrogen and carbon varied seasonally to different extents. The presented balance demonstrates that particle-bound nutrient retention in polders is an important factor in the self-purification process of the river system. Some additional effort was done to study changes of plankton composition: during a joint field experiment in spring 1998, the authors determined biological parameters (abundance and biomass of phytoplankton and zooplankton) of water samples at polder inflow and outflow points.     

白洋淀沉积物氮磷赋存特征及其内源负荷

白洋淀环境整治对区域生态文明建设具有重要意义,然而,目前对加剧白洋淀富营养化的内源氮、磷污染负荷依然缺乏系统的研究.本研究以野外调研和室内培养实验相结合形式,在白洋淀主要水域内采集原位柱状沉积物样品,详细地研究了白洋淀沉积物中氮、磷赋存形态、间隙水中氮、磷剖面特征以及沉积物-水界面氮、磷交换特征.结果表明,白洋淀沉积物总氮、总磷含量分别为1230.8~9559.0 mg/kg（均值2379.5 mg/kg）和344.4~915.4 mg/kg（均值608.4 mg/kg）,氮、磷累积污染量大.沉积物中铵态氮赋存量大（3.2~175.8 mg/kg）,由此导致间隙水中铵态氮浓度较高,最高达到28.8 mg/L.沉积物磷形态以Ca-P和Fe-P为主,分别占总量的38.3%~76.1%和3.98%~18.0%,间隙水中磷酸盐浓度已接近甚至高于国内外典型富营养湖区.间隙水中高浓度的铵态氮和磷酸盐导致沉积物-水界面氮、磷交换通量较高,铵态氮平均释放和扩散通量分别为106.37和12.42 mg/（m²·d）;磷酸盐平均释放和扩散通量分别为15.06和2.33 mg/（m²·d）,沉积物内源氮、磷污染负荷较高,已严重威胁到白洋淀水环境质量,迫切需要整治.其中,北部河口区域以及中部府河入湖区和人口密集活动区沉积物氮、磷内源负荷尤为突出,应成为白洋淀沉积物内源污染整治的关键区域.     

设施农业生产区降雨径流和氮磷输出特征及模拟——以滇池东岸花卉大棚种植区为例

为掌握滇池流域花卉大棚种植区的非点源污染特征,提高和改善滇池水环境质量,本研究选取呈贡县斗南村花卉大棚种植区作为研究对象,在实测降雨径流数据的基础上,通过建立Storm Water Management Model模型分别对全年连续降雨条件下和典型设计降雨条件下的降雨径流水质、水量进行了模拟.研究结果表明:1)模型的流量、化学需氧量(COD_(Cr))、悬浮物(SS)、总氮(TN)和总磷(TP)的Nash-Sutcliffe效率系数分别为0.858、0.835、0.803、0.712和0.752,能够较好地模拟研究区域的水质、水量变化.2)研究区域的平均径流系数为0.59,CODCr、SS、TN和TP的单位面积负荷率分别为118.34、82.90、54.64和5.46 kg/(hm~2·a),TN和TP是主要控制的污染物.3)各污染物浓度峰值的出现时间均早于流量峰值出现的时间,因此对滇池东岸花卉大棚种植区应进行污染物尤其是TP、TN浓度与流量错峰控制.     

太湖浮游植物细胞裂解速率的酯酶活性法初步研究

本研究从2009年8月至2010年10月,每月采集太湖3个不同富营养化湖区水样,运用酯酶活性法,测定了颗粒态酯酶、溶解性酯酶活性以及酯酶衰变周期,估算了太湖浮游植物细胞裂解速率.研究结果表明,太湖颗粒态酯酶活性为0.58～35.15 nmol FDA/(L.h),溶解性酯酶活性为0.55～7.59 nmol FDA/(L.h),酯酶衰变周期为7～75 h,细胞裂解速率为0.02～0.77 d-1,三个采样点细胞裂解速率没有显著差异.颗粒态酯酶活性与叶绿素a浓度之间具有显著的线性关系,说明运用酯酶活性法估算太湖浮游植物细胞裂解速率是可行.此外,叶绿素a浓度与温度变化趋势基本一致,梅梁湾和湖心叶绿素a浓度具有显著差异.贡湖湾叶绿素a浓度与细胞裂解速率之间具有显著的反比例关系,说明细胞裂解速率也是影响太湖藻类生物量的重要因素.     

长江中下游湖泊沉积物生物可利用磷分布特征

利用化学提取方法对太湖6个样点,巢湖4个样点和龙感湖3个样点的表层沉积物和沉积物柱样进行了生物可利用磷(BAP)测定．北太湖表层沉积物的平均含量为259．5mg／kg,而西部湖区平均含量为114 6mg／kg,湖心区平均含量为40．6 mg/kg,而东太湖平均含量为50．7 mg／kg,呈显著北高南低的特点．巢湖西部湖区表层沉积物的BAP平均含量为 254．2 mg／kg,而东部湖区BAP含量降低为101．9mg／kg．龙感湖表层沉积物BAP平均含量为67．8 mg／kg．显著表明污染程度较高的湖区沉积物的BAP相应较高．BAP在沉积物中随深度呈指数降低,显示生物可利用磷在沉积作用下向稳定的非活性磷转化．夏季沉积物中的BAP由于生物活性的增强向溶解态活性磷转化过程增强,显示为较低的BAP含量．BAP 含量与水体溶解态活性磷呈正相关关系,且该相关性在BAP含量较低的样点好于高BAP的样点．     

太湖地区的圩及其对洪涝的影响

本文介绍了圩的概念,太湖地区圩区的现状,以及修圩筑提对太湖流域洪涝形势的影响,筑圩有效地抵御了洪涝,但对太湖流域的洪涝形势产生了影响;（１）洪涝调蓄水面积减少,流域调蓄能力下降;（２）河网的自然状况被破坏,引起洪涝泄流不畅;（３）人类活动影响了流域的交,汇流情况,排涝动力的增加使圩内汇流时间缩短。     

太湖西北部典型疏浚/对照湖区内源性营养盐释放潜力对比

通过采集太湖西北部闾江口、八房港、月亮湾和竺山湾疏浚区与未疏浚对照区8个样点共32根沉积物柱状样于室内进行内源负荷模拟研究和沉积物基本性质分析发现,除闾江口疏浚区沉积物总磷和可交换态磷含量高于未疏浚区外,其余指标如烧失量、总氮、可交换态氮等均表现为未疏浚区沉积物高于疏浚区沉积物的特征,说明疏浚区沉积物营养盐的释放潜力低于未疏浚对照组.八房港、月亮湾以及竺山湾疏浚区沉积物铵态氮、正磷酸盐的潜在释放速率均比相应未疏浚对照区沉积物低,疏浚区沉积物铵态氮的潜在释放速率分别是未疏浚区的65.3%、88.8%和21.9%,正磷酸盐的潜在释放速率分别是未疏浚区的-26.6%、11.3%和50.2%.而闾江口疏浚区沉积物铵态氮和正磷酸盐的潜在释放速率却远高于未疏浚区(疏浚区分别为未疏浚区的2.6倍和6.4倍),这可能与闾江口水体呈现弱还原环境及沉积物中有机质含量高有关,另外也可能与闾江口沉积物污染物的赋存深度和疏浚工程的疏浚深度有关.