江南运河水文情势变化分析

随着太湖流域城镇化进程的加快,江南运河水文情势发生了明显变化。基于运河代表站水位资料、水利分区降雨资料、沿长江(江苏段)主要口门引排水量、出入太湖水量资料,采用Mann-Kendall趋势检验与突变检验法,对代表站水位进行了研究,并初步提出运河水文情势变化的可能原因。结果表明:(1)常州年最高水位及汛期5月、9月平均水位上升可能与湖西区四闸净引水量上升有关;而洛社与无锡(大)汛期5月、9月平均水位上升与武澄锡虞区沿长江(江苏段)口门净引水量显著上升有关,6月、7月、8月平均水位上升可能与地区涝水出路受阻导致原先入太湖的水量改为入运河有关;受张家港、十一圩闸、望虞闸引水及运河上游来水的共同影响,苏州(枫桥)亦出现水位同步上升的趋势。(2)运河代表站水位变异点主要发生在90年代中后期到21世纪初期,与太湖流域各省市陆续进入城镇化快速发展阶段的时间基本一致;同样的降雨,城镇化快速发展后的水位涨幅均明显高于城镇化快速发展前,以无锡(大)最明显。     

太湖流域风型年梅雨洪涝灾害比较分析

通过对太湖流域１９３１年、１９５４年、１９８３年和１９９１年等４次典型梅雨降雨１流域水性、洪水运动和洪涝灾害损失的对比分析,指出梅雨降雨是造成太湖流域降雨总量大、水位高和洪涝灾害严重的主要因素。     

太湖流域典型年梅雨洪涝灾害比较分析

通过对太湖流域1931年、1954年、1983年和1991年等4次典型梅雨降雨、流域水情、洪水运动和洪涝灾害损失的对比分析,指出梅雨降雨是造成太湖流域降雨总量大、水位高和洪涝灾害严重的主要因素.     

高度城镇化背景下珠三角地区极端降雨时空演变特征

为分析城镇化发展程度与极端降雨变化之间的关系,选取珠江三角洲地区22个雨量站1973—2012年的小时降雨资料,利用空间分析、线性回归、滑动平均和Mann-Kendall趋势检验等方法,分析高度城镇化背景下珠三角地区极端降雨时空分布规律和变化特性,并解析暴雨雨型变化特征。结果表明:①珠江三角洲高度城镇化地区极端降雨量上升了44.3 mm/（10 a）,呈显著增加趋势,相邻其他地区则无明显变化,高度城镇化地区的前汛期极端降雨量显著增多是造成其年极端降雨量增加的主要原因。②珠三角地区暴雨雨型以单峰型为主,其中以雨峰在前的Ⅰ型暴雨占比最高,约为33.7%,高度城镇化地区Ⅰ型暴雨发生频率明显增加,易导致暴雨内涝事件增加,需加强高度城镇化地区防洪排涝工作。     

尾矿库边坡时变分析模型及其应用

尾矿库边坡稳定性多以单一安全系数为评价指标,难以反映外界条件变化的过程中尾矿库边坡稳定性演化的全过程特征。针对这一问题,提出尾矿库稳定性的时变分析方法,以安全系数时程曲线分析尾矿库边坡稳定性。以尾矿库工程实例为研究对象,建立时变分析模型进行数值模拟。研究在不同降雨入渗、库水位变动以及二者耦合条件下边坡安全系数随时间变化的规律。研究结果表明,不同强度的均匀降雨影响下,6 h以后安全系数下降速率大致相当,6 h以内雨强越大,安全系数下降越快。降雨雨型将影响安全系数变化轨迹,研究较为广泛的均匀雨型并不是最危险雨型。边坡安全系数变化滞后于库水位变动,滞后效应随水位上涨速度的减慢、下降速度的加快和涨幅的减少而减弱。耦合条件下尾矿库边坡安全系数减小将加剧。研究成果对尾矿库设计和运营具有重要意义。     

从吴江县水则碑探讨太湖历史洪水

太湖流域跨江、浙两省和上海市,流域面积约36000平方公里,为长江下游三角洲平原地区,气候湿润,土地肥沃,水网密布,滨江临海,是我国重要的工农业生产基地之一。太湖居流域之中,湖区面积约2250平方公里,环湖进出水道有200余条,对全流域水量起着重要的调节作用;太湖水位的高低变化,标志着全流域水情的变化。为研究太湖流域水利规划,1964年夏,原水电部上海勘测设计院组织人员,进行环湖水文调查。在调查中发现吴江有一“水则碑”,经过深入调查,获得了太湖流域在近800年间几次重要的历史洪水资料,从而为太湖流域规划治理和防汛预报等提供了重要的参考依据。一、水则碑的调查概况吴江水则碑位于太湖下游吴江县东门外长     

太湖流域1991年洪涝及今后治理措施

1991年太湖流域发生了自1954年以来最严重的洪涝,湖西及流域北部的降雨强度以及太湖最高水位均高于1954年,给苏锡常地区带来了严重的损失.阐述了1991年降雨和洪水的特征,分析了产生洪涝灾害的原因,并对今后的治理措施进行了探讨.     

白龙江流域不同降雨侵蚀力模型对比研究

降雨侵蚀力不仅是评价土壤流失、输沙量和水质模型的重要参数,也是气候环境变化模拟中的重要参量。基于白龙江流域5个气象站点逐日降雨观测资料,利用Renard等8个降雨侵蚀力模型分别计算白龙江流域降雨侵蚀力,并分析各模型之间的差异。结果表明Renard-Lo年降雨侵蚀力模型误差最大为76.2%,周伏建月降雨侵蚀力模型误差最小为2.1%,月降雨侵蚀力模型计算结果在白龙江流域优于年雨量和日雨量模型结果。白龙江流域年平均侵蚀性降雨占年降雨量的34.5%~46.0%。年降雨量与年平均降雨侵蚀力之间呈现高度相关,可以用幂函数拟合,各站相关系数均超过0.98。     

三峡库区王家坡滑坡降雨阈值分析

滑坡失稳破坏的诱因众多,其中,降雨是最常见和最活跃的诱发因素[1]。为深入研究降雨对降雨型滑坡的控制作用,分析诱发滑坡失稳变形的降雨阈值,本文以三峡库区王家坡滑坡为例,计算滑坡累积位移的类破坏点,并选取三个不同观测时段,分析不同观测时段下各个类破坏点的前期累积降雨量,得出斜率阈值。研究结果表明:随观测时段增大,累积降雨量斜率先增大后减小,且同一观测时段下,累积降雨量斜率与时间间隔呈反相关关系。本文选取观测时段n=10,时间间隔d=1,计算各个类破坏点的降雨量斜率,并通过加权平均得降雨量斜率阈值K=10.95。如果累积降雨量斜率大于斜率阈值,则滑坡很有可能失稳破坏。     

大尺度流域基于站点的降雨时空展布

降水是影响流域水循环最活跃的因素,其时空分布不均匀对流域产汇流的影响非常大,因此在进行流域水文模拟时,需要充分考虑到降雨的时空变异性。本文针对大尺度流域的特点,提出了一种日雨量的空间展布方法,该方法根据站点降雨量之间的相关系数选取参证站点,采用距离平方反比法把站点的日雨量插补到空间计算单元上去,或采用泰森多边形法插值。该方法计算结果和本次全国水资源规划的结果差别不大,说明插值方法比较可靠。由于大尺度流域雨量站点的布设比较稀疏,采用空间插值的方法生成计算单元降雨量值精度不好,本研究中提出了一个大于10mm的大强度日降雨的向下尺度化方法。首先建立了一个将日降雨分配成小时降雨量的雨强历时关系模型：然后根据黄河流域的特点,把全流域划分为五个大强度降雨区,分区对参数进行了率定：最后采用实测资料对模型进行了检验。本文提出的方法,在黄河流域水文模拟中进行了应用,由径流模拟结果看,效果令人满意。     

太湖湖体总氮平衡及水质可控目标

通过对2007~2010年环太湖水文巡测及降水调查,进行了湖体总氮平衡分析,在充分调查现有与规划的各类型污染源总量控制工程措施的基础上,量化出具有空间分布的流域总氮污染削减率,利用构建的太湖流域及湖体水环境数学模型模拟污染削减后的太湖湖体总氮浓度场,并提出水质可控目标。结果表明:太湖出入水量共127.8亿 m3,其中通过降水进入太湖的水量为24.9亿 m3,占入湖总水量的19.5%;全年总氮收支量达到4.47万t,其中通过干湿沉降进入太湖的总氮量为0.70万t,占入湖总通量的15.5%,可见干湿沉降进入太湖的污染物不容忽视,其变化趋势与太湖地区降水特征相关性较好。同时通过模型推算,定出2015年太湖湖体不同功能区总氮的可控目标,整个湖体平均值约为2.3 mg/L,为太湖总量控制提供科学依据。     

城镇化背景下太湖流域湖西区汛期入湖水量计算

为研究太湖流域湖西区净入湖水量增加的成因机制,对治太工程建成前（1990—2001年）、江南运河航道升级与梅梁湖泵站及城市防洪工程建成后（2013—2018年）2个时段,采用水文水动力学模型分析代表站水位、重要控制线水量的变化,并基于知识图谱分析对洪水出路的影响。结果表明:导致湖西区净入湖水量增加的降水量增加、湖西区和武澄锡虞区沿长江净引水量增加、梅梁湖泵站与无锡城市大包围工程共同运行3项因子可使太湖年平均水位抬升0.05 m,河网代表站年平均水位抬升0.02~0.16 m,梅梁湖泵站和无锡城市大包围共同运行可显著抬升无锡（大）水位;3项因子的贡献率各占1/3,但因子之间既有协同作用,也有抑制作用,共同导致了流域与区域洪涝矛盾更加突出。     

The water quality of Lake Taihu and its protection

Lake Taihu, the third largest fresh water lake of China, with a surface area of 2338 km², is located in the Changjiang River Delta, the most advanced economic zone in China. It is a typical saucer-like shallow lake in its depth and shape. During the last decade, the rapid economic development of local agriculture and industry both in the urban and rural areas of the Taihu region has made great advances. Great quantities of pollutants have been discharged into the lake, its nutrient content has increased continuously, and phytoplankton blooms have occurred in some areas. Water quality protection in Lake Taihu is very important because of its close relation with economic development and people's daily life. It is urgent to have comprehensive pollution control in Lake Taihu. Based on water quality monitoring data in Lake Taihu from 1986 to 1993, the dynamic variations of water quality and eutrophication trends have been analyzed, showing obvious spatial and temporal variations. The main water quality factors were compared with the standards for drinking water and indicate considerable change with the seasons. Basic strategies to protect water quality and prevent eutrophication are discussed.     

巴尔喀什湖水量平衡研究

巴尔喀什-阿拉湖流域是中亚地区重要和独特的景观生态系统,巴尔喀什湖是该区域的核心,其水位变化作为巴尔喀什湖流域生态系统及其保护的主要指标,向来备受世人关注.研究巴尔喀什湖水量平衡,对合理确定巴尔喀什湖生态系统保护目标及保护措施,具有十分重要的理论与现实意义.在明晰巴尔喀什湖水系、水位影响因素的基础上,构建了巴尔喀什湖水...     

三峡水库运用对鄱阳湖调蓄能力的影响

鄱阳湖调蓄能力受“五河”(赣江、抚河、信江、饶河、修水,以下简称五河)及长江干流的双重影响,三峡水库运用后,干流水文情势变化影响鄱阳湖与长江之间的水量交换。基于实测资料统计和湖口出流影响因素分析,建立了一种新的鄱阳湖出流及临界调蓄水位的计算公式,进而对三峡水库运用前后鄱阳湖各月调蓄水量的变化情况进行了定量分析。研究结果表明,长江干流和五河来流通过改变星湖落差和湖口水位来影响湖口出流及湖泊调蓄水量,但影响过程及影响量有所差异,若湖口水位不变,五河入流每增加1000m^3/s,湖口出流约增加304m^3/s,九江流量每增加1000m^3/s,湖口出流约减小723m^3/s。三峡水库运用会改变湖泊调蓄水量,年内各月相比,9月鄱阳湖水量减小约49.4%,5月鄱阳湖水量增加约47.7%。     

Yangtze Delta, China: Taihu lake-level variation since the 1950s, response to sea-level rise and human impact

 Hydrological records collected from water gauge stations since the 1950s demonstrate that the Taihu lake level is rising. The average rate of the lake-level rise is 0.4–1.1 mm/year during the non-flood season, resulting directly from a rise in sea level. High rates of 3.0–5.0 mm/year of rise are even recorded during the wet season. This indicates increasing human activities such as reclamation, sluicing and embanking, which significantly hinder the expulsion of extra lake water to the coast shortly after a rainfall. Generally, the lake level of the western inlet is higher than that of the eastern outlet. However, the lake-level difference between the west and east has been diminished annually from ∼10–15 cm in the 1950s to <3 cm at the present time. During non-flood seasons, the lake-level difference even appears to be reversed, indicating a retrogression of the lake flow from east to west. It is predicted that the Taihu drainage basin will lose much of its natural water-expelling ability in the next 50 years as the sea level continues to rise, and retrogression will likely occur during the flood season in the near future. Received: 13 March 1998 · Accepted: 21 July 1998     

东太湖钻孔揭示的重金属污染历史

2009年在东太湖运用重力采样器采集得到岩芯钻孔(DJZ和DQG)。运用核素210Pb和137Cs对沉积物钻孔进行定年,同时分析了沉积物金属元素,并研究近代东太湖重金属污染以及人类活动对其的影响。本文运用Fe元素作为粒度的代用指标对重金属进行标准化,并获取了重金属富集系数和人为污染的重金属通量。研究表明,除了钻孔的表层样以外,东太湖DQG和DJZ钻孔的Pb、Zn、Cu、Cr和Ni的富集系数都不超过2,并且Cr、Ni的富集系数接近1。结果表明最近几十年来的重金属铅、铜、锌在不断富集,尤其是在20世纪70年代以来。20世纪70年代至90年代,东太湖来源于人为污染的Pb、Zn、Cu的通量维持在一定的水平,90年代以来,东太湖来源于人为污染的Pb、Zn、Cu的通量在不断增加,这与区域污染工业类型及经济发展阶段相吻合。东太湖2000s初以来Pb通量特别是人为污染的Pb的通量出现下降,这可能部分与含铅汽油的禁用有关,另外也与该阶段流域工业结构的调整有关。     

Impacts of human activities on the hydrology of Baiyangdian Lake,China

Baiyangdian Lake is the biggest natural freshwater wetland in North China Plain. It provides important ecosystem services such as water regulation and supply, reed production and biodiversity protection. Baiyangdian Lake, however, was threatened by lack of freshwater in recent decades. In this paper, the hydrological changes of the lake were quantified using historical data of water level and groundwater table, and satellite images. In addition, the relationship between water level and socioeconomic development of the basin was investigated. The result revealed a significant decreasing trend of water level in the lake. Water level and groundwater table of Baiyangdian Lake decreased rapidly, caused by the great increase of water withdrawal and consumption due to socioeconomic development in the basin. In particular, population growth and the expansion of irrigated agriculture were two major contributors to the decline of water level and groundwater table. While precipitation was positively correlated with water level, it has less impact on water level and groundwater table than human activities. The diversion of water to the lake raised the water level temporarily and had significant benefits on the wetland ecosystem. The best way to solve ecological problems of Baiyangdian Lake, however, is to control the growth of population, adjust the industrial structure, control land use conversion and improve water use efficiency at the basin scale.     

太湖MS岩芯重金属元素地球化学形态研究

采用BCR三步提取法对太湖MS岩芯沉积物中Cu、Fe、Mn、Ni、Pb和Zn等6种重金属元素的化学形态进行了研究.结果表明,有效结合态的Cu、Ni和Pb主要以有机物及硫化物结合态、Fe-Mn氧化物结合态存在,Fe和Zn主要以Fe-Mn氧化物结合态存在,Mn主要以可交换态及碳酸盐结合态存在;Fe-Mn氧化物结合态的Ni、Pb和Zn与可还原态的Mn有较好的正相关关系,有机物及硫化物结合态的Cu、Mn、Ni、Pb和Zn与有机碳含量有较好的正相关关系;重金属形态分布体现了重金属元素地球化学性质的差异,以及重金属形态含量与沉积物理化性质的关系.沉积岩芯重金属元素形态垂向变化规律及次生相富集系数表明,Cu、Mn、Ni、Pb和Zn在沉积岩芯13～4 cm有效结合态含量较稳定,为自然沉积;4～0 cm有效结合态含量明显升高,存在一定程度的人为污染.根据137Cs测年结果判断,沉积岩芯Cu、Mn、Ni、Pb和Zn等重金属污染开始于20世纪70年代末期,主要污染元素及污染历史与太湖流域污染工业类型及经济发展阶段相吻合.