江淮异常梅雨

对江淮流域1885～1998年的特别丰、枯梅雨进行研究,重点论述近60年中4个重大丰梅年和三个空梅年的降水特点、异常变化、前期有关特征及严重后延影响等,并提出讨论意见。     

太湖流域61年来降水时空演变规律分析

基于太湖流域1951～2011年长系列降水资料,采用正交函数分解法、Spearman和Mann-Kendall非参数统计检验法、连续小波分析方法等,从空间分布、趋势性、周期性和突变性等方面系统剖析了61年来太湖全流域及各水利分区降水的时空演变规律。结果表明,太湖流域降水表现为两种空间分布类型,一类是年降水量振幅高值中心位于以市岭站为中心的浙西山区以及湖西区的长兴～宜兴一线,第二类表现为年降水量以湖区为分界呈南北相反的分布型态。61年来,太湖全流域和各水利分区年降水量、汛期降水量及年最大30日降水量均不存在显著的变化趋势,但具有较明显的丰枯周期。本文研究结果可为流域开展洪水资源利用、制订调度方案、应对气候变化提供科学依据。     

变化环境下海河流域天然河川径流丰枯概率演变规律

海河流域天然河川径流持续衰减,水文丰枯情势显著变化,亟需研究适用于非一致性水文序列的丰枯概率计算方法。基于标准化径流指数、GAMLSS模型等方法,提出一种不同等级丰枯水事件期望发生次数和期望等待时间的计算方法,研究变化环境下海河流域天然河川径流丰枯概率的演变规律。结果表明：(1)径流丰枯概率呈现出显著的枯增丰减趋势;(2)同传统的一致性分布等多类概率分布相比,以时间t为协变量的LOGNO分布拟合流域径流系列的效果最优,且基于该分布计算的期望发生次数更接近于历史实际;(3)非一致性最优模型不同情景条件下计算的流域极端枯水和极端丰水事件的期望等待时间分别为4.9～9.4 a、14.5～36.0 a,说明海河流域近期发生极端枯水的概率远大于极端丰水。     

1800—1813年上海地区梅雨特征和汛期降水量的复原

私人日记是重建高分辨率历史天气气候序列的珍贵史料来源。以《查山学人日记》中的雨日记录为指标复原了日记史料相对缺乏的19世纪早期(1800—1813年)上海地区的梅雨特征,并将雨日区分为5个降水等级,同时将1951—1998年上海龙华站器测日降水量划分为与日记降水记录相匹配的5个降水等级,然后根据龙华站梅雨期、汛期各级雨日数与降水量之间的回归关系复原了1800—1813年的梅雨量和汛期降水量。结果显示:(1)1800—1813年的梅雨相对典型,平均入梅日期为6月10日,出梅日期7月7日,梅期雨日数20.1天,梅期长度27.1天,梅雨量257.3 mm,汛期降水量669.5 mm,与利用《雨雪分寸》重建的梅雨期大体一致,梅雨量有较大差异。(2)整体上看,该时段平均入、出梅日期比龙华站各年代有所提前,梅期雨日数和长度略有增加,梅雨量偏丰,梅雨强度偏强,汛期降水量在适中水平。梅雨特征量、汛期降水量与龙华站各年代不存在显著差异,与20世纪80、90年代最相近。(3)复原的“梅期雨日数、梅期长度”、汛期降水量与区域旱涝状况均有较好的对应关系,与东亚夏季风强弱变化指示的降水空间变化特征也比较相符,反映出文中所用的日记资料以及复原方法和结果具有较高的可靠性。     

太湖流域营养盐沉积200年的历史模拟研究

介绍边界条件设置为工业时代以前太湖流域处于自然农耕状况下,对太湖的总氮和总磷沉积反演200年的数值模拟研究。模拟反映了自然状况占1990s湖泊富营养化观测资料的湖区总氮约7%,占总磷约12%。模拟总氮和总磷浓度与太湖沉积钻孔沉积样推算的水体含量的数量级和变化范围相当,太湖流域的营养盐空间来源模拟也能够与流域自然地理变化吻合,表明模拟能够捕捉到流域营养盐历史变化特征,对湖泊营养物质来源、沉积和空间分布的流域环境历史变化响应具有良好模拟能力。      

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.     

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。     

新疆阿克苏地区台兰河流域降水特征分析

台兰河位于在新疆阿克苏温宿县境内,是一条独水系,发源于天山南麓,地势北高南低,流域降水稀少,海拔3 500 m以上分布着现代冰川,降水充沛,而南部日照充足、气候干燥,降水偏少。为研究流域降水特征,通过对流域范围内的协合拉水文站、台兰河水文站、破城子水文站、阿克苏气象站和温宿气象站5处降水观测站点长系列资料进行分析研究,结果表明:台兰河流域的降水具有明显的区域分布规律和垂直地带性规律,随着地形的抬升有明显的差异,高山冰川区的降水远大于平原区,且相差悬殊;降水量的年际和年内变化较大,多雨年和少雨年交替出现,丰、枯变化较为频繁,且有连续多年降水偏丰的现象,丰、枯持续时间最长达9年,且出现次数基本接近;随着系列年限的增长,降水系列的均值渐趋稳定。研究结果为流域防洪减灾及水资源合理开发利用提供了基础依据。     

天山北坡精河1615—2007年径流量变化的树轮记录

中国天山北坡西部精河流域山区的树木年轮记录了气候与水文变化过程,利用树轮宽度重建流域径流量长期变化历史对艾比湖湿地自然保护区生态保护和流域水资源利用具有重要意义.建立了精河流域山区2个采样点的天山云杉树轮宽度年表,分析其对流域气象和水文要素的响应特征,建立了树轮宽度标准年表与精河水文站上年9月到当年8月径流量的线性转换方程(R2=37.5%, P<0.001),重建了公元1615—2007年的径流量变化历史.丰枯年份和持续丰枯期分析表明:精河出山口径流量重建序列包含7个丰水年和11个枯水年,且发生了13次持续丰水期和10次持续枯水期.多窗谱分析发现径流量序列在99%的置信水平上存在56.8 年、6.9 年、3.8 年、3.4 年、2.0~2.1 年周期,其中6.9 年对应厄尔尼诺-南方涛动(ENSO)事件的周期,同时还发现了重建序列与南方涛动指数的显著负相关(r =-0.329,n=56),表明研究区径流量受大尺度海气耦合模式的影响.精河径流量序列与天山北坡玛纳斯河和乌鲁木齐河的丰枯阶段以及天山山区、伊犁地区降水变化的干湿阶段较好的对应,表明天山北坡水文和气候变化的大尺度环流背景和驱动因子一致.     

不同降水丰枯遭遇条件下滹沱河地下水库人工补给效果

针对石家庄市利用南水北调水和当地雨洪水作为补给水源建设滹沱河地下水库过程中存在受水区和水源区具有不同年际变化特征的实际情况,在分析南水北调水源区汉江流域和受水区石家庄市降水丰枯遭遇特征的基础上,应用模糊数学和多维联合分布概率计算方法计算滹沱河地下水库的模糊加权补给水量,并应用数值法模拟各种丰枯遭遇条件下地下水库的人工补给效果.结果表明:不同丰枯遭遇条件下的补给水量为(4.64～8.72)×108m3/a,其中模糊加权补给量为6.66×108m3/a;人工补给可使地下水位多年平均回升1.47～3.45 m/a;滹沱河地下水库的有效蓄水率为80%～90%,且人工补给的增大会引发侧向流出量增加,有效蓄水率相应降低.     

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。     

太湖流域降雨与太湖水位关系分析

太湖流域快速城镇化、水利工程建设等人类活动对流域水文过程产生了较大影响。基于1981~2018年太湖流域日降雨、太湖水位实测资料,分析了流域降雨与太湖水位涨幅关系,旨在揭示变化环境下该地区降雨与水位关系的变化特征及可能的驱动因素。研究表明,2000年以来太湖水位抬高趋势明显,但同等时段降雨量条件下对应的太湖水位涨幅有所下降,且降雨量越大,太湖水位涨幅减小的越明显;流域各时段降雨与太湖水位涨幅相关关系约0.9,流域10d雨强每增加50mm,太湖水位涨幅约16cm。该研究成果可为太湖水位的中长期预报,尤其是对入汛前、入梅前等关键时间节点的太湖水位调控、雨洪资源利用等流域管理工作提供参考。     

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。     

浅谈太湖流域饮用水安全与地下水保护

太湖流域经济发达,人口稠密,如管理不善将引发水污染严重、水环境恶化和水质型缺水等水问题,对饮用水安全构成威胁。因此,地下水在保障太湖流域饮用水安全中的作用就显得特别重要,提出了太湖流域地下水保护的对策措施。     

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.     

太湖YLL1孔沉积特征揭示的全新世太湖演化史

本文通过对太湖西山岛衙甪里孔(YLL1)沉积物的粒度、总有机碳含量(TOC)、质量磁化率、元素含量及沉积年代等进行测试分析,探讨了全新世以来太湖湖盆的演化历史。根据沉积特征,可将4m深的YLL1孔分为上、中、下三段明显不同的沉积层。中段(153~231cm)沉积物平均粒径为7.65φ,粘土级颗粒含量高达48.78%,对比上段(0~153cm,6.29φ,21.77%)和下段(231~400cm,6.91φ,30.88%)为全孔最细;并且中段粒径随深度变化很小,平均粒径标准偏差为0.13,明显低于上段的0.70和下段的0.38;中段TOC和质量磁化率平均值分别为0.78%和19.41×10^-8m^3/kg,为全孔最高;XRF扫描数据显示元素含量在三段中变化显著:中段Al、K、Fe等元素含量相对上段和下段为最高,而Si含量最低。YYL1孔沉积特征参数显示,近80cm厚的中段泥质层与上下段截然不同,是一段标志性沉积层。该标志层广泛存在于太湖及其周边地区的地层中,并且该层位含有大量的富铁质小球粒结核和菱铁矿结核,AMS14C显示该层位年龄约为7kaB.P.。研究表明,太湖YLL1孔沉积记录了湖盆环境的3个不同阶段:下段对应末次冰期后期11kaB.P.左右的风成硬黄土层沉积,此时太湖尚未完全形成;中段泥质沉积标志层代表太湖第一次大水面形成,时代在7kaB.P.左右;上段对应5kaB.P.左右以来的湖相沉积。     

引江济太对太湖水体碱性磷酸酶动力学参数的影响

采用野外定点采样、室内同步分析水体碱性磷酸酶活性及水化学指标的方法,研究引江济太调水对太湖各湖区水体碱性磷酸酶最大反应速率(v_max)、米氏常数(Km_m)值的影响。结果表明:在引江济太调水试验期间,各湖区水体中v_max及Km_m值时空分布存在差异性。调水稀释了各湖区蓝藻浓度,抑制了水体碱性磷酸酶v_max;贡湖区、西岸河口区及湖心区水体中Km_m值与入湖累积水量之间有显著的二次函数关系(p=0.007)。梅梁湖、竺山湖、贡湖及西岸河口区水体碱性磷酸酶v_max/Km_m随着总磷浓度升高而增加,但竺山湖、贡湖、草型湖、湖心及西岸河口区水体v_max/K随生物可利用磷(PO₃--P)浓度增加而下降。除草型湖区外,其它湖区水体v/K随叶绿素a浓度升高而增加。     

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.     

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.