多源水联合调度重构滇池流域健康水循环模式

河湖生态用水被挤占并严重短缺是滇池水污染严重和恶化趋势难以遏制的根本原因之一.在对滇池流域"自然人工"二元水循环结构剖析的基础上,结合滇池治理"六大工程"实施现状及存在问题,以水资源的高效配置和循环利用为核心,提出了重构滇池流域健康水循环的总体框架.在水资源模拟系统MIKE BASIN平台上,通过水力联系将环湖截污、外流域调水与节水、入湖河道整治、农业农村面源治理、生态修复、生态清淤等整合为一个有机整体,以恢复流域自然水系循环为目标,将外流域引调水与本区水库水、滇池水、地下水、城市再生水等多源水资源进行水量和水质统一配置,得到滇池流域水资源总体配置方案.结果表明:在牛栏江向滇池年均补水5.72亿m3的前提下,昆明城市尾水可以全部直接外排至下游作为工业用水,削减滇池入湖污染负荷,从而加速滇池生态环境修复的进程.     

1980—2020年滇池生态脆弱性评价及主要驱动因子

人类活动的加剧和经济社会的发展导致滇池开发强度持续增加,滇池生态系统结构与功能受到严重影响,评估滇池的生态脆弱性程度与主要驱动因子是明晰滇池生态系统现状和问题、实现其精准治理和可持续发展的首要任务。基于“暴露程度—敏感程度—适应程度”模型(VSD模型),选取3个准则7个要素24个指标构建滇池生态系统脆弱性评估指标体系,利用逼近理想解排序法(TOPSIS)进行权重方案比选,并通过鲁棒性检验分析,确定计算权重的最优方案。通过分析1980—1989、1990—2009、2010—2020年这3个时间段滇池的生态脆弱性,识别出影响滇池生态系统的主要驱动因子,以期为滇池未来生态保护与修复方向的确定提供参考。结果显示,1980—2020年滇池生态脆弱性呈现先增加后降低的趋势,生态脆弱度最高的是1990—2009年(0.502),属于中度脆弱。影响滇池生态系统的主要因素为敏感程度指标,其次为暴露程度指标。在暴露程度方面,影响生态系统的主要驱动因子逐渐从单一的工业污染向工农业的复合污染转变,1980—1989年工业废水排放量为主要驱动因子,1990—2009年建设用地面积是主要胁迫因素,2010—20...     

云南滇池泥炭及其形成的古地理环境

通过对云南滇池泥炭的考察和分析,阐述了滇池泥炭的基本特性和赋存特征.进而讨论了滇池泥炭形成的古地理环境,它不仅在成炭理论上具有意义,而且对普查和勘探泥炭资源方面也有一定的参考价值.滇池为我国西南地区最大的淡水湖泊,位于云南高原的中部,昆明市西南郊,海拔1890m.滇池也是昆明断陷盆地的沉降中心.盆地的全新统及现代沉积中有泥炭聚积,其下部更新统地层中则有褐煤赋存.因此,对全新世以来泥炭沼泽及其形成的古地理环境的研究,不仅可从一个侧面了解滇池现代演变过程以及成炭机理,而且为云南高原其它类似地区寻找和勘探泥炭资源亦有实际意义。     

西园隧洞引水工程对滇池CODMn的影响分析

本文在滇池湖流特性研究的基础上,建立了滇池平面二维ＣＯＤＭｎ输移扩散数学模型, 模型对污染物进入滇池水体后的输移扩散规律进行模拟分析,对滇池周围西园隧洞引水工程第一系列污染控制工程措施对滇池主要污染指标ＣＯＤＭｎ的影响进行评价,为综合治理滇池提供了理论依据。     

夏季滇池和入滇河流氮、磷污染特征

为探讨滇池入湖河流水体营养盐空间分布特征及其对滇池水体富营养化的影响,2014年7月采集了入滇4类典型河流(城市纳污型河流、城乡结合型河流、农田型河流、村镇型河流)及滇池水样,分析其氮、磷浓度.结果表明:4条入湖河流总氮(TN)、总磷(TP)、硝态氮和氨氮污染均较严重;河流水体中TN、TP平均浓度大小为:农田型河流(大河)村镇型河流(柴河)城乡结合型河流(宝象河)城市纳污型河流(盘龙江),其中农田型河流(大河)水体TN、TP污染最为严重;在夏季,4条入湖河流水体中TN、TP浓度从上游向下游增加趋势比较明显,表明氮、磷沿河流不断富集;氮磷比分析表明,夏季河流输入氮、磷营养盐有利于藻类的生长,并且滇池浮游植物生长主要受TN浓度限制;夏季滇池南部入湖河流水体的TN、TP浓度高于北部入湖河流,该特征与滇池水体中TN、TP污染分布状况相反,推测滇池北部富营养化的主要影响因素是内源释放.因此,在今后的滇池水体富营养化研究中,应对滇池内源释放进行深入研究.     

滇池流域近20年社会经济发展对水环境的影响

滇池是我国著名的高原淡水湖泊,滇池流域是云南省社会经济发展最为活跃的区域.通过对1988-2009年流域社会经济发展和水环境变化情况进行系统调查,分析流域水环境问题的主要影响因素,并在此基础上进行趋势分析.结果表明,近20年来滇池流域人口数量年均增长3.3%,GDP年均增长18%,城市化率提高了17%;伴随着社会经济的快速发展,流域用水总量及污染物排放总量持续增加,由此导致流域主要河流水体水质恶化趋势明显,Ⅴ类水质河流占比增长了近4倍,滇池草海、外海水体水质恶化为劣Ⅴ类,水体水质恶化及湖泊富营养化已成为滇池面临的重要水环境问题,且短期内难以有大的改变.最后从产业结构优化、污水处理系统建设、污水再生利用、农村环境保护、生态补偿机制等方面探讨了解决目前滇池流域水环境问题的主要措施及建议.     

滇池水环境综合治理成效与存在问题

湖泊治理是一个世界性难题,也是当前我国亟待解决的重大问题,滇池治理是当今我国湖泊治理的典型.为总结滇池治理成效并系统分析滇池水环境综合治理存在的问题,对滇池1987—2013年的治理历程及治理措施进行了回顾.结果表明:滇池治理的阶段性与水质变化具有一定的对应性,1988—1995年为治理的启动阶段,1987—2000年滇池水质迅速恶化;1996—2005年为全面治理阶段,2001—2009年滇池水质缓慢改善;2006—2013年为治理的提速阶段,2010—2013年草海水质迅速改善,外海水质波动性变化;目前滇池水质恶化的趋势已基本得到遏制,但仍存在流域社会经济过度发展、水资源匮乏、管理体制不完善等问题,应加快实施污水处理设施和管网建设,不断提高城市污水收集处理率;强化流域水体置换,实现滇池健康水循环;进一步完善流域水环境管理体制与部门协作机制,实施全域性的综合治理.     

水文学与水力学相结合的南四湖洪水预报模型

作为“滇池沿岸带生态修复技术研究及工程示范”系列研究论文之一,主要分析研究了滇池东北部沿岸带原有生 态状况、现有环境基础、实施局部岸段生态修复的有限目标、实现这一目标的主要限制性环境因子及其可控性．结果显 示,滇池东北部沿岸带入湖河流密集,发育良好的湖滩湿地原本是拦截净化入湖河水的生态屏障;湖滩湿地被围垦之后, 人工岸堤前风浪侵蚀强烈,水生植物和水生动物消失,但沙质沉积物淤积形成了次生浅滩;在次生沙滩上创建挺水植被, 仍然可以发挥沉积掩埋污染物、捕获分解漂浮性蓝藻的污染控制功效;实施生态修复所面临的限制性环境因子主要为风 浪的强烈冲刷和水质严重污染,这些因素都可以通过相应的环境改造与控制措施加以解决,因而实现生态修复目标是可 能的．     

滇池蓝藻水华发生频率与气象因子的关系

蓝藻水华暴发是在一定的营养、气候、水文条件和生态环境下形成的藻类过度繁殖和聚集的现象,是水体环境因子(如总氮、总磷、pH值、溶解氧)和气象因子综合作用的结果.然而滇池周年性水华暴发标志着滇池蓝藻水华在当前水质条件下,气象因子为关键影响因子.为了进一步探究滇池蓝藻水华发生与气象因子的规律,本文利用2010-2011年滇池蓝藻水华遥感监测资料与周边地面气象站逐月资料,研究滇池蓝藻水华月发生频率与月气象因子的关系.结果显示,滇池蓝藻水华发生频率与平均气温、最低气温、平均风速、累计日照时数和降雨量等气象因子均表现为显著相关,其中与日照时数和风速呈显著负相关.各因子中与风速的相关系数最高,说明滇池各月蓝藻水华发生频率高低与风速关系最为密切,进一步验证了在具备蓝藻水华发生所需营养盐条件下,水体稳定性对蓝藻水华发生的影响更为重要的结论.以上结果可为科学预测蓝藻水华发生,并采取相应措施减少其带来的影响提供理论依据.     

从“生态癌”到“最美湿地”的美丽蜕变 “高原明珠”重放光彩

正"鱼穿杨柳叶,灯隐荻花根",昔日滇池荒芜滩涂,今天实现美丽蜕变。不久前由中央电视台新闻频道发起的"中国最美湿地"微博评选活动中,21万网友参与投票,昆明滇池湿地在全国参与投票的10个湿地中脱颖而出,以110628的高票摘得桂冠。曾被专家诊断为"患上了生态癌"滇池是云南省面积最大的高原湖泊,也是全国第六大淡水湖。滇池湖光山色有着"高原明珠"之称。然而,     

滇池东北部沿岸带生态修复技术研究及工程示范--环境恶化、生态退化现状及其成因

本文作为“滇池沿岸带生态修复技术研究及工程示范”系列研究论文之一,主要研究了滇池东北部沿岸带环境恶化与生态退化现状、成因及妨碍自然生态恢复的主要限制因素．风浪强烈侵蚀、湖底坚硬贫瘠、水质严重污染、大型水生植物和底栖动物消失,滇池东北部沿岸带已经蜕变成了“水域荒漠”．湖滩湿地围垦、人工岸堤修建和水质污染是导致沿岸带环境恶化、生态退化的主要原因,强烈的风浪冲刷和严重的水质污染是阻碍沿岸带自然生态恢复的主要限制因素．生态恢复必须从基础环境改造入手,实施生态修复．     

滇池、抚仙湖、阳宗海长期水位变化(1988-2015年)及驱动因子

水位变化影响湖泊水质、水量和生态系统功能,是研究湖泊演变的重要内容,但目前针对滇中高原湖群水位变化特征还少见系统报道.本文选择滇池、抚仙湖、阳宗海3个滇中高原湖泊作为研究对象,基于1988-2015年实测水位数据和Mann-Kendall趋势检验法评估了3个湖泊水位变化特征;运用RClimDex模型获得了流域极端降水指标,结合其他指标构建了基于极端气象因子的湖泊水位驱动力指标体系;采用主成分-多元回归模型,解析了极端降水、蒸发等气象因子对滇中高原湖泊水位变化的贡献.结果表明：①滇池、抚仙湖、阳宗海水位年际波动不突出.滇池的年平均水位总体略呈上升趋势,年均上升0.025 m.阳宗海和抚仙湖水位无明显变化.②滇中高原湖泊流域的极端降水指数年际变化趋势不明显.滇池的蒸发量呈明显减小趋势,年均减小21.05 mm.抚仙湖蒸发量呈明显增加趋势,平均每年增加5.52 mm.阳宗海蒸发量的变化不明显.③气象指标可解释滇池水位变化的49.7%,滇池水位变化受气候变化和人类活动的综合影响;阳宗海和抚仙湖水位变化主要受气象条件控制,蒸发量、综合降水指标和连续降水指标对阳宗海水位变化的解释率高达93.3%;综合降水指标和干旱状况指标可以解释抚仙湖水位变化的64.5%.极端降水指标对解释高原湖泊水位变化具有重要作用.     

滇池流域点源污染控制与存在问题解析

滇池是我国著名的高原淡水湖泊,是国家"三河三湖"治理重点之一.对2007年滇池流域点源污染现状和近20年变化趋势进行了分析,并在此基础上解析了滇池流域点源污染存在问题.结果表明,2007年滇池流域点污染源COD.TN和TP产生量分别为55913t、11222t和1008t,生活污水为主要的点污染源,COD、TN、TP所占比例分别达89%、96%、98%;1988-2007年,流域点源污染负荷产生量持续增长,但由于1991年以来污水处理能力的大幅度提升,其后点源污染负荷总体上呈现下降的趋势,尤以COD和TP下降趋势最为明显,TN保持波动状态.滇池点源污染存在四方面问题,一是未来城市的扩张和人口的持续增长,势必给滇池水环境带来巨大压力;二是老城区合流制排水系统无法改变、新城区雨污管网混接、部分污水处理厂河道取水,导致雨季合流污水溢流污染问题长期存在;三是局部区域污水产生量与污水处理厂处理能力不匹配,且污水处理厂雨季处理能力不足;四是点源污染末端处理已不能满足滇池保护的要求,亟待加大污染全过程控制.     

奇妙的“倒流”湖--滇池

俗语说“人往高处走,水往低处流”,可是您听说过“水往高处流”的倒流湖吗?我国确实有这样一个奇妙的“倒流”湖,它闻名遐迩,那就是滇池。滇池位于我国云南省昆明市西南侧,是云南最大的淡水湖,也是中国第六大的淡水湖,有着“高原明珠”的美誉。滇池现有面积311平方千米,平均水深4.5米,湖面海拔1886米。     

太湖、巢湖、滇池水华与相关气象、水质因子及其响应的比较(1981-2015年)

比较了太湖、巢湖、滇池（"三湖"）1981-2010年间的气象要素,1987-2015年间的水质要素,2000-2013年间的年内水华起始日期与持续时间,以及与水华相关的已有研究情况.其中,气象要素包括气温、日温差、风速、风向、气压、降水、相对湿度等;水质要素包括水温、总氮浓度、总磷浓度、水体综合营养指数等.对比结果表明,云贵高原湖泊滇池因其冬、春季节气温较高且日温差较大等气象特征,以及总磷浓度较高等水质特征,相比于东部平原湖泊太湖、巢湖而言更易发生水华,且在"三湖"中水华年内起始日期最早,持续时间最长.然而,目前有关滇池水华的研究相对于"三湖"中的太湖却远远不足.鉴于滇池所处湖区的独特气象、水质特征,平原水华湖泊的研究结果难以有针对性地指导其水华控制,亟需提高滇池水华研究的系统性与深度.只有因地制宜,方有希望逐步有效控制、减轻、乃至消除滇池水华.     

滇池流域水生态功能一二级分区研究

水生态功能分区是流域水资源管理、水环境保护、水生态恢复的基础,尤其是与人类活动紧密相连而又矛盾重重的湖泊流域,其水生态功能分区是实现流域可持续发展的必要条件,而如何科学合理地对湖泊流域进行水生态功能分区,成为流域综合管理过程中亟需解决的问题.以滇池流域为例,立足于滇池流域水生态系统存在的问题,确定了流域一、二级水生态功能区的主导功能;以水文完整性为基础,分别针对一、二级分区划分子流域单元;以生态功能区划的生态系统服务功能、尺度效应、地域分异规律等相关理论为基础,识别影响滇池流域水生态功能的关键因子,构建滇池流域一、二级水生态功能区的指标体系;对多指标进行空间叠加聚类,并根据滇池流域的水量水质特征对分区边界进行微调,将滇池流域划分为5个一级区和10个二级区;同时采用着生藻、水丝蚓的生物密度对分区结果进行合理性评价;在此基础上,对水生态功能分区存在的问题进行探讨.     

滇池沉积物金属污染及环境质量评价

对滇池126个采样点沉积物0-5cm、5-10cm和10-20~m中Cu、Zn、Fb、Cr、CA、Hg和As等7种金属的含量进行了分析测定.用基于多方的基准中阈值效应含量TEC和可能效应含量PEC划分出5个沉积物环境质量等级.并借助灰色聚类分析方法对滇池沉积物环境质量进行了评价.结果表明,滇池沉积物环境质量整体上为Ⅲ类,存在中度的金属污染.其中0-5m和5-10cm为Ⅲ类沉积物,10-20Cm为Ⅱ类沉积物.沉积物环境质量下层优于上层,表明滇池沉积物金属污染仍存在不断加剧的趋势.     

滇池蓝藻水华光谱特征、遥感识别及暴发气象条件

通过研究滇池蓝藻水华在可见光、红外谱段的光谱特征,并利用假彩色合成法以及归一化植被指数(NDVI)法进行了滇池蓝藻水华信息的遥感识别和提取,进而对提取结果进行了对比分析.结果表明:假彩色合成图的绿色区域和NDVI值大于-0.1的区域,为蓝藻水华区域.-0.1≤NDVI≤0.2时,轻度水华,像元内水华覆盖度为0-30%;0.2NDVI≤0.4时,中度水华,像元内蓝藻水华覆盖度为31%-80%;NDVI0.4时,重度水华,水华浓厚,像元内蓝藻水华覆盖度为81%-100%.同时研究了激励滇池蓝藻水华暴发的关键气象因子和指标.滇池蓝藻水华暴发的关键时期是6-9月份,影响滇池蓝藻暴发的关键因子是日照和风速.6-9月份连续4-5h的光照,且风速≤2m/s的气象条件组合极易引起蓝藻水华暴发.     

滇池生态系统退化成因、格局特征与分区分步恢复策略

选取生态系统中重要的组成成份:浮游植物、底栖动物、水生植物的历史演变和现在分布状况数据,结合水质变化情况,揭示了滇池生态系统退化原因:在外因上,污染物持续输入以及围湖造田、直立堤岸和水量交换缓慢等外力干扰加剧系统组分失衡是直接原因;在内因上,由于滇池所处的地理位置、气候等原因,蓝藻生物量对营养盐增加的响应远高于其他湖泊(太湖、巢湖),草型向藻型湖泊的转换进程更快;与太湖和东湖的生态系统比较,高原湖泊滇池生态系统相对脆弱,如物种的同域分化、窄生态位,导致系统的稳定性差、自我修复能力弱.通过对滇池生态格局特征、湖岸带结构的分析,将滇池划分为5个生态区:草海重污染区、藻类聚集区、沉水植被残存区、近岸带受损区和水生植被受损区,并提出"五区三步,南北并进,重点突破,治理与修复相结合"的滇池生态系统分区分步治理的新策略和"南部优先恢复;北部控藻治污;西部自然保护;东部外围突破"的总体方案.     

1988-2018年滇池氮磷比的时空演变特征与原因解析

氮、磷浓度是制约湖泊营养状态和生产力水平的重要环境因子,而氮磷化学计量比是湖泊生态系统的主要指标,因此,判识氮磷比变化趋势及其驱动力对湖泊生态恢复具有重要意义.研究基于19882018年连续观测数据,分析了滇池氮磷浓度和氮磷摩尔比(简称氮磷比)的时空分布演变特征;采用多元线性回归模型分别对滇池草海和外海氮磷比驱动效应进行定量解析,筛选出影响湖体氮磷比变化的潜在驱动因子.结果表明:①19882018年滇池氮磷比呈现显著的线性上升趋势,其中草海和外海氮磷比分别上升1.3和0.7 a^-1.②草海和外海分别在2008年和2004年发生了氮磷比上升突变,突变前上升归因于总氮浓度快速增加,突变后则是由于总磷浓度下降较快.③滇池的氮磷浓度变化主要是受流域氮磷输入负荷、跨流域调水、流域氮磷削减、风速和水位的综合影响,但受控因子在不同区域可能存在差异.④气温是滇池氮磷比变化的主要驱动因子,流域人为氮磷输入差异是滇池氮磷比变化的次要驱动因子.