99洪水和对进一步治理太湖的探讨

1999年太湖流域发生了特大洪水,太湖最高洪水位达5.08m,创历史新高.文中分析了1999年洪水的雨情、水情及其特点.阐述了已建治理太湖工程的防洪作用和减灾效益,并对太湖流域的进一步治理作了探讨.     

太湖流域污染负荷模型研究

在大量参数试验和调查的基础上,通过研究太湖流域各种点源和非点源污染负荷的排放去向、产生量和处理系数,建立了太湖流域污染负荷模型。该模型的计算结果为太湖流域水质模型的模拟提供了污染源的各种污染负荷完整的输入资料,不再需要繁杂地整理和准备太湖流域水质模型必须输入的各种污染负荷数据。可以通过图形直观地显示太湖流域各种污染源的污染物产生量和处理量,使整个流域上难以直接量测的各种污染负荷得到量化。     

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。     

太湖流域营养盐产量演变和趋势的数值模拟研究

认识流域湖泊水体富营养化的演变和趋势是湖泊污染控制和治理中的重要研究课题。本文将在分析和论证太湖流域营养盐自然本底、人类活动作用急剧增加的近50年来太湖流域营养盐的变化情况、以及全球气候变化和流域经济发展未来30年太湖流域营养盐变化趋势等三方面的基础上,对太湖流域营养盐产量变化做出评估和预测。研究表明,在未来气候变化概率分析和区域经济发展规划基础上,太湖流域未来30年营养盐流域产量将比现代（2000s）增加25%～33%,这将增大太湖水体污染的压力。     

近1500年来吴淞江水系演变及其淤塞原因探讨

根据东晋以来有关吴淞江水系演化和水利工程的记载,通过对近1500年有关史料的整理,发现吴淞江水系日渐淤塞与海平面作用下的太湖流域地貌演变规律密切相关,与长江河口演变密切相关.由此得出:吴淞江水系演变的自然规律是其淤塞的主要原因,未来太湖流域的水环境整治、水利工程等建设必须遵循海平面作用下的地貌演变规律.     

1950-2003年太湖流域洪旱灾害变化与东亚夏季风的关系

基于太湖流域1950-2003年洪旱灾害等级序列及相应气候指数,采用改进的Mann-Kendall检验、小波分析等方法,研究流域洪旱灾害与东亚夏季风的变化及其相互联系.结果表明:太湖流域在20世纪80、90年代洪灾加剧,原因在于东亚夏季风在70年代末以来呈减弱的趋势,使梅雨期长度和雨量增加.近50a太湖流域洪旱灾害频谱结构发生变化,从以年代际振荡成分为主减弱为以年际变化为主,即变化周期在逐渐变小,同时东亚夏季风指数也发生了类似的变化.流域洪旱灾害与东亚夏季风之间的联系,在70年代以后强于70年代以前,二者反位相关系以1975-1985年左右最为显著.     

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...     

影响太湖流域的台风演变规律分析

基于台风发源地、运动路径,以及对太湖流域影响范围、降雨量等特征的分析,提出影响太湖流域台风的刻画标准。据此从1949～2010年的台风资料中遴选出230场影响太湖流域的台风。采用非参数统计、累积距平曲线及Morlet连续小波分析等方法,剖析影响太湖流域台风的频次、年内最早及最晚影响时间等参数的趋势、突变和周期性,并分析了台风与ENSO现象的关系。结果表明:影响太湖流域台风的频次和最早影响时间变化的趋势性不显著,而最晚影响时间则有显著推后的趋势;台风频次的变化呈现"少-多-少-多"波动时演变特性,并可能存在21～22a、6～8a的振荡周期;研究对太湖流域防洪减灾具有一定的指导意义。     

太湖流域洪水的周期信息图及其可公度性法预测

据1991年江淮地区异常洪水预测的启示,从太湖流域的历史旱涝记载文献,环湖洪水调查成果和实测水位雨量记录等资料,进行太湖流域洪水周期规律的探讨.通过多种周期提取方法,建立起洪水周期信息图,发现太湖洪水存在着8～11年、20～24年、37～42年和58～62年的周期现象,然后采用可公度性法预测,以供防洪减灾参考.     

太湖流域设计暴雨修订

太湖流域属平原河网地区,河网密布、水流流向往复不定,不存在流域出口控制断面,太湖流域设计洪水一般根据设计暴雨采用流域产汇流模型间接推求。因此,设计暴雨成果将直接影响流域防洪规划、工程设计、风险图编制等多项工作,其可靠性关系到流域的防洪安全,是一项十分重要的基础工作。开展了太湖流域设计暴雨修订计算,与太湖流域防洪规划设计暴雨成果对比分析,并针对设计暴雨过程推求采用的不同空间分配方法,进行成果的合理性评估。     

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。     

太湖流域土壤重金属元素污染历史的重建:以Pb、Cd为例

太湖是位于长江下游的一个大型浅水湖泊,通过对4个代表太湖不同沉积环境的湖底沉积剖面的137Cs和210Pb沉积定年,重建太湖湖底沉积物和太湖来水流域土壤Cd、Pb的污染历史。结果显示:1980年以前,太湖底积物中Cd、Pb含量与流域内的自然背景含量相当,1980年以后,湖底沉积物中的Cd、Pb含量显著增高,这与我国大规模工业化进程的起始时间基本一致,推测工业化进程是湖底沉积物中Cd、Pb含量增加的主要原因。1900年以来太湖湖底沉积物中累积含有Cd和Pb分别为146t和25980t,其中苕溪来水提供的Cd和Pb分别为40t、6777t,宜溧河来水提供的Cd、Pb分别为36t、6023t,其他来水(洮、滆、运河)提供的Cd、Pb分别为71t、13179t,其他来水是太湖Cd、Pd累积的主要输入途径。Cd、Pb累积的高峰期为20世纪80—90年代,1980年以来,运河来水Cd、Pb的输出通量为28.26t、3419t;苕溪流域Cd、Pb的输出总量分别为13.70t、1585t,其中人为源的Cd、Pb为8.90t、610t,人为源输出的Cd、Pb通量占总输出量的64.96%和38.47%;宜溧河流域Cd、Pb的输出总量分别为10.09t、1063t,人为源的Cd、Pb分别6.96t和500t,人为源输出的Cd、Pb通量占总输出量的68.68%和47.08%,表明太湖流域人类活动所导致的Cd已超过自然剥蚀过程,因此削减工业化进程中的Cd、Pb排放总量,控制太湖运河来水的输出通量是改善太湖底积物Cd、Pb环境质量的关键措施。     

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     

太湖地区砂岩中石英变形特征：太湖冲击假说探讨

       太湖冲击成因假说作为众多太湖成因说之一,于20 多年前被提出至2009 年的再次复兴,颇受争议。本文从冲击的关 键证据之一石英变形特征入手,以新的实证研究重新审视前人的工作,并对太湖冲击假说展开探讨。主要通过光学显微镜 观察太湖地区泥盆系砂岩中石英受应力而致的不均匀消光、碎裂、变形纹等变形特征;利用费氏台测量石英变形纹的定向 特征,研究薄片中大量的人字形微裂隙现象;同时对比分析了九江地区同类砂岩及太湖地区菱铁矿结核体中石英碎屑的变 形特征。研究显示太湖地区砂岩中发育的石英变形纹并非典型的击变页理纹（PDF）, 石英变形特征主要为较低应力下的变 形特征,其成因具有多解性。因此太湖冲击成因假说以及太湖的形成机制值得多角度进一步研究。     

太湖及其周围河流中N2O的空间分布与释放通量

本次研究选择中国东部一个生态和环境空间分异极大的浅水湖泊（太湖）以及周围河流,分别于2003年7月和9月两次采集湖水和河水样品,分析其中的N₂O浓度,并利用扩散模型公式估算水-气界面N₂O交换通量。结果显示N₂O饱和度的空间变化从70％不饱和到2708％过饱和变化范围很大。N₂O饱和度的空间分布,N₂O与CH₄、无机氮、TDS（总溶解固体物质）之间的相关性都表明：   太湖重度富营养区N₂O的产生极大地受到人为N输入的影响。然而,初步的通量分析显示湖泊N₂O的释放因子不超过0.63％,小于河流中的默认值,N₂O产率也略低于水环境中的平均值,太湖以面积为权重的释放通量平均值并不高,在7月和9月分别为14.0μmol/m²·d和9.7μmol/m²·d。这些结果表明流域人为N输入对整个湖泊N₂O的促进作用是有限的,预计未来湖泊N₂O释放不会因为人为活动增加而出现大幅度增加的状况。流域内各生态景观N₂O释放量的比较,也表明富营养湖泊总体上仍然是一个十分有限的大气N₂O释放源。相反,太湖周围河流存在较大的N₂O释放速率,在7月和9月估算的N₂O释放通量分别为142.1μmol/m²·d和28.8μmol/m²·d。将这一释放速率推广到整个流域后,预计河网的N₂O释放量将占到耕作土壤的10％～50％,显示了河流对区域N₂O质量平衡具有较重要的影响。     

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。     

Basin-wide Holocene environmental changes in the marginal area of the Asian monsoon,northwest China

In arid regions, because of spatial variability, using single climate records is difficult to reconstruct the past climate change for the drainage basins. Holocene environmental records were collected from the upper, middle and lower regions of the Shiyang River drainage basin in the marginal area of the Asian monsoon (northwest China). The main objective of this paper was to compare the records from the terminal lake and the middle and upper reaches of the basin to study the basin-wide environmental changes. During the early Holocene the vegetation was sparse, and the effective moisture was relatively low in the basin. The Holocene Climatic Optimum started between 7.0 and 8.0 cal ka BP, during which the lake level reached the highest level in the terminal lake; the vegetation density and the effective moisture reached the highest level during the Holocene in the drainage basin. From 4.7 cal ka BP the terminal lake began to shrink, while the vegetation density decreased dramatically. In the middle and upper regions of the drainage, the effective moisture began to decrease since 3.5 cal ka BP, and the arid tendency was earlier in the terminal lake than it was in the middle and upper regions of the drainage basin. During the early Holocene the relatively arid environment was affected by the gradually intensifying East Asian monsoon and the dry westerly winds. The mid-Holocene Optimum benefited from the intensive East Asian monsoon and the humid westerly winds. Then, the East Asian monsoon retreated since the late-Holocene. In the basin the arid tendency may be related to the retracting of the East Asian monsoon. However, the intensifying acidification after 1.5 cal ka BP may be correlated to the increasing dryness of the westerly winds.     

Thermal belt and cold air drainage on the mountain slope and cold air lake in the basin at quiet, clear night

This paper reviews results of recent observations on the thermal belt, cold air drainage and cold air lake, which are striking in local climatic phenomena in mountain areas.The height (A) of the warmer part, the thermal belt, of the mountain slopes changes with time from early evening, midnight to early morning and also seasonally and differs according to the velocity of the upper general wind and cloudiness, but is generalized by the height difference (H) between the bottom of the basin and the surrounding mountain ridges. Roughly speaking, A = (0.25–0.30) H.On the mountain slopes, cold air flows down intermittently. The air temperature shows positive correlation to the wind speed of cold air drainage in the source region of cold air drainage. On the other hand, however, there is a negative correlation between the wind speed and air temperature in the drainage region at the lower part of the slope. Above the downslope cold air drainage, there is an anti-down-slope wind. The relatively large drainages are formed at frequencies corresponding to periods of oscillation of 1–2 hours and the smaller ones are of several minutes.In the basin or valley bottom, cold air lakes are formed. They are well defined by a strong inversion in air temperature. In most cases, the stagnant air in the cold air lake flows down slowly in accordance with inclination of the basin or valley floor. Above the cold air lake, we find the neutral or weak inversion layer. In some periods the drained cold air flows into this layer from the side slopes of the mountains. However, the radiation cooling of the basin or valley floor seems to be more effective for the formation of the cold air lake. Above the neutral or weak inversion layer, there is a layer of the general wind caused by the synoptic scale circulation systems. Their effects are controlled by the surrounding topography as well as the basin or the valley itself.In short, the structure of thermal belt, cold air drainage and cold air lake is a good example of the small-scale climatic processes under the influence of the synoptic scale phenomena and the one-order-greater scale topography.