三江自然保护区河流湿地水质研究

2005年春季(5月)、夏季(8月)和秋季(10月),分别在黑龙江流域三江自然保护区Ⅰ区和Ⅱ区的河流湿地中选取14个点采集水样,测试分析各个水样的总磷(TP)、化学需氧量(COD)、硝酸氮(NO3—N)、亚硝酸氮(NO2—N)和氨氮(NH4—N)浓度及其变化情况,得到三江自然保护区河流湿地水质分布特征。研究结果显示,三江自然保护区Ⅰ区和Ⅱ区河流湿地水质分布特征具有相似性。研究区Ⅰ区河流湿地水中的TP质量浓度总体上大于Ⅱ区,最大的TP质量浓度出现在Ⅰ区浓江河1号采样点的秋季水样中,为2.483 mg/L;河流湿地水中最大的COD质量浓度出现在Ⅰ区的黑龙江入水口采样点的夏季水样中,为82.70 mg/L,表明夏季该处湿地水体有机污染严重;在春季和秋季,Ⅰ区和Ⅱ区河流湿地水中NO3—N质量浓度都呈显著上升趋势;在夏季和秋季,Ⅰ区河流湿地水中的NH4—N和NO2—N的质量浓度都大于Ⅱ区。研究区河流湿地对污染物的净化作用存在较大的季节波动性,Ⅱ区河流湿地的净化能力强于Ⅰ区。     

太湖流域宜溧河与西苕溪水质对比分析

基于2010年汛期与非汛期太湖流域西部宜溧河及西苕溪22个断面水样实测分析数据,选取高锰酸盐指数（CODMn）、总磷（TP）、总氮（TN）、氨氮（NH3-N）为主要研究指标,利用单因子评价法和综合评价法对两条典型河流汛期与非汛期水质状况及差异,以及两者间不同时期及沿程水质变化进行了对比分析,并从社会经济、自然地理等角度探讨了其产生的原因。结果表明：宜溧河流域平均水体污染程度总体高于西苕溪流域,污染程度更差。宜溧河非汛期各断面的CODMn、TN、NH3-N及TP含量均明显高于汛期的含量,水质状况更为恶劣,而西苕溪汛期的平均水质状况基本劣于非汛期。受流域内城镇空间布局以及工业污染企业的空间分布等因素的影响,河道水体水质状况的空间差异性比较显著。宜溧河段入湖河流水质污染主要来源于点源,汛期下游受到一定程度的非点源污染。西苕溪水质污染主要来源于面源污染,汛期污染物主要是由降雨径流带入河中,下游受到一定程度的点源排放影响。     

湖泊集水域地表—地下径流联合模拟

研制了流域尺度的地表- 地下径流联合模拟的分布式水文模型。模型考虑了地表径流、土 壤水、地下水之间的相互作用和水量交换, 更真实地模拟径流系统。特别是, 考虑了湖泊- 流域系 统的特点, 例如, 多条入湖河流、直接入湖的坡面水流和地下入湖径流等, 使模型比现有水文模型 更适合于湖泊集水域径流系统的模拟。模型在云南抚仙湖集水域作了初步应用研究, 模拟结果与 河道径流、土壤含水量和地下水位等观测数据的比较显示, 模型模拟效果理想。此外, 模拟结果与 SCS 模型结果的对比分析, 进一步验证了模型的有效性。该模型可用于研究湖泊与流域的相互作 用、模拟流域水文过程对自然条件改变或人类活动的响应、探究地表径流- 地下水- 湖泊之间的相 互作用。模型也可用作湖泊- 流域系统水量平衡分析和水资源管理的有效计算工具。     

辽河流域生态需水估算

从辽河流域存在的环境问题出发,在确定主要生态需水类型的基础上,基于水资源分区,分别估算各水资源分区的不同类型的生态需水,包括枯季河道生态需水、汛期输沙需水、入海需水、地下水恢复需补充的水量、河口湿地生态需水等。针对辽河流域季节性河流的特点,提出了枯水季节最小流量法的枯季河道生态需水计算方法。计算结果表明,辽河流域生态需水总量为130.44×10⁸m³,占地表径流的48.3%,其中浑太河、东辽河2个水资源分区的生态需水量占地表径流的比例在60%以上,辽河干流生态需水量占地表径流的53.5%,其余水资源分区生态需水量占地表径流的比例均在50%以下。研究结果为流域水资源配置及水环境保护与恢复提供科学依据。     

河流氮输出对人类活动净氮输入的响应

由人类活动产生的氮排放是影响河流氮通量输出的关键,本研究基于人类活动净氮输入模型和流域分布式水文模型(SWAT),计算了山美水库流域2001—2010年人为氮排放强度,模拟估算了同期的河流氮通量,对山美水库河流氮输出与人类活动净氮输入(NANI)之间的响应特征进行研究。结果表明,2001—2010年间,山美水库流域年均人类活动净氮输入强度为11 023 kg N·km^-2,其中氮肥施用量占NANI总量的60%,是NANI的主要来源;河流氮通量的年际变化特征深受河流年径流变化影响,与NANI并无显著相关;NANI、滞留氮库以及自然背景源对流域河流氮输出总量的贡献率分别达到52%、44%和4%,包括NANI和滞留氮库在内的人为氮输入是影响山美水库流域河流氮通量输出的关键因素。     

紫色丘陵区典型小流域非点源磷迁移特征

通过对居民点、林地、坡耕地等土地利用类型的小型集水区(亚流域)径流磷形态与通量的定位监测,研究了紫色丘陵典型小流域的非点源磷流失特征。结果表明,居民点在降雨量4 mm即可产流,林地与坡耕地的产流临界降雨量为20 mm。居民点的降雨径流响应迅速,径流与降雨峰值基本同步;林地和坡耕地产流时间延迟,径流峰值较降雨延迟20~120 min。居民点、坡耕地和林地的次降雨平均径流深分别为22.4、12.3、9.5 mm,径流系数分别为0.36、0.17和0.09,泥沙流失量分别为136.2、73.5和48.6 kg/hm2。居民点和林地径流的总磷(Total P-TP)、颗粒态磷(Particulate P-PP)浓度在径流过程中迅速达到峰值后陡然下降;坡耕地径流的TP、PP浓度呈多峰变化。居民点径流的可溶性磷(Dissolved P-DP)浓度随径流量增大而减少;林地径流的DP浓度逐渐增加;坡耕地DP、磷酸盐(PO3-4-P)浓度较低且波动较小。居民点小雨、中雨、大雨和暴雨等雨型下的TP流失负荷分别为42.6、136.3、190.0、1 245.6 g/hm2,平均负荷为403.6 g/hm2,林地与坡耕地在中雨、大雨和暴雨等雨型下的TP流失负荷分别为3.5、3.9、90.6和6.6、10.2、210.6 g/hm2,二者的平均负荷为32.7和75.8 g/hm2。降雨量越大,磷流失负荷越高,暴雨条件下的TP流失负荷最高。居民点的磷流失负荷远高于坡耕地和林地,表明居民点的径流污染是非点源污染控制的关键源。     

陕西大理河流域土地利用/覆被变化的水文效应

近年来,土地利用/覆被变化的水文效应研究已成为国际的前沿和重点。在大理河流域,LUCC(包括水土保持措施)对水循环和水量平衡产生了深远影响,该流域LUCC水文效应的研究势在必行。根据研究区1990年代三期土地利用数据分析了LUCC的时空变化特征,采用特征变量时间序列法及降水-径流模型对LUCC水文效应进行了研究。结果表明:流域土地利用类型以耕地和草地为主,近10年来,耕地和草地面积有所减少,而林地和建设用地面积持续增加;流域年径流和月径流演化过程均表现出明显的下降趋势;LUCC及水土保持具有减少流域年径流、汛期流量以及增加枯季流量的作用,相对于降水因素,人类活动对流域水文的作用占主导地位;在1990~2000年期间,主要由LUCC引起的年均径流减少量达2616.6×10⁴ m³,占该期间实测减水总量的62.19%。     

雄安新区府河综合治理工程及效果分析

府河是白洋淀3条常年有水的入淀河流之一,主要承接上游污水处理厂尾水,水质较差且存在一定的淤积,严重威胁白洋淀水质安全。府河综合治理工程通过河道疏通、垃圾清运处置、底泥清淤、生态修复和物联网工程等进行河道的综合生态治理。底泥清淤削减COD 2.47 t和NH₃-N 0.60 t,NH₃-N、TN和TP的释放量分别减少0.69 t/a、8.3 t/a和0.75 t/a;生态修复削减COD 17.30 t/a、NH₃-N 1.38 t/a和TP 0.35 t/a。工程实施后,有效提高了河流水动力条件与水体自净能力,河道生态环境得到明显改善,为类似入淀(湖)河流的治理提供参考。     

新疆孔雀河流域生态基流与天然植被需水量研究

研究和确定流域生态基流及天然植被需水量是为了遏制因河道断流或流量减少而造成的生态环境退化,以确保流域生态系统健康发展.根据孔雀河流域植被类型分布及多年径流状况,将河道分为A、B两部分,A段为孔雀河上游塔什店至第三分水枢纽常年未断流河道;B段为第三分水枢纽以下天然植被主要分布区.基于塔什店水文站近50 a水文数据,结合T...     

基于SWAT2000模型的流域氮营养素环境自净效率模拟--以杭埠-丰乐河流域为例

应用分布式非点源污染模型SWAT 2000对杭埠—丰乐河流域的水文、泥沙以及水质模拟进行校核,验证了模型在该研究区的适用性。对基于SWAT模型的氮营养素自净效率计算方法进行完善,即考虑流域本底情况,计算全流域和河流的自净效率分别为0.991和0.005;由于计算时无法考虑地下水的贡献和无法统计NH4 -N和NO2--N的入河负荷,实际河流氮营养素自净效率要高于计算值。给出流域氮营养素自净效率的月际变化特征;进一步计算各个亚流域的环境自净效率,获得其空间分布特征。     

借助137Cs估算滇池沉积量

根据137Cs测量值和具体区位判断,滇池流域土壤与湖泊沉积物中的137Cs是世界与中国核试验生成物叠加的结果,由此在滇池沉积物中识别出1954年、1963年、1976年、1986年几个特定年份的沉积层(时标)。计算不同时标间的沉积物质量,可求出不同时段单位面积上的年均沉积质量,不同湖区该值有差别,但符合湖心沉积低于湖岸的湖泊沉积规律。又参照滇池流域地貌、物源供给、湖盆形态及采样点等,借助GIS方法将滇池湖区划分为远岸湖心区(I)、近岸湖心区(II)、湖西区(III)、湖东区(IV)和湖南区(V),并计算各区底面积;然后将面积与年均沉积质量相乘,得到不同时段各区域的年均沉积总量1954~2003年与I~V区对应的年均沉积总量(104t/a)分别是6.85、8.90、8.43、9.82和5.91,滇池外海的总沉积量为39.91×104t/a。这些结果与当地实情吻合,与他人的研究结果也非常一致。     

Falling water-levels in saline lakes of the central Rift Valley of Kenya: The case of Lake Elmenteita

Reasons why Lake Elmenteita and rivers flowing into it decreased in volume during 1958–1987 were investigated. The effects of changing climate, landcover and landuse were considered. The study suggested that falling lake water-levels are not due to climate change alone: landuse changes and river abstraction and damming may also be important. Long-term trends in rainfall and evaporation reveal various patterns: monthly evaporation has slightly decreased recently but with no effect on lake levels; rainfall has remained more or less constant in total amount, but monthly falls show increased variability. Although flows in rivers and streams are primarily determined by rainfall, other factors operate near the lake so discharge into the lake cannot be predicted from rainfall. Increased settlement and farming on former forested areas within the catchment and irrigation along rivers also indirectly affect discharge values. Additionally, accelerated soil erosion from farmed lands has led to a reduced lake volume following soil deposition in the lake. It is noted that landuse changes need to be carefully monitored because of their effect on lake levels.     

基于SOM的流域分类和无资料区径流模拟

无资料区的径流模拟问题是国内外水文研究的难点之一。基于相似流域的参数移植法是常用的解决方法之一,但如何判断相似流域是制约此类方法发展的难点。本文以滇池流域为例,采用自组织映射神经网络(SOM)和层次聚类分析(HCA)联合模式,选取16个流域物理特征为指标进行子流域分类,以确定相似流域。运用无分层的K-means分类的SOM法将整个滇池流域划分为7类具有水文属性的子流域组,分类情景与HCA基本一致,两者实现相互验证。采用HBV水文模型模拟子流域径流过程,并选择部分子流域进行组内参数移植交叉检验。结果显示,HBV模型可较好的模拟滇池流域径流过程;此外,子流域交叉检验结果优良,表明同组内参数可以相互移植。本文不仅为解决滇池流域无资料问题提供了可靠手段,而且由于SOM实现了高维流域特征可视化展示,有助于管理者全面、深入的把握滇池流域水文属性的空间分布特征,为进行水资源管理提供指导。     

Composition, spatial distribution, and environmental significance of water ions in Pumayum Co catchment, southern Tibet

The chemistry of major cations (Mg2+, Ca2+, Na+, and K+) and anions (HCO3 ?, SO4 2?, and Cl?) in the water of Lake Pumayum Co and its inflow river was studied, revealing the obvious ionic difference among various inflow rivers and the lake. The chemical type of the lake water was Mg2+-Ca2+-HCO3 ?-SO4 2+, but the major ions of the main inflow rivers were Ca2+-Mg2+-HCO3 ?. In the lake inlet of Jiaqu River, the main inflow river, there was significant variance of water chemistry within the depth less than 2 m. However, it was almost homogeneous at other area of the lake. Therefore, with the evidence of distribution of water chemistry and oxygen isotope of lake water, a conclusion can be outlined that Jiaqu River had a distinct effect on the hydrochemistry of the water on the submerged delta, whereas this is not the case for other rivers. The Gibbs plot revealed that the dominant mechanism responsible for controlling chemical compositions of the lake water was rocks weathering in the drainage area. Ion ratios and ternary plots further explored the main processes controlling the water chemistry of the catchment, i.e., carbonate weathering, pyrite weathering, and silicate weathering. The different hydrochemistry characteristics between river water and lake water may result from the CaCO3 precipitation. The findings will benefit the explanation of the environmental significance of carbonate in paleolimnological studies in the lake.     

环青海湖湿地调查与遥感分类

环青海湖湿地面积较大、类型丰富,是青海湖野生动物的重要栖息生境。利用遥感技术进行影像分类,并结合实地调查,建立环青海湖湿地资源分类系统,对该区域湿地资源的现状与分布特征进行研究。该区现有湿地4588.8352km2,以湖体为主。湿地类型有沼泽湿地、湖泊湿地和河流湿地,都为天然湿地,有河口湿地、湖滨湿地、盐碱化沼泽、季节性漫滩、沼泽、淡水湖泊、湖体(咸水湖泊)、河流8个亚类。结合环青海湖湿地的地貌特征、水文特征、植被类型以及生物状况,对青海湖典型湿地的成因和分布特点进行了详细描述,为青海湖湿地研究和保护提供依据。     

布哈河河口三角洲1970-2010年间面积变化研究

通过对布哈河河口三角洲1970²010年间的5期MSS、TM、ETM遥感影像进行分析,发现其地貌形态发生了明显的变化,并对影响其变化的原因进行了探讨。结果表明:1)布哈河河口三角洲从1970到2000年呈扩张趋势,面积扩张达67.97 km2010年间的5期MSS、TM、ETM遥感影像进行分析,发现其地貌形态发生了明显的变化,并对影响其变化的原因进行了探讨。结果表明:1)布哈河河口三角洲从1970到2000年呈扩张趋势,面积扩张达67.97 km²,湖岸线扩张也十分明显,仅在19892,湖岸线扩张也十分明显,仅在1989²000年间平均推进量达0.56 km;2)布哈河河口三角洲在2000到2010年呈萎缩趋势,面积萎缩了9.85 km2000年间平均推进量达0.56 km;2)布哈河河口三角洲在2000到2010年呈萎缩趋势,面积萎缩了9.85 km²,湖岸线萎缩了0.44 km;3)造成三角洲形态变化是有诸多因素的,其主导因素为青海湖水位变动,其次是受到其它诸如河流输沙、人为干扰等因素的影响,这些影响的贡献度尚不明确,有待进一步探讨。布哈河作为青海湖国家级自然保护区的最大补给河流,对青海湖的生态、气候环境有很大程度的影响,研究其河口三角洲的地貌变化具有重要意义。     

基于137Cs计年法估算滇池沉积物重金属负荷

根据滇池流域地貌、湖盆形态、物源供给等,用GIS方法将滇池外海分作7个区域,以¹³⁷Cs计年法确定各区域上部沉积物3个沉积时段为1954~1963、1963~1986、1986~2003年,测算不同时段各区域的泥沙年均沉积通量和年均蓄积量,与当地实情及他人用其它方法研究对照,结果可以吻合。在此基础上,结合实验室测量,估算各区域的Cu、Cr、Cd、Pb、Hg、Zn在各时段的年均沉积通量,得到1963~2003年期间滇池沉积物几种重金属负荷分别达到1040.8、1054.0、11.2、824.7、2.5、2465.6 t。故应十分重视滇池沉积物中重金属,采用减少重金属和泥沙入湖量并举的措施控制沉积物重金属负荷的进一步增长。     

黄河源区生态环境恶化的现状及其原因

黄河是中华民族的母亲河 ,黄河流域是世界上著名的四大文明古国的发祥地之一。远古时代黄河流域气候湿润、水源丰富、土地肥沃。轩猿黄帝和他的沿黄部落就在这里开始创造中华文明。而今黄河下游常年发生断流 ,中游水土流失严重 ,河源区生态环境恶化 ,已引起我国政府和民众的关注。目前 ,防治黄河源区生态环境进一步恶化的研究工作必须加大力度 ,在财力、人力方面应给予更大的支持 ,及早编制该区治理生态环境的规划 ,加强环境保护措施     

过去300 a大清河上游南部流域耕地变化重建

过去300 a耕地变化重建是环境变化研究的基础。华北地区河湖演变对历史土地开垦的影响需要在历史耕地重建时予以考虑。论文基于清代地方志、民国统计资料和现代土地利用数据,通过量化坡度和历史时期潜在耕地垦殖率因子,建立宜垦性模型,重建过去300 a白洋淀与大清河上游南部流域5个时间断面上空间分辨率为1 km×1 km的耕地变化,并结合大清河南支的河道变迁和白洋淀演变过程分析了县域尺度下河道变迁、湖群演变对土地开垦过程的影响。结果表明：① 近300 a来研究区开垦范围向山区扩展,开垦强度不断加深,平均垦殖率由1646年的0.162增至1980年代的0.579;② 白洋淀收缩为安新、容城、任丘、高阳和蠡县土地开垦提供良好的物质基础,清中后期5县垦殖率较同期周围县高约3%~40%不等,且增长速度明显快于周围县;③ 古河道为肃宁、河间、任丘和安国的土地开垦提供了物质基础,河流改道后肃宁、河间和任丘的垦殖率分别增长为原来的2.12、2.6和2.86倍;安国垦殖率增长了37%,为同期增长最为显著的县;④ 新河道虽会冲毁部分土地,但泛滥区却能为土地开垦提供物质基础,故途经地垦殖率有增有减,蠡县和高阳的垦殖率分别增加为原来的1.80倍和1.88倍,望都、清苑垦殖率分别增加3%、4%,定州垦殖率减少4%。     

Sediment accumulation of Dianchi Lake determined by 137Cs dating

The water quality of Dianchi Lake declines quickly and the eutrophication is getting serious. To identify the internal pollution load of Dianchi Lake it is necessary to evaluate its sediment accumulation. Sedimentation rates of Dianchi Lake are determined by 137Cs dating. However, 137Cs vertical distribution in sediment cores of Dianchi Lake has special characteristics because Dianchi Lake is located on the southeast of the Qinghai-Tibet Plateau, the Kunming quasi-stationary front is over the borders of Yunnan and Guizhou where the specific precipitation is distributed. Besides 1954, 1963 and 1986 137Cs marks can be determined in sediment cores, a 137Cs mark of 1976 representing the major period of 137Cs released from China unclear test can be determined and used for an auxiliary dating mark. Meanwhile Dianchi Lake is divided into seven sections based on the water depth, basin topography, hydrological features and supplies of silt and the lakebed area of each section is calculated. The mean annual sedimentation rates for seven sections are 0.0810, 0.1352, 0.1457, 0.1333, 0.0904, 0.1267 and 0.1023 g/cm2a in 1963–2003, respectively. The gross sediment accumulation of the lake is 26.18×104 t/a in recent 17 years and 39.86×104 t/a in recent 50 years.