新疆开都-孔雀河流域绿洲需水量与稳定性分析

水是绿洲存在和发展的核心, 干旱区绿洲稳定性与水密切相关. 根据2000-2009年资料, 采用蒸发系数法和定额法估算开都-孔雀河流域绿洲自然生态系统和社会经济系统综合需水量, 并对水资源约束条件下的绿洲稳定性进行初步探讨. 结果表明: 2000-2009年, 绿洲年均总需水量理论值约为54.80×10⁸ m³, 其中开都河绿洲总需水量约为20.55×10⁸ m³, 孔雀河绿洲总需水量约为21.90×10⁸ m³, 博斯腾湖区耗水量约为12.35×10⁸ m³, 与绿洲10 a平均供水量相比, 供需表现出极大地不平衡性. 水资源可承载绿洲面积(不含博斯腾湖)约为3139.66 km², 其中可承载灌溉地面积约为1395.41 km², 与绿洲10 a平均面积5 248 km²相比, 差别较大, 绿洲处于不稳定状态, 现状绿洲面积应适当收缩. 最后, 对博斯腾湖最低生态水位进行讨论, 初步把大湖最低水位定为海拔1 045 m, 小湖最低生态水位定为海拔1 046.5 m.     

城市湖泊生态环境需水量计算——以北京市六海为例

城市湖泊生态环境需水量包括:城市湖泊蒸发需水量、城市湖泊自身存在的需水量、生物栖息地的需水量、城市湖泊净化需水量、湖泊渗漏需水量、景观、娱乐需水量。需水量计算在遵循生态优先原则、兼容性原则、最大值原则和等级制原则的基础上,还应充分考虑时间性原则。计算了北京市六海各季节(冬季除外)生态环境需水量,结果表明:北京六海春、夏、秋及全年的最小生态环境需水量分别为:296.82、643.94、474.59和1415.35万m3,其中净化需水量分别占35 87%、71 23%、70 08%和63 42%。根据研究和计算结果,对改善六海生态环境提出了建议。     

Predicting lake water quality responses to load reduction: a three-dimensional modeling approach for total maximum daily load

Water quality restoration efforts often suffer the risk of ineffectiveness and failure due to lack of quantitative decision supports. During the past two decades, the restoration of one of China’s most heavily polluted lakes, Lake Dianchi, has experienced costly decision ineffectiveness with no detectable water quality improvement. The governments are planning to invest tremendous amount of funds in the next 5 years to continue the lake restoration process; however, without a quantitative understanding between the load reduction and the response in lake water quality, it is highly possible that these planned efforts would suffer the similar ineffectiveness as before. To provide scientifically sound decision support for guiding future load reduction efforts in Lake Dianchi Watershed, a sophisticated quantitative cause-and-effect response system was developed using a three-dimensional modeling approach. It incorporates the complex three dimensional hydrodynamics, fate and transport of nutrients, as well as nutrient-algae interactions into one holistic framework. The model results show that the model performs well in reproducing the observed spatial pattern and temporal trends in water quality. The model was then applied to three total maximum daily load scenarios and two refined restoration scheme scenarios to quantify phytoplankton responses to various external load reduction intensities. The results show that the algal bloom in Lake Dianchi responds to load reduction in a complex and nonlinear way, therefore, it is necessary to apply the developed system for future load reduction and lake restoration schemes for more informed decision making and effective management.     

艾比湖面积变化及对生态环境影响

艾比湖在中更新世为鼎盛期,湖面积曾达3000 km²,贮水量700×10⁸m³,为良好的淡水湖.由于地壳运动和气候的暖干变化,湖面萎缩,到20世纪50年代初湖面积降至1070 km².自20世纪50年代以来,由于大规模的水土开发,灌区人口、灌溉面积和引水量大幅度增加,入湖水量急剧减少.从20世纪50年代至80年末,灌区人口增加了59.3×104人,灌区面积增加了16.43×104km²之多,净耗水量增加了8.13×10⁸m³左右.湖面积一度降至499 km²(1987年),湖水矿化度达100 g·L^-1左右.湖泊的萎缩,导致生态环境的劣变,表现为沙漠化程度加速,浮尘和沙暴天气增加,人畜受害,也导致野生动物的数量减少.20世纪80年代后,由于气候暖湿转型效应,降水和河川径流量有所增加.尤其是大力推广先进节水灌溉技术和退耕还林以及培育生态林等措施,使得入湖水量大幅度增加,特别是2001-2005年的5 a间,年均入湖水量达7.7×10⁸m³,比1989年增加了76%,湖水面积维持在800~950 km²左右.目前生态环境已有所恢复和改观,荒漠植被得到一定程度的修复,沙尘天气明显减少,已有野生动物出没其间.     

2003-2011年青藏高原佩枯错相对水量变化及其对气候变化的响应

湖泊的退缩与扩张是全球气候变化的指示器.利用2003-2011年Landsat ETM数据和2003-2009年ICESat激光测高数据, 分别对青藏高原佩枯错湖泊的面积和高程变化进行了分析, 并进一步估算了湖泊2003-2009年相对水量变化.结果表明: 佩枯错面积年内变化明显, 湖泊面积冬季最小, 春季出现小峰值, 秋季达到最大; 面积年内波动明显(1.18%), 但在冬季、 春季和秋季相对稳定, 波动范围分别为0.26%、 0.1%和0.29%. 2003-2011年湖泊呈退缩趋势, 冬季、 春季和秋季面积年际变化率分别为-0.52 km²·a^-1、-0.35 km²·a^-1和-0.61 km²·a^-1; 2003-2009年间湖泊水位下降了1.17 m, 变化率为-0.05 m·a^-1; 2003-2010年, 冬季总水量减少了2.51×10⁸ m³, 春季总水量减少了1.74×10⁸m³, 秋季总水量减少了2.80×10⁸ m³, 平均相对水量变化率分别为-0.35×10⁸ m³·a^-1、-0.21×10⁸ m³·a^-1、-0.37×10⁸ m³·a^-1. 从空间上看, 湖泊退缩主要发生在东北角、 东南角和西南角.气候因素分析表明, 佩枯错湖泊退缩秋季主要是因为夏半年平均气温的升高, 冬季和春季则主要是因为冬半年降水量的减少.     

洞庭湖萎缩对湖内洪水影响

为了更好地理解湖泊萎缩对湖内洪水过程的影响,在假定洞庭湖将继续萎缩的前提下,通过建立荆江-洞庭湖水动力模型,定量分析洞庭湖萎缩对湖内洪水的影响。研究结果表明,湖内水位及洪峰流量随湖泊面积的萎缩而增加,洪峰水位到达时刻随着湖泊萎缩而提前。若遇1996年型洪水,洞庭湖面积若从目前的2 670 km2减小至1 380 km2时,西洞庭湖及南洞庭湖内最高水位将抬高2.0 m左右,东洞庭湖水位将抬升0.4 m左右,城陵矶站点洪峰水位到达时刻将提前约11 h,洪峰流量增加约4 800 m3/s。因此,若洞庭湖湖泊面积在目前基础上（面积2 670 km2）继续萎缩,湖区特别是西洞庭湖及南洞庭湖将面临更为严峻的洪水灾害。虽然湖泊萎缩对西洞庭湖与南洞庭湖内水面坡降影响较小,但东洞庭湖内水位同时受湖泊萎缩及长江来流的影响,水面坡降发生较大变化,在距离蔡家洲80~110 km（鹿角站附近）河段水面坡降出现大幅增大。     

天然矿物材料修复富营养化水体的实验研究

采用底泥掩蔽技术，选取天然红土，添加适量的粉煤灰及石灰粉作为掩蔽覆盖物，对滇池富营养化水体进行现场修复实验。结果表明：用天然矿物材料减小底泥内源营养盐负荷的释放修复富营养化水体的效果良好；红土是有效的底泥覆盖材料，添加粉煤灰和石灰粉有助于消减底泥中TP、TN的释放量，还可提高对藻类等浮游植物繁殖的营养基础和对藻、藻细胞及其胚胎上浮生长的控制效率，最终达到除藻的目的，为滇池及类似湖库富营养化水体的修复提供了崭新的思路。     

牛栏江流域水污染特征与水资源保护对策研究

牛栏江—滇池补水工程是滇池流域及周边地区的水资源综合利用工程,是增加滇池生态环境水量,改善滇池水资源质量的重要工程,对于保障现代新昆明建设和云南省经济社会可持续发展具有重大战略意义。然而近年的监测结果表明,牛栏江流域水资源质量有下降趋势。在以往的研究中曾提出面源污染是主要污染源。通过研究,发现牛栏江水污染物以总磷(TP)为主,且主要集中在七星桥断面以上;总磷(TP)污染主要来自于工业排放。并据此提出水污染治理的水资源保护对策。水环境治理措施和水质监测结果验证了结果的可靠性。     

系统滤波模型在滇池水质预测中的应用

根据滇池水深较浅，流场比较稳定等特点，对湖泊进行了单元划分，考虑计算误差和观测误差干扰的存在，建立了系统滤波模型，用吉尔算法求解微分方程，对ＢＯＤ，ＣＯＤ多点连续模拟预测，经用１９８８年实测资料检验，取得满意结果。     

The combined use of Sr/Sr and carbon and water isotopes to study the hydrochemical interaction between groundwater and lakewater in mantled karst

The hydrochemical interaction between groundwater and lakewater influences the composition of water that percolates downward from the surficial aquifer system through the underlying intermediate confining unit and recharges the Upper Floridan aquifer along highlands in Florida. The ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr ratio along with the stable isotopes, D, ¹⁸O, and ¹³C were used as tracers to study the interaction between groundwater, lakewater, and aquifer minerals near Lake Barco, a seepage lake in the mantled karst terrane of northern Florida. Upgradient from the lake, the ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr ratio of groundwater decreases with depth (mean values of 0.71004, 0.70890, and 0.70852 for water from the surficial aquifer system, intermediate confining unit, and Upper Floridan aquifer, respectively), resulting from the interaction of dilute oxygenated recharge water with aquifer minerals that are less radiogenic with depth. The concentrations of Sr²⁺ generally increase with depth, and higher concentrations of Sr²⁺ in water from the Upper Floridan aquifer (20–35 μg/L), relative to water from the surficial aquifer system and the intermediate confining unit, result from the dissolution of Sr-bearing calcite and dolomite in the Eocene limestone. Dissolution of calcite [δ¹³C = −1.6 permil (%o)] is also indicated by an enriched δ¹³C_DIC(-8.8 to -11.4% o) in water from the Upper Floridan aquifer, relative to the overlying hydrogeologic units (δ¹³C_DIC < -16%o).

Groundwater downgradient from Lake Barco was enriched in ¹⁸O and D relative to groundwater upgradient from the lake, indicating mixing of lakewater leakage and groundwater. Downgradient from the lake, the ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr ratio of groundwater and aquifer material become less radiogenic and the Sr²⁺ concentrations generally increase with depth. However, Sr²⁺ concentrations are substantially less than in upgradient groundwaters at similar depths. The lower Sr²⁺ concentrations result from the influence of anoxic lakewater leakage on the mobility of Sr²⁺ from clays. Based on results from mass-balance modeling, it is probable that cation exchange plays the dominant role in controlling the ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr ratio of groundwater, both upgradient and downgradient from Lake Barco. Even though groundwater from the three distinct hydrogeologic units displays considerable variability in Sr concentration and isotopic composition, the dominant processes associated with the mixing of lakewater leakage with groundwater, as well as the effects of mineral-water interaction, can be ascertained by integrating the use of stable and radiogenic isotopic measurements of groundwater, lakewater, and aquifer minerals.     

1976-2014年黄河源区湖泊变化特征及成因分析

选取黄河源区1976-2014年Landsat系列卫星影像, 解译了该区域1 km²以上的42个湖泊水面. 结果表明: 除鄂陵湖外, 扎陵湖和其他中小湖泊在过去的38 a间总体上存在稳定(1976-1994年)-萎缩(1994-2004年)-扩张(2004-2010年)-稳定(2010-2014年)四个阶段的变化过程, 湖泊总面积2004年最小, 2007年已经超过1976年. 扎陵湖和鄂陵湖2004年面积仅较1994年萎缩了1.4%, 萎缩幅度很小. 2005年, 扎陵湖水面已恢复到萎缩前的水平. 鄂陵湖在2005年以后水位开始快速上升, 2007年7月上升至海拔4 270 m以上, 2008-2014年的平均水位达到海拔4 270.58 m, 较1986-1999年的平均值(海拔4 268.25 m)上升了2.33 m, 湖面较1994年扩张了30.0~45.2 km². 中小湖泊面积1994-2004年从288.0 km²萎缩到193.0 km², 萎缩幅度33.0%, 2004年是萎缩速度最快的一年, 2005年即迎来了快速增长, 这两年中小湖泊面积的年均变化率分别达到-14.5%·a^-1和 32.9%·a^-1, 变化速率远大于其他年份. 1956-2014年的气候水文变化显示, 58 a来研究区气温上升趋势显著, 变化倾向率达到了0.32℃·(10a)^-1. 2003、2004和2005年蒸发能力、降水量、径流量开始依次显著增加, 至2014年, 平均较前分别偏多53.8 mm(6.9%)、57.4 mm(18.5%)和 3.523×10⁸ m³(52.7%). 湖泊面积对气候、水文变化以及人类活动的响应关系表明, 作为特大型外流湖, 扎陵湖、鄂陵湖受降水径流补给变化的影响相对较小, 鄂陵湖2005年后的扩张是下游黄河源电站抬高水位所致. 中小湖泊面积变化与降水、径流有密切的关系, 近期扩张是由降水、径流显著增加引起. 流域尺度上, 气温上升、蒸发能力增强不是2005年以后湖泊扩张的直接原因.     

滇池水中铝的形态分布初探

采用铬天青S光度法对滇池水中的总铝和各主要形态铝进行分析，并利用简单易行的紫外吸收表征水中有机物污染程度和颗粒物含量，初步探讨了各因素的变化对铝形态分布的影响。     

基于水量平衡的博斯腾湖水位变化分析

博斯腾湖是我国最大的内陆淡水湖,也是新疆南部地区重要的淡水资源。20世纪50年代以来,博斯腾湖水位多次剧烈变动。尤其是近30年,博斯腾湖水位波动尤为剧烈,甚至有不断加剧的趋势,这给该区经济建设和生态环境造成重大负面影响。基于水量平衡原理,分析博斯腾湖流域1986~2012年的气象水文数据,得到1986~2002年博斯腾湖水位急剧上升的原因在于开都河径流量的增加及开都河灌区引水量的减少。2002~2012年,开都河径流量持续走低,地下水的开采导致河道损失水量增大以及泵站扬水量的增加使得博斯腾湖水位急剧下降。     

Subaqueous morphology of Lake Lucerne (Central Switzerland): implications for mass movements and glacial history

Bathymetric data available for Swiss lakes have typically only low to moderate resolution and variable quality, making them insufficient for detailed underwater geomorphological studies. This article presents results of a new bathymetric survey in perialpine Lake Lucerne using modern hydrographic equipment. A digital terrain model (DTM) of the lake floor (raster dataset with 1 m cell size) covering the Chrüztrichter and Vitznau basins documents signatures of major Holocene mass movements and relics from the glacial history of the lake. Combining the bathymetry data with reflection seismic profiles and an existing event chronology allows investigating the morphology in its geological context. Subaqueous sediment slide scars with sharp headwalls cover large areas on moderately inclined slopes. The particularly large Weggis slide complex, correlated with an historical earthquake (ad 1601), features a ~9 km long and 4–7 m high headwall and covers an area of several square kilometers. Large debris cones of prehistoric rockfalls and the deposits of recent rockfall events imaged on the almost flat basin plain document mass-movement activity on steep slopes above the lake. Six transverse moraines, visible as subaqueous ridges, as lake-floor lineaments, or only imaged on reflection seismic profiles, indicate a complex glacial-inherited morphology. As many of the documented features result from potentially catastrophic events, high-resolution bathymetry can significantly improve natural hazard assessment for lakeshore communities by extending classical hazard maps to the subaqueous domain.     

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...     

青藏高原可可西里盐湖水位上涨趋势及溃决风险分析

2011年位于可可西里腹地的卓乃湖溃决引起的盐湖水位上涨和面积增大趋势仍在快速发展。遥感资料显示,卓乃湖溃决后,盐湖面积持续增加,从2012年的134.1 km²一直持续增大到2018年的197.5 km²,尤其是2016-2018年增加较快,面积增加了42.0 km²,即平均每年增加14.0 km²。水位监测数据显示,2016年5月20日至2018年11月11日期间,盐湖水位共上升了8.241 m,年平均上升2.747 m。目前盐湖的面积仅比模拟的溢出面积小19.3~21.1 km²;湖泊水位仅比分水岭最低处低4.09 m。按照2016-2018年面积和水位变化趋势,预计盐湖将在未来1~2年内可能发生溢水溃决。研究表明：近年来区域降水增加、卓乃湖溃决后地下水释放、上游湖泊出水口可能存在侵蚀扩大导致湖水继续向下输送等原因是导致盐湖水位持续上涨和面积快速增大的主要原因。利用水库溃坝预测分析模型,对盐湖溢水溃决冲沟形成时洪峰流量预测表明,盐湖溢水溃决时将形成巨大的洪峰流量,洪水将对青藏公路、青藏铁路和兰西拉光缆等造成危害,建议尽快开展盐湖潜在的湖水外溢途径地质条件调查,并设计防治措施。     

淡水湖泊中类蛭弧菌的分离方法

从贵州阿哈湖、百花湖及云南滇池不同深度的湖水中筛选出2株宿主菌株。经16SrRNA基因序列分析,这2株宿主菌分别鉴定为肠杆菌(Enterobacteriales)和黄色单胞菌(Xanthomonadales)。分别利用这2株宿主菌,从湖水样品中获得到了类蛭弧菌噬菌斑。通过吸光度分析、用淡水类蛭弧菌的特异性引物进行基因扩增、DNA序列分析等一系列方法,证实了所分离的菌株为类蛭弧菌。建立了用同一生长环境中的宿主菌来分离类蛭弧菌的方法,并用该方法从淡水湖泊中分离出了不同类群的类蛭弧菌菌株。     

白洋淀渗漏对周边地下水的影响

为查明受污染的白洋淀地表水渗漏范围,对周边地下水主要离子水化学的影响,并评价地下水是否适用于灌溉,在该区域现场测定了地表水及地下水pH、EC(Electric Conductivity)和ORP(Oxidation-Reduction Potential)等参数,采样分析各水体D、¹⁸O和主要离子组成,结合判别分析和钠吸附比R_SA(Sodium Adsorption Ratio)讨论。结果表明,淀水渗漏使浅层地下水电导率升高,氧化还原电位值降低,且更加富集重同位素;唐河污水库周边浅层地下水SO₄^2-和Na⁺含量明显增大。浅层地下水的δ¹⁸O值结合水位埋深有效地标记了淀水渗漏影响地下水的范围。浅层地下水主要受到白洋淀渗漏的影响,唐河污水库附近的浅层地下水受污水库渗漏影响。污染地表水渗漏使得浅层地下水水质普遍下降,白洋淀西部和唐河污水库周边浅层地下水不适宜用于灌溉。     

20世纪下半叶开都河与博斯腾湖的水文特征

开都河属于雪冰融水和雨水混合补给的河流,流域共有冰川722条,冰川总面积为445km²,冰川总储量为22.4km³.开都河年径流补给源中,积雪和冰川及地下水补给占有相当大的比例.开都河是博斯腾湖的主要补给源,对博斯腾湖生态与环境起着至关重要的作用.1987年以来,由于开都河天然年径流量的大幅度增加,博斯腾湖水位不断持续上升回复到上世纪50年代水平,目前,已达到历史最高水位.     

1976-2017年柴达木盆地湖泊面积变化及其成因分析

高原湖泊是反映气候变化敏感的指示器。利用1976-2017年的多源资料对柴达木盆地湖泊面积动态进行了监测。结果表明：近50多年来,柴达木盆地气候呈现气温升高,降水普遍增加的增暖增湿趋势,21世纪以来这一趋势更为明显,但存在地区差异,年平均气温升温速率自东向西趋于增加,降水增加速率自东向西趋于减小;柴达木盆地外围东部的托素湖面积1956-2017年总体呈弱的减小趋势,减速为0.41 km²·a^-1。但2005-2017年期间湖面以1.34 km²·a^-1的增速呈明显扩张趋势,中部的小柴旦湖面积与过去13年同期平均相比,扩大了19.87 km²,而西部的尕斯库勒湖呈先增加后减小的趋势。柴达木盆地气候变化、植被面积、入湖径流等因子是导致湖泊面积变化的主要原因。