洞庭湖地区水系水动力耦合数值模型

针对洞庭湖地区复杂水系和复杂水情下的实际水流运动特征,建立了完全基于水力学方法的洞庭湖地区水系的一、二维耦合的全局水动力学模型,实现了不同水体数值模拟的自动有机衔接。模型包括湖泊、河网水系两部分。对长江干流荆江段、湘资沅澧四水、三口分流河道,运用能够反映河道主槽和边滩不同行洪特征的扩展一维水量模型进行模拟;对于洞庭湖湖区部分,采用二维非结构的有限体积法建立水动力模型;应用重叠投影法实现模型的耦合。模型具有动边界的自动处理,河道分区计算,分洪、溃堤过程实时模拟等功能。剖分的网格较为细致地刻画了湖区的地形,使模型能够模拟"高水湖相、低水河相"的湖流特征。运用1996年7月的实际洪水过程,进行了模型的验证,较为准确地模拟了实际水流特征。     

基于社区的湿地合理利用和可持续管理——来自洞庭湖区西畔山洲垸的案例分析

过去十年来频繁发生的几次极端洪涝灾害事件引发了人们对洞庭湖地区湿地资源保护、湿地生态系统服务与人类发展和社区生计之间关系的持续争论。本文根据2000-2008年间所获取的1683份系统问卷调查数据,从定量和定性的角度重点分析了洞庭湖区西畔山洲垸内的湿地合理利用和可持续管理等最佳实践及其社会经济效益,得出如下研究结论：（1）退田还湖后,在西畔山洲垸开展的基于社区的湿地资源合理利用活动在恢复、保护湿地的同时,大幅提高了社区经济收入和福利水平,同时又降低了社区应对粮食短缺、贫困、洪灾等方面的脆弱性,增强了社区可持续发展的自然资源基础;（2）社区妇女、年长的农民以及低收入群体从这些实践活动中获益较大;（3）自2000年开展上述合理利用活动以来,参与这些活动的家庭收入持续增加,比没参加活动的家庭获得了更高的收入,也拥有了更多的财产,而即使在2001年这些由外部主导的替代生计活动停止资助以后,其仍然对社区内的收入提高具有显著的累积贡献作用;（4）区域内社会组织结构发生积极变化,社区基层组织从无到有,社区参与共管、自治能力以及社区居民的环保意识都得到了大幅提高,社区自我发展的能力已经形成。目前,越来越多的周边社区居民已经加入有机柑橘、有机蔬菜等有机农业生产活动或对加入表示出极大的兴趣;（5）生计水平提高的原因可以归结为当地社区的自我驱动和积极参与、国家政策机遇、公私合作的伙伴关系（PPP）的建立、社区基层组织建设以及适应性管理方法的应用等。     

荆江南岸主要河流入湖水沙及其对洞庭湖的影响

本文依据１９５１￣１９９１年实测的水文资料，全面估算了长江中游荆江南岸主要河流入湖径流量、输沙量；从多方面分析了径流泥沙的变化规律及其对当今洞庭湖所产生的一系列重大影响。     

海冰与洞庭湖初夏降水的关系

本文利用1953—1977年北极海冰覆盖面积和洞庭湖平原初夏降水量资料,通过交叉相关函数的计算,发现10月北太平洋—北冰洋海冰面积变化与洞庭湖6月降水量成正相关,相关系数为+0.4882,通过信度α=0.05的检验。     

长江中游洞庭湖防洪系统水流模拟——Ⅱ．模型实现和率定检验

在长江中游洞庭湖防洪系统水流模拟模型的建模思路和基本算法的基础上,侧重讨论建模过程中遇到的内、外边界条件的特殊处理、洪水实时预报校正模型的应用、资料处理和模型数据的拟定等重要环节,强调了有关处理及其与模型基本算法的磨合在复杂水流模型中的重要作用.采用80年代两场实测洪水对所建模型进行了率定和检验.结果表明,所建模型清晰地重现了长江中游--洞庭湖区的洪水动态演进过程,得到了总体趋势合理的水位分布和流速或流量分布;模拟的控制站水位、流量过程与实况比较,峰谷完全对应,过程吻合良好,精度满足防洪预报和分析的要求,能够较好地模拟洪水波在这样复杂水系中的水流特征.     

洞庭湖平原西部地区浅层承压水中铵氮的来源与富集机理

洞庭湖平原西部地区浅层承压含水层是当地主要的地下水开采层,却面临严重的水质型缺水问题,其中以铵氮异常最为典型,但目前对于其来源和富集机制的认识十分薄弱。以洞庭湖平原西部为研究区,沿区域地下水流方向对地下水样品进行水文地球化学分析,旨在查明地下水中铵氮的来源,揭示地下水流动对铵氮富集的控制机理。结果表明:NH₄-N质量浓度为0.05~16.75 mg/L,且与DOC、HCO₃-、As、Fe2+、Mn、P质量浓度呈现较好正相关性;而高质量浓度的NH₄-N对应着很低质量浓度的Cl-、SO₄2-、NO₃-和很低的Cl/Br比值,可以推测浅层承压水中的铵氮主要由天然有机质矿化作用产生,而非人为输入。沿着地下水流向,NH₄-N和As、Fe2+、Mn质量浓度均显著升高,说明由于水流越来越滞缓,含水介质颗粒越来越细,沉积物有机质越来越富集,含氮有机质矿化作用逐渐增强,使得NH₄-N质量浓度逐渐升高,并形成了还原性逐渐增强的地下水环境,相关地球化学过程产生的还原性组分（砷、铁、锰等）也逐渐富集。本研究进一步丰富了地下水原生铵氮的成因理论,可为当地的供水安全保障提供理论基础。      

湖南洞庭湖水系As和Cd等重金属元素分布特征及输送通量

土壤地球化学调查显示,长江沿岸,尤其湖南洞庭湖流域存在以镉为主的重金属高值带。为进一步确定As和Cd等重金属元素在河流中的存在形式、迁移方式和通量等地球化学特征,本研究在洞庭湖水系主要干支流的关键位置布置采样点,分夏季丰水期和冬季枯水期两次,采集了原水、0.45μm过滤水和0.20μm过滤水等水样品,以及悬浮物固体样品,分析了水和悬浮物样品中As和Cd、Pb等重金属元素含量。结果发现,As元素在湘江、资水、湘江上游支流西河和耒水中含量最高,耒水、西河及湘江的Pb、Zn含量相对偏高,Cd在湘江、耒水及汨罗江的含量也明显高于其他河流;研究区河水中As、Ni、Cd和Zn等元素在水中离子态比例较大,其溶解态含量受河水pH和温度的控制,湘江、西河、耒水和汨罗江中悬浮物As、Zn、Cu、Cd、Pb和Cu等元素含量远高于其他水系悬浮物,这与这些流域内存在多金属矿区密切相关;不同元素在河水中迁移途径有很大差别,As以溶解态和胶体态为主要迁移形式,Pb、Zn、Cu、Cd和Ni等重金属元素以悬浮物形式迁移的比例最大;主要入湖河流中,湘江输入洞庭湖的As、Zn、Cu和Cd总量最大,年通量分别为961.43 t、478.90 t、101.67 t、59.58 t。