向家坝水库典型出库流量对宜宾江段溢油扩散规律影响研究

为应对金沙江向家坝水库下游可能发生的船舶溢油等突发水污染事件,以向家坝水库下游宜宾江段为研究区域,基于实测地形和水文等数据建立起宜宾江段二维溢油扩散模型,模拟向家坝水库典型出库流量下,坝下1 km处船舶发生20 t溢油事故后油膜的漂移路径和扩散面积。结果表明：(1)通航期向家坝水库出库流量由小到大的过程中,溢油抵达不同水域和通过不同位置的用时明显缩短,抵达普安水厂的用时在1.58～3.05 h之间,通过普安水厂的用时在0.28～0.78 h之间,抵达宜宾水文站的用时在3.45～8.62 h之间,通过宜宾水文站的用时在0.33～1.62 h之间;(2)随着向家坝出库流量的增大,溢油的扩散面积呈递减趋势,平均厚度呈递增趋势,抵达普安水厂的溢油扩散面积在0.141～0.224 km²之间,平均厚度在0.351～0.491 mm之间,抵达宜宾水文站的溢油扩散面积在0.229～0.423 km²之间,平均厚度在0.205～0.328 mm之间;(3)枯水期水域面积较小,溢油在向下游漂移扩散过程中易黏附在弯曲河道两岸的浅滩和湿地,当向家坝出库流量为1 6...     

阿海水库水温数值预测研究

阿海水电站是金沙江中游梯级电站之一,电站水库水深较大,枯水年易形成水温分层,造成库区和下游河道的水温环境大幅变化,对水环境产生不利影响。建立三维水温模型,利用实验室异重流资料验证了模型在分层流动计算中的可靠性,在此基础上利用该模型对阿海水库枯水年水温分布进行数值预测。研究表明：（1）冬季和春季由于上游来水温度较低,库首形成弱分层,4月份垂向温差最大为459℃;（2）库区下泄水温随时间的变化过程与天然情况相比出现了滞后性,2~3月份下泄水温有所降低,9月~翌年1月份下泄水温有所增高;（3）水库蓄水后,冬季水温极小值有所增高,在11、12月份温差分别为2.30和2.09℃。     

向家坝水库水温时空特征及其成因分析

水温是水环境评价的重要因子之一,其对水生态系统中的物理、化学和生物过程起着重要作用。为了分析向家坝水库运行期内的水温分布特征及其成因,本文建立CE-QUAL-W2立面二维水温模型,并基于2014年野外原位监测水温数据对模型可靠性进行了验证,应用其对水温分布进行数值模拟。研究发现向家坝水库水温存在季节性垂向分层,4~6月中上层水体(水深0~60 m)受入流水温和气温回升影响迅速升温,表底温差达10℃,垂向分层加剧;7、8月水库泄洪加快了库区水体交换,底层水温迅速升高,中间等温层水体厚度增加,表底温差减小在2℃内,9月以后表底温差进一步缩小,垂向水温分层逐渐消失。通过分析发现:气象要素、入流水温、电站取水口高程、泄洪方式成为影响向家坝水温分布的主要因素。入流水温的变化只影响水库水温波动范围,对其垂向分层结构影响较低;表层水温受气象条件影响显著;取水口高程和泄洪方式决定了水温的垂向结构。     

乌江中上游新建水库水体甲基汞的时空分布

为了弄清新修建的水库是否造成水体甲基汞浓度升高,以贵州省乌江流域2座新建水库洪家渡水库和索风营水库为研究对象,采用蒸馏 乙基化结合（GC CVAFS）法测定了不同季节水库水体中甲基汞的浓度,最低检出限为 0.009 ng/L。探讨了水质参数对甲基汞分布的影响以及水库水体甲基汞的分布特征。结果显示:洪家渡水库总甲基汞浓度夏季平均值为 0.11 ng/L,秋季平均值为 0.08 ng/L,冬季平均值为 0.10 ng/L;索风营水库总甲基汞浓度夏季平均值为 0.11 ng/L,秋季平均值为 0.07 ng/L,冬季平均值为 0.09 ng/L。数据表明2座水库水体甲基汞含量均较低,低于目前我国环境质量标准规定的一类地表水汞含量标准限值,与世界上其他未受污染的水体基本相当。水库水体甲基汞浓度随水体深度的增加没有明显的变化规律,且夏季略高于冬季、秋季,这与夏季降雨量和温度有关,在入库处与大坝前没有明显的变化趋势。这与水库中被淹没土壤有机质含量偏低且流域内基岩为碳酸盐有关,还与其他环境因素有关(如pH值较高,DOC含量偏低等)。通过研究发现目前库区环境汞的甲基化率低,但随着水库生态系统的不断演化,内源和外源营养物的输入及水体在温度分层其间自身甲基汞的形成,导致水体甲基汞含量的逐渐增加,但仍需进一步的研究证实。     

崇西湿地冬季潮滩鱼类种类组成及多样性分析

根据2006年冬季在崇西湿地进行的光滩和草滩插网渔获调查,首次对冬季长江口潮滩鱼类种类组成、多样性及相关环境因子作了分析。结果表明：冬季崇西湿地潮滩鱼类主要由淡水小型鱼类组成,共23种,隶属7科,20属。光滩和草滩插网的最大优势种皆为油,两种网具的渔获种类组成具一定的相似性。在一个潮周期内,3种多样性指数D、H′ 和J值波动范围较大,小汛潮时多样性指数比其它潮汛低。白天和晚上潮水的鱼类种类数无显著变化（P>0.5）,但在个体数和生物量上白天较晚上潮水高（P<0.5）。水温、潮汐大小对潮滩鱼类丰度影响较大,而与盐度相关较小。此外,天气状况也是影响潮滩鱼类的一个重要因子。总之,潮滩鱼类的种类组成和多样性受到各种环境因子的综合影响。     

乌江中上游新建水库水体甲基汞的时空分布

为了弄清新修建的水库是否造成水体甲基汞浓度升高，以贵州省乌江流域2座新建水库洪家渡水库和索风营水库为研究对象，采用蒸馏 乙基化结合（GC CVAFS）法测定了不同季节水库水体中甲基汞的浓度，最低检出限为 0.009 ng/L。探讨了水质参数对甲基汞分布的影响以及水库水体甲基汞的分布特征。结果显示:洪家渡水库总甲基汞浓度夏季平均值为 0.11 ng/L，秋季平均值为 0.08 ng/L，冬季平均值为 0.10 ng/L；索风营水库总甲基汞浓度夏季平均值为 0.11 ng/L，秋季平均值为 0.07 ng/L，冬季平均值为 0.09 ng/L。数据表明2座水库水体甲基汞含量均较低，低于目前我国环境质量标准规定的一类地表水汞含量标准限值，与世界上其他未受污染的水体基本相当。水库水体甲基汞浓度随水体深度的增加没有明显的变化规律，且夏季略高于冬季、秋季，这与夏季降雨量和温度有关，在入库处与大坝前没有明显的变化趋势。这与水库中被淹没土壤有机质含量偏低且流域内基岩为碳酸盐有关，还与其他环境因素有关(如pH值较高，DOC含量偏低等)。通过研究发现目前库区环境汞的甲基化率低，但随着水库生态系统的不断演化，内源和外源营养物的输入及水体在温度分层其间自身甲基汞的形成，导致水体甲基汞含量的逐渐增加，但仍需进一步的研究证实。     

贵州阿哈水库沉积物中重金属二次污染的趋势分析

通过对受矿山活动影响的贵州阿哈水库沉积物-水界面的模拟试验及实测分析,从水库水质安全角度讨论了沉积物中蓄积的重金属作为二次污染源的可能性。研究发现：在水体季节性缺氧期间,沉积物中部分重金属元素将大量释放到水体中,严重威胁水质安全。Fe,Mn的最大释放发生在水体缺氧事件的50小时内。而Co,Cu,Ni,Pb等元素总体释放量较小,并主要在10小时内达到最大释放。对比其他地区,阿哈水库中重金属元素具有更强的界面扩散作用。锰的扩散通量在季节上表现为：冬季＞秋季＞春夏季。而铁的扩散通量则为：春夏季＞秋季＞冬季。锰的界面扩散通量远大于铁的界面扩散通量,表明界面附近锰的循环极为剧烈且远强于铁。这对其他重金属元素的界面循环产生了重要影响。界面附近的铁、锰、硫循环对重金属迁移有着显著的控制作用。受到氧化还原条件的影响,重金属扩散通量在季节上变化较大。     

汉江流域降水结构时空特征及影响因素分析

利用汉江流域32个气象站1961~2016年逐日降水资料,分析了汉江流域降水时空分布特征,并探讨了海温及大气环流对流域降水的影响。结果表明：雨量和雨日空间分布相似,小雨、中雨的雨量和雨日由西南向东北递减,降水中心位于西南和东南部;流域东北部大雨以上量级降水由偏少转为偏多,而雨强空间分布则没有明显规律。流域降水集中度自东南向西北逐渐增加,降水集中期逐渐推迟。海温对降水的影响存在季节差异,春季、夏季和秋季降水分别受前期南印度洋、热带北大西洋和热带中东太平洋海温影响,冬季降水则受海温影响不明显;大尺度大气环流对降水存在影响,冬季欧亚遥相关型和春季西太平洋遥相关型均引起冬季风强度变化来影响冬季和春季降水,夏季副高位置和乌山阻高以及秋季巴湖低槽和印缅槽强度则均通过冷空气和暖湿气流强度及交汇位置来影响夏季和秋季降水。     

贵州阿哈水库沉积物中重金属二次污染的趋势分析

通过对受矿山活动影响的贵州阿哈水库沉积物-水界面的模拟试验及实测分析，从水库水质安全角度讨论了沉积物中蓄积的重金属作为二次污染源的可能性。研究发现：在水体季节性缺氧期间，沉积物中部分重金属元素将大量释放到水体中，严重威胁水质安全。Fe，Mn的最大释放发生在水体缺氧事件的50小时内。而Co，Cu，Ni，Pb等元素总体释放量较小，并主要在10小时内达到最大释放。对比其他地区，阿哈水库中重金属元素具有更强的界面扩散作用。锰的扩散通量在季节上表现为：冬季＞秋季＞春夏季。而铁的扩散通量则为：春夏季＞秋季＞冬季。锰的界面扩散通量远大于铁的界面扩散通量，表明界面附近锰的循环极为剧烈且远强于铁。这对其他重金属元素的界面循环产生了重要影响。界面附近的铁、锰、硫循环对重金属迁移有着显著的控制作用。受到氧化还原条件的影响，重金属扩散通量在季节上变化较大。     

三峡水库对区域气候影响的数值模拟分析

利用中尺度数值模式MM5V3模拟了三峡水库建成后,由于下垫面变化对区域气候的影响,并探讨了三峡水库的建成是否为引发社会广泛关注的高温干旱和低温雨雪冰冻灾害等极端天气的主要因素。研究表明:三峡水库的建成对当地气温具有海洋性效应,库区附近春季温度变低,夏季在水库下游气温升高、上游则气温降低,而冬季则以升温为主;春季降水变化主要位于库区沿线的南部山区,增雨带和减雨带相间分布,夏季降水量在三峡库区中上游地区和附近的山区呈增加趋势,在库区下游及附近地区降水呈减少趋势,冬季降水量减少,主要集中在大坝附近地区到三峡(巫山)段;春季库区的相对湿度增加,幅度多在0.5%～1.0%,夏季相对湿度的影响也存在正负两种效应,大坝上游库区附近相对湿度增加,大坝下游地区相对湿度降低,冬季变幅不大;三峡水利工程不是干旱、低温雨雪冰冻等极端天气出现的主因,它对极端天气事件的影响并不明显。     

Estimating sediment and caesium-137 fluxes in the Ribble Estuary through time-series airborne remote sensing

High spatial and temporal resolution airborne imagery were acquired for the Ribble Estuary, North West England in 1997 and 2003, to assess the application of time-series airborne remote sensing to quantify total suspended sediment and radionuclide fluxes during a flood and ebb tide sequence. Concomitant measurements of suspended particulate matter (SPM) and water column turbidity were obtained during the time-series image acquisition for the flood and ebb tide sequence on the 17th July 2003 to verify the assumption of a vertically well mixed estuary and thus justifying the vertical extrapolation of spatially integrated estimate of surface SPM. The ¹³⁷Cs activity concentrations were calculated from a relatively stable relationship between SPM and ¹³⁷Cs for the Ribble Estuary. Total estuary wide budgets of sediment and ¹³⁷Cs were obtained by combining the image-derived estimates of surface SPM and ¹³⁷Cs with estimates of water volume from a two-dimensional hydrodynamic model (VERSE) developed for the Ribble Estuary. These indicate that around 10,000 tonnes of sediment and 2.72 GBq of ¹³⁷Cs were deposited over the tidal sequence monitored in July 2003. This compared favourably with bed height elevation change estimated from field work. An uncertainty analysis on the total sediment and ¹³⁷Cs flux yielded a total budget of the order of 40% on the final estimate. The results represent a novel approach to providing a spatially integrated estimate of the total net sediment and radionuclide flux in an intertidal environment over a flood and ebb tide sequence.     

长江河口淡水资源利用与避咸蓄淡水库

开发利用长江口的淡水资源 ,首先要研究河口水质的污染程度以及咸潮入侵的时空变化规律。长江河口水质除边滩存在局部污染外 ,主槽水质良好。长江口南支、南港、北港盐水来源主要有北支倒灌和外海盐水直接入侵两种形式 ,盐水入侵具有周日、半月、季节和年际变化规律 ,由于北支倒灌咸水团的影响 ,低盐度值往往出现在大潮期和涨憩附近。通过修建边滩水库 ,达到控制引水时间、避咸蓄淡的目的。最长连续超标天数的推算是确定水库库容的关键问题 ,采用数理统计、二维数值模拟、ARMAX模型 +Markov模型等方法推算 ,几种方法相互印证 ,计算结果基本上符合实际情况。“避咸潮取水 ,蓄淡水保质” ,这是宝钢干部、科技人员总结出来的长江河口引水经验。长江口取水工程由取水系统、调蓄水库和输水系统等三大部分组成。长江口避咸蓄淡水库的成功经验 ,对沿海潮汐河口的淡水资源开发利用具有示范作用。     

瓯江河口潮汐特征变化及其原因分析

利用瓯江河口沿程4个长期潮位站的监测数据,结合潮流数学模型,计算分析1960~2014年各站年均高、低潮位,年均涨落潮历时特征值,得出瓯江河口近54 a来潮汐特征变化过程,分析相关影响因素,探讨河口潮汐特征变化原因。结果表明:瓯江河口下游的龙湾站多年来潮汐特征尚无明显趋势性变化;河口中上游的温州、梅岙和花岩头站趋势性变化明显且变化规律基本一致,整体表现为高潮位上升、低潮位下降、潮差增大,涨潮历时延长、落潮历时缩短的特征,时空格局上,上游站位潮汐特征变幅大于下游站位,低潮位变幅大于高潮位变幅。原因分析表明,流域来水对河口潮汐特征的影响不明显;堤线调整和围垦工程等人类活动主要引起工程局部河段潮位变化;河口高强度的采砂活动应是温州、梅岙、花岩头站潮汐特征变化的主因。瓯江河口不同河段因受径流、潮流、人类活动等因素的影响程度不同,其潮位特征沿程的变化特点也不同,需要在河口工程设计、防洪减灾与河口治理等方面予以关注。     

长江河口淡水资源利用与避咸蓄淡水库

开发利用长江口的淡水资源,首先要研究河口水质的污染程度以及咸潮入侵的时空变化规律。长江河口水质除边滩存在局部污染外,主槽水质良好。长江口南支、南港、北港盐水来源主要有北支倒灌和外海盐水直接入侵两种形式,盐水入侵具有周日、半月、季节和年际变化规律,由于北支倒灌咸水团的影响,低盐度值往往出现在大潮期和涨憩附近,通过修建边滩水库,达到控制引水时间、避咸蓄谈的目的。最长连续超标天数的推算是确定水库库容的关键问题,采用数理统计、二维数值模拟、ARMAX模型＋Markov模型等方法推算,几种方法相互印证,计算结果基本上符合实际情况。“避咸潮取水,蓄淡水保质”,这是宝钢干部、科技人员总结出来的长江河口引水经验。长江口取水工程由取水系统、调蓄水库和输水系统等三大部分组成。长江口避咸蓄淡水库的成功经验,对沿海潮汐河口的淡水资源开发利用具有示范作用。     

近期长江口南支河道洪季含沙量时间变化及床沙再悬浮研究

基于2011年洪季在南支河道从小潮至大潮连续8天现场定点观测所获得水沙观测数据(包括潮流、悬沙浓度、悬沙粒度和表层沉积物样品),通过对悬沙浓度、悬沙粒度和沉积物在不同时刻的组成分析,以及流速、悬沙和底床切应力的相互影响分析,对长江河口南支河道悬沙随时间变化特性和河床沙再悬浮作用进行了研究。结果表明:观测期间南支主槽下段落潮水动力强于涨潮;落潮悬沙浓度高于涨潮,并由小潮至大潮逐渐增加;落潮悬沙粒径粗于涨潮,并随小潮至大潮不断粗化;河床沉积物颗粒较粗,细砂类组成达到90%以上;流速、悬沙及底床切应力之间存在显著相关性;河床泥沙再悬浮强度较强,其量值有限。而近期研究区域悬沙浓度和水沙关系发生变化,与流域来沙出现锐减有关。     

长江口南槽中段枯季水沙输运特征研究

根据2015年1月7日至14日在长江口南槽中段主槽内获得的流速和悬沙观测资料,运用机制分解法分析了从大潮到小潮连续变化过程中南槽中段的水沙输运机制,通过小波分析方法探讨了悬沙浓度和流速的周期性对悬沙输运的影响。研究结果表明:(1)在一个大小潮周期过程中各潮周期的单宽净输水以向海为主,斯托克斯余流和欧拉余流的强度由大潮到小潮呈减小趋势;(2)各潮周期的单宽净输沙以向陆为主,与净输水方向相反,输沙强度从大潮至小潮呈现"小-大-小"的变化特征,该特征的产生与潮泵效应输沙的剧烈潮周期变化有关,平流输沙、潮泵效应输沙与垂向净环流输沙项是影响潮周期净输沙的主要成分;(3)小波分析表明,悬沙浓度和流速具有多个时间周期的变化,它们与水位的联合作用导致瞬时输沙率具有2个明显的时间周期变化。     

潮汐河口水库型饮用水水源地保护区划分技术方法

长江口作为上海重要水源地,至今还没有依法划定水源保护区。目前国内的饮用水水源地保护区划分技术方法在潮汐河口水域应用时存在科学性差、适用性不强等问题。对国内外饮用水水源地保护区的划分方法进行了调研;研究了河口潮汐往复流特征、水污染排放、水环境特点,明确了河口水源库水质净化和防范突发污染事故风险的要求,提出了充分利用水库库区自净能力的划分原则和应用污染物最大流动距离法划分潮汐河口水库型水源地二级水源保护范围的技术方法。以氨氮作为特征因子分析水库的自净能力,认为库区作为一级保护区可以承担二级保护区的水质净化功能。以99%保证率的涨落潮流速并考虑季风的影响计算得到最大流动距离,并以此确定了青草沙水库的二级保护区范围上下游和横向边界范围。研究表明该方法概念清晰,简单实用,可靠性强。     

钱塘江河口滩涂进一步治理与开发研究

钱塘江河口滩涂湿地面积大，分布范围广，钱塘江河口滩涂湿地的合理开发、利用和保护对河口地区的经济发展、岸线工程建设、航道开发、生态净化及环境保护等至关重要。区分了河口滩涂治理与滨海滩涂治理的不同，阐述了钱塘江河口滩涂岸线冲淤演变的历史，介绍了钱塘江河口滩涂近几十年的开发进程，尚存滩涂的面积与分布区域及河口滩涂几十年治理中在经济发展、防汛抗旱等方面取得的显著成效。分析了现在钱塘江河口滩涂开发治理在进度、利用及保护等方面存在的主要问题；并提出了钱塘江河口滩涂进一步围垦治理中要依据河口涨落潮流近些年发生的变化及滩涂冲淤速度，注重岸线工程建设与保护，优化江道河势，注意动态平衡，进行科学有序围垦，走综合性开发与可持续发展的道路等建议。     

崇明东滩不同部位的季节性沉积研究

2002年4月至2003年4月，通过对崇明东滩南部、中部和北部的标志桩观测以及实地观测分析，发现崇明东滩在一年中不同季节冲淤变化过程存在很大差异：春季到夏季，南部以冲刷为主，中部和北部以淤积为主；夏季到秋季，南部和中部以淤积为主，北部表现为冲刷；秋季到冬季，南部、中部和北部都以冲刷为主；头一年冬季到次年春季，南部和北部以淤积为主，中部则表现为冲刷。在同一观测路线上，不同季节高、中、低潮滩冲淤也存在一定差异。通过对沉积物粒度、水体含沙量等指标的测试，并借助潮差等资料，探究了影响潮滩季节性沉积的因素，发现潮滩季节性沉积与潮滩基础地貌、水体含沙量、水动力、潮流等有密切关系；但在不同部位不同季节，各因素对潮滩冲淤影响程度各不相同。     

长江河口细颗粒泥沙絮凝体粒径的谱分析

2003年6月利用现场激光粒度仪（LISST 100）在不扰动的情况下,获取了长江口徐六泾处悬浮细颗粒泥沙絮凝体的现场粒径系列资料,应用谱分析方法研究了絮凝体粒径在大小潮、表底层的变化规律。分析表明,长江口徐六泾处细颗粒泥沙絮凝体粒径存在着明显的变化周期：大潮表层存在7.86 h,3.93 h和2.95 h的变化周期;小潮表层存在8.38 h和3.14 h的变化周期;大潮底层存在3.33 h和1.19 h的变化周期。研究认为长江口涨落潮的周期性变化对徐六泾的絮凝体粒径有影响。涨落潮的周期性变化导致流速的周期性变化,流速的周期性变化引起水流紊动剪切力的周期性变化,周期性变化的水流紊动剪切力作用于絮凝体,从而导致絮凝体粒径的变化周期和涨落潮流历时的周期相近。[HJ1]