汉江水华水文因素作用机理--基于藻类生长动力学的研究

在相关文献的基础上总结影响汉江水华的水文因素包括流量、流速和水面比降,根据河流动力学理论,讨论了它们之间的内在联系。在此基础上,从生物生长动力学的角度,将连续流反应器原理应用于汉江水华现象,提出了汉江连续流生物反应器模型,并根据Monod方程分析,认为汉江中的藻类浓度与水流速度应成指数关系。由此,建立了汉江藻类浓度与水流速度关系数学模型a = m exp(k/ν)。利用汉江1992年至2000年实测资料,通过回归分析进一步确定了汉江的藻类浓度与水流速度函数关系中的常数m=8.9759、k=0.9054,相关系数r=0.924 4。最后,对流速、流量和长江水位对汉江水华的作用机理进行了分析,揭示了水文因素影响汉江水华的作用机理。     

南水北调工程实施后汉江水华发生可能性研究

南水北调中线工程对汉江中下游的生态与环境影响已有大量的研究成果,特别是对水华问题进行了更为深入的研究,但是其研究主要集中于仙桃至河口段,而沙洋以上河段还未进行过水华方面的研究工作。鉴于1998年及2003年两次发生的水华事件影响范围都达沙洋以上河段(已达湖北钟祥河段),以及南水北调中线工程实施后汉江河道流量减小,流速降低,水环境容量降低,特别是兴隆枢纽回水区的壅水作用使其水体流速大幅下降(经计算小于0.3 m/s),再加上汉江中下游水体中总氮、总磷含量普遍偏高,对兴隆枢纽回水区及襄樊市区段水华发生可能性分别应用加权灰关联度以及模糊数学中的隶属度概念进行了计算评价,得出结论为：在维持污染现状情况下兴隆枢纽回水区在枯水期(505.7 m\+3/s流量)具备水华事件发生的水文及营养物质条件;到2020年襄樊市区段也将具备水华事件发生的水文及营养物质条件。     

嘉陵江下游江段春季浮游藻类特征及污染现状

2006年春季,通过水质分析和浮游藻类调查,应用污生谱分析法及生物多样性指数法,对嘉陵江下游江段春季浮游藻类特征及污染现状进行了研究。结果发现,该江段共有浮游藻类7门42属85种（包括变种）;优势种群并不单一,以黄藻、绿藻和硅藻占优势,优势种为黄藻门中的黄丝藻,绿藻门中的小球藻和硅藻门中的小环藻。5月份藻类的种类和个数均比4月份有所减少,可能与5月份降雨量比4月份多有关;流速最快的石门大桥具有最低的藻类细胞密度,流速最慢的化龙桥具有较高的藻类细胞密度,说明流速对浮游藻类种类和数量产生一定的影响。嘉陵江下游沿岸一带的氨氮含量都很高,氨氮已经形成全江段水系的主要污染,磷酸盐含量也较高,均超过水体富营养化的氮、磷含量最低限制标准,该江段水质污染较严重。污生谱分析法及生物多样性指数法的评价结果表明,该江段整体污染状况为中度污染,农业和工业污染不容忽视。〖     

钱塘江干流杭州段水体氮污染特征分析

通过对钱塘江干流杭州段2000—2001年进行水质监测，并结合历年监测资料，分析了钱塘江水体氮污染特征和氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮浓度在不同江段、不同水期、不同年际的时空变化规律。研究表明：(1)钱塘江干流杭州段自上游至下游，氨氮在枯水期的浓度明显高于平、丰水期，几乎所有断面枯水期的氨氮浓度均超过地表水Ⅱ类标准。钱塘江下游河段，氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮在枯水期的浓度明显高于平、丰水期。(2)钱塘江流域工业含氮废水的排放引起局部水体氨氮污染，但流域内生活污水和畜禽粪便的污染是造成整个杭州段氨氮污染的主要原因。(3)钱塘江干流杭州段NO3--N浓度在1991—2001年呈现逐年上升的趋势，钱塘江流域农田化肥过量施用是造成水体NO3--N浓度逐年上升的主要原因。     

大坝下游定点区域溶解氧饱和度预测

大坝通过坝身泄流时，巨大的洪水卷吸空气中的大量气体直泻到下游河床，造成下游河道特别是近坝区域气体含量过饱和，给下游水生生物带来不利影响，其中鱼类气泡病就是水体气体过饱和造成的典型病症。为探明大坝泄流对坝下河道溶解氧饱和度的影响，以三峡 葛洲坝区域坝下近坝区定点区域的溶解氧实测资料为基础，建立溶解氧饱和度的BP网络预测模型，对大坝不同运行工况进行下游溶解氧饱和度的预测仿真计算，并将仿真预测值与实测及数值模拟结果进行比较分析。结果得出BP网络模型能很好地逼近坝下近坝区指定区域的溶解氧饱和度，可根据大坝运行工况对下游水体溶解氧饱和度进行快速预测，为有效控制坝下水体溶解氧饱和度提供借鉴     

汉江下游鱼类早期资源及梯级联合生态调度对鱼类繁殖影响的初步分析

汉江是长江一级支流，鱼类资源较为丰富。目前汉江中下游建有4座水利枢纽工程，对鱼类洄游和繁殖产生较大影响。在鱼类繁殖季节，为促进汉江中下游鱼类繁殖，2018年6月汉江中下游首次实施梯级联合生态调度。该研究在汉江下游汉川段设置监测断面，采集鱼类早期资源，以分析汉江下游鱼类早期资源多样性，及生态调度对促进汉江下游鱼类繁殖的效果。监测结果表明汉江下游卵苗种类共有36种（属），其中22种为产漂流性卵鱼类。监测期间卵苗总径流量为118.78亿尾（粒），其中四大家鱼卵苗为0.87亿尾（粒），占0.73%，其中鱼卵0.69亿粒，推测汉江下游有4处四大家鱼产卵场。梯级联合生态调度期间，汉川江段出现一次鱼类产卵高峰，鱼卵径流量占总径流量的34.1%，其中四大家鱼鱼卵占家鱼卵总径流量的85.5%，表明梯级联合生态调度对汉江下游鱼类，特别是四大家鱼的繁殖具有积极的作用。建议今后继续开展生态调度，并加强监测和分析工作。     

长江三峡水库水污染控制若干问题

论述了三峡水库几个重要水环境问题,对近年来三峡水库水污染控制科学研究工作进行回顾,评述了一些重要研究成果,就三峡水库水质模拟、水体富营养化、水库泥沙截留淤积和重金属污染等问题进行了深入探讨。基于国际水协会最新推出的河流水质模型,提出了三峡水库水环境模拟研究的观点和方法;基于湖泊（水库）生态动力学模型原理,在对水体中磷元素预测的基础上,从营养盐含量、水深、流速、温度因素等与富营养化非线性映射关系出发,初步建立三峡水库水体富营养化人工神经网络模型,对三峡水库水体富营养化潜势进行研究,分析讨论了一些初步结果;论述了水库泥沙截留淤积及其与水体中污染物,特别是重金属污染的相互作用;建议三峡水库近期内应予以重视的一些重要水环境科学问题。     

古夫河着生藻类优势种生态位研究

采用Smith生态位宽度公式、Pianka生态位重叠指数公式和冗余分析（RDA）对古夫河22种优势种进行生态位计算和分析。结果表明，古夫河春夏季着生藻类优势种以硅藻门和蓝藻门的种类居多。根据不同月份的生态位宽度将古夫河着生藻类优势种分为5类，第一类优势种具有最宽的生态位且它们与蓝藻类优势种的重叠性指数最大。古夫河着生藻类优势种的分布受总氮、酸碱度、氨氮的影响较大。第一类优势种可反映古夫河总体水质情况，第五类优势种反映古夫河水体中某一个或几个水质因子的变化；生态位重叠值大小可反映古夫河水质是否受到外来因素干扰；结合RDA排序图和优势藻类种群变化可判断古夫河水体中总氮、氨氮及酸碱度含量的变化。     

基于CE-QUAL-W2模型的龙川江支库富营养化预测

支库水体由于流速缓慢、水温高且营养物质易于富集,较主库更易发生富营养化。通过立面二维水动力学和水质模型(CE-QUAL-W2)对金沙江乌东德水库蓄水(2020年)后龙川江支库的富营养状况进行了预测。结果表明:在水位较高的春季4月和汛末蓄水期8~9月,大于60%河段的表层水体中Chl-a浓度均超过64mg/m3,该时期富营养化风险较大;而在水位快速下降的泄水期5~7月及水温较低的冬季12~2月库区Chl-a值均未达到26mg/m3,富营养化风险相对较小。在此基础上,对影响支库藻类生长的主要因素进行了分析,在库区营养盐浓度均较充足的4月和8月,由于靠近河口段表层水域存在较为明显的水温分层及缓慢的流速,藻类在此区域大量聚集,且汇口处Chl-a浓度较上游库尾处来流分别提高了近70倍和100倍;干流对支流的倒灌影响有时会为支库提供有利于藻类生长的水动力和水温条件,并其也是龙川江支库营养盐的一个主要来源。通过对乌东德单独运行时的调度情景和削减入流营养盐的数值模拟表明,采用降低水库运行水位或"双重营养盐削减"的措施,均能够有效的达到制约支库库区富营养化的目的。     

三峡水库“水华”成因初探

2004年3月、5月、7月、8月、10月和2005年5月对长江干流29个站点进行了5次调查。2004年3月（旱季）在三峡库区坝前（秭归）发现藻类“水华”，藻类密度达2.73×106 cells/L，优势种类为拟多甲藻。2004年8月（雨季）和2005年4月（旱季）沿香溪河下游及河口区以及香溪河口到三峡大坝干流江段进行了2次6个断面分层调查，两次调查中在香溪河下游以及香溪河口区发现了严重的藻类“水华”，藻类密度高达1.87×107 cells/L 和1.67×107 cells/L，优势种分别为蓝隐藻（1.84×107 cells/L）和美丽星杆藻 (1.34×107 cells/L)。相关分析结果表明：三峡库区干流藻类数量和生物量与水库的出水流量有着显著的负相关(Spearman，r=-1.000, r=-0.900, p<0.05)，而与可溶性营养盐（NO3 N, PO4 P, SiO3 Si）的浓度无显著的相关性；在2004年7~8月（雨季）香溪河下游及河口区浮游植物生物量与主要营养盐（NO3 N, PO4 P,SiO3 Si）的浓度呈显著负相关（Spearman,p<0.01, p<0.05,p<0.01, n=21）；在2005年4月（旱季）该河段藻类密度与主要营养盐（NO3 N N,SiO3 Si）呈显著负相关 (Spearman, p<0.05，p<0.01,n=28)，但与PO4 P无显著的相关性。香溪河口到秭归的坝前库区河段藻类数量与主要营养盐（NO3 N, PO4 P,SiO3 Si）没有显著相关性(Spearman, │r│<0.2, n=20)。然而香溪河下游及河口区主要营养盐（NO3 N, PO4 P, SiO3 Si）浓度却低于长江干流。可以推断三峡库区蓄水后干流和支流发生“水华”的最主要原因是筑坝后库区内水动力条件的改变而非营养盐浓度较高。随着三峡工程的全面完工，库区内水体滞留时间的进一步延长，三峡库区水体富营养化趋势将会进一步加剧。     

三峡工程生态环境影响分析

经过六年多的研究,笔者认为:三峡工程对生态环境的影响有有利影响和不利影响两个方面。对不利影响只要认真对待,采取措施,可以减少到最小程度,所以生态环境问题不是三峡工程决策的制约因素。     

从世界大河流域开发实践构想长江开发模式

通过分析世界大河流域开发的多种模式，研究可遵循的客观规律和存在问题。借鉴其经验教训，探讨充分有效开发长江流域的模式。提出“突出重点，综合利用，高效运作，协调发展”的战略思想，力争把长江流域建成我国的一级经济轴线和世界规模最大的现代化沿江产业带。     

汉江流域资源开发型产业发展刍论

汉江流域地处我国中西部结合与过渡地带，经济地理位置重要，是我国重要的待开发区域之一，也是需以资源市场导向开发先行的区域。其资源开发型产业的发展，宜突出优势资源利用，进行系统综合开发，建立商品生产基地，实施集约规模经营，原料商品生产相对分散以物尽其用和加快山区农村脱贫致富，资源加工工业发展适度集中以构筑起规模经济效益发展格局。     

长江流域发展对长江口水域功能开发的影响

长江口水域是上海市重要水源地,同时兼具工农业取水、通航、纳污、围垦等多种功能,长江口已成为上海市建设世界级城市的重要支撑之一,其水资源的开发、利用和保护已成为人们关注的焦点。重点分析了随着长江流域社会经济的发展,流域水旱灾害、水土流失、污染物排放、大型水利工程建设等因素对长江口水域功能的影响,提出长江口现状过境水资源量为9335×108m3/a,上海市最大可开发利用的资源量约在3680×108m3/a;长江口水域水质基本符合II类标准,但近岸水域的污染不容忽视;长江口咸潮入侵成为长江口水资源利用的最大障碍,每年长江口的氯化物超标天数在45d;长江流域的来沙量有减少的趋势,多年平均输沙量为4.35×108t。最后,就河口水域功能开发提出了相关对策建议。     

长江中游矿产资源跨世纪开发布局

长江中游地区矿产资源丰富，分相布对集中，配套程度较好。主要矿产资源绝大部分可保证跨世纪供需，作者提出利用三峡枢纽工程跨世纪建设，发挥中心枢纽地位和区内外资源及水运优势，依托现有磷矿开发及磷化工和钢铁，盐，磷化工和石油化工基地及建材工业基地，并指出了矿产资源开发的一具体对策。     

试论资源危机的主要原因

世界资源危机已经深重,占世界人口20％以下的富国,通过不等价交换,轻易获取各种资源,消耗掉世界80％以上的资源,乃是世界资源危机的主因。     

三峡水库蓄水对香溪河水环境的影响及对策研究

通过监测论证三峡建库后形成香溪河回水库湾水环境条件改变特征,评价表明水质由轻污染至重污染趋势发展。确定库湾周边的工业、生活污染点源、磷矿面源是构成水污染的主要负荷。指出溶解氧沿河道下游沿程逐渐减小,复氧系数降低,是引起水质恶化,破坏库湾生态平衡的主要因素。磷浓度过高将引起三峡水库局部水域富营养化,预测了总磷浓度沿程变化趋势。针对已发生和潜在的水环境污染问题,提出了加强流域非点源污染的管理、实施总量控制、建立污染源在线监测系统、立项建设污染治理工程、开展河湖水域接触氧化直接净化技术的科研究和实践、制定《三峡库区水污染防治法》地方法规、正确处理资源开发与环境保护协调发展的关系、走可持续发展道路等项防治对策与建议。     

论跨界河流生态受益者补偿原则

跨界河流资源及生态环境保护关系到各沿岸国的切身利益。在国际水法中确立跨界河流生态受益者补偿原则，具有非常重要的理论意义和实践价值，有着深刻的法学、经济学、伦理学等的理论渊源和丰富的国际、国内跨区域河流生态环境资源保护的实践经验。沿岸各国在公平分享跨界河流生态利益的同时，负有分摊跨界河流生态保护成本的义务。跨界河流生态受益者补偿原则应当通过一系列具体制度加以落实，包括基础调查制度、效益评估制度、成本分摊制度、受益补偿制度和权利救济制度     

长江源和黄河源的大型底栖动物群落特征研究

本研究于2009年8月和2010年7月对黄河源和长江源的大型底栖动物开展了系统调查。调查期间两区域共鉴定底栖动物66种，隶属于28科57属。其中，环节动物2科5属8种，软体动物2科2属5种，节肢动物23科49属52种，其它动物1科1属1种。长江源大型底栖动物种数、密度、生物量分别为29种、59 ind./m2、00 307 g dry mass/m2；黄河源大型底栖动物种数、密度、生物量分别为48种、369 ind./m2、04 520 g dry mass/m2。长江源动物资源量较低归因于泥沙含量较高和湿地退化。从生态环境的可持续发展角度出发，建设河源区生态屏障尤为重要，这需要实施天然林保护工程，因地制宜开展乔灌草植被建设，防止草地退化和沙化，减缓土壤侵蚀速率，减少河流输沙量，维系河流生态健康。     

关于长江中游沿江产业带建设的构想

长江中游沿江地区具有特殊的战略地位，其产业带建设又面临上海浦东开发和三峡工程建设两大契机。必须扩大对外开放，建设开放型产业带；加快改革步伐，建立社会主义市场经济体系；以资源优化配置，促进长江产业带整体效益的提高；必须协调资源、环境与产业带建设的关系，加强基础产业，调整加工制造业，合理布局生产，实现持续发展。