太湖地区蠡河流域不同用地类型面源污染特征

以太湖上游蠡河流域为研究区,通过对面源污染为主子流域和城镇地表径流进行监测,结合GIS空间分析方法,分析了流域林地、耕地及城镇用地等土地利用类型的面源污染流失特征.结果表明,林地产出径流面源COD、TN和TP浓度分别为2.987±1.582,1.690±0.349,0.019±0.009mg/L;耕地的产出径流面源COD、TN和TP浓度分别为9.874±5.146,2.534±2.459,0.185±0.149mg/L;小城镇的产出径流面源COD、TN和TP浓度分别为7.729,1.790,0.117mg/L.蠡河流域的面源污染COD、TN和TP负荷量分别为919.9,306.0,13.5t/a.     

湖库水源地流域生态系统服务权衡与多目标优化——以天目湖流域为例

协调各生态系统服务的权衡关系是进行生态系统有效管理、实现可持续发展的关键。采用模型评估法和价值评估法等评估了天目湖流域2019年水源涵养、水质净化、土壤保持、固碳和供给等五项重要生态系统服务，分析了各服务之间的权衡协同关系，采用多目标遗传算法(NSGA-Ⅱ)对水质净化服务和供给服务进行优化。结果表明：(1)天目湖流域水源涵养、水质净化、土壤保持和固碳服务呈现“南高-北低”的空间分布特征，与植被覆盖度存在明显的正相关性；而供给服务的高值主要分布在流域中部和河流沿岸，与茶园和耕地分布密切相关。(2)水源涵养、水质净化、土壤保持和固碳服务两两之间表现为协同关系，供给服务与其他服务之间均呈现为权衡关系，其中与水质净化之间的权衡关系最强，表现为流域内最为突出的矛盾关系。(3) NSGA-Ⅱ算法为研究区生态系统服务优化提供了4种方案，可以在不同程度上化解流域内水质优化和经济产出之间的矛盾关系，为天目湖流域乃至其他湖库型水源地流域面向供水安全的生态系统可持续管理提供了新的思路和方法。     

江苏太湖地区农村生活用水量空间差异及污水去向

采用问卷调查的方法,对江苏太湖地区农村生活用水量及污水去向进行研究。结果表明,农户人均日用水量地区差异较大,在平原区从大到小依次为常州市〔99.2 L·(人·d)-1〕、苏州市〔76.9 L·(人·d)-1〕和无锡市〔64.1 L·(人·d)-1〕,在丘陵山区从大到小依次为无锡市〔118.6 L·(人·d)-1〕、镇江市〔109.1 L·(人·d)-1〕和常州市〔93.6 L·(人·d)-1〕,农民收入与农村人口数量是影响农村用水量的重要因素。化粪池是江苏太湖农村地区最常见的污水处理方式,其中无锡市、苏州市、常州市和镇江市农村厕所污水的化粪池平均处理率分别为96.6%、92.8%、91.0%和84.9%。但是现有的污水处理设施并不能有效减轻该地区生活污水对地表水环境的压力,从厕所污水经化粪池处理后进入污水处理厂的比例来看,在平原区生活污水处理效率从大到小依次为无锡市(60.9%)、常州市(22.8%)和苏州市(5.2%),在丘陵山区依次为无锡市(55.7%)、镇江市(9.1%)和常州市(2.2%)。     

流域土地利用变化的面源污染输出响应及管理策略——以太湖地区蠡河流域为例

以太湖地区蠡河流域为研究区，通过解译1984，1995和2000年3个时段TM／ETM获得的土地利用分布地图，采用GIS叠加功能分析土地利用变化的模式，应用长周期水文分析模型L—THIA（longterm hydrologic Impact assessnent），基于30年的降水日序列模拟了3个时段土地利用分布特征对地表径流量的影响，并通过流域土地利用类型与地表径流污染物浓度的定量关系参数，估算了不同时段土地利用模式下营养盐污染的产出量，分析了面源污染对土地利用变化的输出响应。分析结果显示，营养输出变化主要源于土地利用向面源污染高产出的建筑用地转变，以及径流总量的增加。1984年总氮产出为70．103t／a，2000年增加到86．667t／a，16年间共增加了23．628％；1984年总磷产出为10．497t／a，到2000年增加到15．413t／a，16年间共增加了46．832％。营养盐输出变化主要集中于丘陵间地和下游湖滨平原河网地区。最后，基于土地利用变化的面源污染输出响应的定量研究，分析了控制面源污染物增加的土地利用管理策略。     

流域水污染物排放权交易构建

在分析了流域水环境问题、流域水排污权交易的特点的基础上，应用区域经济学和流域管理学等相关原理，构建了流域水排污权交易理论模型。最后结合国内的实际情况，提出了系列保障措施。     

西苕溪典型小流域土地利用对氮素输出的影响

在太湖地区的西苕溪流域不同地理位置选择了11个小流域,于2004年分3次野外监测氮素输出浓度.利用多年降雨径流关系估算径流量,用于计算各小流域氮素输出负荷与强度,结合2000年TM遥感影像获得的各小流域土地利用数据,综合分析了土地利用对流域氮素输出的影响.结果表明,流域土地利用结构对氮素输出具有重要影响,流域耕地面积比例与氮素输出水平呈正比,而林地比例与氮素输出水平呈反比;各小流域面积的大小与氮素输出负荷呈正相关,而小尺度流域面积对氮素输出浓度和单位面积氮素输出强度无关.     

江苏太湖地区农业耕作制度变化及其对地表水土环境的影响

农业耕作制度变化及其环境效应是国内外广泛关注的学术前沿问题。近60 a来，江苏太湖地区农业耕作制度发生较大变化，主要表现在种植制度从偏重粮食生产转向粮经作物协调发展，用地作物增多而养地作物减少，作物品种经历了改进与优化过程，作物熟制经历了从“双三制”恢复到两熟制。施肥种类从有机肥为主转变为完全施用化肥，氮磷钾肥投入比例从长期严重失调发展到逐渐趋于协调。在总结近60 a来江苏太湖地区农业耕作制度变化特征的基础上，〖JP2〗分析了农业耕作制度变化对地表水土环境的影响，并提出了今后需要进一步关注的研究方向     

流域土地利用／覆被变化的洪水响应——以太湖上游西苕溪流域为例

土地利用／覆被变化是影响流域洪涝灾害的重要因素。基于太湖流域在全国的重要性及太湖流域土地利用／覆被变化洪水效应研究的迫切性，选择太湖上游西苕溪流域为研究对象，利用分布式水文模型HEC—HMS模拟了5种土地利用情景下的2次典型洪水过程，定量分析了单一土地利用／覆被对洪水过程的影响程度。结果表明，对于同场降雨，5种土地利用类型的洪水总量和洪峰流量大小顺序为：林地〈疏林灌丛〈草地〈耕地〈建设用地；涨水历时长短顺序为：林地〉疏林灌丛〉草地〉耕地〉建设用地；峰现时间出现最早的是建设用地，其次是耕地、草地、疏林灌丛地和林地。建设用地对暴雨洪水过程影响最为显著，不仅使得最大洪峰流量和洪水总量增大，汇流时间变短，还大大改变了洪峰形态，使流域原有的坦化洪水波形的能力降低。城市化会严重加剧流域暴雨洪水，而森林则有利于缓和流域暴雨洪水过程。     

基于流域单元的营养盐输出与景观异质性影响研究

选择太湖上游西苕溪流域,利用GIS、RS及景观生态方法进行小流域划分和流域景观异质性分析,基于改进的输出系数模型估算小流域营养盐输出,并对流域单元主要景观类型空间异质性及多样性指数与营养盐输出的关系进行了分析.结果表明,西苕溪各小流域TN、TP输出强度变化范围分别为3.01～15.44 kg/(hm2.a)与0.049～0.355 kg/(hm2.a),营养盐输出水平空间差异性明显;小流域单元优势景观类型与营养盐输出关系明显,小流域林地面积增加10%,TN、TP输出强度分别降低0.203 1、0.015 2 kg/(hm2.a);小流域耕地面积增加10%,TN、TP输出强度分别增加0.572 6、0.027 3 kg/(hm2.a);西苕溪小流域景观多样性指数与氮磷输出水平关系呈二次多项式关系,营养盐输出强度随着SHDI增大而增大,当SHDI为1.5时,输出强度达到最大值,然后随着SHDI增大而降低.研究结果将为流域非点源污染治理提供参考.     

基于单元格网的STREAM分布式水文模型及其应用——以太湖上游西苕溪流域为例

STREAM模型是基于单元格网的分布式水文模型，可以利用易于获取的地理信息，揭示气候变化及下垫面改变对水循环的复杂影响。选择太湖上游西苕溪流域为研究区，采用1979～1999年的26个降水站实测序列和不同时段的土地利用数据，应用GIS流域分析方法与空间插值技术建立300 m的流域格网信息，并通过BLAISE脚本语言实现STREAM模型与GIS的集成，应用1979～1999年水文站实测序列对模型进行率定和验证。结果显示月径流量和年径流量模拟与实测值吻合良好，1980～1988年模型率定期，月径流量的确定性系数为078，年径流量的确定性系数为086，各年平均相对误差仅为6％；1989～1999年模型验证期，月径流量的确定性系数为075，年径流量的确定性系数为082，各年平均相对误差为95％。研究证实模型有较强的预测能力，在流域管理与决策中具有较好的应用前景。