19世纪末以来中国洪涝灾害变化及影响因素研究

基于1880年以来全国洪灾灾情、耕地面积以及东部地区年降水量数据,采用EMD分解、MK趋势和突变检验与相关分析等方法,探讨19世纪末至21世纪初中国洪涝灾害的变化特征,及其与降水变化和人类活动之间的联系。结果表明:①19世纪末、20世纪50-60年代和20世纪末这3个时间段,是多世纪以来中国洪灾最剧烈的时期;其中19世纪末和20世纪50-60年代的洪灾剧烈期均对应降水丰沛期,而20世纪末的洪灾剧烈期降水并不十分丰沛。②中国洪灾存在多尺度特征,主要周期有2.7 a、5.2 a的年际变化、9.9 a的年代际和20.5 a、51.6 a的几十年际变化等;东部地区年降水量与洪灾变化周期对应关系较好。③从东部近50 a来年降水量变化来看,20世纪八九十年代洪灾上升并不是降水量增加的结果。降水强度增加、极值降水事件增多可能是其重要原因;另一方面则是由于水土流失加剧、湖泊围垦等人类活动因素的影响。此外,水利投资强度的变化对近50 a洪灾变化也有一定影响。     

1960-2006年闽江流域径流演变特征

基于闽江流域1960-2006年逐月径流、降水以及气温等资料,应用Mann-Kendall趋势分析、经验模态分解等方法,探讨流域径流演变规律及其对气象要素变化的响应特征。结果表明:①闽江流域年径流呈上升趋势,其上升主要来自非汛期径流的贡献;秋季和冬季径流始终以上升趋势为主;夏季径流20世纪90年代以来呈上升趋势,而春季径流则呈现下降趋势。②流域降水和气温均存在上升趋势,尤以气温上升为显著;径流的上升趋势比降水显著。③径流和降水变化均存在多尺度特征,降水变化周期大于径流;80年代以来,径流和降水的年代际变化振荡幅度有所减弱,而年际变化的波动幅度在加强。分析表明,闽江流域径流上升趋势较降水显著的原因,一方面是由于流域蒸发的减少和降水强度的增大;另一方面是流域下垫面特征改变等因素的影响。     

西安市路面径流污染季节变化特征研究

在西安市城市主干道南二环路建立路面径流原位采样站,利用自制流量等比例采样装置,对2009年3月—2010年2月的36场降雨径流和3场融雪径流进行全程采样,测试各场次径流SS、COD、溶解态COD、NH+4-N、Pb、溶解态Pb、Zn和溶解态Zn的事件平均质量浓度(EMC),结合径流污染来源,利用单因素方差分析方法,识别路面径流污染季节变化特征并进行致因分析。结果表明:路面径流中SS质量浓度、COD和NH+4-N质量浓度随季节变化显著,SS质量浓度和COD呈现冬、春季高、秋季最低的趋势,表明其受交通污染源排放和大气降尘的共同影响;NH+4-N质量浓度秋冬采暖季最高、夏季最低,且与雨水接近,表明其主要源于雨水溶解大气中的含氮化合物造成的雨水污染;Pb、Zn主要来自交通污染源,道路交通量不随季节变化,因此其质量浓度季节差异不大,场次间质量浓度的波动主要与场次降雨特征有关。     

基于土地利用/覆被情景分析的长期水文效应研究——以西苕溪流域为例

论文以太湖上游的西苕溪流域为研究区,通过土地利用变化模型CLUE-S对未来15年土地利用/覆被变化的空间格局进行模拟,并在此基础上,应用长期水文影响模型L-THIA模拟分析1985年、2002年以及未来15年后3种土地利用情景对地表径流的长期影响,并识别不同土地利用方式转换水文效应的敏感性。结果表明：①在相同的降雨条件下,2017年土地利用情景下年均径流深度较1985年增加61.6mm,且土地利用变化对月径流的影响在春季尤为显著,同时,土地利用变化的水文响应程度,以枯水年响应最强,丰水年响应最弱;②不同土地利用方式转换产生的水文效应存在较大差别,以林地向建设用地转换的水文效应最为敏感,其次是耕地向建设用地、林地向耕地的转换,最后为耕地向林地的转换。文中采用水文模型与土地利用变化模型相耦合的方法,可为土地利用变化水文效应的分析提供新的思路和参考。     

武汉市土地利用程度和经济发展的重心迁移及耦合协调性研究

土地利用和经济的协调发展对社会的可持续发展具有重要意义。采用2005~2014年武汉市各区域的土地利用程度和经济发展数据,对武汉市、主城区、远城区的土地利用程度重心、经济发展重心迁移及耦合协调关系进行分析。研究结果显示:(1)在土地利用程度和经济发展重心迁移上,武汉市远城区相对于主城区重心迁移距离更大,迁移方向更为杂乱;(2)在土地利用程度和经济发展的耦合协调性上,主城区较为和谐,江汉区为高度协调型,硚口区和青山区为经济发展略微滞后型,其他主城区为土地发展略微滞后。远城区经济发展和土地利用程度基本处于不协调的状态,除了汉南区属于经济滞后型,其他均为土地发展滞后型。     

武汉市湿地破碎化对生态系统服务价值的影响研究

以湖泊资源丰富的武汉市为例,通过景观格局指数测定该市湿地破碎化程度,借助GIS技术评估该市湿地生态系统服务价值,并探讨了城市湿地破碎化对生态系统服务价值的影响。结果表明:①2000—2015年武汉市湿地总体破碎化趋势有所缓和,但人工湿地相较于自然湿地破碎化程度要高,特别是2010—2015年湿地总面积下降了2.80%,而斑块密度上升了4.12%,湖泊破碎化程度较高。②2000—2015年,武汉市湿地ESV增长了323.27亿元,各类型湿地的生态系统服务价值表现为湖泊>水库坑塘>河流>沼泽。③湿地景观破碎化与部分调节性、支持性和文化性服务功能存在着显著相关关系。     

单一好氧环境强化生物除磷诱导及影响因素研究

为了加深对聚磷菌(Phosphate Accumulating Organism,PAOs)代谢多样性及代谢机理的认识,采用序批式反应器(Sequencing Batch Reactor,SBR),研究了PAOs单一好氧生物除磷能力的诱导过程,以及好氧时间、静置时间对单一好氧生物除磷效率的影响。结果表明,PAOs单一好氧环境生物除磷能力的诱导很快完成,SBR反应器运行周期内生物除磷过程分为饱食期与饥饿期,其中,饱食期水溶液中COD降解速度很快,磷酸盐质量浓度略有升高,PAOs体内聚-β-羟基丁酸(Poly-β-hydroxybutyrate,PHB)质量比增加,聚磷质量比降低;饥饿期水溶液中磷酸盐质量浓度持续下降,聚磷菌体内PHB质量比减小,聚磷质量比增加。聚磷菌在单一好氧环境条件下的除磷能力不能长期保持,只有保证足够的好氧时间及静置时间,才能取得高效的单一好氧环境除磷效果。     

福建省近50年旱涝时空特征演变——基于标准化降水指数分析

旱涝灾害是影响我国的主要气象灾害之一。利用福建省60个气象站1960-2006年逐月降水观测资料,采用标准化降水指数(SPI)、M ann-Kendall检验、正交经验分解函数和旋转经验正交分解函数等方法,分析了近50年福建省旱涝时空变化的特征。结果表明:(1)福建省近50年总体上向涝的趋势发展,SPI指数在20世纪60年代先升后降,至70年代中后期开始上升,80年代初发生短暂下降,此后持续上升,上升趋势一直持续到21世纪。(2)旱涝呈现阶段性变化,1960-1972年、2000-2005年为干旱发生频繁的阶段;20世纪70年代中后期、90年代则为雨涝频繁的阶段。(3)根据旱涝特征差异,福建省可划分为闽东南沿海、闽北、闽东与闽西等4大区域,4个区域总体上与全省具有相对一致的旱涝趋势,但在某些时段南北方向上的不同区域之间存在差异。(4)福建省20世纪70年代中期和2000年以后旱涝变率最大,20世纪80年代初变率最小,且4个区域也表现出类似的特征。     

太湖最高水位及其与气候变化、人类活动的关系

采用累积距平及非参数检验的方法，重点分析1954~1999年太湖最高水位的变化，及其与相关气候因子的关系。1954年以来，太湖最高水位变化大致以20世纪80年代初为界，此前下降，此后则上升。梅雨和热带气旋影响次数直接影响太湖最高水位的变化；Wilcoxon检验表明最高水位变化与西北太平洋夏季风指数之间联系密切，而最低水位与其关系则不明显。Kendall协和系数检验验证了太湖最高水位与各气候因子变化之间的一致性。80、90年代太湖最高水位不断上升且常常居高不下，人类活动起着重要的作用；从河网水系变化、湖泊围垦和土地利用变化等方面分析了人类活动对太湖水位变化的影响。结论认为，太湖最高水位上升仍然受控于气候变化因子；而人类活动则加剧了水位上升的情势，并在其中所起作用日益重要。     

Pseudomonas flava WD-3在人工湿地污水净化中的应用研究

为了研究Pseudomonas flava WD-3在复合垂直流人工湿地中对污水的处理效果,将其按照不同梯度接种量(菌悬液浓度为4.575×108个·mL-1)投加到复合垂直流人工湿地中,研究其对污水中氨氮、CODCr、NO-2-N、NO-3-N、总磷的去除效果,确定该菌株的最佳投加量,建立降解动力学模型.结果表明,该菌株对污水中的有机污染物以及氮磷等营养物具有明显的去除效果.菌株的最佳投加量为6.0%,且对污水中NH+4-N、COD、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮、TP的去除效果分别为未投加该菌的1.49、1.48、1.45、1.41、1.83倍,且去除性能稳定.低温菌Pseudomonas flava WD-3对污水中各污染物的降解过程符合一级反应动力学模型.