丹江口水库水质要素变化特征及其相互关系

采用丹江口水库1987－1996年间的水环境常规监测资料,应用因子分析方法探讨了丹江口水库不同区域水环境要素变化特征及其相互关系,分析表明：丹江口水库目前水质良好,大多数情况下能满足地面水一类水质标准要求：库区不同断面水体水质要素及污染因子间的相互关系可以用6个主导因子表达。同一主导因子不同断面标识因子的差异反遇了库区不同区域水质分布差异及产生这种差异的环境过程;影响库区水质的主要因素是上游随降水产生的面源污染、库周点源排放、水体自净以及气候因素,不同断面水质影响因素及其程度存在差异。     

丹江口水质变化及影响因素分析

水库水质变化情况在湖库生态安全的调查与评价中占有重要的地位,同时也为生态安全监测与预警,生态安全保障,以及湖库综合治理方案的发展提供了基础和依据。将高锰酸钾指数,氨氮以及其它一些参数选作为主要的评价因子,并对丹江口水库近年来的水质变化进行分析。同时,对影响水库水质的因素,包括水库的水量,上游来水,农业非点源污染等,以及它们与丹江口水库水质变化的联系也做了探索和分析,并根据分析提出了改善丹江口水库水质的建议。总而言之,丹江口水库的水质近年来通过环境保护和污染控制等逐渐变好,同时也正在向更好的方向改善。丹江口水库水质变化主要与非点源污染相关,另外,水质监测系统需要进一步完善     

湖北丹江口水库库区降雨侵蚀力特征

降雨侵蚀力(R)指数是估算土壤侵蚀量的一个基本因子,但如何利用气象站常规降雨统计资料估算R值具有重要的实践意义。利用湖北丹江口水库库区4个观测站(丹江口、十堰、郧县、郧西)的多年逐日降雨资料,通过比较分析多个经验模型对该地区的降雨侵蚀力的计算结果,优选出了表现最佳的估算模型,并用其计算结果分析了库区年降雨侵蚀力的空间分布和时间变化特征。结果表明,湖北丹江口库区丹江、郧西、十堰、郧县的年均降雨侵蚀力分别为3 331.94、3 272.40、3 501.21、3 187.94 MJ·mm/hm²·h·a,4个测站的均值为3 323.37 MJ·mm/hm2·h·a,空间分布比较均匀,与多年平均降雨量分布类似;降雨侵蚀力主要集中于5～9月份,占全年的88.60%以上;库区4个测站年降雨侵蚀力值波动较大,以郧西和十堰为甚,其最大单次降雨侵蚀力分别占其研究时段内总降雨侵蚀力的6.94%和4.87%。离差系数Cv(0.45～0.58)和趋势系数r(绝对值0.05～0.08)计算结果表明研究年限内年均降雨侵蚀力整体趋势保持平稳。
     

瀑河水库蓄水后水质变化预测

瀑河水库拟作为南水北调中线的一个调蓄水库。在瀑河水库淹没区内布10个采样点，分别采集0－20、20－40、40－60cm深度的土壤，实验室中模拟水库蓄水淹没情景，连续监测“库水”水质，试验表明：蓄水初期土壤中营养物质溶出对库水水质有一定影响，且随着时间的推移，各营养物质溶出的速度及浓度变化不同，蓄水16天后浓度趋于平稳，库水水质达到地表水环境质量Ⅱ类标准，将模拟值作为初始值，利用WQRRS模型进行运行期水质预测，得到结论为：（1）当调水水质为Ⅰ和Ⅱ类标准值的中值、流域汛期径流水质为Ⅱ－Ⅴ类时，预测库水水质为Ⅱ－Ⅲ类；（2）当调水水质为Ⅱ类标准值的下限值、流域汛期径流水质为Ⅱ－Ⅴ类时，预测库水水质大多为Ⅲ类，部分情况下为Ⅳ类，且N、P超标；（3）当调水水质为Ⅰ和Ⅱ类标准值的中值、流域径流水质为Ⅱ类时，在2010、2020和2030水平年水库水质全部为Ⅱ类；当调水水质为Ⅱ类标准值的下限值时库水水质则为Ⅲ类。     

丹江口水库表层沉积物不同形态氮的赋存特征及其生物有效性

为了揭示丹江口水库沉积物氮空间分布特征及其生物有效性,采用连续分级提取法研究了表层沉积物中可交换态氮(Exchangeable nitrogen,EN)、酸解态氮(Acid hydrolysable nitrogen,HN)及残渣态氮(Residue nitrogen,RN)的赋存特征,同时结合生物可利用态氮的含量,探讨了各形态氮对生物可利用态氮的贡献。结果表明,丹江口水库沉积物中总氮(Total nitrogen,TN)在425~5796 mg/kg之间,平均为1 319.32 mg/kg,其中EN、HN和RN的平均值相对比例为2.15∶1.95∶1,且各形态氮含量的空间分布呈入库河流大于库区开阔区域的特征,尤其在丹江、老灌河以及犟河-堵河入库口的含量较大。潜在矿化氮(Potential mineralized nitrogen,PMN)含量在40.20~1 468.95 mg/kg之间,平均为275.06 mg/kg,其中EN对丹江口水库沉积物PMN的贡献较大,比例在19.85%~90.80%之间,平均为63.47%。各形态氮在不同的水环境条件下发生迁移转化,保持着水-沉积物界面氮的动态平衡。     

流域土地利用变化的水质响应研究进展

探讨流域土地利用变化的水质响应,有利于从源头上控制水污染。不同学者在多种边界条件下研究了流域土地利用变化的水质响应,发现流域土地利用变化是造成河流水质发生变化的重要原因。根据是否可以将土地利用活动概化为点状,流域土地利用变化的水质响应研究可分为点状土地利用的水质响应和非点状土地利用的水质响应。准确边界土地利用的水质响应一般是研究流域土地利用空间特征和土地利用结构与水质变化的关系。对于用全流域尺度还是用缓冲区的尺度分析土地利用的水质响应更准确仍存在争论。水域边缘几何形状影响了土地利用与水质的关系。     

漫湾电站建成后澜沧江下游水质变化

随着澜沧江流域水电资源的开发,其水质变化及其跨境影响,越来越受到下湄公河流域国家及许多国际组织的关注。以漫湾电站为例,利用澜沧江下游1988～2002年6个断面、21个项目的水质监测资料,采取对比分析法,评价分析了漫湾电站建设和运行15年来,整个下游干流的水质状况和主要污染物变化趋势。结果表明,漫湾电站的建设和运行,目前对澜沧江下游干流水质总体还没有明显影响,但漫湾水库受重金属等污染物的污染,水库水质趋于下降。主要污染物M\-nO\+-\-4指数、NH\+-\-4 N、Hg、Pb和Cd的污染呈下降趋势;TP的污染有所加重。重金属Pb、Cd的污染主要集中于嘎旧（漫湾）断面和景临桥断面;M\-nO\+-\-4指数、TP和NH\+-\-4 N产生的有机污染主要集中在版纳水文站断面和勐罕渡口断面;澜沧江出境断面关累水质良好,基本达到该断面水环境功能要求。     

太湖水质参数中小尺度空间结构特征

经济的发展和人们生活水平的提高，造成了太湖的富营养化和生态环境的严重破坏。太湖的水质污染目前已严重影响了整个流域的可持续发展，并对人们的身体健康造成潜在的危害。治理太湖、保护太湖已成为人们刻不容缓的任务。了解湖泊水质参数空间结构特征是进行太湖环境评价的重要前提，也是合理治理太湖的重要基础。地统计学的出现为精确描述湖泊水质参数空间结构提供了有效的工具。应用地统计学技术对太湖3种水质参数进行了空间结构分析，结果显示，污染物集中在湖岸线附近不易向湖中央扩散，各水质参数空间分布差异性较大，且空间结构特征极为相似，不同尺度之间有差异性。同时，由于采样密度和范围的限制，更细微和更大尺度的空间结构特征尚不能得以表述。最后，还讨论了太湖水质参数的空间结构变异性。     

丹江口水库蓄水后汉江中下游水文时空变化的#br# 定量评估及其生态影响

采用变化范围法（RVA）定量研究了丹江口水库蓄水后汉江中下游水文情势的时空变化,评估出汉江干流变化度最大的江段和水文特征指标类别,分析了其对应的生态影响,并针对汉江流域的四大家鱼和水华问题进行了敏感水文指标的变化度分析。结果显示:丹江口大坝蓄水后,汉江下游河道流量是中变化度占主导,比例范围为47～63%;水位是高变化度占主导,襄阳站和皇庄站高变化度的水文指标所占比例远大于其它站点,依次为53% 和75%,各站水位较蓄水前下降了1～2 m。黄家港站高/低流量脉冲出现的频率减少（变化度为-0.49和 -0.62）,且持续的时间变短（变化度为-0.87和 -0.74）。皇庄站和襄阳站流量和水位的月均值和极值较蓄水前减少,逆转次数在高RVA范围内较蓄水前增加（变化度为1.82）。四大家鱼产卵的敏感水文指标出现频率较蓄水前减少,且为中高变化度。下游河道枯水期流量和水位减小,增加了水华发生几率。     

近20年来湘江水质变化分析

根据1981~2000年湘江的水质监测数据,选用危害较大的10项污染指标,采用均值指数法对近20年来湘江水质变化进行了分析,并对湘江干流不同河段水质进行了比较。结果表明：湘江总体水质在20世纪90年代呈恶化趋势,致使污染加剧的主要因子是总大肠菌群、总磷、石油类和总汞;主要污染源为工业污染和生活废水污染,近年来生活废水污染日益突出,工业污染中重金属污染明显;在干流不同河段中,株洲、湘潭和长沙河段污染最为严重;估计未来湘江的生活污染和农业污染还会加剧。因此,为确保经济和环境协调发展,湘江污染治理任务依然任重道远。在加大宣传力度,提高公民环境意识,加快城市污水处理设施建设和发展生态农业的同时,应将湘江流域城市生态水源建设提上议事日程。     

南水北调中线丹江口库区水环境现状

从丹江口库区的自然、气候概况、水量状况、水环境现状、水土流失等方面对丹江V口水库进行了分析。目前丹江口水库水质现状不容乐观，主要问题有：水土流失严重，森林覆盖率低，工业、农业污染严重，城镇、农村生活污水和养殖污水等大量排放，造成丹江口水库水质呈现中一富营养，并向富营养转化的趋势。要改善水库的水质现状，对工业污染坚持“预防为主”的原则，优化产业结构，全面实施污染物总量控制制度；对城镇、农村生活污水排放，加强城镇基础设施建设，控制城镇生活污染，进行城市生态建设；对养殖污水排放，制定合理的养殖计划，实施生态养殖；对农业污染，在库区要大力推进自然保护区、生态示范区、生态功能保护区和环境保护的建设，以小流域综合治理为基础，全面改善生态与环境，全面保护南水北调中线水源地丹江口水库水质。     

南水北调中线丹江口库区土地生产潜力估算

以土地生产潜力与承载力理论为基础,以南水北调中线工程主要淹没区和水源地——丹江口库区耕地为研究对象,在遥感影像、DEM、气象、土壤等数据支持下建立模型,利用潜力递减法估算丹江口库区的土地生产潜力,同时对土地资源人口承载力进行研究。估算结果表明:研究区不同作物、不同耕作制度下的最大生产潜力与现实生产力有很大差距,在现有粮食生产水平下,库区未淹没耕地的情况下,库区的人口承载力现状已经很差,当水位达到170 m后,库区人口承载力将进一步恶化。但是,研究区作物的现实生产力还有很大的提高余地,若在移民的前提下,深入挖掘土地生产潜力,因地制宜的选择合适的耕作制度,库区的土地承载力还可以有所提高。     

丹江口水库典型消落区不同土地利用类型土壤养分分布

丹江口水库是南水北调中线工程的取水口,调水工程的实施使新增淹没区土壤由于淹没浸泡可能使其中氮磷等营养盐释放,对水库水质构成威胁。采集丹江口水库典型消落区不同土地利用类型的表层土壤,测定现有消落区(149~160m)和新增消落区(160~172m)不同土地利用类型土壤的氮磷含量,分析消落区土壤养分分布特征。结果表明:土壤有机质含量在滩地和农田混杂区最高,分别为43.9、49.8g/kg,有机质易在扰动强烈或生物多样性丰富的区域累积。现有消落区(149~160m)和新增消落区(160~172m)土壤中总氮、总磷均值无显著性差异(p0.05)。消落区不同土地利用类型中,果园土壤的总磷、裸地土壤水溶性磷含量均为最高。现有新增消落区土壤磷流失率(0.564%)高于现有消落区(0.378%),需防范新增消落区的磷流失风险。消落区土壤总氮含量与有机质含量呈极显著相关(p0.01);总氮含量范围为0.044%~0.167%,农田、果园等受人为耕作作用强烈的土地利用类型土壤总氮含量相对较高。在消落区实施退耕还林等措施,恢复消落区的植被群落,可有效降低土壤的氮磷的流失。     

丹江口库区可持续发展能力分析

从区域可持续发展的角度出发,以湖北省丹江口库区为例,首先定性分析库区可持续发展的优势与问题,认为库区移民安置工作困难,库区可持续发展受到限制;经济增长缓慢,基础设施建设滞后;城镇化水平较低,库区社会矛盾突出;自然资源丰富与开发不足并存,库区淹没加剧土地资源稀缺;环境质量较好,生态基础脆弱。然后采用多因素综合评价模型定量分析了1999～2005年库区可持续发展的变化趋势。结果表明：库区可持续发展能力从1999年到2003年呈现明显的上升趋势,却从2004年开始缓慢下降;而人口、经济、社会、资源和环境各子系统也呈现出不同的特征。最后针对定性和定量评价结果提出相应的对策建议：做好库区移民安置,实现移民稳定就业;减少和消除移民贫困,增加基础设施建设;加快小城镇建设步伐,解决库区社会矛盾;发挥水资源优势,改善库区生态环境。     

基于遥感影像的丹江口水库水域面积动态变化与原因研究

丹江口水库是南水北调中线工程的水源地,水库水域面积的动态变化研究,对保障调水有重要意义。针对丹江口水库水域面积变化较快、短期波动明显,对南水北调中线工程稳定调水有较大影响的问题,采用2000年3月~2015年10月逐月遥感影像,基于归一化差异水体指数(NDWI)提取水体,研究了丹江口水库水域面积的动态变化。结果表明:丹江口水库近16 a来月际平均水域面积均超过400 km2,2~7月份为枯水期,8月份~翌年1月份为丰水期。按季节来看,夏季至秋季水库水域面积呈增大趋势,冬季至次年春季水库水域面积呈减小趋势,同时水库水域在秋季波动最为剧烈,冬季较为平缓。自2014年12月~2015年10月,受大坝加高蓄水影响,水库水域面积均维持在550 km2以上。水库的水位涨落形成的消落区主要集中在丹江水库北部、东部和汉江水库的西部。     

丹江口水库对汉江中下游影响的生态学分析

基于黄家港水文站1954～2000年的日径流量资料,以1967年为节点,将47年水文序列划分为节点前的“近自然状态河流”和节点后的“人工干扰状态河流”两种水文情势。采用Richter提出的变动范围法,基于包含32个水文参数的水文改变指标体系,定量评估了黄家港水文站1967年前后水文情势的变化。根据分析,把1967年之前的各个水文参数的第1至第3四分位数间的数值范围设为管理目标。进一步分析了丹江口水库的修建对汉江中下游生态水文的影响。结果表明,1967年以后,丹江口水库的修建对汉江中下游水文情势的影响较为显著：极大地改变了径流的年内分配,使流量过程均化,使极值流量出现日期提前、历时缩短等等。在此基础上,结合汉江中下游河道生态系统的特点,以鱼类为指示生物,初步探讨了上述水文情势的变化对汉江中下游鱼类的生长、繁殖和越冬等带来的影响,并对如何降低不利影响提出了相应的改进措施.     

丹江口水库对汉江中下游径流特性的影响

随着汉江流域水资源开发利用程度的提高,汉江径流特性在一定程度上发生了变化,并在一定程度上影响了汉江生态系统的健康。为分析人类活动对汉江径流特性的影响,以白河、皇庄和仙桃3个水文站为研究对象,以丹江口水库关闸蓄水时间划分研究时段,利用3站1955~2006年的日流量资料对比分析了研究时段内汉江中下游年、汛期、非汛期、月及日径流量的变化特性。结果表明：丹江口水库的运行对其下游的年径流特性无明显影响,而对汛期、非汛期、日径流量和径流年内分配有显著的影响,汛期径流量所占比例显著减少,非汛期径流量所占比例显著增加,径流量年内分配过程均匀化,中小量级日流量出现频次增加,大量级日流量出现频次减少,但影响随与水库的距离增加而减小。研究成果可为评价人类活动对汉江生态系统健康及稳定性提供参考.