鄱阳湖水流运动与污染物迁移路径的粒子示踪研究

湖泊水流运动和污染物的迁移路径对湖泊水质起着关键作用。采用水动力和粒子示踪耦合模型,并结合野外粒子示踪实验来调查鄱阳湖洪水季节空间水流运动和污染物迁移路径。模拟结果显示,流域五河点源入湖污染物和湖区空间面源分布污染物均会沿着不同方向迅速进入湖泊主河道,在快速水流推动下逐渐向北部湖区迁移,但部分污染物因东北部湖湾区存在顺时针方向环流而发生长时间滞留和富集。野外粒子示踪实验同样表明,东北部湖湾区污染物迁移路径随着该湖区水流运动表现得复杂多变,除了可以明显观察到顺时针方向的污染物运动,还可以发现污染物向湖岸边界和湖汊迁移,最终滞留在东北部湖湾区,而康山湖区污染物在快速水流推动下主要沿主河道向西北主湖区迁移,未发现污染物进入东北部湖湾区的迹象。鄱阳湖洪水季节水流运动和污染物迁移路径具有枯水期水流-污染物传输特性。模拟得出鄱阳湖洪水期的平均换水周期约89 d,表明其可能需要近3个月时间才能彻底完成一次换水。研究成果可为大型通江湖泊"江湖关系变化"研究提供参考,对保护"一湖清水"、保障长江中下游水环境安全具有重要现实意义。     

滇池小流域土壤资源特点及其合理利用

滇池在昆明地区工农业生产和人民生活中起重要作用。本文选取滇池流域中地貌结构和水文结构与滇池流域相似的典型小流域－豹子洞水库流域，分析其土壤资源的分类，形成，演化和特征，并提出了该地区土壤资源的利用应以发展经济林和生态林为主；因地制宜，合理规划；实行科学施肥和合理轮间作，以加强水土保持，减少滇池面源污染物。     

溪洛渡水电工程拦沙对三峡水库富营养化潜在影响的初步研究

从泥沙吸附的角度，探讨金沙江溪洛渡水电站拦沙对三峡水库溶解性磷负荷的影响。2006年11月在金沙江、长江干流和支流岷江、沱江采集了淤积泥沙和水样，测定了泥沙的全磷、有效磷和磷固定量及水的溶解性磷等指标。岷江和沱江泥沙的有效磷含量远高于金沙江和长江干流，反映了四川盆地支流的磷污染较干流严重；干流泥沙的有效磷含量向下游呈增加和磷固定量向下游呈减少的趋势，反映了干流泥沙沿途不断吸附四川盆地支流汇入干流中的溶解性磷，磷固定能力有所降低。根据金沙江宜宾与长江朱沱泥沙的有效磷含量和磷固定量，金沙江来沙年吸附溶解性磷分别为382和6 885 t，分别相当于朱沱站的26%和468％。溪洛渡水库拦蓄泥沙，金沙江来沙吸附长江干流溶解性磷的量将有所减少。水库投入运行后的前50年，以有效磷含量计，金沙江来沙的磷吸附量占朱沱年溶解性磷总量的比例从26%降至10%；以磷固定量计，从468％降至174%。长江干流进入三峡水库的年溶解性磷总量有可能增加16%～294%。金沙江来沙降低三峡入库磷负荷的实际功能，可能介于有效磷含量和磷固定量的计算值之间，具体值还需开展进一步的试验研究。     

基于SLEUTH模型的滇池流域城市扩展模拟分析

通过滇池流域1992～2010年城市扩张研究,发现城市建设用地增长主要表现为两种形态：一是边缘增长,表现为城市建成区范围不断扩大;二是道路影响增长,表现为环滇池道路两边新城市单元的产生。基于滇池流域城市扩展变化遥感数据,对SLEUTH城市扩展模型进行校准,模拟30 a间（2010～2040年）3种预案下的昆明城市扩展变化过程,并对模拟结果进行分析。3种模拟预测结果表明：任意管理预案下城市无序扩张,大量农林用地被城市建设用地占用,人口和城市建设用地呈现爆发式增长,滇池沿岸被城市包围,会对滇池水环境产生极大的压力;土地总量控制预案下城市的发展完全按照城市总体规划内容进行,没有考虑城市实际发展过程中的经济、人口等因素影响,没有达到滇池生态环境保护的需要;生态环境保护预案下,能相对有效控制建设用地,减少对农林用地、湿地的侵占,利于滇池环境保护。预测发现,从滇池流域水资源现状来看,即使实施了环境保护模式,人均水资源量仍处于“严重短缺”状态。需要通过调整昆明城镇体系和产业布局,降低城市首位度和人口;采取更为严格的空间管制策略,有效控制城市空间扩展,以减少对滇池流域的环境压力     

溪洛渡水电工程拦沙对三峡水库富营养化潜在影响的初步研究

从泥沙吸附的角度,探讨金沙江溪洛渡水电站拦沙对三峡水库溶解性磷负荷的影响。2006年11月在金沙江、长江干流和支流岷江、沱江采集了淤积泥沙和水样,测定了泥沙的全磷、有效磷和磷固定量及水的溶解性磷等指标。岷江和沱江泥沙的有效磷含量远高于金沙江和长江干流,反映了四川盆地支流的磷污染较干流严重;干流泥沙的有效磷含量向下游呈增加和磷固定量向下游呈减少的趋势,反映了干流泥沙沿途不断吸附四川盆地支流汇入干流中的溶解性磷,磷固定能力有所降低。根据金沙江宜宾与长江朱沱泥沙的有效磷含量和磷固定量,金沙江来沙年吸附溶解性磷分别为382和6 885 t,分别相当于朱沱站的26%和468％。溪洛渡水库拦蓄泥沙,金沙江来沙吸附长江干流溶解性磷的量将有所减少。水库投入运行后的前50年,以有效磷含量计,金沙江来沙的磷吸附量占朱沱年溶解性磷总量的比例从26%降至10%;以磷固定量计,从468％降至174%。长江干流进入三峡水库的年溶解性磷总量有可能增加16%～294%。金沙江来沙降低三峡入库磷负荷的实际功能,可能介于有效磷含量和磷固定量的计算值之间,具体值还需开展进一步的试验研究。     

“黄金水道”开发治理蓝图问世

一部2030年前治理开发“黄金水道”的宏伟蓝图——长江流域综合利用规划要点报告,最近编制完成并通过专家鉴定。该报告达35万字,内容涉及水利、地矿、农业、交通、能源等许多方面,是今后40年长江流域开发治理系统工程的基本框架和指南。该报告在资源与环境方面的规划目标是充分利用水资源优势,大力发展水电,努力减少环境污染。根据规划要求,近期将大力开发金沙江、雅砻江、大渡河等水资源,到     

三峡水库水质变化趋势研究

为全面研究三峡水库蓄水之前至175 m蓄水运行期库区水质变化趋势和因蓄水导致水文条件变化后悬浮物、高锰酸盐指数、总磷等主要污染因子变化及其相互关系,通过对2000~2015年三峡水库水体水质状况进行分析,得出如下结论:三峡水库干流水质较好,其受水期及水库蓄水调度影响明显但逐渐减弱。受蓄水导致的水流条件变化、上游来水、支流汇入及沿程点面源污染等因素影响,干流沿程各断面水质变化趋势不完全一致;除清溪场和沱口断面外,从库尾到库首水质评价结果优于Ⅲ类的比例总体呈上升趋势。受蓄水影响,御临河、小江、大宁河及香溪河河口断面水质均呈下降趋势。三峡水库上游来水悬浮物含量变化与水期存在较好相关性,但自2013年开始上游来水各水期悬浮物含量均下降,悬浮物通量较2013年之前平均降低约80%。水库库中、库首断面近年来悬浮物含量在丰水期和平水期下降,其后逐渐趋于稳定,枯水期变化不明显。蓄水后主要支流河口悬浮物含量大部分时段低于库区干流同期,上游支流河口断面悬浮物含量受水期影响较库区中下游支流河口明显。干支流各断面高锰酸盐指数和总磷在各水期变化趋势各异,上游断面丰水期变化较下游断面明显;随着蓄水进程,各断面高锰酸盐指数和总磷在平水期和枯水期之间、断面间差异越来越小。悬浮物含量与高锰酸盐指数、总磷等参数之间存在一定的相关性,但在较长时间范围,不能通过拟合等手段将水样一种状态的测定结果推出样品另一种状态近似检测结果。     

1961～2010年金沙江流域降水时空演变特征

基于金沙江流域1961~2010年逐日降水资料,对流域长时间尺度降水要素和多个典型降水日数进行分析,研究金沙江流域降水的时空演变特征。结果表明:1961~2010年,金沙江流域年降水量呈一定的增加趋势,但未通过显著性检验,汛期雨量变化趋势不明显,逐月降水除9月和12月外其他月份均呈微弱增加趋势。小雨等级和中雨等级的降水日数空间变化趋势相似,呈中上游地区微弱增加、下游地区微弱减少趋势,大雨及以上等级的降水日数则以微弱增加为主,仅在源区、德格一带呈不明显减少趋势。年无雨日数和年连续无雨日数呈比较明显的中上游地区减少、下游增加趋势,特别是年无雨日数在昭觉、昭通、会泽等区域增加趋势显著,年连续有雨日数则呈全流域减少,在下游小部分地区显著减少。研究还表明金沙江流域下游地区无雨日数及连续无雨日数特别在2000s偏多,而年连续有雨日数则在2000s明显偏少,表明近年来流域下游地区发生干旱事件的可能性增加。     

湖南省四水流域水沙周期特征及其影响因素分析

采用复小波变换和M K非参数检验的方法分析了湖南省四水流域主要控制站1951~2011年径流量与输沙量周期规律和突变特征。结果表明：(1)湖南四水径流量存在多个波动增加和波动减少的波动变化现象,但无显著变化趋势;而输沙量虽然有一定的波动,但总体上呈波动减少变化态势,而且下降趋势较显著;(2)湘潭站、桃江站和桃源站径流量和输沙量存在20~25 a的第一主周期,而石门站径流量和输沙量的第一主周期不具有一致性,径流量主周期为2 a,输沙量主周期为13 a,但其径流量和输沙量第二、三主周期变化规律相吻合,均为3~5 a的周期;(3)大量的水利工程建设是导致输沙量减少的主要原因,径流量的变化与降水的变化规律较为一致     

主要部门污染物控制政策的温室气体协同效果分析与评价

工程减排、结构减排和监督管理减排是实现我国污染物减排的三个主要措施,近年来我国SO2的排放呈现出下降的态势,本文选取电力、钢铁和水泥这3个重要行业,测算了在"十一五"以来SO2的减排效果,以及由其带来CO2减排的协同效果。结果显示,"十一五"期间,3个主要行业减少污染物排放超过1 000万t,其中工程减少污染物排放超过700万t,结构减少污染物排放300万t。由此带来的协同效果显示,由于结构减排带来了超过7亿t CO2的减排,而由于工程效应减少污染物的同时带来的CO2增加500万t,因此总计带来7-8亿t CO2的减排。而"十二五"前两年减少污染物排放400万t,其中工程减少污染物排放350万t,结构污染物排放减少了40万t。由此带来的协同效果显示,由于结构减排减少了CO2排放1.74亿t,而由于工程效应减少污染物的同时带来的CO2的增加量为200万t,因此总计带来1.72亿t CO2的减排。结构减排和工程减排两种措施可以在行业内实现降低污染物的排放,但是其贡献程度由于行业的差异有所不同。"十一五"期间电力行业较多是依靠工程减排实现SO2排放的降低,而水泥和钢铁行业则更多是依靠行政命令如关停落后产能和机组实现污染物的减排,显示出电力行业通过技术实现污染物的减排,而其他两个行业则主要靠调整结构来实现减排。电力行业中的末端治理技术即工程减排贡献了大部分的污染物减排,但是与此同时由于末端治理技术会导致能源消耗的增加,即引起CO2排放的增加,因此污染物的协同控制效果较差,而钢铁和水泥行业的污染物减排则由于更多是通过结构调整的手段,如关停落后产能和机组,因此其协同效果较为显著。"十三五"期间,需要继续控制双高产业的发展,强化"前端"污染物控制减排,夯实结构减排的协同成效,加大工程减排的实施,缩小减排工程能力和实际减排效果的差距,实现"末端"污染物减排,加强"前端"审批和"中段"运行管理效果。     

引水调控改善太湖湖湾水环境及其效果预测

在总结太湖水污染问题的基础上,分析得出水流缓慢、动力掺混能力弱、水流交换不畅、水体自净能力差、纳污能力小、入湖污染负荷量大且远超过湖湾的纳污能力是梅梁湖湾水污染严重的主要原因,提出区域水污染综合治理、入湖污染物总量控制、引水调控等水污染防治策略及其关键控制技术,利用数值模拟技术给出了太湖梅梁湖湾入湖污染物排放总量控制定额,并结合引江济太调水试验,采用平面二维水流水质数学模型模拟预测引水调控对梅梁湖湾的水环境改善效果及大流量集中调水和小流量维持性调水的水环境     

滇池水污染经济损失估算

滇池的水污染问题已经严重影响昆明经济社会的可持续发展。为估算因水污染造成的经济损失,首先利用滇池外海8个观测点的水质监测数据,应用时空地质统计学模拟滇池水体各污染因子浓度的分布,并依据水质指标的浓度分布对滇池水质区域划分为北部、中部、南部3个区域,然后从饮用水、渔业、旅游、灌溉4种水体功能入手,结合詹姆斯“浓度-价值曲线”模型和污染损失率法分别对滇池每个区域的水污染经济损失进行估算。通过计算,2010年滇池水污染经济损失总计7275亿元,其中北部、中部、南部区域的水污染经济损失分别为1552、3759、1964亿元。从各区域的污染损失率来看,滇池水资源饮用水源功能已丧失,渔业功能部分丧失（损失率＞90%）,目前滇池水资源主要用于旅游和灌溉     

水利调度修复东湖水质的数值模拟

总结武汉东湖水质污染问题基础上,根据湖泊和港渠联通状况设计了长江-东湖水利调度的调水线路和调水方案。基于一维港渠河道水动力水质模型和二维湖泊水动力水质模型,通过嵌套耦合求解的方式实现耦合,建立了一、二维湖泊河网水动力水质耦合模型,并利用实测数据进行了参数率定和验证。采用数值模拟的方式研究了水利调度影响下东湖水质的改善效果,结果表明：水利调度影响下东湖主要湖区水体CODMn和TN指标得以明显改善,但TP指标改善不大;东湖湾汊众多,个别湖区受到调水线路影响较小,水质改善不明显。因此水利调度可以作为东湖水体修复的重要思路。建立的数学模型也可以为东湖以及其他类似水域的水污染治理提供科学参考和依据     

滇池流域水资源综合平衡管理研究

随着滇池治理的进展,在今后一个时期内,恢复滇池饮用水环境功能,成为滇池治理的首要目标和任务。围绕滇池流域水资源供求平衡,采用水资源全要素配置框架下的三次平衡分析理论,从整体上分析了滇池流域水资源供求平衡关系及存在的主要问题,提出了以需求为导向,建立滇池流域水资源综合平衡管理目标和措施。分析表明：在滇池治理的基础上,通过建立滇池流域水资源综合平衡管理体系,落实管理措施,从总量平衡的理论上能够充分发挥引水工程的作用,恢复滇池饮用水环境功能,实现水量、水质供求的综合平衡。建议进一步开展量化分析和模拟实验研究,为在滇池流域实施综合平衡管理提供可靠依据和建议     

洪湖演变的驱动力及其生态保护对策分析

阐述了洪湖的形成与演变历程,总结了洪湖演变的主要驱动力及其作用机制,认为地质活动和长江泛滥奠定了洪湖的成湖基础;古气候环境推动了洪湖面积变化和沼泽化过程;近代人类活动进一步加剧了洪湖生态环境的退化;三峡工程会促进洪湖生态环境的恢复,但也可能加剧洪湖的淤积。在此基础上,提出了洪湖保护的对策：完善立法,加强管理;深入开展湿地保护宣传教育,提高群众保护意识;在保护优先前提下,对洪湖资源进行适当开发利用;逐步实施包括洪湖通江在内的生态恢复措施;加强洪湖生态需水的研究,积极应对三峡工程的影响。     

变化环境下洞庭湖换水特征演变分析

洞庭湖是长江中下游重要的吞吐型湖泊。换水频率和换水量等换水特征是其水文条件的重要表征。下垫面条件变化、水利工程的建设运行等,很大程度上影响了湖泊地形和来水条件等,使洞庭湖换水特征发生很大变化。研究1960s以来洞庭湖换水特征的历史演变,特别对三峡工程后换水量差值进行研究,有助于得到湖泊换水特性的历史演变特征,并对今后湖泊水量控制提供参考。分析了1961～2008年洞庭湖换水频率变化,1990s前换水频率的降低趋势一定程度上表征湖泊的自然衰退趋势,1990s后衰退趋势趋缓;而三峡蓄水运行后与90年代以来的换水量差值为14647亿m3,枯、丰水期分别为4834亿m3和9814亿m3     

太湖和滇池表层水体水质与水华蓝藻生物质生化性状的关系

根据2010年5～8月对滇池海埂和太湖竺山湖监测点的逐月监测结果,对同时期不同地域湖泊水体的污染状况进行比较研究,并评估了表层水体水质与水华蓝藻生化性状指标之间的相关性。结果表明：滇池水体的富营养化程度较太湖高,从取样月份之间差异来看,滇池表层水体水质指标均呈现先升高后降低再升高趋势,以6月份为最高,而太湖则呈逐月升高趋势。滇池蓝藻生物质中凯式氮、全磷和总养分（N+P2O5+K2O）含量均与太湖相当,但是滇池蓝藻C/N较太湖高,且除As、Cd元素超标外,各样品中其余重金属元素的含量均低于有机肥料行业标准（NY525 2011）。通过进一步的相关性分析表明,无论滇池还是太湖水域,其水华蓝藻中的Pb和Cr之间表现出明显的同源性;此外,表层水体NH+4 N水平可以作为水体富营养化程度的快速指示指标     

南水北调西线一期工程对金沙江上游梯级开发的发电影响

南水北调西线一期调水工程规划从大渡河调水25亿m3，从雅砻江调水15亿m3，调水对金沙江上游大渡河及岷江、雅砻江、金沙江（简称“三江”）的水电开发带来一定影响，调水减少了电站入库水量，使“三江”的可开发水力资源减少；改变了径流的年内分配过程，使年内丰平枯期发电量结构发生变化，装机规模减少；而且，上中游河段受影响大于下游。跨流域调水工程可缓解缺水地区水资源供需矛盾，也将给调水地区带来生态环境及水电开发影响，必须全面规划，统筹兼顾，趋利避害，促进全流域，全地区经济、社会、资源与环境相互协调与可持续发展。