苏州河环境整治二期工程水质影响数值模拟

简述了苏州河概况、苏州河环境综合整治工程和一期工程所取得的成果,提出二期工程重点。为论证二期重点工程及其目标的合理性和可达性,应用苏州河水系水动力水质模型对二期工程措施的水质影响进行了数值模拟,模拟方案包括截污、底泥疏浚、综合调水等。通过计算和分析对二期工程目标的设定进行了论证,结果表明,二期工程实施后,苏州河水质总体上可以实现既定目标。     

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。     

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     

三峡工程蓄水后荆江河段河势变化及生态护岸研究

三峡工程蓄水以来,进入长江中下游河道的水沙过程发生明显改变,从而导致中下游河道尤其是荆江河段冲刷、崩塌,局部河段河势调整较为剧烈,并导致主流顶冲部位发生变化,可能会引起新的崩岸发生。分析了荆江河段河势变化特点,列举了各种传统护岸方法,分析了传统护岸的特点和适用性,针对传统护岸工程的不足,提出生态护岸理念,在满足整体性、稳定性、适应变形等要求下,采取工程措施与植物措施共同护岸,并为河道与河岸之间水分交换提供条件,建立了水生生态系统和陆地生态系统之间的联系,实现了河流原本完整的结构和作为生态廊道的功能,进而保证整个生态系统的稳定,有利于生态环境的保护和水土保持,实现生态理念,满足生态需要,达到人与自然和谐发展。     

HEC RAS模型在汉江上游郧县尚家河段全新世古洪水流量重建中的应用

以汉江上游郧县尚家河段含有4期全新世古洪水事件的沉积剖面为例,采用HEC RAS模型计算出这4期最大古洪水最大洪峰流量为45 550~61 750 m3/s,与比降法重建的古洪水洪峰流量结果相比,误差为158%~309%。同时,采用相同水文参数和模型,计算了剖面附近的2010年7月18日洪痕洪峰流量,与实测流量相比,误差为491%,说明重建古洪水洪峰流量时水文参数选择与洪峰流量计算结果是合理的,同时也表明利用HEC RAS模型在重建古洪水流量中简捷,可操作性强,其研究结果为古洪水水文学研究提供一种新的方法     

北大港水库水质模拟及分析

建立水动力、水体污染物输运及底泥污染物输运数值模型,采用有限差分与有限体积相结合的方法,对北大港水库氯离子进行动态数值模拟。通过对计算值和实测值的比较分析,验证了模型的可靠性。模拟了水库5种蓄供水方案,得到各方案流场及水体和底泥氯离子浓度动态变化规律,同时分析了流速、水体氯离子浓度与底泥氯离子浓度差对底泥氯离子释放速度及释放总量的影响。揭示了北大港水库各运行方式流场及水质变化规律,为更好地发挥引黄济津及南水北调东线工程调蓄水库作用提供保证。     

基于GeoSOS-FLUS模型的江苏省生态福祉时空演变及其预测研究

作为人类最普惠的民生福祉,生态福祉的测度与评估研究对于指导区域可持续发展具有重要意义。以江苏省为案例研究区,基于生态系统服务理论,采用生态系统贡献率模型测度1995～2020年研究区生态福祉及其时空演变特征;在此基础上,借助GeoSOS-FLUS模型预测江苏省2025年生态福祉的时空流转盈亏与空间自相关性。结果表明：(1)1995～2020年,江苏省生态福祉总量和人均生态福祉呈波动下降的态势,25年间生态-经济产出效率增幅达540.24%。(2)与2020年相比,2025年江苏省生态福祉总量增加了10.84亿元,增幅1.05%,达1 039.21亿元。13个评价单元中除地处苏北的宿迁、盐城和连云港生态福祉总量略有下降外,其余地市均有不同程度的增加。(3)1995～2025年,江苏省土地利用变化导致的生态福祉亏损要大于生态福祉盈利,总体呈亏损状态。其中,水域生态系统是维持生态福祉总量的重要贡献类型,耕地转为建设用地是造成江苏生态福祉亏损的主要原因。(4)1995～2025年,江苏省生态-经济产出效率与人均生态福祉之间具有显著的空间依赖效应,呈显著的空间负相关性。2015年以后,研究区生态...     

碳中和目标下负排放策略的综合效应——基于N-DSGE模型的数值模拟分析

全球气候变化已达“气候紧急状态”,包括中国在内的诸多国家和地区先后宣布碳中和目标和净零排放承诺。在气候变化减缓和传统的适应措施之外,自然科学领域和气候经济学领域探讨负排放技术经济可行性的研究越来越多,但从可持续发展经济学视角对负排放技术综合效应的评估还比较少。该研究基于可持续发展经济学的生态价值理论,将气候变化综合评估模型与宏观经济学动态随机一般均衡（DSGE）模型相结合,构建包含自然生态系统部门的N-DSGE模型,对负排放技术的气候效应、生态效应、经济效应以及福利效应进行综合评估。评估结果表明：(1)当可用技术条件下传统减排措施达到最大减排潜力后,可以依靠负排放技术实现净零排放乃至净负排放。(2)低强度、小规模实施负排放技术具有正向的气候、生态和经济效应,然而随着负排放技术实施强度增大,气候效应增强,经济效应削弱,社会综合福利明显降低。(3)敏感性分析证明了评估结果的稳健性,并进一步表明负排放技术的实施效果会受到传统减排水平和自然碳汇能力的影响。基于评估结果,应谨慎扩大负排放技术实施规模和实施强度,加强科学技术研发,降低技术成本;对不同负排放技术采取差异化发展策略;加强负排放技术实施...     

基于水动力模型及遥感水边线方法的潮滩高程反演

由于潮滩范围广,变化频繁,缺乏常规的地形测量资料,给潮滩开发建设带来极大不便。以崇明东滩为实验区,依据长江口1999~2004年多时相遥感影像的光谱特征,对不同潮情的影像采用不同的波段提取水边线信息。同时利用水动力模型软件（Delft3D）模拟卫星过境时刻潮位并赋值给相应的水边线,对具有高程信息的水边线利用地理信息系统空间分析功能进行空间插值处理,生成潮滩的数字高程模型。将初始高程作为模型输入重新运行水动力模型,并将水边线模拟结果与卫星影像提取的水边线对比进一步修正潮滩地形,直到提取水边线与模拟水边线满足精度要求为止。最后利用崇明东滩2005年4条实测剖面与对应年份高程模拟结果进行对比检验。结果表明,该方法能够较高精度地反演潮滩的地形信息,其平均误差分别达到050 m（σ2=031）、019 m（σ2=004）、015 m（σ2=003）及013 m（σ2=003）。     

中线调水对汉江下游枯水期的水安全影响研究

针对现状以及南水北调中线工程不同调水方案下的水文条件,从可利用水资源量和水环境容量两个方面来研究中线调水对汉江下游枯水期水量和水质状况的影响。以人均月可利用水资源量和人均月水环境容量作为评价指标,提出相应的水安全评价方法和评价标准,来定量评价调水前后汉江下游枯水期水安全的变化程度。研究结论认为：各调水方案对汉江下游水量安全的影响程度比水质安全大;调水对枯水期水安全影响较大的月份是12月、1月和2月,而11月、3月则要好一些;现状条件下的水安全评价结果都在“较为安全”级别以上,而各调水方案的实施对汉江下游水安全都有一定影响,其中以方案Ⅱ的影响最大,方案Ⅲ则由于引江济汉补偿工程的兴建,其水安全保障程度要高于其他方案.     

汉江中下游江段藻类现状调查及“水华”成因分析

汉江是长江的最大支流,全长１５３２ｋｍ,年径流总量为５９１亿ｍ＾３,流域面积１５．１万ｋｍ＾２。汉江既是湖北省主要航道之一,又是沿岸居民生活用水和工业用水的重要水源。早在７０年代,汉江的水质一直符合地面水Ⅱ级标准,但自９０年代以来,汉江的水质逐年下降,并分别于１９９２年和１９９８年的初春先后两次发生硅藻大量繁殖。     

汉江下游水污染协同控制探讨

以一维河流单种污染物的水污染协同控制理论为基础,以汉江武汉段水质达到国家III级为目的,探讨了河流的水污染控制量。根据各排污口的实测CODCr、BOD5、NH3-N浓度和排放流量,结合河流的流量和水质标准,得出汉江武汉段的水污染协同控制量。计算结果表明,汽配排污口BOD5排放量需削减198 t/a,汉正下河街排污口BOD5排放量需削减617 t/a,其它排污口BOD5排放量在允许值范围以内;各排污口的CODCr排放量均在允许值范围以内;国棉三厂排污口NH3-N排放量需削减57 t/a,汉正下河街排污口NH3-N排放量需削减95 t/a,其它排污口NH3-N排放量在允许值范围以内。该方法充分考虑各污染源合理利用环境的自然降解能力,比简单要求每个污染源都达标排放更合理,对各污染源也更加公平,也容易被排污企业接受,具有一定的实用价值。     

汉江流域上游作物水分生态适应性研究

采用农田水量平衡模型,结合GIS技术,通过构建作物水分亏缺风险指数,对汉江流域上游区小麦、玉米等主要作物的水分生态适应性进行了系统研究。结果表明：就全生育期而言,自然降水不能满足作物生长发育的需求,水分亏缺是汉江流域上游区农田水分平衡的主要特征;就不同作物来讲,水稻多年平均水分亏缺风险指数达23.26%,是全流域生态适应性最差的作物,麻类、薯类生态适应性较强;作物生长发育不同时段,各作物水分生态适应性差异较大,春旱应引起足够重视。     

汉江水质优于长江的原因刍议

简述汉江水质总体优于长江水质这一自然现象，分析产生这一现象的原因。认为其原因极可能是由两江的地质构造、土壤化学成份、河道坡度、河面宽度等的不同而引起。人类可用环境水利工程改造河流，使河流自然地为人类“制造”洁净饮水，从而克服现有净化处理技术在净化微污染水方面的局限。     

汉江中游水污染规律与控制方案研究

汉江中游是汉江流域的重要区段和历史文化名城襄樊市所在地 ,其水环境保护意义重大。干流襄樊市区上游水质良好 ,为Ⅱ～Ⅲ类 ;干流宜城段及除清溪河外的所有支流均污染严重。“九五”期间工业COD重于生活COD ,占 6 1.8% (1998)。预测“十五”期间生活COD重于工业COD ,占58.92 % ;污染负荷集中于襄樊市区、枣阳、襄阳三个流域段 ,共占COD总负荷的 75.32 % (1998) ;制浆造纸业COD在工业源中占 4 9.96 % (1998)。治理 6家重点工业源排污大户共需资金 930 0万元 ,削减COD 1772 6t/a。在工业源全面达标排放的基础上 ,“十五”期间安排了治理生活污水含A、B、C三种项目类型的三个工程方案。第一方案突出了襄樊市区、枣阳、老河口三市的生活污水治理 ,“十五”期间投资 4 80 0 0万元 ,削减COD 170 0 0t/a ,实现汉江中游全流域 2 0 0 5年的水质目标 ;第二方案总投资 6 980 0万元 ,削减COD 2 550 0t/a ,保证汉江中游全流域稳定地达水质目标 ;第三方案总投资7580 0万元 ,削减COD 2 910 0t/a ,为汉江中游水质进一步改善提供条件。建议保证第一方案 ,创造条件部分实施第二、第三方案     

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.     

汉江下游农村区域经济发展方向

江汉下游农村经济区在湖北省中部，经济区位居中处优，在湖北省农村经济活动中具有举足轻重的地位，该区乡镇企业较发达，特别是天门、仙桃、潜江三市尤为突出。当前我国正处于向社会市场经济转轨初期，全省处于如何实现国民经济和社会发展“九五”计划和２０１０年远景目标建议重要开端时期，为了阐明本区在“转轨”和“实现建议”时期的作用，就今后的发展方向等问题作了初步探讨，并进一步提出相应对策措施。     

汉江上游郧县前坊段全新世古洪水水文学研究

对汉江上游郧县段全新世古洪水滞流沉积层进行了沉积学和水文学研究。结果表明,该沉积物是古洪水悬移质泥沙在高水位滞流环境中堆积形成的,与黄土和古土壤显著不同。通过OSL测年和文化层的考古学断代,表明它所记录的特大古洪水事件发生在东汉时代（200 A.D.）。根据沉积学和水文学原理恢复古洪水水位高程,计算得到古洪水洪峰流量为65 830 m3/s;利用2011年汉江上游洪水洪痕记录的洪峰水位高程反演其洪峰流量,推算结果与实测数据误差仅09%,证明研究获得的古洪水水文数据合理可靠,从而为汉江上游的水利工程建设及流域内的防洪减灾提供了基础数据     

ENSO事件对汉江上游暴雨洪水影响的研究

对汉江上游1951～2010年降水量、洪水与ENSO事件进行χ2检验和对照分析。结果表明:在El Nino事件年,汉江上游年降水量显著减少;与非La Nina年相比,La Nina年降水量略有增多,但没有达到显著变化水平;汉江上游洪水与ENSO事件关系密切：在上一年年底或本年年初有较强El Nino,且当年为El Nino向La Nina转换的年份,发生洪水的概率最大,相关性超过极显著水平,且洪峰大,成灾重,可能会发生最大流量20 000 m3/s以上的大洪水甚至超过30 000 m3/s(安康站)的特大洪水;在非El Nino也非La Nina事件发生的年份,大洪水的发生概率较低;发生El Nino事件或La Nina事件的当年,发生大洪水的频次也不高,相对于El Nino事件年,La Nina事件年,尤其是连续发生La Nina事件的年份,发生洪水的概率略大。这些结果对于指导汉江上游农业生产、水资源开发和防洪减灾具有重要的意义