近20年大、小凌河入海径流量和输沙量变化及其驱动力分析

利用大、小凌河1988—2007年的流量和输沙量资料,阐述了这2条河流入海径流量和输沙量的年内分配特征,应用Mann-Kendall秩检验法分析了其多年变化特征,并进一步探讨了2条河流入海径流和输沙量变化的驱动力. 结果表明:大、小凌河入海径流量和输沙量的年内分配极不均衡,分别有60%和90%以上集中在汛期(6—9月);近20年来,大、小凌河入海径流量和输沙量年际变化趋势基本一致. 1999年为2条河流入海径流量和输沙量年际变化的突变年,1999年前呈增大趋势,而从1999年开始明显减少. 流域降水变化可能是促使大、小凌河入海径流量和输沙量变化的主要原因,同时人类活动的影响也起到了较大的促进作用.      

1956-2010年三江源区水土流失状况演变

为研究三江源区水土流失状况变化及其可能成因,基于1956—2010年三江源区水文、气象观测资料以及遥感数据,借助Mann-Kendall趋势检验法分析了输沙量的年际变化,并采用双累积曲线、RUSLE（修正的通用土壤流失方程）分析了水土流失状况变化的可能成因.结果表明:① 三江源区输沙量表现为黄河源区>长江源区>澜沧江源区,输沙量最大值均出现在6—8月,最小值均出现在12月—翌年1月.② 各流域输沙量的年际变化较大,并且均以20世纪80年代为最大.2005—2010年黄河源区输沙量较多年平均值减少32.25%,而长江源区和澜沧江源区分别相应增加24.76%和41.86%.黄河源区土壤水蚀量增加明显,长江源区不同河段各有增减,澜沧江源区土壤水蚀强度降低.③ 引起水土流失状况变化的原因主要包括气候变化和生态工程两个方面.即① 降雨量的增加导致降雨侵蚀力和径流量增加,使得土壤水蚀量和河流输沙量有所增加;② 生态工程实施后,土壤中w（有机质）虽有所增加,但仍明显低于1980年的水平.尽管植被覆盖度有所提高,但对水土保持功能起重要作用的根系层恢复却较为缓慢,因此,土壤保持功能基本上未得到提高.      

1985～2003年渤海湾水质氮磷生源要素的历史演变趋势分析

通过对渤海湾表层海水生源要素的现场调查以及相应历史数据的收集和分析,对渤海湾生源要素的现状、历史演变趋势以及富营养化状态等进行了分析和研究.结果表明,渤海湾表层海水处于较为严重的氮污染状态.北塘口、大沽口是渤海湾无机氮、磷的2大污染源.DIN、DIP的历史演变趋势与人海径流量息息相关,尤其是大沽口近岸海域,DIN、DIP与人海年径流量呈现显著正相关性,显示了渤海湾无机氮、磷污染的陆源输入性.受渤海湾天津近岸海域无机氮含量持续增长的影响,1985～2003年期间,渤海湾天津近岸海域氮、磷营养盐结构发生了很大变化,从1985年的"氮限制"状态转变为"磷限制"状态,这将对这一海域浮游植物群落结构的变化造成重要影响.     

长江上游径流量变化及其与影响因子关系分析

利用长江上游直门达水文站1963～2001年径流量及同期该流域气象资料,分析了长江上游径流量变化规律及其影响因子。研究表明:近40年来长江上游径流量呈减少趋势,其中以秋季径流量减少最为明显;长江上游流域夏季降水量减少、年平均气温升高和蒸发增大引起的气候干旱化趋势是造成径流量减少的主要原因,其中降水量是影响径流量的最主要因子;夏季降水量的减少与秋季径流量的减少关系密切,而秋季径流量的减少最终影响到了年径流量的减少。     

桐梓河流域输沙量变化及其对气候和人类活动的响应

基于桐梓河流域二郎坝水文站1975-2015年长时间序列降水、蒸散量及输沙量数据,通过累积距平法、Morlet小波分析和Hurst指数等数理统计方法;定量分析了流域40年以来输沙量的演变过程以及未来变化趋势,并应用累积量斜率变化率比较法定量评估了研究区降雨量变化和人类活动对流域输沙量变化的影响和贡献率。研究结果表明：（1）40年来流域降水量介于608.10~1132.70 mm之间,其平均值为829.00 mm,呈不显著减小趋势,年均减小量为-3.10 mm/a。（2）流域年输沙量介于0.44万~478.01万t,其平均值为64.68万t,呈极显著减少趋势,减少速率为-4.13万t/a。未来流域输沙量呈持续递减趋势,但10年后将呈现出增加趋势。（3）1989年为流域输沙量的突变年份,1989年以前呈现上升趋势,1989年之后呈显著下降趋势,且突变年份后输沙量较突变年份前减少了76.82%。（4）输沙量存在12年左右的年代际震荡周期,形成了两个高震荡周期和一个低震荡中心,高震荡周期位于1976-1979年以及1986-1992年,低震荡周期位于1979-1985年。（5）多年季节输沙量呈持续性减少趋势,夏季输沙量在8年之后可能呈现出增加趋势,而其他季节则不存在持续性周期。（6）以1975-1989为基准期,降水量和人类活动对流域输沙量的贡献在1990-2015年分别达到4.87%和95.14%;如果考虑蒸发量对流域输沙量的影响,则人类活动对桐梓河流域径流量变化的贡献率在2003-2015年会增加到98.65%。流域输沙量在1990-2015年的减少主要由人类活动控制,人类活动每年导致输沙量减少1.57万t。     

近50年来长江水资源特征变化分析

对长江水资源的特征如总量、用水量、水污染等的变化进行了分析,结果为:①1954-2004年流域平均降水量呈现下降趋势;长江上中游降水量的减少是导致宜昌、汉口水文站的径流量呈现下降趋势的主要原因,而大通水文站径流量呈上升趋势与汉口-大通间降水量增加有关;大通站1950到2004年的最小、最大月均径流量均呈上升趋势;长江水资源总量的变化主要受控于气候的变化。②水污染逐渐加重,水质有恶化的趋势,工业污染的增加是主要原因。③年均用水量占入海径流量的5.7%左右,人类活动尚未对长江流域总的水量构成很大的影响。结论:①长江水资源总量尚未发生巨大的变化,但由人类活动所造成的污染已对水资源的利用构成了影响;②南水北调工程的实施和长江三角洲工业的发展,使得中国东部地区对长江干流水资源的依赖性增加,加大了长江水资源利用的风险。     

松花江哈尔滨站近100年来径流量变化趋势

河流径流量变化是对区域气候和下垫面变化的综合反映,了解和认知其变化对流域资源开发具有重要意义。根据松花江哈尔滨水文站1900-2005 年径流量资料,采用距平累积和M-K检验方法分析了哈尔滨站近百年来径流量变化趋势。结果表明：哈尔滨站8、9月份M-K检验分别达到0.006和0.034的置信度水平,但年径流量没有表现出显著趋势性特征。1920年开始哈尔滨站径流量开始减少,1997年开始径流量由减少变为增加趋势。哈尔滨站径流量年际变化存在明显的阶段性,1900-1907年、1915-1928年、1975-1980年和1999-2005年为4个枯水段;1970-1974年为平水段;1908-1914年、1929-1969年和1981-1998年为3个丰水段。     

1960-2009年青海湖水位波动的气候成因探讨及其未来趋势预测

利用近50 a来青海湖流域水文、气象资料和2010-2020年区域气候模式系统PRECIS输出数据降尺度生成的未来气候情景资料,揭示了1960-2009年青海湖水位波动的气候成因,预测了未来10 a青海湖水位可能变化趋势。研究表明:近50 a来青海湖水位在波动中呈持续下降趋势,而近5 a持续上升为近50 a来首次出现,不仅使水位持续下降趋势趋缓,同时使水位变化的短周期趋弱而较长周期趋强;青藏高原季风增强使青海湖流域气候暖湿化,而降水量增加和气温升高则使入湖径流量增加,进而引起了青海湖水位近5 a来的持续上升;据综合统计方法预测和区域气候模式系统PRECIS预测结果,2010-2020年青海湖水位总体上仍可能以下降为主。     

灰色动态层次分析模型在海洋环境评价预测中的开发及应用——以渤海湾天津段为例

针对海洋环境评价及其预测的特点,在层次分析法和灰色理论的基础上开发出一种新的系统模型方法——灰色层次动态分析模型。该模型有效地消除了传统层次分析法主观误差的产生,并在模型分析的基础上建立了针对性较强的渤海湾天津段海洋环境综合指数等级评价体系。在实例研究中,结合该海域15个站点2002～2007年5项主要水质指标的监测数据,应用模型对研究区海洋环境进行了微观和宏观分析以及发展趋势预测。结果表明:整个渤海湾天津段海洋环境污染有进一步加重的趋势,到2011年只有4个站点海域水质能达到良好等级;在空间上,整个研究区污染有自近海向海盆降低的趋势;并确定了一个污染最为严重的海域以及两个相对次要重点污染海域及其对应的关键污染指标,从而为渤海湾天津段的海洋环境污染防治提供了决策依据。     

渤海湾天津段潮间带沉积物柱状样重金属污染特征

2003-11采集了渤海湾天津段北至大沽口,南到岐口海域潮间带3个沉积物柱状样,对沉积物的粒度、有机质、重金属含量进行分析,对渤海湾潮间带沉积物柱状样的地化性质、重金属污染概况以及重金属的空间、垂向分布特点进行了研究.渤海湾潮间带沉积物由北至南逐渐变细,大沽口和独流减河口海域的沉积物主要是极细砂-粉砂-细砂组成,岐口海域潮间带沉积物主要组分是粉砂和极细砂.3个柱状样的垂向粒度分布趋势表明渤海湾潮间带沉积物自下向上有“粗化”的趋势.Fe、Al、Mn3种元素的空间分布与沉积物的粒径呈显著的负相关性,即Fe、Al、Mn含量主要分布在粒度较细的沉积物中.渤海湾潮间带主要重金属污染元素是Pb、Zn、Cd 3种.通过归一化研究,这3类重金属元素在沉积物中有很明显的人为污染痕迹,含量远远高于其相应的环境背景值.     

上海市沿海滩涂土地资源圈围与潮滩发育演变分析

上海市62%的土地是近2 000 年来长江来沙堆积而成, 尤其近50 余年来, 采用围垦-促 淤-围垦等有效的拦沙造地方式, 圈围滩涂1.01×105hm2, 为缓解上海城市发展所需的土地资源紧 缺、促进工农业发展和城市基本建设发挥了巨大的作用。论文将GIS 平台获取大量滩涂变化的基本 数据和长期现场观测资料相结合, 总结并提出: 充分利用长江来沙资源, 采用中高潮滩种青和工程 促淤拦沙圈围方法, 可加速潮滩淤涨发育和滩涂土地资源增长, 而低滩工程促淤虽然不利于潮滩地 形快速恢复, 但可快速获得大片土地资源。因而, 保证了50 余年来上海市在圈围土地与基本保持沿 海潮滩湿地面积总量变幅较少方面取得双赢效果。     

长潭水库沉积物色素剖面分布及其环境意义

通过对长潭水库沉积物柱芯剖面色素、有机质、总氮和总磷的分析,结合现状水生态监测数据和近50年气候变化数据,揭示了长潭水库营养状态演替及初级生产力变化过程,探讨了人类活动和气候变化对长潭水库初级生产力和藻类演替的驱动作用.结果表明:长潭水库营养状态经历了稳定期、缓慢增长期和快速增长期3个阶段演替过程;沉积物色素剖面浓度也呈现3个阶段上升趋势,藻类由甲藻、硅藻为优势种逐渐演化为蓝藻、绿藻为优势种.外源氮磷输入增加和建库导致的水动力条件变化驱动了长潭水库初级生产力的增加和藻类种群的演替;近50年气候变化加速了水库藻类群落的演替,藻类的优势种演变为对温度敏感的蓝藻拉式拟柱孢藻.本文研究结果可为历史水生态资料缺乏水库的水生态演替识别和生态安全评估提供可借鉴的方法支撑.     

不同方式污水排海对海水水质的影响

污水排海主要有岸边直排和深海排放两种方式，本文以深圳下沙海域为例，采用数值模拟的方法，对污水岸边排放和在500m及1000m不同距离的深海排放进行了计算和分析，结果表明，在一般水动力条件下，污水排放距岸越远，对海水水质的影响越水，岸边直排以近岸海域影响最大。     

太湖流域污水排放对湖水天然水化学的影响

为揭示太湖流域污水排放对湖水天然水化学(主要离子)的影响,对太湖上游19个污水处理厂的进水、出水及雨水、入湖河水和湖水中主要离子进行了分析,同时收集历史数据对比了太湖1950s年代和目前的天然水化学特征.结果表明,太湖水体天然水化学类型主要受流域碳酸盐岩风化作用控制,而受雨水影响较小;流域排放的污水主要离子特征类似于干旱地区的河水,部分工业污水甚至具有海水水化学特征,说明人为活动对当地淡水水质的重要影响.同时,太湖水化学已从60年前的重碳酸盐钙型水转变为目前的氯化物钠型水.进一步通过修正的完全混合断面污染物浓度模型的计算结果显示,生活污水排放可以解释对太湖多数主要离子的影响,生活和工业污水的排放可以更好地解释Cl#的变化;但太湖Ca2+和Mg2+浓度(硬度)的增长受污水影响较小,而是受流域酸沉降的影响控制.分析显示,60年来受流域不断增长的污水排放影响,太湖水体的优势阴阳离子组分均已发生了显著变化,目前湖水(Ca2++Mg2+)-HCO-3和(Na++K+)-Cl-均分布在1∶1线上侧,而(Ca2++Mg2+)/(Na++K+)比值则下降了约1半,同时湖水的Cl#/Na+比值显示出显著的升高趋势,说明流域人类活动已经成为影响太湖水化学的主要原因.本研究可为湖泊水化学演化研究及强烈人为干预条件下的水环境管理提供新的基础.     

南四湖沉积物对上覆水氮磷负荷的时空响应

利用SWAT模型模拟结合水质监测对南四湖水体总氮、总磷负荷在2010年9月的空间分布和1960-2010年的时间分布特征进行了分析同时,测定了 2010年9月获取的表层底泥和柱状岩芯样品的TOC、总氮、总磷含量,结合相关测年结果,分析了南四湖沉积物中总氮、总磷含量在2010年9月的空间分布和近50年来的时间分布特征,并对沉积物和上覆水中总氮、总磷负荷在时空分布上的响应关系进行了分析.结果表明:在空间分布上,南四湖沉积物对上覆水中的总磷负荷有很好的响应关系,相关系数达0.895(p＜0.01),都以无机磷为主;而由于沉积物中的氮多为有机氮,水体中氮以无机氮为主,因此,两者之间的响应关系不明显.在时间分布上,近50年来,南四湖沉积物对上覆水的氮、磷负荷有很好的响应关系,其变化大致可分为低含量、急剧增长、有所下降3个阶段,但沉积物的响应在时间上有所滞后.该变化与占南四湖流域面积最大的济宁市近50年的GDP变化有很好的一致性,说明人类活动与湖泊污染密切相关.     

基于排污量分配的流域生态补偿标准研究

为体现“差异性公平”,本研究通过构建流域排污量分配指标体系及分配模式,采用熵权法确定分配指标的权重,根据不同地区的分配比例,结合流域可分配排污量,确定流域内不同地区分配排污量.以闽江流域为例,对流域内各个地区2010~2019年的排污量进行分配,根据排污量分配情况分别测算2010~2019年闽江流域生态补偿标准.结果表明,福州地区实际COD排放量均高于理论COD排放量,其超量排放范围分别为871~20857t;南平地区除2010年的实际COD排放量略高于理论COD排放量外,其余年份均低于理论COD排放量;三明地区实际COD排放量均低于理论COD排放量,其损失的排放量范围分别为1479~12507t.2010~2019年福州地区需要支付的生态补偿额度分别为1175~28139万元;南平地区除2010年需要支付生态补偿外(补偿值为821万元),其余年份均获得其他地区的生态补偿,补偿值分别为1253~13157万元;三明地区获得生态补偿额度分别为1996~16874万元.     

千岛湖水环境质量调查与保护对策研究

通过1992～1993年对千岛湖水质?底质?生物和污染源的调查,对其水环境质量和污染物输入作了综合的评价?结果表明:千岛湖水质状况良好,但局部水域水质污染逐年加重,湖泊已属中营养状态?非点源输入量占入湖污染总量的95%,而50%非点源输入量来自上游安徽来水?建立了对流扩散模型并进行水质预测,提出了千岛湖水环境保护对策?      

Organic carbon source and burial during the past one hundred years in Jiaozhou Bay, North China

Organic carbon (OC), total nitrogen (TN), and 210Pb in core sediment were measured to quantify the burial of organic carbon and the relative importance of allochthonous and autochthonous contributions during the past one hundred years in Jiaozhou Bay, North China. The core sediment was dated using 210Pb chronology, which is the most promising method for estimation of sedimentation rate on a time scale of 100–150 years. The variation of the burial flux of organic carbon in the past one hundred years can be divided into the following three stages: (1) relatively steady before 1980s; (2) increasing rapidly from the 1980s to a peak in the 1990s, and (3) decreasing from the 1990s to the present. The change is consistent with the amount of solid waste and sewage emptied into the bay. The OC:TN ratio was used to evaluate the source of organic carbon in the Jiaozhou Bay sediment. In the inner bay and bay mouth, the organic carbon was the main contributor from terrestrial sources, whereas only about half of organic carbon was contributed from terrestrial source in the outer bay. In the inner bay, the terrestrial source of organic carbon showed a steady change with an increase in the range of 69%–77% before 1990 to 93% in 2000, and then decreased from 2000 because of the decrease in the terrestrial input. In the bay mouth, the percentage of organic carbon from land reached the highest value with 94% in 1994. In the outer bay, the sediment source maintained steady for the past one hundred years.     

泉州湾重金属污染生态地球化学预警

水中的重金属元素易附着于表面积较大的悬浮颗粒物上而进入水底沉积物中,当外界条件改变时,又会重新释放到水体中而形成二次污染。因此,沉积物是水中重金属污染物的集蚋器,是研究湖泊、河口和港湾污染现状和污染历史的最可靠的采样介质。对接受了漂染、制革等工业废水污染源的福建省泉州湾沉积物和沉积柱进行生态地球化学调查取样,用原子荧光法（AFS）和质谱法（ICP—MS）测试了样品中的重金属元素As、Hg、Pb、Cd、Cr、Cu、Zn、Ni的含量。并进行了沉积柱^210Pb测年分析。通过数学法和增长趋势线法对海湾沉积物和沉积柱中重金属污染分别进行了生态地球化学预警,结果表明：八种重金属元素除Pb外,其它各重金属元素运用两种预警方法所得的顸警结果基本一致,As、Cr、Cu、Ni、Zn五种重金属含量有逐年增大的趋势,未采20～30年内将会对泉州湾生态环境产生巨大负面影响,在沉积过程中,Hg和Cd的含量基本上不变化或出现了负增长。但也对泉州湾生态环境造成一定的影响。