鄱阳湖水文干旱化发生的机制研究

近年来,鄱阳湖呈现显著的秋冬季干旱化趋势,对鄱阳湖水生态安全和湿地生态安全都产生了显著影响,引起广泛的社会关注。揭示鄱阳湖水文情势发生变化的原因,对鄱阳湖科学管理具有重要的意义。利用Landsat卫星系列遥感影像分析2000年以来鄱阳湖采砂基础上,结合长时间序列水文资料,分析鄱阳湖水文特征变化,探讨了鄱阳湖水文特征变化与采砂之间的关系。得到以下结论：（1）从采砂船数量、采砂规模和采砂方位等来看,数量和规模远超规划限额的规模,并且呈扩大趋势,采砂范围已经扩大到鄱阳湖最南端,并在生态敏感区出现,表现出滥采、盗采和超采的无序状态。（2）新世纪以来,鄱阳湖枯水期提前、特征低枯水位时间延长,入江河道的水面坡降呈减小趋势,但泄流出湖速率呈增加趋势。（3）长江三峡水库运行对中下游水位的影响,以及长江中下游含沙量降低造成清水侵蚀,河床下降削弱长江水对鄱阳湖泄流的顶托作用,也是鄱阳湖水文干旱化变化的潜在原因。（4）鄱阳湖采砂导致入江河道加深、加宽,是鄱阳湖秋冬季水文干旱化的原因之一。研究结果对于如何应对鄱阳湖秋冬季水文干旱化,开展鄱阳湖综合治理具有参考价值。     

三峡水库香溪河库湾春季水华暴发藻类种源研究

2008年2月18日-4月17日,在距离香溪河河口约19 km处设一野外观测站,对观测站附近一定点进行持续监测,并在观测站进行围隔试验,探索香溪河库湾春季水华暴发藻类的种源,揭示水华暴发过程.监测结果表明:香溪河库湾春季硅藻(Diatom)(主要是针杆藻Synedra、星杆藻Asterionella)冰华藻类种源是原地水体,底泥对硅藻水华暴发影响不明显;2008年观测站附近的甲藻(Protoperidinium sp .)种源不是底泥中的孢囊.2008年春季香溪河库湾水华暴发过程可以分为"复苏-增长-衰亡"三个阶段,其中溶解性硅酸盐(D-Si)和光照是水华藻类复苏阶段的主要影响因子,而增长阶段的主要影响因子则是溶解性硅酸盐(D-Si)和总磷(TP),衰亡阶段由于4月8日骤降暴雨,浊度和降雨量是该阶段的主要影响因子.     

流量对三峡库区嘉陵江重庆主城段藻类生长的影响

对于三峡库区,大部分一级支流都具备产生富营养化的营养水平,在水温和光照等气候条件适宜藻类生长的3—5月,水文条件成为影响藻类生长繁殖和诱发富营养化的关键因素.3—5月恰是水库坝前泄水的消落时段,水文条件与一般的湖泊、河流和水库等显著不同. 针对三峡水库特殊的水文情势, 通过现场水质采样,应用质量守恒原理,研究了3—5月上游来水流量对嘉陵江重庆主城段藻类生长的影响. 结果表明:流量对河段的藻类密度和质量净增量有显著影响,3月因较低的来水流量和较小的大坝泄水量使藻类密度和质量净增量最大,5月当流量接近或超过历史同期水平时,河段的藻类质量净增量为负,而当流量偏枯较大时,藻类质量净增量为正.      

三峡水库蓄水初期水生态环境特征分析

以2003年10月和2004年4月的两次现场调查数据为基础,分析三峡水库蓄水初期的水生态环境特征。结果表明,蓄水初期水库水体交换能力减弱,水库有机污染甚微,但水体TN、TP浓度偏高,水库整体处于中营养状态;根据水生态环境特征的差异性,水库水域可划分为3种类型区,即坝前水域、库区干流水域以及库区支流洄水河段。对主要影响因素进行分析,发现流速、营养盐含量及水温是影响水生态环境特征的主要因素,而由于各类型区的TP、TN等营养盐含量均较高,水温及流速已成为三峡水库水生态环境特征的控制性因子。探讨3类不同水域的富营养化敏感性,表明坝前水域及库区支流洄水河段是库区未来富营养化的敏感水域。     

三峡生态屏障区人口生态转移机制与保障

三峡生态屏障区的建设是三峡工程后续工作规划的重要内容,能够起到保护三峡水库的水质和生态环境作用。然而,库区内过度的人类活动和尖锐的人地矛盾给生态屏障区的建设任务造成了很大的困难。为此,本文在分析三峡工程生态屏障区人口转移必要性的基础上,从"迁-安-融"三个方面建立了人口转移的运行机制,并从风险防范的角度探讨了实施保障的构建。研究表明:迁移阶段主要是权益折算、差额置换构建补偿机制以及重点推进机制;安置阶段主要以货币化等住房方式和就业方式进行安置;融合阶段要从产业化生态农业、建设生态工业园等方面推动产业发展,以及从户籍改革等方面加快城镇建设,同时从就业培训等方面培育安置人口,从而保证生态屏障区人口转移工作的公平性和效率性,最终实现转移工作对"生态-发展"的同促进。     

不同雨强下黄棕壤坡耕地径流养分输出机制研究

为揭示三峡库区坡耕地在不同雨强下氮、磷养分随地表径流和壤中流的输出规律,在香溪河流域选择具有代表性的黄棕壤坡耕地进行原位人工模拟降雨试验.结果表明,在降雨总量一定的情况下,随雨强的增大,地表径流量、径流总量、泥沙侵蚀量均呈明显的增加趋势,而壤中流流量减少.不同雨强下地表径流中TN、DN、DP均存在明显的初期径流冲刷效应,TP在整个降雨过程中波动较大,呈微弱降低的变化趋势;壤中流中TN、DN、DP随降雨持续输出浓度无明显变化,TP在径流初期出现浓度峰值,之后减少并趋于稳定.雨强对磷素的影响更直接,雨强越大,磷素径流浓度也越大,氮、磷养分的平均浓度均远超出水体富营养化阈值.随雨强的增大,TN径流流失量减小,TP流失量增大,TN随地表径流流失贡献率随雨强的增大由36.5%增加至57.6%,磷素以地表径流为主,贡献率达90.0%以上,因此,控氮关键是减少壤中流的产生,控磷则需防止土壤侵蚀.随雨强的减小,地表径流中以溶解态流失的氮素比例升高,壤中流中均以溶解态为主,磷素的流失在不同雨强和径流形式下均以颗粒态为主.     

三峡库首秭归地区大气降水硫同位素组成及示踪研究

2009年6月～2010年7月对三峡库首秭归地区大气降水SO24-含量和硫同位素组成特征进行了连续1 a的研究.结果表明,秭归地区降水SO24-浓度在31.4～668.1μmol.L-1之间,加权平均浓度为161.9μmol.L-1;降水SO24-硫同位素值δ34S在-2.14‰～6.07‰之间,平均值为2.06‰±1.97‰.SO24-含量季节变化特征明显,夏秋季节低,冬春季节高;而δ34S值则冬季偏正,而其他3个季节都相对偏负.对硫同位素值分析表明,生物来源硫可能对当地大气降水酸度有一定的贡献,且在夏秋季节尤为明显.     

三峡水库典型消落带土壤DOM组分特征及其对有效态镉释放影响

重金属镉（Cd）是三峡水库蓄水后消落带土壤中主要的重金属污染物之一.为研究三峡水库反季节调蓄条件下溶解性有机质（DOM）对有效态Cd在土壤固-液相间释放行为及其再补给过程的影响,以三峡水库香溪河消落带为研究对象,分别于2019年10月和2020年10月采集土壤样品,利用紫外-可见吸收光谱、三维荧光光谱技术和荧光区域积分法分析土壤DOM光谱特性,同时结合梯度扩散薄膜技术（DGT）和土壤扩散通量模型（DIFS）综合探究土壤有效态Cd及其释放动力学过程.此外,测定了消落带土壤基本理化特性以及土壤中Cd含量和赋存形态.结果表明,研究区土壤DOM以富里酸为主,腐殖质特征较弱,具有陆源为主和内源较弱的混合特征,与2019年相比,2020年土壤DOM中富里酸类物质占比更高;2019年和2020年土壤ω（Cd）平均值分别为（0.474±0.301） mg·kg^-1和（0.249±0.058） mg·kg^-1,土壤中Cd的赋存形态均以非残渣态为主;DGT测定结果显示2020年土壤中有效态Cd含量较2019年呈下降趋势,进一步通过DIFS模型拟合结果表明,土壤中Cd的吸附速率大于解吸速率,土壤对有效态Cd的再补给能力较弱,表明三峡消落带土壤中有效态Cd的潜在释放风险较低,低分子量DOM和DOM中富里酸类物质是抑制土壤中有效态Cd释放的重要因素.研究结果揭示了三峡水库水文情势变化下DOM对重金属Cd环境地球化学行为的影响,为三峡库区重金属污染防治提供科学理论依据.     

关于建立三峡水库环境模拟系统的设想

本文提议建立三峡水库环境模拟系统，从而在水库建成蓄水之前，就可以详尽地了解水库及周围水系的三维环境流场，温度场以及污染物随时间的变化过程。     

三峡水库洪水资源化多目标决策评价模型

进入21世纪,随着我国经济的飞速发展,人与水的关系越来越紧张。水资源短缺、水质恶化和水环境污染等问题日益严重,人们也在不断探索解决这些问题的办法。在总结经验教训的基础上,人们提出了"洪水管理"的新策略。洪水资源化是洪水管理的一项重要内容,也是解决水资源短缺危机的一个重要途径。汛限水位是综合利用水库运行和调度的重要参数之一,它影响着防洪效益和防洪风险。以三峡水库洪水资源化问题为背景,对三峡水库的多种汛限水位组合方案,建立了多目标决策运行的指标体系。以层次分析法为基础对各指标权重进行计算,得到了各指标相对于总目标的组合权重,并通过均衡规划求解得到了洪水资源化多目标决策运行方案的最佳均衡解。