基于水电梯级开发的河流生态健康研究

为进一步了解水电开发对河流健康的影响,本文以雅砻江下游水电梯级开发为例,构建河流健康评价指标体系,选择无人为干扰和干扰较小的河流为参照,以指标变化率衡量水电梯级开发前后河流受扰动程度,分别采用综合评价法和赋值评分法进行了定量评价。综合评价结果显示,雅砻江下游河段的综合健康指数为0.71,该研究区域在丰水期、平水期和枯水期的综合健康指数分别为0.74、0.70和0.69,均处于亚健康状态;赋值评分法结果显示建库前的河流健康指数(River health index,RHI)为19.1,等级为健康,建库后为14.3,等级为亚健康,两种方法评价结果基本一致。本文以期完善河流健康评价体系,并为生态修复提供依据。     

Quantitative catchment profiling to apportion faecal indicator organism budgets for the Ribble system, the UK's sentinel drainage basin for Water Framework Directive research

Under the EU Water Framework Directive (WFD) 20/60/EC and the US Federal Water Pollution Control Act 2002 management of water quality within river drainage basins has shifted from traditional point-source control to a holistic approach whereby the overall contribution of point and diffuse sources of pollutants has to be considered. Consequently, there is a requirement to undertake source-apportionment studies of pollutant fluxes within catchments. The inclusion of the Bathing Water Directive (BWD), under the list of 'protected areas' in the WFD places a requirement to control sources of faecal indicator organisms within catchments in order to achieve the objectives of both the BWD (and its revision - 2006/7/EC) and the WFD. This study was therefore initiated to quantify catchment-derived fluxes of faecal indicator compliance parameters originating from both point and diffuse sources. The Ribble drainage basin is the single UK sentinel WFD research catchment and discharges to the south of the Fylde coast, which includes a number of high profile, historically non-compliant, bathing waters. Faecal indicator concentrations (faecal coliform concentrations are reported herein) were measured at 41 riverine locations, the 15 largest wastewater treatment works (WwTWs) and 15 combined sewer overflows (CSOs) across the Ribble basin over a 44-day period during the 2002 bathing season. The sampling programme included targeting rainfall-induced high flow events and sample results were categorised as either base flow or high flow. At the riverine sites, geometric mean faecal coliform concentrations showed statistically significant elevation at high flow compared to base flow. The resultant faecal coliform flux estimates revealed that over 90% of the total organism load to the Ribble Estuary was discharged by sewage related sources during high flow events. These sewage sources were largely related to the urban areas to the south and east of the Ribble basin, with over half the load associated with the relatively small subcatchment of the River Douglas. The majority of this load was attributed to two WwTWs that discharge through a common outfall close to the tidal limit of this catchment. Budgets adjusted to accommodate the impact of proposed UV disinfection of these effluents showed that the load from these sources would be reduced significantly during base flow conditions. However, during high flow events loads would still remain high due to the operation of storm sewage overflows from stormwater retention tanks. The study identified untreated storm sewage spills from urban infrastructure and WwTW stormwater retention tanks as the dominant component of the high flow flux of faecal indicators to receiving waters of the Fylde coast and the associated bathing waters.     

基于TRMM卫星资料揭示的长江流域梅雨季节降水日变化

利用1998~2013年热带测雨卫星TRMM 3B42降水率资料以及NCEP/CFSR温度场、气压场和风场等再分析格点资料等,从气候学角度揭示了长江流域梅雨季节降水和对流的日变化特征,探讨了典型和非典型梅雨锋年降水日变化差异,分析了大气环境场要素的日变化特征及其对降水和对流日变化影响。结果表明:(1)强降水在夜间发生在长江上游,白天发生在长江中下游。降水日变化特征显著,长江上游、盆地以东的中游以及中下游的沿江以南地区降水日峰值分别出现在午夜、清晨08时以及傍晚17时。沿江以北地区降水表现出半日循环,具有08时和17时两个峰值,午后峰值明显强于清晨。(2)长江中游地区降水日位相较上游地区延迟约6 h,下游地区日位相进一步向后推移,同时下游地区降水强度和范围明显强于上游,降水日较差也更明显。(3)典型梅雨锋年和近15年梅雨季节平均的降水日变化分布特征较为一致,非典型梅雨锋年较前两者日峰值出现时间明显提前。(4)短时强降水和深对流有较好的对应关系,白天高发区位于长江下游,夜间位于上游。(5)大气温压场在梅雨锋两侧显著的日变化差异使梅雨锋强度和结构在昼夜形成了差异,并使低层风场的辐合位置产生了日变化,这些大气环境场的日变化最终导致了梅雨期对流和降水的日变化。     

论赤水河流域资源环境的开发与保护

通过对赤水河流域的资源环境综合考察,提出赤水河流域在资源环境方面的价值归结为生态河、美景河、美酒河和英雄河四大特点,具有重要的保护价值。从长江流域水资源开发、利用和保护的角度和视野．建议在长江流域选择1～2条自然生态支流,在开发利用长江水资源的同时,给长江留下1～2条不修大坝的自然生态河流。分析认为,赤水河具备了作为自然生态河流的条件和优势。在此基础上,提出建立具有流域性和综合性为特点的“赤水河流域综合性自然保护区”,保护对象包括赤水河两岸的陆生植物、水生生物特别是鱼类、自然景观和人文景观。从多个层面和角度阐明了建立流域性和综合性自然保护区的意义和作用。分析了当前赤水河流域开发和保护面临的主要矛盾,提出了“赤水河流域综合性自然保护区”的主要内容。最后,提出了国家应加强对赤水河流域的支持力度的具体措施。     

南水北调中线水源地汉江上游流域主要生态环境问题及对策

汉江上游是南水北调中线水源地,流域生态环境建设是保障水源地水质安全的关键.针对上游流域水环境污染、土地利用以及水土流失等重大生态环境问题,结合流域数字高程模型及水质调查对其进行了系统分析.结果表明:(1)丹江流域、库区流域及汉中盆地水质较差,COD<,Mn>和氨氮成为水源区主要污染物;(2)各子流域区植被覆盖占各自面积的71.2%～95.7%,表明流域植被覆盖较好,但沿河岸100 m范围内农业用地占29.2%～43.4%,且多为坡耕地;(3)流域水土流失严重,2000年左右流域侵蚀图显示汉江源头、秦岭南及大巴山北均出现了大片年均侵蚀模数>2 200 t/km2的区域,且有日益增强的趋势.提出加大水环境污染整治力度、加强农业用肥管理及河岸带建设、水土保持建设以及加强流域水环境及水土保持监测和科研工作等对策.     

基于水足迹的流域生态补偿标准模型研究

流域水资源是一种公共物品,其系统的整体性以及资源外部性等特征要求各相关区域应共同承担环境保护.如何衡量各区域水资源开发利用与环保投入的关系,建立合理的生态补偿标准模型,已成为流域管理研究领域普遍关注的问题.本文运用水足迹理论和方法,界定流域水足迹内涵,通过反映流域沿岸各区域水生态服务耗费情况判断分析水生态系统安全状态,提出流域生态补偿标准计量流程及不同情况下的流域生态补偿标准测算模型,从而客观、准确地量化流域生态补偿额度,为管理者正确分析和解决流域各区域间利益冲突提供科学的决策依据与支持.同时本文以碧流河为案例,收集并分析了2002-2006年间碧流河沿岸各行政区水足迹和环保投入情况,理清各区域生态系统状态及相互关系,计算补偿标准,进而验证模型的可行性.     

对滇池流域山水林田湖草一体化保护和系统治理的思考

滇池是“九五”时期以来我国重点治理的“三河三湖”之一,经过30年治理,水质明显改善,水生态系统演变趋势向好。然而目前,滇池流域“山水林田湖草”系统治理格局还未完全形成,流域生态系统韧性不足,水环境质量正处于进一步改善的瓶颈期。为探索滇池治理的未来发展路径,本文系统总结了前期滇池治理历程与成效,诊断了存在的主要问题,分析了滇池流域自然—社会复合生态系统特征,提出了滇池流域山水林田湖草一体化保护和系统治理的思路、目标、空间布局和重点任务,以期为新时期滇池流域水生态环境保护提供指导,也为其他城市型重污染湖泊流域从水污染防治向水生态保护的转变提供借鉴。     

黄河流域生态服务价值与经济协调发展的时空演化研究

厘清黄河流域生态现状,分析生态系统服务时空演化特征及与经济协调发展情况,对提升区域经济协调发展具有重要意义。基于黄河流域9省区2000—2020年土地利用数据及国民经济发展数据,测算生态系统服务价值及经济与生态环境协调指数,揭示黄河流域生态系统服务价值时空演化特征及与经济协调发展关系,结果表明：(1)2000—2020年黄河流域全域生态服务价值(ESV)持续增长,由2000年的7020.74亿元增长到2020年的25598.24亿元;(2)研究期内,黄河流域经济与生态协调发展存在显著空间相关性,且人类活动及土地利用方式对生态系统服务价值影响较大,高度冲突区逐渐集中于上游青海、四川、甘肃等省区内经济欠发达地区和下游河南、山东等省区内人类干扰密度较高的地区;(3)研究区经济与生态环境协调发展空间分布不均衡,2000—2020年空间集聚态势逐步加大,且冲突区面积远大于协调区,中下游及下游区域两极分化现象明显;(4)研究区内不同区域资源禀赋与生态环境差异较大,要因地制宜,找出不同区域适合自身发展的路径,综合推动黄河流域经济发展与生态环境保护的耦合协调发展。     

流域水资源安全性及其保障措施

针对人们对流域水资源安全的内涵理解不深,以及目前我国存在许多影响流域水资源安全性的问题,如过度开发及生态退化、水资源短缺而浪费严重与使用效率低、产业结构和布局欠佳、水生态环境治理滞后、管理体制及其创新不足、水域污染日益加剧等问题,笔者从广义和狭义的角度,系统阐述流域水资源安全的内涵;提出建立流域水资源安全供给与需求保障体系、“市场-政府-社会”三维一体的流域水资源管理保障机制以及流域水资源安全技术保障体系,为流域水资源安全保障提供了技术支持和科学依据。     

湿润亚热带典型白云岩流域不同土地利用下的试片溶蚀速率及岩溶碳汇

土地利用对石灰岩溶蚀速率的影响已有较多研究报道,但白云岩溶蚀速率对于土地利用的响应研究却罕见相关报道.因此,探究不同土地利用对白云岩溶蚀速率的影响具有一定的意义,并可为评估白云岩地区的岩溶碳汇效应积累基础数据.本文以湿润亚热带典型白云岩小流域——贵州施秉黄洲河白云岩小流域为研究区,利用白云岩溶蚀试片对流域内不同土地利用...