青藏高原拉萨河流域水化学时空变化特征控制因素研究

根据丰、枯水期采集的拉萨河河水、地下水、降水以及冰川水样品,提取采样点子流域面积、地形、岩性以及冰川面积占比等流域特征因子。采用Piper图、Gibbs图分析河流水化学受岩石风化的控制作用;采用主成分分析和相关性分析方法,分析河流水化学主成分及其与子流域特征因子之间的关系。结果表明：拉萨河河水为HCO₃-Ca型水,主要受碳酸盐岩风化控制,蒸发盐岩溶解影响次之,丰水期河水水化学还受降水、冰川融水补给影响。河水水化学特征总体呈现为,随着子流域面积增加、海拔降低,水岩作用增强,碳酸盐岩风化作用增强,蒸发盐岩溶解作用减弱。而枯水期的冰川影响区,由于采样点控制面积大且枯水期地下水补给较强,蒸发盐岩影响作用随碳酸盐岩溶解增强而加强。研究结果为揭示高寒山区河水水化学特征的控制因素及区域规律研究提供科学依据。     

基于大型底栖动物的青弋江河流健康评价

基于大型底栖动物群落结构进行水域生态系统评估是区域水环境监测的有效手段。研究于2021年7月对青弋江流域10个河流采样点的大型底栖动物进行了生物采样以及水体理化因子监测,采用生物环境分析和丰度/生物量比较曲线等方法研究了大型底栖动物群落结构特征及其与环境的关系,并应用水生态环境质量综合指数(WQI)对流域内河流健康状况进行了综合评价。结果表明：青弋江流域内河流大型底栖动物群落组成以水生昆虫和软体动物为主,直接收集者为主要功能摄食类群,主要优势种为中国圆田螺、纹石蛾、日本沼虾以及方形环棱螺。群落多样性良好且具备明显的空间异质性。生物环境分析表明,解释大型底栖动物群落结构差异的主导因子为溶解氧、河宽、水温、化学需氧量、流速、总磷和水深。最佳因子组合为溶解氧、总磷、化学需氧量。丰度/生物量比较曲线显示多个点位受到不同程度的干扰。由WQI指数分析可得流域内水质较好,除了个别点位外,整体处于健康及以上状态。相较于生物评价和理化因子评价,WQI指数评价法能够综合反映流域健康状况,更具适用性。     

中国长江三角洲流域百菌清水生生物基准研究

通过生态毒理试验,获得百菌清对长江三角洲流域14种代表性水生生物的毒性数据。分别采用评价因子法、物种敏感度分布法和毒性百分数排序法,推导长江三角洲流域百菌清水生生物基准值。评价因子法、物种敏感度分布法和毒性百分数排序法得出的急性基准值分别是0.066μg·L~(-1)、3.00μg·L~(-1)和0.51μg·L~(-1),慢性基准值分别是0.0089μg·L~(-1)、0.40μg·L~(-1)和0.136μg·L~(-1)。比较了3种方法得出的基准值之间的差异并分析了原因,在此基础上,提出了我国长江三角洲流域百菌清水生生物基准推荐值,并与国外基准值进行了比较。研究结果可为中国农药水质标准制修订及水生生物风险评估提供科学依据。     

基于DEMATEL的区域洪涝灾害恢复力影响因素及评价指标体系研究——以巢湖流域为例

影响洪涝灾害恢复力的因素众多且相互关联,识别和区分这些影响因素,找到因素间互相影响程度和因果关系,对于明确洪涝灾害恢复力关键因素,快速找到需要改善的因素具有重要意义。通过分析灾害恢复力的内涵,从自然维、社会维、经济维、技术维、管理维5个维度构建区域洪涝灾害恢复力的影响因素指标体系,应用DEMATEL方法分析区域洪涝灾害恢复力影响因素之间的关系,并以巢湖流域为例凝练出适合该区域的洪涝灾害恢复力评价指标体系,结果表明,一级指标中自然维、经济维对其他因素影响最为显著,二级指标中政府财政支撑能力、土地因子、地形因子对其他影响因素的影响最大;而一级指标中经济维和社会维与其他因素关系最为密切,二级指标中政府财政支撑能力、区域经济实力、土地因子处于核心的位置。从整体影响输出上看,一级指标中原因因素共有2个,分别为自然维、经济维,且以经济维为最,二级指标中原因因素有11个,涉及五个维度,包括所有自然维中因素,并以地形因子、政府财政支撑能力、灾害政策法规为重。一级指标中结果因素有3个,分别为管理维、技术维、社会维;二级指标中共有12个,以管理维中的因素为主,相比于原因因素,通过改善结果因素可以更直接的提高区域洪涝灾害恢复力的水平。     

协同引擎、外部环境与流域生态补偿多主体协同行为研究——以山东省大汶河流域为例

联合多方利益相关主体实施协同行为,提升多元异质性主体之间的协同性,对优化流域生态补偿机制效能至关重要。本文基于山东省大汶河流域的979份实地调研数据,运用层次回归与有调节的中介效应检验方法,实证剖析协同引擎、外部环境对流域生态补偿多主体协同行为的驱动机理。研究表明：①协同引擎对流域生态补偿多主体协同行为具有显著正向驱动作用;②协同意愿在协同引擎与协同行为之间起中介作用,协同引擎可通过强化协同意愿间接驱动协同行为;③外部环境正向调节协同意愿向协同行为的转化,政府规制与社会规范的调节作用均通过显著性检验;④有调节的中介效应检验结果显示,高水平的政府规制及社会规范影响下,协同意愿在协同引擎与协同行为之间的中介作用得到增强,但在低水平的政府规制与社会规范影响下,协同意愿的中介作用并不显著。     

全球升温1.5℃和2.0℃对长江寸滩站以上流域径流的影响

基于多领域间影响模型比较计划推荐使用的4个全球气候模式GCM数据（GFDL、Had、IPSL和MIROC),分别驱动SWIM、SWAT、HBV和VIC水文模型模拟长江寸滩站以上流域径流量,研究全球升温1.5℃和2.0℃情景下研究区径流量变化。研究表明：（1）在全球升温1.5℃时,水文模型和GCMs模拟的年径流量增幅分别在 5.5%~8.3%和3.5%~11.4%之间;在全球升温2.0℃时,水文模型模拟的径流量增幅在4.8%~6.7%,IPSL模拟的年径流量呈微弱减少趋势,HAD和MIROC模拟的年径流量分别增加6.7%和19%。来自GCMs的不确定性分别是来自水文模型的2.6和 2.1倍;（2）在两个不同升温条件下,月径流量集合平均的占比与基准期各月径流量的占比表现出高度一致性,但是升温1.5℃和2.0℃时的月最大径流量占比分别为47.8%和40.5%,表明在未来升温时段内,月径流量占比变化并不显著,但是极端月径流的变化较大;（3）全球升温1.5℃时,枯、丰水期日径流量增幅分别为3%和10%,但枯、丰水期径流贡献率变化幅度都不大。全球升温2.0℃时,枯、丰水期增幅分别为3.6%和8%,但枯、丰水期径流贡献率都呈下降趋势。全球升温1.5℃和2.0℃时,50年一遇（P=2%）的洪水流量,将分别比基准期增加26.3%和20.7%。基准期50年一遇的洪水将可能变成20年一遇,多年平均最大日径流量较基准期也有增加。     

海河流域东北部地表水水源地藻类及代谢物研究

同时对海河流域东北部6个水库型地表水水源地开展了藻类及微囊藻毒素(MC-LR和MC-RR)相关研究工作。研究结果表明:海河流域东北部6个水库型地表水水源地中水体富营养化程度有明显改善,但于桥水库、洋河水库水体仍呈富营养化状态并检出MC-LR和MC-RR。另外,富营养化程度高的水体中蓝藻占明显优势,并且微囊藻毒素浓度与其成正相关关系。虽然检出的MC-RR和MC-LR浓度均低于《生活饮用水卫生规范》标准限制,但是在蓝藻暴发期间(特别是暴发后期)应加密监测,确保微囊藻毒素浓度不会对供水人群健康造成危害。     

基于洪旱灾害的雅鲁藏布江流域水资源脆弱性时空差异分析

水资源脆弱性分析是确立区域水资源问题和调控水安全的重要环节。雅鲁藏布江流域水资源丰富,但时空分布不均,洪旱灾害频发、经济欠发达,导致水资源脆弱性明显。基于1965～2014年的气象月尺度数据,分析流域降水分布特征、确定其干湿分区;采用标准化降水指数认识流域洪旱灾害时空分布状况,并从洪旱灾害及沙漠化、供用水及用水效益、调控能力3个方面构建流域水资源脆弱性指标评价体系,运用熵权法分析时空差异特征。结果表明:(1)流域多年平均降水量458 mm,空间上从西北向东南方向递增,上游日喀则市大部、中游拉萨市和山南地区属于中等干旱区,下游林芝市为湿润区;(2)流域内4区/市均易发生春旱和盛夏洪涝,干旱灾害发生率高于洪涝灾害发生率,拉萨市和林芝市易发生干旱重灾,山南地区易发生洪涝重灾;(3)流域及4区/市在2005～2014年间水资源脆弱性均呈下降趋势,山南地区、林芝市的降幅大于日喀则市、拉萨市;(4)流域水资源脆弱性的主导因子为干旱、洪涝、用水效益、管理能力、地区生产总值。流域水资源脆弱性特征为由洪旱灾害主导、调控能力弱、水资源利用效率低。     

遥感降水产品在澜沧江流域径流模拟中的适用性研究

以澜沧江流域为研究区域,基于实测降水数据,从日尺度、月尺度到年尺度分别评价了TRMM 3B42 V7、CMORPH CRT、TRMM 3B42 RT、PERSIANN 4种遥感降水产品在格网尺度上的精度,并用实测降水数据和筛选出的精度较高的遥感降水产品驱动SWAT模型进行了径流模拟,以进一步探究遥感降水产品在澜沧江流域的适用性。结果表明：4种遥感降水产品在日尺度上精度都不高,与实测降水的相关系数都低于0.5。从整体看,TRMM 3B42 V7精度最高,月、年尺度下与实测降水的相关系数依次为0.95、0.90,CMORPH CRT精度稍低于TRMM 3B42 V7,其在月、年尺度下与实测降水的相关系数依次为0.89、0.77,TRMM 3B42 RT和PERSIANN精度较差,两者在不同时间尺度下与实测降水的相关系数都较低,基本都维持在0.5以下;径流模拟结果发现TRMM 3B42 V7和CMORPH CRT两种遥感降水产品对流域出口断面日、月径流模拟的能力均不如实测降水,但整体上三者都能够较好地反映出实测径流变化的趋势,三者径流模拟对应的纳西效率系数NS在0.65~0.94范围内;从纳西效率系数NS看,三者对应的数值相差幅度极小,从多年平均径流RE看,三者都表现出低估的情形,但与前两者（低估值在 -4%~-10% 范围内）相比,CMORPH CRT（低估值在 -10%~-20% 范围内）低估的幅度较大;TRMM 3B42 V7在整体上的径流模拟效果优于CMORPH CRT,在澜沧江流域具有更好的径流模拟适用性。