长江中下游人工鱼礁水动力特性实验研究

受三峡蓄水的影响,长江中下游水文生态系统发生明显变化,导致四大家鱼产卵适宜度下降以及像中华鲟这类生殖洄游性鱼类鱼卵孵化率降低。建设人工鱼礁是缓解长江渔业资源衰退、保护长江物种多样性、保持长江渔业可持续发展的一项重要措施。基于水槽模型实验,以透空正六面体型人工鱼礁为研究对象,将鱼礁块体与护岸相结合铺设在河道岸坡上,构成鱼礁型生态护岸。通过对鱼礁型护岸周围水面线及水流流速等水力特性进行测量分析,得到了鱼礁型护岸的鱼类产卵场水力因子。结果表明:在长江中下游河道两岸铺设透空型人工鱼礁其周围水流流速可维持在0.84~1 m/s之间,处于四大家鱼产卵繁殖最适宜的流速范围内;且由于鱼礁的存在,使岸坡附近水流流速梯度增大并产生上升流及背涡流等一些复杂的水流流态,这些水力因素又刺激了四大家鱼的交配活动,增加鱼类的产卵量。     

基于LMDI的长江中下游城市群污染排放强度分析

长江中下游城市群地区工业重化特征明显,工业水污染排放贡献超过10%,大气污染物占比更超过70%。本文采用迪氏对数指标分解法(LMDI)识别长江中下游城市群污染排放的主要影响因子,对长江中下游城市群重点行业COD、氨氮、SO_2、NO_x排放强度进行分析。将排放强度拆分为末端削减、技术工业和产品结构三个指标,分析2012—2020年和2020—2030年两个时间段内,对污染排放强度降低贡献度最高的影响因素。结果表明,末端削减和技术工艺对污染排放强度降低影响大,贡献值之和约为90%,两者分别代表末端处理技术对污染排放的削减程度,以及高附加值行业单位产值污染物产生水平;COD、SO_2和氨氮的排放强度由末端削减和技术工艺共同作用,NO_x的排放强度较高且未来末端削减水平进步小,未来需要重视该污染物的减排和治理。     

吉林省松花江中下游污染物排放总量控制

分析了实施总量控制的理论依据 ;并以此研究吉林省松花江中下游污染物总量控制以及吉林市控制单元的总量控制方案 ;最后探讨了总量控制措施。     

四种再分析资料与长江中下游地区降水观测资料的对比研究

为了获得对中国区域降水刻画能力较好的再分析资料,以长江中下游地区为例,将PREC/L、CMAP、GPCP及NCEP2四种再分析降水资料与台站降水观测资料进行了多年和逐年平均的年、季、月降水量距平的时空相关分析和方差分析,比较了再分析资料对该区降水刻画能力的差异。首先对该区域的观测资料、CMAP、GPCP及NCEP2资料进行插值,使所有资料具有相同的空间分辨率,在此基础上比较再分析资料与观测资料年、季、月平均的降水变化特征。结果表明,四种再分析资料与观测资料的距平相关系数（均方根误差）由大到小（由小到大）的变化次序为：PREC/L→CMAP→GPCP→NCEP2,四种再分析资料均能较好地刻画出长江中下游地区降水的时空分布特征,尤以PREC/L资料对该区域降水变化的时空演变规律描述得最好。最后,利用PREC/L资料与观测资料对该区域降水的时空特征进行了相关分析、EOF分析和功率谱分析,结果显示夏季平均降水量具有23和31年的显著周期,EOF分析的前两个模态的时间变化分别具有23和28年的显著周期,这些显著周期都通过了95％的红噪声检验.     

选择实验法评估湘江流域重金属污染治理价值实证研究

运用选择实验法,研究了湘江流域重金属污染治理的居民支付意愿,并由此推断出湘江流域重金属污染治理带来的环境价值,为政府制定相关环境政策提供数据依据。研究获取了569份居民的调查问卷数据资料,通过计量经济学分析得到如果实施湘江流域重金属污染治理工程,彻底解决湘江重金属污染问题,水质将完全达到或优于Ⅱ类水标准。湘江流域居民总支付意愿为1029.68亿元,影响居民的支付意愿的要素从高到低排序为铅、镉、汞、砷、宣传与教育强度。对湘江重金属污染的认知程度、居民的受教育水平和月收入是影响居民支付意愿的最大因素。     

长江中下游浅水湖泊沉积物对磷的吸附特征

研究了长江中下游浅水湖泊1 1个沉积物对磷的吸附等温线及其吸附动力学,并分析了沉积物理化特征对磷吸附特征的影响,研究发现:①沉积物对磷酸盐的吸附主要在前1 0h内完成,在0.5h内吸附反应十分迅速,并逐渐达到吸附平衡;②沉积物本底吸附态磷与其有机质、CEC、总磷、无机磷、有机磷、Fe/Al 磷和总氮显著正相关;对磷酸盐的最大吸附量与其CEC和无机磷、有机质和总磷呈显著负相关;而总最大吸附磷量与其有机质、CEC、总磷、无机磷、有机磷、Fe/Al 磷和总氮含量呈显著正相关;③就目前长江中下游浅水湖泊的水质而言,其沉积物存在解析;沉积物对磷酸盐的吸附 解吸平衡浓度与其有机质,CEC ,总氮,总磷以及各形态磷含量均有显著的正相关关系.本研究条件下,即使是污染较为严重的湖泊,其沉积物也具有向上覆水体释磷酸盐的趋势.     

洞庭湖典型水域表层沉积物中重金属空间分布特征及其潜在生态风险评价

基于2007—2012年连续对洞庭湖湘江入湖口至出湖口水域5个采样点——S1(樟树港)、S2(虞公庙)、S3(鹿角)、S4(君山)和S5(洞庭湖出口)表层沉积物中Cd、Hg、As、Cu、Pb、Cr和Zn 7种重金属质量分数分析,对该典型水域表层沉积物中重金属的空间分布特征进行了探讨,并采用潜在生态危害指数法对其生态风险进行评价. 结果表明:表层沉积物中w(Cd)、w(Hg)、w(As)、w(Cu)、w(Pb)、w(Cr)和w(Zn)分别为0.54~79.90、0.046~0.712、15.2~289.0、29.0~217.0、6.0~246.0、65.4~269.0和41.4~632.0 mg/kg,w(Cd)、w(Hg)、w(As)、w(Cu)、w(Pb)和w(Zn)沿程总体呈下降趋势,w(Cr)沿程变化较小;Cd具有很高生态风险,Hg具有中等生态风险,其余污染物具有低生态风险,不同污染物生态风险的大小顺序为Cd＞Hg＞As＞Pb＞Cu＞Cr＞Zn,各采样点的RI(潜在生态危害指数)为115.51~1 000.09,平均值为373.30,研究区域重金属总体具有高生态风险,其中S1采样点具有很高生态风险,不同采样点表层沉积物中重金属生态风险的大小顺序为S1＞S2＞S5＞S4＞S3;除Cr外,Cd、Hg、As、Cu、Pb和Zn主要来源于湘江,Cd和Hg是主要风险污染物,其中Cd为首要污染物,因此湘江重金属污染治理应以Cd为重点.      

汉江中下游干流水质状况时空分布特征及变化规律

汉江是南水北调中线工程的水源区,其中下游水质状况是国家和湖北省政府重点关注的饮用水安全问题.研究南水北调中线工程影响区汉江中下游干流的水质状况和特征,为进一步分析工程运行对汉江中下游水质的影响奠定基础.收集了汉江中下游干流11个水质监测站2011—2014年pH、ρ（DO）、ρ（COD_Mn）、ρ（BOD₅）、ρ（NH₃-N）、ρ（TP）、ρ（TN）等7项水质指标,应用水污染指数法和层次聚类分析法,综合辨识2011—2014年汉江中下游干流的水环境时空变化特征.结果表明:①2011—2014年汉江中下游干流水质整体上为GB 3838—2002《地表水环境质量标准》的Ⅳ类~劣Ⅴ类水体,超标指标为ρ（TN）、ρ（TP）、ρ（BOD₅）,其中ρ（TN）超标最严重.②为深入辨识TN负荷对研究区域水质的影响,通过情景分析发现控制ρ（TN）可有效改善汉江中下游干流水质状况.③汉江中下游干流水质状况层次聚类分析表明,在时间上将研究时段分为2类,基本对应于汉江中下游的汛期和非汛期;在空间上将水质监测断面（沈湾、泽口、新沟、宗关、转斗、皇庄、汉南村、石剅、白家湾、余家湖、罗汉闸）分为3类,其中第3类可细分为3个子类,各子类所对应的水质监测断面与其空间分布基本对应.④汉江中下游干流富营养化严重,其中ρ（TP）和ρ（TN）在非汛期分别呈显著降低和增加趋势,汛期无明显变化.研究显示,江汉中下游污染严重,营养盐尤其丰富且ρ（TN）为主要影响因素.      

基于GIS的汉江中下游农业面源氮磷负荷研究

根据汉江中下游农业面源污染治理决策的需求，在大量实地观测资料区域地理与农业环境数据基础上，开发并建立了汉江中下游农业面源动态监测信息系统。以此为技术支持，运用数学模型及其与GIS相结合的技术，研究了汉江中下游农业面源污染的负荷及分布规律。     

洞庭湖湘江入湖口至出湖口水域表层沉积物中重金属时空分布特征与生态风险

基于2007—2012年连续对洞庭湖湘江入湖口至出湖口水域5个采样点的表层沉积物中Cd、Hg、As、Cu、Pb、Cr和Zn等7种重金属含量分析,对该水域表层沉积物中重金属的时空分布特征进行了探讨,并采用沉积物质量基准法对其生态风险进行了评价.结果表明,Cd、Hg、As、Cu、Pb、Cr和Zn的含量分别为0.54—79.90 mg·kg-1、0.046—0.712 mg·kg-1、15.2—289.0 mg·kg-1、29.0—217.0 mg·kg-1、6.0—246.0 mg·kg-1、65.4—269.0 mg·kg-1和41.4—632.0 mg·kg-1,其大小顺序为ZnCrPbCuAsCdHg;Cd、Hg、As、Cu、Pb和Zn含量沿程总体呈"V"形变化趋势,Cr含量沿程变化较小,重金属含量年际变化较为稳定;As具有较高生态风险,其余污染物具有较低生态风险,不同污染物生态风险的大小顺序为AsCdCrCuPbZnHg,S1和S3具有较高生态风险,其余点位具有较低生态风险,不同点位生态风险的大小顺序为S1S3S5S2S4.