低山丘陵区水土保持治理与生态环境效应

分析了低山丘陵区水土流失等级分布，水土流失的形成原因及危害，指出低山丘陵区水土流失综合治理要以小流域综合治理为主，阐明小流域水土流失的规律性，以及根据小流域3个地貌单元类型按“三条带”模式进行综合治理：山顶林草防治、山腰经济林带整治、山脚坡改梯治理的技术措施，着重论述综合治理的生态环境效应：明显地保水保土保肥，在降雨量相同的情况下等高种植、坡改梯、封山育林雨强明显小于坡耕地，起始产流时间延迟，径流量减少近2/3，土壤侵蚀量明显比坡耕地少得多。土壤侵蚀携带养分，坡耕地损失量最大，等高种植全氮、全磷的损失量最小；坡改梯有机质、有效氮、速效钾流失量较少，说明坡改梯的保肥效果优于等高种植。林草植被对改善生态系统的环境效应和提高生物多样性功能，为低山丘陵区生态环境恢复和农业可持发展奠定基础。     

Using many-objective trade-off analysis to help dams promote economic development,protect the poor and enhance ecological health

Allocating water to different uses implies trading off the benefits perceived by different sectors. This paper demonstrates how visualising the trade-offs implied by the best performing water management options helps balance water use benefits and find sustainable solutions. The approach consists of linking a water resources model that can simulate many management policies and track diverse measures of system performance, to a many-objective evolutionary optimisation algorithm. This generates the set of Pareto-optimal management alternatives for several simultaneous objectives. The relative performance of these efficient management alternatives is then visualised as trade-off curves or surfaces using visual analytic plots. Visually assessing trade-offs between benefits helps select policies that achieve a decision-maker-selected balance between different metrics of system performance. We apply this approach to a multi-reservoir water resource system in Brazil's semi-arid Jaguaribe basin where current water allocation procedures favour sectors with greater political power and technical knowledge. The case study identifies promising reservoir operating policies by exploring trade-offs between economic, ecological and livelihood benefits as well as traditional hydropower generation, irrigation and water supply. Results show optimised policies can increase allocations to downstream uses while increasing median land availability for the poorest farmers by 25%.     

浮桥河水库的营养状况与水质调控措施

浮桥河水库总磷含量、浮游植物的初级生产力和浮游动物的生物量有逐渐增加的趋势。上、中、下游水体的总磷含量分别为 0 .0 72mg/L、0 .0 6 6mg/L和 0 .0 4 4mg/L ;浮游植物的生物量分别为9.2 8mg/L、6 .51mg/L和 3.37mg/L。夏季和秋季上游部分区域伴有大面积的“水华” ,优势种类主要为微囊藻。浮游植物水柱日生产量分别为 2 .80 gO2 /m2 .d、2 .78gO2 /m2 .d和 2 .36 gO2 /m2 .d ;浮游动物的生物量分别为 2 .52mg/L、1.2 5mg/L和 1.2 2mg/L。浮桥河水库有富营养化的趋势且上游已经富营养化。导致富营养化的原因主要是外源营养物输入量的增加、大库鲢鳙放养比例失调、上游滤食性网箱放养结构的不合理和食鱼性鱼类的过度捕捞。建议在保持现有鳙放养量的前提下增大大库鲢的放养量和网箱内鲢鱼种的放养量、减少食鱼性鱼类的捕捞量、减少外源营养物的输入以控制水库的富营养化。     

瀑河水库蓄水后水质变化预测

瀑河水库拟作为南水北调中线的一个调蓄水库。在瀑河水库淹没区内布10个采样点，分别采集0－20、20－40、40－60cm深度的土壤，实验室中模拟水库蓄水淹没情景，连续监测“库水”水质，试验表明：蓄水初期土壤中营养物质溶出对库水水质有一定影响，且随着时间的推移，各营养物质溶出的速度及浓度变化不同，蓄水16天后浓度趋于平稳，库水水质达到地表水环境质量Ⅱ类标准，将模拟值作为初始值，利用WQRRS模型进行运行期水质预测，得到结论为：（1）当调水水质为Ⅰ和Ⅱ类标准值的中值、流域汛期径流水质为Ⅱ－Ⅴ类时，预测库水水质为Ⅱ－Ⅲ类；（2）当调水水质为Ⅱ类标准值的下限值、流域汛期径流水质为Ⅱ－Ⅴ类时，预测库水水质大多为Ⅲ类，部分情况下为Ⅳ类，且N、P超标；（3）当调水水质为Ⅰ和Ⅱ类标准值的中值、流域径流水质为Ⅱ类时，在2010、2020和2030水平年水库水质全部为Ⅱ类；当调水水质为Ⅱ类标准值的下限值时库水水质则为Ⅲ类。     

丹江口水库水质要素变化特征及其相互关系

采用丹江口水库 1987～ 1996年间的水环境常规监测资料 ,应用因子分析方法探讨了丹江口水库不同区域水环境要素变化特征及其相互关系 ,分析表明 :丹江口水库目前水质良好 ,大多数情况下能满足地面水一类水质标准要求 :库区不同断面水体水质要素及污染因子间的相互关系可以用 6个主导因子表达。同一主导因子不同断面标识因子的差异反映了库区不同区域水质分布差异及产生这种差异的环境过程 ;影响库区水质的主要因素是上游随降水产生的面源污染、库周点源排放、水体自净以及气候因素 ,不同断面水质影响因素及其程度存在差异。     

长江三峡水库气候效应数值模拟

在地形坐标系中建立了一个三维静力平衡的大气-土壤耦合模式,模式详细考虑了复杂地形、植被和水面的热力、动力过程。与其它中、小尺度模式相比其独特之处是：此模式在地表与植被冠层建立的辐射平衡方程和能量平衡方程中,均详细地考虑了坡度、坡向的影响。观测表明,长江三峡江面水温的日变化小于3℃。长江三峡段水流湍急,江水上下交换十分剧烈,各处水深变化较大,使模拟江水的动力、热力过程变得十分困难。所以,在研究中忽略了江水温度的日变化,模式中作为动力、热力外强迫因子,水库建成后的改变仅为水面海拔高度的升高和水面区域的扩大,水面温度是常数。用此模式模拟研究长江三峡建成前后气象要素场的日变化过程,通过计算它们的差别来分析水库的小气候效应。结果表明风、温、湿气象要素场在方圆近10 km范围内均有不同程度的改变,但变化幅度不大。     

半结构决策方法在松花江蓄洪区选址问题中的研究

研究松花江蓄洪区选址问题的决策方法.松花江蓄滞洪区选址问题涉及诸多定性指标和定量指标,属于半结构决策问题.本文综合层次分析法和模糊优选法,提出求解这类问题的一种半结构决策方法.基本方法是:将评价指标分为定性指标和定量指标;对于定性应用层次分析法,求其评价矩阵;对于定量指标应用相对隶属度方法,求其评价矩阵;二者合成得到全体指标的评价矩阵;最后利用模糊优选法求得最优决策.应用该方法于松花江流域蓄滞洪区的方案选择中.     

基于BP神经网络算法的密云水库水质参数反演研究

密云水库是北京市重要的地表饮用水源地,在保障首都水源安全方面起着重要作用,而密云水库水质参数的区域监测已成为当前亟待解决的问题。为了实现密云水库水质参数大范围、实时获取,该文基于遥感和GIS技术,采用BP神经网络算法,结合地面监测数据和Landsat 8遥感影像,分别建立了反演总磷、总氮、氨氮和COD(化学需氧量)4个水质参数的BP神经网络模型,并反演了密云水库2013-2018年非结冰期主要水质参数,分析了密云水库主要水质参数的年际变化特征、季节变化特征和空间分异特征。结果表明,(1)水质参数的Landsat 8敏感波段分别为:总氮为1、4波段,氨氮为1-7波段,总磷为1、3-7波段,COD为2-5波段。(2)密云水库主要水质参数在2013-2018年总体呈下降趋势,氨氮和COD为Ⅰ类水质,总磷为Ⅱ类水质,总氮为Ⅲ类水质。(3)4个水质参数指标春季最高、秋季次之、夏季最低,总氮、总磷、氨氮和COD的春季值分别是夏季值的1.08、1.36、1.6、1.45倍。(4)密云水库不同水质参数的空间差异性较大,总体来看,水库北部和东部的4个水质参数含量相对较高,这种分布与北部和东部村庄密集以及密云水库两大入库河流有关。综上所述,基于BP神经网络算法的密云水库水质反演研究是可行的,且得到了较为可信的研究结果,该研究可为密云水库水质管理与政策制定提供重要的科学依据。     

珠江流域土壤中碳库的存量与通量

通过对珠江流域各主要环境介质中不同形态碳含量的分析和计算,得出该流域0~1.0m范围内土壤碳库的存量为1.36×1013kg,占中国陆地碳库总量的9.51%,全球碳库总量的0.907%;流域净碳输入量为4.141×1010kg/a,碳通量912.74kg/(hm2·a),初步计算表明珠江流域可能是陆地生态系统的一个碳汇区。另一方面,人类活动造成流域内有机碳的大量流失,其中,水土流失损失的碳8.01×109kg/a,植物收割及森林砍伐从土壤-植物系统中携带出的有机碳高达6.26×1011kg/a,这将造成土壤有机质含量的降低,因此促进陆地生态系统有机碳存储是提高本流域土地质量的关键。     

GIS技术在区域土壤有机碳储量估算方面的应用--以柴达木盆地为例

目前在估算土壤有机碳储量方面的方法较多,并且都有其各自的特点所在。地理信息系统(GIS)技术作为当今一种在地学统计分析方面具有强大空间分析功能的计算机应用技术,在地学及相关研究领域得到了广泛的应用。文章首次尝试了利用该技术估算柴达木盆地土壤有机碳储量,该方法与其它计算方法相比,有简单、易操作、可视性好等优点。经计算,柴达木盆地的土壤有机碳储量约为62754.442 t,土壤平均碳面密度为6.105 kgm-2。