IMPACTS OF CLIMATE CHANGE ON MISSOURI RWER BASIN WATER YIELD1

ABSTRACT: Water from the Missouri River Basin is used for multiple purposes. The climatic change of doubling the atmospheric carbon dioxide may produce dramatic water yield changes across the basin. Estimated changes in basin water yield from doubled CO₂ climate were simulated using a Regional Climate Model (RegCM) and a physically based rainfall‐runoff model. RegCM output from a five‐year, equilibrium climate simulation at twice present CO₂ levels was compared to a similar present‐day climate run to extract monthly changes in meteorologic variables needed by the hydrologic model. These changes, simulated on a 50‐km grid, were matched at a commensurate scale to the 310 subbasin in the rainfall‐runoff model climate change impact analysis. The Soil and Water Assessment Tool (SWAT) rainfall‐runoff model was used in this study. The climate changes were applied to the 1965 to 1989 historic period. Overall water yield at the mouth of the Basin decreased by 10 to 20 percent during spring and summer months, but increased during fall and winter. Yields generally decreased in the southern portions of the basin but increased in the northern reaches. Northern subbasin yields increased up to 80 percent: equivalent to 1.3 cm of runoff on an annual basis.     

富营养化水体水华暴发的突变模型

对南方某水库1991～2004年水质数据进行了系统分析,综合考虑TP、N:P、Chla和DO4个对该水库富营养化乃至水华影响较大的因子,构建了该水库水华突变的尖点模型.经检验,模型的相对误差控制<5%,具有较好的拟合精度.根据模型的突变判别,水库的水生态系统在1997年发生了突变,这一模拟结论与TP指标的突变判别结论相印证,并与该水库1997年首度暴发水华的实际情况相一致.     

岩石风化对三峡库区农业小流域水化学特征的影响

通过对三峡库区典型农业小流域-重庆涪陵王家沟小流域为期一年的水质系统监测,明确了流域主要离子组成,分析了小流域的水化学特征和主要离子来源.结果表明,该流域水化学类型为Cl-—Ca2+型;大多数离子的含量随采样点、季节、水体类型的不同而有显著性差异;Gibbs图、阴阳离子三角图分析结果表明,该流域水体离子组成受岩石风化的影响比较显著,且阴离子可能主要来自于岩盐溶解和碳酸盐的风化,而岩盐溶解也是控制流域阳离子的主要机制,硅酸盐矿物的风化侵蚀作用也存在一定影响;主成分分析得出对该流域水体离子组成影响最大的可能是碳酸盐(其中H2CO3风化碳酸盐岩过程比H2SO4风化作用更为显著),其次是岩盐、硅酸盐,农业活动和居民生活也有一定影响.     

松花坝水库底泥疏浚对其水质影响分析研究

谷昌坝水库为松华坝水库的前置库，1993年拦截泥沙25821t、总磷21．4t、总氮45．88t，分别占入库总量的92．4％、83．3％和39．2％，且90％以上的磷吸附在泥沙及颗粒上迁移。1996年以来谷昌坝共清淤58．05万m^3，挖深7m-8m。1994年、1999年和2000年的监测数据比较表明，松华坝水库水质均为轻污染，没有进一步恶化。     

厦门石兜-坂头水库水体营养状态综合评价及变化趋势分析

以水质监测资料为基础,采用综合营养状态指数法（TLI法）和线性插值评分法（SCO法）2种模式,相互印证并综合评价2008．5—2011．6厦门石兜-坂头水库库区水体营养状态。应用Daniel的趋势检验,对评价时段内水库水体营养状态和水质参数（总氮、总磷以及氮磷浓度比）变化趋势进行分析。结果表明：2008年5月-2011年6月期间,石兜-坂头水库水体营养状态为中营养至轻-中度富营养;在此评价期内,总磷、总氮、氮磷比值趋势变化不显著;水体营养状态变化趋势也没有显著意义,始终在中营养至（轻-中度）富营养状态区间波动。水库周边环境及水质的监管措施能否及时到位是影响库区水体营养状态变化的关键。     

磨盘山水库水质富营养化的防治对策研究

磨盘山水库是哈尔滨市人民重要的饮用水源地。从库区面源污染来源、农业各类面源污染入库量比较、磨盘山水库水质富营养化状况及趋势等方面论述了磨盘山水库水质富营养化防治对策。提出要加强磨盘山水库水质的科学研究,防止水库水质的富营养化发生。     

贵州高原红枫湖水库季节性分层的水环境质量响应

为了揭示贵州高原深水水库水体的垂直分层结构及其水环境质量响应特征,于2008年8月~2009年10月对红枫湖水库5个采样点进行了45次采样,对水文、营养盐等湖沼学变量季节动态和分布进行了分析,探讨了季节性水质恶化事件的发生机制.结果表明,红枫湖水库水体呈单循环混合模式,在4~9月形成分层,但没有典型分层湖泊的温跃层变化,这种不显著的分层导致了水化学的分层.叶绿素a、总磷、总氮和氨氮平均值分别为13.6mg/m3,0.063mg/L,1.22mg/L,0.347mg/L;透明度为1.9m.指示该水库处于中-富营养状态.分层期底层溶解氧在0.3~6.9mg/L之间、平均为2.6mg/L,氮磷质量比在8~104之间,表明红枫湖水库是一个底层滞留带季节性缺氧的高氮、磷限制型水库.贵州高原深水水库季节性水质恶化事件与水体分层结构失稳有关,是富营养化水库在气温骤降时发生“翻湖”所导致的结果,也是贵州高原深水水库富营养化的另一种表现形式.     

六都寨水库夏季富营养化状况与浮游植物分布特征研究

六都寨水库是湖南省邵阳市重要的备用水源地,本文在2012年夏季对六都寨水库水体理化指标和浮游植物群落结构进行调查,评价水库富营养化状况.结果显示六都寨水库氮、磷浓度较高,TN和TP平均值分别为0.88和0.04 mg·L-1,部分点位超过Ⅲ类水标准.调查期间库区浮游植物总细胞密度变化范围为3.68×106~5.84×106cells·L-1,水库中心区域以绿藻为主,靠近坝首处则以蓝藻为主.各点位Shannon-Wiener多样性指数(H')介于2.19~3.17之间,Chl.a浓度范围为3.64~20.24μg·L-1,综合营养状态指数(TLI)为38.51~48.11,六都寨水库水体已处于中营养状态.要从根本上控制六都寨水库水体富营养化进程,防范蓝藻水华风险,需通过长期科学监控和综合防治.     

分层水库温度梯度对扬水曝气原位控藻效果的影响

基于计算流体力学(CFD)方法,数值模拟了不同温度梯度条件下扬水曝气器外围流场及藻类浓度场,并与实际工程运行数据进行对比.当水深为80m、水面下30m内的温度梯度从0.17℃/m增加到0.73℃/m时,核心控藻区域的半径从100m增加到150m,控藻区域百分比从25.16%增大到28.60%,藻类完全混合的时间分别从16d增加到24d.在稳定条件下,藻类在补偿点以下的停留时间均大于48h,基本不受温度梯度的影响,藻类生长受抑制.藻类浓度模拟结果与实际工程运行结果吻合良好.推荐水库中扬水曝气器合理设计间距为250m.     

三峡库区水环境多环芳烃和邻苯二甲酸酯类有机污染物健康风险评价

为研究三峡库区水环境中持久性有机污染物(POPs)对人体健康产生的潜在危害风险,在介绍健康风险评价方法的基础上,建立了水环境健康风险评价模型,根据三峡库区水质监测资料对水源水主要持久性有机物多环芳烃和邻苯二甲酸酯类污染进行健康风险评价. 结果表明,在所评价断面中,长江和嘉陵江汇合的寸滩断面污染较严重,健康危害的风险相对较大. 水源水6种持久性有机污染物由饮水途径所致健康危害的个人年风险为2.79×10-10～4.44×10-13 a-1,按年风险大小依次为DEHP＞DBP＞Pyr＞NA＞FLA＞DEP;有机污染物对健康危害的年总风险仅为3.70×10-10 a-1,远低于国际辐射防护委员会(ICRP)推荐的最大可接受值(5.0×10-5 a-1). 三峡库区水体中6种POPs污染所致的健康危害年风险度目前还处于很低水平,但应引起管理部门的重视.