气候变化对澜沧江-湄公河上中游径流的影响研究

将区域气候模式RegCM3与水循环模拟模型WACM进行单向耦合,对澜沧江-湄公河流域未来气候变化和流域上中游主要控制水文站径流响应进行了模拟和分析。区域气候预估表明,相对于现状(1980—2009年),A1B情景下未来(2010—2039年)流域年平均温度和降水均有增加趋势,分别增加了0.65 ℃和1.87%,但降水增加不明显;流域北部温度增幅比南部明显,而降水区域差异较大,变化较为复杂。径流模拟结果表明,未来气候变化情景下,清盛和琅勃拉邦站多年平均径流量与天然情景相比均有减少趋势,分别减少了1.23%和3.69%,但变化不明显;未来径流年际变化呈不显著的减少趋势,而温度变化对径流影响作用要强于降水;未来春季和夏季(3—6月)径流增减相对明显,局部区域有洪涝和水文干旱的风险,而其它月份径流变化不显著。     

Evaluation of SWAT sub-daily runoff estimation at small agricultural watershed in Korea

A study was undertaken for the prediction of runoff flow from 0.8 ha field-sized agricultural watershed in South Korea using Soil and Water Assessment Tool (SWAT) sub-daily. The SWAT model with sub-daily configuration predicted flow from the watershed within the range of acceptable accuracy. The SWAT sub-daily simulations were carried out for a total of 18 rainfall events, 9 each for calibration and validation. Overall trend and extent of matching simulated flow for the rainfall events in 2007-2008 with measured data during the calibration process were coefficient of determination (R²) value of 0.88 and Nash and Sutcliffe Efficiency (E_NS) value of 0.88. For validation, R² and E_NS values were 0.9 and 0.84, respectively. Whereas R² and E_NS values for simulation results using daily rainfall data were 0.79 and -0.01, respectively, that were observed to be out of acceptable limits for the model simulation. The importance of higher time resolution (hourly) precipitation records for flow simulation were evaluated by comparing R² and E_NS with 15 min, 2 h, 6 h and 12 h precipitation data, which resulted in lower statistics with increases in time resolution of precipitation data. The SWAT sub-daily sensitivity analysis was performed with the consideration of hydraulic parameter and was found as in the rank order of CN2 (curve number), ESCO (soil evaporation compensation factor), GW_DELAY (ground water delay time), ALPHA_BF ( base flow alpha factor), GWQMN ( a threshold minimum depth of water in the shallow aquifer required for return flow to occur) , REVAPMN (minimum depth of water in shallow aquifer for re-evaporation to occur) , LAT_TIME (lateral flow travel time) respectively. These sensitive parameters were evaluated at 10% higher and lower values of the parameters, corresponding to 70.5% higher and 23.2% lower in simulated flow out from the SWAT model. From the results obtained in this study, hourly precipitation record for SWAT sub-daily with Green-Ampt infiltration method was proven to be efficient for runoff estimation at field sized watershed with higher accuracies that could be efficiently used to develop site-specific Best Management Practices (BMPs) considering rainfall intensity, rather than simply using daily rainfall data.     

城市高架公路雨水径流的污染特征

对上海市内环高架一段路面的7场降雨径流进行监测,分析了径流中固体悬浮物和营养盐的变化特征,以期加深对城市高架公路径流污染物的认识和为高架公路径流净化工艺的选择提供理论支持。结果表明：溶解态氮、颗粒态磷是径流中TN和TP的主要输出形式;TP质量浓度变化与TSS基本一致,但TN质量浓度变化与TSS相关关系较弱;通过分析不同粒径固体悬浮物与污染物的相关性,发现〈45μm固体悬浮物是径流中营养盐吸附的重要载体,去除细小固体悬浮物是治理城市高架径流污染的有效途径。     

不同减量施肥条件下稻田田面水氮素动态变化及径流损失研究

采用过量施用化肥获得高产已成为近年来太湖地区的普遍现象,而由此引发的农业面源污染对水体生态环境恶化的贡献值也越来越大。通过对苕溪流域地区的田间试验,研究了8种不同减量施肥处理条件下,稻田田面水中氮素的动态变化特征和径流损失量,研究结果表明,（1）各处理铵氮浓度在施肥后迅速上升,1～3d达到最大值,而总氮在施肥后第1天便达到峰值,之后随时间变化逐渐下降,铵氮、总氮浓度在一周之后均降至较低水平。（2）田面水中铵氮／总氮比在施肥后3～7d达到峰值,之后逐渐下降。（3）田间任何1次的径流排水均会造成田面水氮素的流失,径流排水发生的时间与施肥时间间隔越小氮素的流失负荷就越大。（4）各减量化施肥处理年度累计流失负荷较常规施肥处理下降6％～53％,当季稻田氮素流失率在1．4％～2．6％之间。为减少农田氮肥使用量,降低氮素流失量,减缓农业面源污染提供理论依据。     

城市降雨屋面径流污染分析和管理控制

城市屋面是城市不透水面积的一个重要组成部分,屋面径流是城市非点源污染的一个重要来源。分析国外对屋面径流水质研究情况并结合自己的实验结果发现,屋面径流水质含有的污染物浓度较高。实验研究表明不同屋面材料、屋面的使用时间长短、位于不同功能区的屋面其径流中污染物浓度存在有很大的差异,其大致的规律是混凝土屋面径流的污染指标基本上都比较高,屋面使用的年载越长,其径流中污染物浓度相对越高,靠近交通要道的屋面,径流中污染物浓度都较高。用无量纲累积污染物量与累积径流量的比值方法分析初始冲刷效应,发现屋面径流初始冲刷比较明显。屋面径流处理后实现再利用,处理过程简单,可以成为城市用水的一个重要来源。     

松嫩平原西部农田径流中有机氯农药的分布特征

松嫩平原西部水田回归水、旱田地表径流中BHC、DDT主要异构体或代谢物的可溶态、颗粒吸附态的分析表明,回归水中BHC、DDT的含量均较低,BHC以β-BHC为主,占73.5%～99.5%,呈β＞α＞γ＞δ规律;DDT中仅检出p,p'-DDT.BHC(β-BHC除外)、DDT以溶解态为主,悬浮颗粒物的粒径大小是影响回归水中农药含量的重要因素;悬浮物中DDT的生态风险很低,而BHC有潜在的生态风险.     

极端暴雨条件下北江重金属非点源污染负荷估算

为掌握极端水文气象条件下北江上游地区重金属通量及非点源贡献,以2012年6月25日北江最大暴雨径流过程为研究对象,采用通量计算和基流分割理论,估算了北江上游高桥断面在极端暴雨条件下的溶解态重金属(Pb、Zn、Cu和Cd)通量及基流和非点源负荷,比较分析了暴雨径流前后不同阶段溶解态重金属的输运总量及特点. 结果表明:暴雨径流发生前、后30 d内,溶解态Pb、Zn、Cu和Cd的通量分别达到24.1、91.4、14.6和3.4 t. 暴雨径流前、后的4个典型阶段中,以地表径流为主的全流域产流期(第Ⅱ阶段)污染负荷最重,Pb、Zn、Cu和Cd日均通量较洪水前(第Ⅰ阶段)分别增长了29.6、42.6、11.6和15.4倍. 深层地下水产流期(第Ⅳ阶段)Zn、Cu和Cd的输运强度较洪水前均有所下降,降幅在3.6%～33.6%之间. 基流重金属污染负荷比例仅占1.7%～9.9%,非点源污染负荷在90.1%～98.3%之间,洪峰期间(第Ⅱ阶段)非点源污染负荷所占比例在96.7%以上.      

西安市不同下垫面路面径流雨水中重金属的四季污染特征

重金属是雨水径流中的重要污染物质。为探究雨水径流中重金属的季节变化规律。地理位置因素和人为因素对重金属含量的影响。根据西安市城区内道路类型、路面材质、交通量、人流量等因素选择5个采样点,以2013年全年的降雨样品作为研究对象,利用电感耦合等离子质谱仪（ICP-MS）测定雨水径流中重金属Cd、Zn、Fe、Mn、Al、Pb的质量浓度。研究结果表明：Cd的质量浓度正常,低于地表水环境质量Ⅰ类标准,受地理位置、人为活动以及季节变化的影响极小。Zn的质量浓度正常,在地表水环境质量标准第Ⅰ类和第Ⅱ类标准之间;与地理位置、人为活动以及季节变化没有明显关系。Fe的含量因地理位置不同而异,交通繁忙、商业活动较多的小寨四季雨水径流中的Fe均较高,均为城市供水水质标准的3倍,商业活动的影响大于车辆交通的影响,校园秋季雨水中Fe为水质标准的2倍,其它3个季节水质正常,浓度的影响较小,人为因素对雨水中Fe含量的有一定的影响,人流量大的区域雨水中Fe的含量相对较高。冬季燃煤对雨水中Mn的含量影响较为明显。Mn 只在冬季雨水中的含量略高于城市供水水质标准,对环境影响很小;地理位置,人为活动,区域职能对 Mn的含量均没有明显的影响。Al 的含量在城市供水水质标准限值内,受人流量、区域职能、季节变化影响较小,受地理位置影响较大。Pb的含量受路面交通环境和冬季煤炭燃烧的影响较大,在车辆交通繁忙的地点,Pb的含量明显增高;Pb的含量受季节变化影响较为明显,冬季＞春季＞夏季＞秋季;人流量对 Pb 的含量影响不大;下垫面对 Pb 的含量影响明显,柏油路面上的雨水径流中Pb含量最高,石板路面上Pb的含量在其次,塑胶路面上Pb的含量最少。     

荆江三口60a来入湖水沙变化规律及其驱动力分析

为了掌握荆江三口入洞庭湖径流泥沙演变规律,运用Mann-Kendall 非参数检验法、小波分析以及均值差异t检验法等方法,对荆江三口（松滋口、太平口和藕池口）入洞庭湖1951—2011 年年径流量和年输沙量进行了分析,在总结三口水沙过程演变规律的基础上,探讨了荆江三口入洞庭湖径流泥沙变化规律及其影响因素。结果表明：①荆江三口径流量发生显著变化集中在1960 年代和1970 年代,而输沙量突变点发生在1950 年代,此后三口水沙演变始终表现出显著的递减趋势;②太平口和藕池口的径流量和输沙量演变周期保持一致,均为31 a 的周期变化,松滋口和宜昌站的径流量和输沙量分别具有相同的周期性,分别为16 a和33 a 的周期变化;③人为因素只是加速荆江三口分流分沙衰减趋势,但并不是致使其水沙演变发生突变的原因。     

西苕溪流域径流对土地利用变化的空间响应分析

针对流域土地利用变化所引起的径流空间变异问题,论文以太湖上游西苕溪流域为例,基于SWAT模型（Soil and Water Assessment Tool）模拟的不同土地利用情景下月尺度径流过程,通过GWR模型（Geographically weighted regression）在空间上定量评估了土地利用/覆被变化对流域径流过程的影响。结果表明：径流变化在流域空间分布上存在一定非平稳性,其与子流域内面积变化较大的土地利用类型相关性显著,其中城镇用地影响最大,林草地和耕地影响次之。径流变化对城镇用地的空间响应关系表现为由上游到下游逐渐增强,而对林草地和耕地的响应关系表现为从流域上游到下游逐渐减弱。对比发现,多因子GWR模型相对于单因子GWR模型更适合综合分析径流对土地利用/覆被变化的空间响应关系。