南水北调中线工程对汉江中下游水华的影响及对策研究(Ⅱ)——汉江水华发生的概率分析与防治对策

为了评估南水北调中线工程对汉江中下游水华的影响,根据汉江水华发生的成因和关键因子的分析结果,对汉江水华发生的概率进行了定性分析;应用水动力学模型和富营养化动力学模型以及随机模拟法对汉江水华发生的概率进行了定量计算,并提出了相应的防治对策。结果表明熏南水北调中线工程145×108m3方案实施后将增加汉江水华发生的概率,而引江济汉工程的兴建将极大地减少汉江水华发生的概率。汉江自身的水污染治理是减少水华发生概率的最根本措施。丹江口水库增加枯水期下泄流量和三峡电站减少枯水期下泄流量的联合调度将减小汉江水华发生的概率。     

汉江干流水质现状与变化趋势分析

对汉江干流水质现状进行了分析评价并探讨了主要监测指标的变化趋势。指出汉江水质以 、 类为主,总体较好,襄樊白家湾以上河段的水质明显好于下游河段,水质相对较差的断面主要是城镇控制断面。汉江主要污染物是总磷。水质在不同水期的变化为:平水期好于丰水期,丰水期好于枯水期。16年间,高锰酸盐指数和氨氮分别有37.5%和25%的断面年均值呈上升趋势。     

汉江生态经济带水生态环境问题及对策

汉江生态经济带是国家战略水资源保障区、内河流域保护开发示范区、中西部联动发展试验区、长江流域绿色发展先行区,加快区域经济社会发展对于全国地区协调发展具有重要意义.多年的高强度开发和剧烈的人类活动造成汉江生态经济带水生态环境问题严峻,已成为制约汉江生态经济带迈向高质量发展的瓶颈.通过系统剖析发现,汉江生态经济带存在的主要水生态环境问题包括重要水源地丹江口水库水安全保障不足、汉江中下游水生态受损、汉江部分支流水污染严重等.丹江口水库总体水质良好,但水质保障工作存在部分入库支流污染形势依然严峻、支流库湾水华发生风险加剧、库周及上游面源污染未得到有效控制和消落带管理薄弱等不足.汉江中下游存在硅藻水华频发和鱼类资源量大幅减少等水生态问题,同时中下游部分支流水质不达标,严重影响汉江水质.在此基础上,提出相应对策建议,主要包括切实做好丹江口水库水质安全保障、科学开展基于生态流量保障的生态调度、建立生态环境协同保护机制、完善南水北调中线水源地生态补偿机制、加强生态环境保护科技支撑等.      

汉江中下游冬春季硅藻水华成因研究

文章通过研究冬春季硅藻水华发生前后汉江中下游水质、水文及气象因素的变化,分析了环境因素对汉江中下游硅藻水华形成的影响。根据研究,汉江中下游硅藻水华发生时,浮游植物中以硅藻门种类最多,且以硅藻门的小环藻生物量最大。统计分析表明,汉江中下游冬春季硅藻生物量与平均气压、p H值、透明度呈显著负相关关系,而与化学需氧量、总氮指标呈显著正相关关系,说明早春季节特有的气候条件(气压值较低)、水文水质条件(枯水期水体流速缓慢、COD及氮含量略高、透明度较低)可能给硅藻生长繁殖创造了适宜条件,是汉江中下游硅藻水华发生的重要影响因素。     

汉江水体和鱼体内有机氯农药残留水平及积累特征分析

为了研究汉江流域水体中有机氯农药(OCPs)残留水平以及鱼体内有机氯农药积累特征,对汉江地表水和当地经常食用的黄颡鱼进行了采样分析。结果表明:汉江水体中HCHs含量为0.37~0.99ng/L,平均值为0.61ng/L,DDTs含量为0.64~1.52ng/L,平均值为1.12ng/L,远低于《地表水环境质量标准》(GB3838—2002)规定的限值;黄颡鱼肌肉中HCHs含量为0.18~0.89ng/g(湿重),平均值为0.48ng/g(湿重),DDTs含量为12.03~45.75ng/g(湿重),平均值为24.27ng/g(湿重),均符合《农产品安全质量无公害水产品安全要求》标准;黄颡鱼不同组织中OCPs含量表现为内脏鱼鳃肌肉,原因是内脏为有害物质消化吸收的主要场所,腮为水生动物直接从水中吸附有害物质的主要部位;黄颡鱼对有机氯农药的积累效应表现为DDTsHCHs,这与有机氯农药疏水性的分配系数Kow呈正相关;黄颡鱼肌肉中DDTs和HCHs造成的致癌风险简要评估表明,DDTs检出的最大浓度对人类可能存在潜在的致癌风险。     

汉江流域水资源现状及承载力研究

汉江流域特别是中下游分布着较为发达的农业区或产业区,其自身经济总量在长江流域举足轻重,若干产品在全国占有突出地位,尤其是粮食生产在全国粮食生产战略中具有重要地位。伴随着汉江经济社会发展快速增长,尤其是本世纪以来,对汉江水资源的需求也日益增长,水生态环境压力日益加大,流域水安全面临较大挑战,本研究依据汉江流域的水资源现状,通过指标分析法展开对汉江流域承载力的研究,为合理开发利用汉江流域的水资源提供借鉴意义。     

汉江中下游浮游植物群落结构、功能群特征及水质评价

为了解汉江中下游浮游植物群落结构和功能群特征,于2017年7月、11月和2018年5月对汉江中下游6个断面进行采样,并以此对汉江中下游水质进行评价.结果 显示:共镜检出浮游植物7门75属145种,其中硅藻门为主要优势种;浮游植物密度均值为7.57×106 cell/L,变化范围为1.51×105～4.33×107 cell/L;生物量均值为4.8495 mg/L,变化范围为0.0887～17.2593 mg/L;共划分出23个不同的浮游植物功能群,其中相对生物量大于10％的功能群有2种,分别是P和D功能群;根据浮游植物污染指示种、Shannon-Wiener指数和Qr指数综合评价汉江中下游水质整体处于轻-中污染状态,夏季水质差于春季和秋季.     

汉江富营养化动态模型研究

针对汉江富营养化问题，建立水体富营养化动态模型，其特点是不仅能够较好地模拟浮游植物的变化过程，而且能够提供发生水华的原因和生态机理的解释。最后汉江武汉段1998年发生的水华事件为实例进行模拟，结果表明模型合理可信。     

基于SWAT模型的汉江流域水资源对气候变化的响应

汉江流域未来的气候变化趋势和对水资源的影响,将直接关系到南水北调工程和引江济汉工程的使用和效益。因此,分析研究汉江流域水资源对气候变化的响应特点,可为地面调水、空中水资源开发、应对气候变化的不利影响和更好地保护南水北调中线水源区的水资源提供科学依据。以1971～2000年为基准期,应用SWAT模型对汉江流域基准期内的逐月径流进行了模拟;在30 a基准期径流模拟的基础上,以全球变化背景下可能出现的25种不同气候变化模式为假设条件,模拟出各假设气候变化模式下汉江流域水资源状况,获得了各气候变化模式下汉江流域水资源相对于基准期的变化率,研究了汉江流域水资源对气候变化的响应程度。结果表明：模型模拟精度高于评价标准（〖WTBX〗Ens>05,r2>06〖WTBZ〗）,SWAT模型适用于汉江流域的径流模拟;不同气候变化情景下,汉江流域径流变化较实际蒸散发的变化明显;降水对地表径流、基流的影响要大于气温;气温对实际蒸散发的影响大于降水;降水增加或气温降低都会导致径流增加,而降水增加或气温增加都会导致实际蒸散发的增加.