湖泊水质模型研究进展

湖泊是最重要的淡水资源之一，对社会和经济的发展起着不可估量的作用。保护和改善湖泊水环境问题已成为当前世界关注的一个焦点。湖泊水质模型是一种利用数学语言来描述湖泊污染过程中的物理、化学、生物化学及生物生态各方面之内在规律和相互联系的手段。作为湖泊水环境污染治理、规划决策分析中的一个重要工具，它可以为湖泊的综合整治和科学管理提供科学的依据，在环境保护领域中发挥着举足轻重的作用。分别介绍了湖泊水质模型国内外研究动态、类型、常用软件（WASP、EFDC、CE QUAL W2、CE QUAL R1、CE QUAL ICM、MIKE、SMS等）和应用实例，并综观湖泊水质模型的研究历史和应用前景，系统分析了湖泊水质模型研究的发展趋势。     

节水灌溉措施下湘东北丘陵林-稻汇水区复合系统铅的迁移

铅通过食物链的迁移和积累对人类健康的毒害作用日益为社会所重视,而水稻是人类铅摄入的主要途径之一,因此,对稻田土壤铅的迁入途径及其过程特征的研究十分必要.为了探明湖南地区远离城镇、工矿区的丘陵稻区铅的输入、迁移、滞留机制,选择位于湘东北地域的汩罗市桃林林场的林地-山塘-稻田汇水区系统作为研究对象,在水稻大田生长期间,原位研究其大气沉降、岗地径流、山塘水、稻田水、水稻生长等过程的铅通量.结果表明：①输入系统的铅源是大气沉降,其中,在水稻生育前期通过东南季风输入的区域外源铅占90%;②山塘是大气沉降铅的主要集纳地貌单元,存留了大气沉降输入岗地和山塘总铅的66%;③林-稻汇水区系统岗地铅净留存28.8~57.7 g·hm^-2,山塘铅净留存604.3~961.9 g·hm^-2,稻田铅净留存89.6~90.9 g·hm^-2;而对照系统岗地铅净输出173.3 g·hm^-2,山塘净留存3427.6 g·hm^-2,稻田净留存87.1 g·hm^-2;④岗地和山塘对铅的截留量能够互补;⑤从岗地通过径流-山塘水过程迁移到稻田的大分子有机物能够增强稻田对铅的截留.综上所述,丘陵林-稻汇水区系统中铅的循环与大气沉降有关,系统内岗地森林类型、郁闭度、降水产流及泥沙、有机物的输出都会影响铅在系统中的迁移和分配.     

北方湖库沉积物重金属区域特征及生态风险评价

以白洋淀、衡水湖、于桥水库、松花湖、大伙房水库和小兴凯湖沉积作为研究对象,通过对北方六湖库沉积物中Cu、Zn、Pb、Cr、Ni等重金属元素进行分析,并与国内外其他水域重金属污染情况进行多因素比较,探讨了六湖库主要重金属污染源的差异性,区域分布特征以及与国内外其他水域污染的相似性和区别.结果表明,六湖库沉积物重金属污染处于中等偏下水平.六湖库之间主要重金属污染源存在差别.沉积物重金属含量未出现明显上升的趋势.其中Zn、Pb存在富集现象,但Pb含量与历史数据相比出现下降,Zn的含量与其他地区相比整体偏高.大伙房水库沉积物重金属污染较重,Cu、Zn、Pb、Cr、Ni含量平均值分别为56.28,142.3,17.44,97.9,44.44mg/kg.小兴凯湖沉积物重金属含量最低,Cu、Zn、Pb、Cr、Ni含量平均值分别为2.41,63.90,13.37,56.36,26.09mg/kg.六湖库综合风险评价结果为大伙房水库>于桥水库>白洋淀>衡水湖>松花湖>小兴凯湖,重金属整体潜在生态风险指数为低.     

中国淡水生态系统甲烷排放基本特征及研究进展

本文基于中国境内的湖泊、水库、河流等淡水系统CH₄排放研究的相关成果,对203个湖泊（595个样点）、46个水库（221个样点）、112条河流（441个样点）,总计1257个样点的CH₄通量数据进行统计分析,探讨了中国淡水系统（湖泊、水库、河流）CH₄排放的一般特征,总结了当前研究进展,并进一步估算和评估了中国淡水系统CH₄排放总量水平.结果表明：1）中国湖泊CH₄排放通量平均为（1.17±1.87） mg/（m²·h）,蒙新湖区（（3.84±0.57） mg/（m²·h））和东北湖区（（2.62±3.54） mg/（m²·h））较高,青藏湖区（（1.94±4.13） mg/（m²·h））次之,东部湖区（（0.81±0.90） mg/（m²·h））较低,云贵湖区（（0.19±0.26） mg/（m²·h））最低;湖泊CH₄排放通量呈显著的纬度模式,高纬度地区湖泊CH₄排放高于低纬度地区;2）水库CH₄排放通量（（1.25±1.78） mg/（m²·h））与湖泊相似,水库消落带较高的排放通量（（4.34±4.45）mg/（m²·h））对水库CH₄排放具有重要贡献;3）河流CH₄排放（（0.82±1.14） mg/（m²·h））略低于湖库,长江水系CH₄排放通量（（0.98±2.38） mg/（m²·h））和黄河水系（（0.85±0.75） mg/（m²·h））相近,高于海河水系（（0.54±0.93） mg/（m²·h））,辽河、珠江水系研究较少,数据变异性极大;4）受降水、温度、径流稀释等影响,淡水系统CH₄排放呈显著的季节变化,其中湖库排放夏季高于秋季,冬春季较低,而河流则春秋季高于夏冬季;5）基于外推法估算全国湖泊、水库、河流CH₄排放总量分别约为0.96,0.29,0.76Tg/a,相当于全国湿地系统排放的75%.由于较大的时空变异性以及监测数据分布的不均匀性,目前估算存在较大的不确定性,但淡水系统CH₄排放在全球气候变化中的贡献仍不容小觑.     

塘库沉积的137Cs法断代测定三峡库区小流域产沙量

本文以三峡库区重庆忠县黄冲子小流域和工农沟小流域为研究区域,依据塘库修建时间(1955年)、退耕还林工程启动时间(2000年)和~(137)Cs示踪技术,确定了小流域不同时期产沙量及产沙模数,并分析比较了不同小流域的塘库沉积物~(137)Cs含量和产沙模数。研究结果表明,黄冲子小流域和工农沟小流域1955~1963年、1963~2000年、2001~2014年的产沙模数均呈下降趋势,库区小流域生态环境得到明显改善;黄冲子小流域不同时期产沙模数均大于工农沟小流域,工农沟塘库沉积物1963年~(137)Cs峰值和表层泥沙~(137)Cs浓度均小于黄冲子塘库,主要与小流域的土地利用类型以及侵蚀方式有关。在以后的研究中,应该加强库区小流域沟道侵蚀产沙量的定量估算,为长江经济带生态环境建设提供参考依据。     

Analysing the sensitivity behaviour of two hydrology models

Recently, the New Morris Method has been presented as an effective sensitivity analysis tool for mathematical models. The New Morris Method estimates the sensitivity of an output parameter to a given set of input parameters (first-order effects) and the extent these parameters interact with each other (second-order effects). This method requires the specification of two parameters (runs and resolution) that control the sampling of the output parameter to determine its sensitivity to various inputs. The criteria for these parameters have been set on the analysis of a well-behaved analytical function (see Cropp and Braddock, Reliab. Eng. Syst. Saf. 78:77–83, 2002), which may not be applicable to other physical models that describe complex processes. This paper will investigate the appropriateness of the criteria from (Cropp and Braddock, 2002) and hence the effectiveness of the New Morris Method to determine the sensitivity behaviour of two hydrologic models: the Soil Erosion and Deposition System and Griffith University Representation of Urban Hydrology. In the first case, this paper will separately analyse the sensitivity of an output parameter on a set of input parameters (first- and second-order effects) for each model and discuss the physical meaning of these sensitivities. This will be followed by an investigation into the sampling criteria by exploring the convergence of the sensitivity behaviour for each model as the sampling of the parameter space is increased. By comparing these trends to the convergence behaviour from Cropp and Braddock (2002), we will determine how well the New Morris Method estimates the sensitivity for each model and whether the sampling criteria are appropriate for these models. It will be shown that the New Morris Method can provide additional insight into the functioning of these models, and that, under a different metric, the sensitivity behaviour of these models does converge confirming the sampling criteria set by Cropp and Braddock.     

博斯腾湖富营养化状态水平调查

通过水质特征和生物学特征的一个水文年规范化实地调查,采用Scirgesew参数分类标准和相关加权综合营养状态指数,对博斯腾湖水体富营养化状态水平进行了调查和评价。     

Test of a Modelling System for Estimating Nitrogen Leaching – A Pilot Study in a Small Agricultural Catchment

Nitrogen leaching is a world-wide concern for the quality of ground- and surfacewater. Measures to abate this is still limited by a lack of understanding mechanisms behind all factors describing the leaching process, time lags between countermeasures and improvement in waterquality and spatial distribution of nitrogen leaching. The purpose of this study was to do an initial test of the SOILNDB model system which is built on the existing mechanistic SOIL and SOILN models and an automatic parameterization procedure for use of simplified input data. The test was done by simulating nitrogen leaching from each of the 150 fields in a small catchment during a three-year study period. The simulated mean root-zone nitrogen leaching rate from all the fields in the catchment was compared to measurements of nitrogen flow in the stream draining the catchment and showed good agreement in between-year dynamics.     

乌伦古湖水质现状及污染防治对策

着重对乌伦古湖所监测的项目作了全面系统的分析，评价了该湖的水环境质量，指出乌伦古湖水质的主要问题是严重咸化，这是该湖可持续发展的最大障碍。并指出做好湖区规划，增加水源供给，加强污水处理和湿地建设，是乌伦古湖未来发展的有利措施。     

城市化对湖泊和港湾环境的影响

全球经济的发展必然经历工业化和城市化。在城市化过程中 ,不可避免地产生工业和生活垃圾。这些垃圾不仅污染土地 ,也污染河流和湖泊 ,特别在湖泊和港湾中 ,由于水流速度变缓 ,污染物容易随着沉积物沉淀下来。又由于气候变化和人类活动 ,湖泊和港湾的沉积物会再次释放污染物而污染水体。这些污染物主要是过量的氮、磷、有毒有机物和重金属 ,由于经济和人文环境的不同 ,在不同地区污染程度有差异 ,目前在发展中国家较为严重。针对这些污染 ,人们用机械的、化学的和生物的方法来治理湖泊和港湾的污染 ,但根本上要从源头控制污染———减少污染物的排放