南京市秦淮河向石臼湖地区抗旱应急补水实践与探讨

2022年南京市发生严重干旱,石臼湖地区因旱缺水严重。为有效缓解旱情影响,南京市开展了秦淮河向石臼湖地区抗旱应急补水工作,累计向石臼湖地区补水5567.1万m^(3),成效显著。通过分析南京市秦淮河向石臼湖地区抗旱应急补水的可行性和具体实施过程,以及在水源、水质保障等方面存在的主要问题,提出了加快构建现代化水网、提升补水水源保障能力、强化湖泊水质达标保障等建议,以期为南京市今后的抗旱应急补水工作提供对策参考。

数字孪生秦淮河流域防洪四预平台建设与应用

为实现秦淮河流域水灾害防御精准化预报预警和智能化调度决策,在梳理秦淮河流域防洪现状的基础上,对照水利部数字孪生流域先行先试建设要求,利用空天地立体监测、数据规律挖掘与知识发现、水利动态知识图谱、水文-水动力多要素过程互馈机制与模型耦合、模型参数优选与动态校正、多目标动态决策与方案智能生成、洪水风险分析评估等关键技术,将防洪四预过程贯穿于业务流程中,建立了面向流域防洪减灾的四预平台,并利用流域历史洪涝场景及防汛演练过程验证了平台的可用性。结果表明:防洪四预平台能够实现对秦淮河流域的实时监控、发现问题、优化调度,达到风险提前发现、预警提前发布、方案提前制定、措施提前实施的目的。研究成果可为其他数字孪生流域防洪建设提供思路和参考。

基于通用模型平台的秦淮河流域水文预报技术探讨

秦淮河流域位于长江下游,其上游为山区、中游为平原、下游为感潮河网,流域内干支水系叶脉相连,水库、圩区、闸坝等水利工程众多,快速在线滚动洪水预报富有挑战。基于江苏省防汛抗旱预警调度智慧决策系统平台,研究了降雨径流、河段洪水演进、水库调洪等各类通用模型及其算法,考虑流域上游大中型水库及其调度影响,划分了适用于秦淮河水系特点的分布式预报单元,构建了秦淮河流域洪水预报模型,以2024年7月暴雨洪水前垾村控制断面为例进行验证。结果表明,利用在线通用模型算法能够实现快速洪水预报方案构建及其模拟计算,并且具备较好的准确度,可为秦淮河流域洪水预报与调度决策提供有力的技术支撑。

秦淮河流域典型排涝泵站前池水质与降雨特征响应关系

为分析排涝泵站前池水质与降雨特征的响应关系,对南京市城区秦淮河沿线2个排涝泵站前池水质以及降水量开展高频在线自动监测,结合回归树方法分析了不同降雨强度、前期干旱时间条件下排涝泵站前池水质变化规律,探讨了不同类型排涝泵站前池水质的主要影响因素。结果表明:晴雨天均有生活污水汇入的A泵站前池氨氮质量浓度在大雨强下降低,中雨强下先升高后降低,小雨强下平缓上升,A泵站前池污染物质量浓度主要受降雨强度和次降水量影响;主要接收降雨径流,雨量大时有生活污水溢流汇入的B泵站,前池污染物质量浓度在大雨强下先升高后逐渐降低,中雨强下降低,小雨强下变化不大,B泵站前池水质主要受次降水量、前期干旱时间和降雨强度影响;2个泵站前池COD_(Mn)质量浓度变化与降雨的响应规律相似,但更多受到与前期干旱时间关联的地表径流冲刷作用影响;连续降雨均导致泵站前池氨氮质量浓度和COD_(Mn)质量浓度波动变化较大,而前期干旱时间越长,降雨发生后泵站前池水质越差。

暴雨期间秦淮河水质特征及其污染源解析

为深入探究暴雨前后秦淮河的水质变化,对造成河道污染的污染源进行识别,对秦淮河5个监测断面在无雨期和暴雨期的水质进行统计分析。文章利用箱线图和相关性分析对不同时期秦淮河水质指标的变化进行了分析;利用APCS-MLR和PMF模型对不同污染源的贡献率进行计算。结果表明,暴雨期,秦淮河的CODMn、NH_(4)^(+)-N和TN的浓度高于无雨期,其中NH_(4)^(+)-N的变化率最大,DO低于无雨期;相比无雨期,暴雨期下DO与CODMn、NH_(4)^(+)-N和TN的负相关性增加。APCS-MLR结果显示,暴雨期时,河道内源污染、城市面源污染、点源污染及未识别污染对秦淮河水质变化的贡献率分别为61.239%、27.287%、7.739%及3.735%;PMF模型结果显示,暴雨期时,河道内源污染、城市面源污染及点源污染对秦淮河水质变化的贡献率分别为62.934%、23.489%及13.577%。2种模型的结果相近,具有较高的准确性。该结果可为秦淮河暴雨期污染控制提供对策。

秦淮河江宁段浮游植物群落结构调查

为了解长江禁捕后秦淮河江宁段浮游植物群落结构特征,于2023年5、10和12月,对秦淮河6个采样点的浮游植物群落结构进行调查。结果表明,共鉴定浮游植物7门61属105种,其中绿藻门物种数最多(48种),硅藻门次之(32种)。秦淮河江宁段浮游植物优势种共12种,其中硅藻门物种数最多,为5种。浮游植物平均密度为3.79×106 ind./L,密度主体为隐藻门,平均生物量为3.78 mg/L,生物量主体为硅藻门;不同调查时间秦淮河江宁段浮游植物群落结构存在一定差异,物种组成上,5和10月较为相似,均以绿藻门为主体,12月份则以硅藻门为主体。密度贡献率上,5月份绿藻门和硅藻门相对较高,10月份隐藻门最高,12月份硅藻门最高。生物量贡献率上,5和12月份均以硅藻门最高,10月份则以甲藻门最高。指出,秦淮河江宁段水质为轻型至中度污染,整体上,秦淮河水质状况良好。

秦淮河江宁段浮游动物群落结构特征

为了解“长江禁捕”后秦淮河江宁段浮游动物群落结构特征,于2023年5、10和12月对该水域浮游动物群落结构进行调查。结果表明,秦淮河江宁段共鉴定出浮游动物4门35属54种,其中原生动物8属9种,轮虫16属27种,桡足类6属8种,枝角类5属10种。浮游动物密度均值为234.19 ind./L,其中轮虫密度最高为102.31 ind./L;生物量均值为2.62 mg/L,生物量主体为大型浮游动物枝角类和桡足类,两者生物量均值分别为1.25和1.29 mg/L。秦淮河浮游动物物种组成和现存量存在一定的时间特征,5和10月份浮游动物物种数较多,且优势种均以轮虫为主,12月份物种数明显减少,优势种则以枝角类为主;浮游动物密度和生物量均在10月份最高,12月份最低。

秦淮河流域降水汛期分配不均匀性分析

为探究秦淮河流域汛期降水不均匀性,本文以秦淮河流域内16个气象站点1978—2019年汛期逐日降水资料,利用反距离权重插值、气候倾向率、SPSS相关分析等方法对秦淮河流域汛期降水集中度P_(CD)和集中期P_(CP)进行分析。结果表明,1978—2019年,秦淮河流域汛期P_(CD)为0.09~0.57,呈不显著增加趋势,总的分布特征是中游高上下游低;P_(CP)波动范围为18.5~21.5旬,呈不显著延迟趋势,地域差异较小;汛期降水量与P_(CD)在流域内表现出一致正相关,而与P_(CP)基本呈负相关。多水年和少水年P_(CD)和P_(CP)空间分布差异较大。研究结果可为秦淮河流域洪涝灾害防治提供依据。

基于MIKE 11的秦淮河流域控制断面水质达标模拟

选取外秦淮河控制断面作为研究对象,构建秦淮河一维水环境数学模型(MIKE 11),模拟不同水文气象条件下多种引水工况和污染削减方案对水质改善的影响。结果表明:当上游来水为Ⅲ类水时,汛期污染量削减≥50%,非汛期污染量削减≥50%或秦淮新河调水量≥15 m^(3)/s可保证断面水质达标;在90%降雨保证率情景下,区域污染量削减≥50%或秦淮新河引水≥30 m^(3)/s,以及引水量≥15 m3/s和污染量削减≥25%的组合方案可保证断面水质达标。当上游来水维持现状时,非汛期需要增加区域污染削减率或秦淮新河引水量来保证断面水质达标。

探访秦淮河畔的门西里巷

“逶迤曲巷,在春城斜角,绿杨荫里……淮水秋清,钟山暮紫,老马耕闲地。一丘一壑,吾将终老于此。”今天的南京门西地区被内外秦淮河环绕,以岗地地貌为主,仍保留着郑板桥词中描绘的风采。我们有幸探访秦淮河畔的门西里巷,触摸历史深处的文化脉动。

探访秦淮河畔的门西里巷

“逶迤曲巷,在春城斜角,绿杨荫里……淮水秋清,钟山暮紫,老马耕闲地。一丘一壑,吾将终老于此。”今天的南京门西地区被内外秦淮河环绕,以岗地地貌为主,仍保留着郑板桥词中描绘的风采。我们有幸探访秦淮河畔的门西里巷,触摸历史深处的文化脉动。

探访秦淮河畔的门西里巷

“逶迤曲巷,在春城斜角,绿杨荫里……淮水秋清,钟山暮紫,老马耕闲地。一丘一壑,吾将终老于此。”今天的南京门西地区被内外秦淮河环绕,以岗地地貌为主,仍保留着郑板桥词中描绘的风采。我们有幸探访秦淮河畔的门西里巷,触摸历史深处的文化脉动。

施工期临时便桥跨秦淮河航道通航条件影响评价

兴梅路施工期临时便桥跨越Ⅲ级航道秦淮河。根据航道法要求,便桥的建设需进行航道通航条件影响评价,以保障通航安全。施工期便桥属于临时工程,评价过程中与常规桥梁略有区别。本文就兴梅路施工期临时便桥工程,结合桥梁使用期间的航道现状以及航道未来的发展需求,对桥梁通航条件影响进行评价,并给出具体评价结论。

秦淮河航道江宁彭福―长江段桥梁通航净高尺度分析

综合分析秦淮河航道通航环境、水运量现状及需求、通航船型等因素,针对性开展桥梁通航净高尺度分析,得出该部分受限桥梁应按5.5 m净高标准实施改造的结论,其结果对加快推进秦淮河航道整治工程、发挥秦淮河航道航运功能有重要意义。

南京秦淮河叶绿素a空间分布及其与环境因子的关系

近年来,流动的河流开始陆续暴发藻类水华,河流的水华现象是继湖泊水华现象之后又一倍受关注的科学问题.秦淮河水体污染严重并于2010年8月和9月间暴发水华.采用2010年8月15日和9月8日的秦淮河野外调查数据,对秦淮河水体叶绿素a的空间分布特征及其与环境因子的相关关系进行研究.结果表明,从上游到下游,秦淮河水体叶绿素a含量的分布表现出一定的空间差异性,平均值为73.7μg/L,其中马木桥样点的叶绿素a含量最高(184.52μg/L);秦淮河水体氮磷比为26.86,水体叶绿素a浓度的对数与TP的对数呈正相关,与氮磷比的对数呈负相关,表明磷可能是秦淮河蓝藻生长的主要影响因子;河流水体叶绿素a浓度与pH和DO呈极显著正相关,与NO 2--N呈显著相关,而与NH 4+-N、NO 3--N和TN无显著相关.

外秦淮河疏浚后底泥重金属污染与潜在生态风险评价

简要介绍了Hakanson的生态风险指数法,用该法对疏浚后外秦淮河南京市区段丰水期和枯水期采集的13处底泥样品进行分析,评价重金属对水域的污染程度及其对水域造成的潜在生态风险影响。结果表明,除清凉门大桥污染程度和潜在风险略高外,外秦淮河其他市区段底泥重金属污染程度及其对水域造成的潜在生态风险较低;疏浚后外秦淮河底泥中的重金属在短期内得到控制,一段时间后重金属污染仍然存在。对有效磷与重金属污染物之间的关系作相关分析,其中有效磷和全量铅之间的线性相关系数0.963 5,说明磷与铅具有同源性。

南京市外秦淮河水质模拟及引调水效果

为研究南京市外秦淮河不同引调水方式对秦淮河水质变化的影响并评估调水效果,建立了外秦淮河一维河网水动力和水质模型,模拟不同时期不同水源补给,包括从秦淮新河闸抽引长江水和石臼湖引水,以及在不同闸控系统运行调控方式下,外秦淮河水质的相应变化。结果表明,不同引调水方案条件下,只要满足引水水量,可以显著提高外秦淮河的水质,部分河段水质甚至可以提高1～2个等级。枯季从秦淮新河闸引水工况为50 m3/s时,外秦淮河水质COD可达Ⅳ类水,NH3-N达到Ⅴ类水;汛期从石臼湖引水工况为60 m3/s时,外秦淮河水质COD可达Ⅲ类,NH3-N达到Ⅴ类水标准。研究结论可为南京市外秦淮河环境整治调水调度运行提供参考依据。

城市化对水系结构及其连通性的影响——以秦淮河中、下游为例

针对当前城市化所引起水系衰减、河流连通受阻以及由此所引起洪涝与水环境的问题,以秦淮河中、下游为例,选取1979和2006年两期流域遥感影像,分析了城市化影响下的下垫面变化特征;选取1980s和2009年的地形图对河流水系进行提取,借鉴景观生态学中河流廊道空间结构分析方法,通过不同时期水系分级,探讨了城市化对水系结构及其连通性的影响.结果表明:(1)城市化使得2006年城镇用地面积相比1979年增加84.54 km2,增加了9倍多,大量林草地、耕地以及水域转变成城镇用地;(2)河流长度在过去的30年里减少了41%,河道主干化趋势明显;河流发育呈现由多元到单一、由复杂到简单的趋势;(3)连通性参数连接率、实际结合度分别由原来的1.28、0.43下降到0.79、0.26,河流的连通性呈下降趋势.该研究将为城市化地区河流水系保护提供支持与参考.

秦淮河河岸带土壤理化性质分析

以南京秦淮河为例分析了河岸带土壤主要理化性质的变化。河岸带土壤含水量普遍较高,体积密度、总孔隙度、非毛管孔隙度和毛管孔隙度因取样地点不同而有较大差异。就秦淮河而言,上游土壤呈酸性,中游、下游土壤呈中性到弱碱性;土壤有机质含量变化显著,主要积聚在地表,全氮含量与土壤有机质呈极显著正相关;土壤pH与含磷量呈显著正相关;上游河岸土壤含磷量低于下游河岸全磷量,但土壤不同层次磷的含量变化不明显。

外秦淮河表层底泥中Pb,Cu和Zn与PAHs的复合污染

分析了外秦淮河丰水期表层底泥中Pb,Cu,Zn及PAHs的含量分布.结果表明:草场门河段底泥中Pb,Cu,Zn和PAHs的含量都达到了最大值,污染最为严重.Pb和Cu显著相关,具有相似的化学行为.三汊河口至集庆门河段的PAHs主要来自石油类和化石燃料的不完全燃烧(低温、中温)或天然成岩过程,而凤台桥至秦虹大桥河段PAHs主要来源于化石燃料的高温燃烧与裂解.外秦淮河表层底泥中Pb与二环和五环PAHs的相关性显著,易发生交互作用.