基于地理探测器的流域水污染影响因子分析

流域水污染影响因子分析是开展水污染防治的基础工作,研究提出了一种基于地理探测器的流域水污染影响因素定量分析方法,并在滏阳河流域进行了应用。文章利用地理探测器定量探测水污染的重点影响因子,采用标准差椭圆揭示了流域水污染的时空演变特征与重点影响因子的空间分布特征。结果表明:滏阳河流域的工业与环保类因素对水污染空间分布的影响最显著,其中环境治理投资、工业废水排放量、工业企业数影响较大;各个因子对水污染空间分布的影响存在交互增强作用;同类影响因子间对水污染空间分布不存在显著性差异;滏阳河流域水污染空间分布随工业发展,呈现出范围有所扩大,分布重心向西南方向偏移,在地理空间上呈扩张分散化的趋势;同时,流域水污染与影响因子在空间分布上具有相似性。

乌江白马航电枢纽工程对水文情势及鱼类产卵场影响研究

白马航电枢纽工程建成后,库区水文情势变化会对鱼类产卵繁殖产生影响。为减小工程建设的不利影响,采用一维河流水动力模型,模拟白马航电枢纽工程建库前后库区产漂流性卵鱼类产卵场代表性断面水位、洪水过程和流速变化,结合鱼类繁殖对水文要素的需求,分析得出涨水过程是产漂流性卵鱼类繁殖的制约因子。白马航电枢纽工程库区河段由坝前至库尾,羊角和桃子沟产卵场功能基本消失,石鼻子产卵场功能有所下降,杨家沱产卵场基本可以满足产漂流性卵鱼类繁殖需求。研究成果将为拦河筑坝工程建设对水生态环境影响分析提供一定的技术支撑。

基于数学模型的陕西黑河水源区植被过滤带效果评估

为探讨运用数学模型进行植被过滤带效果评估的方法,以陕西黑河水源区为例,通过植被过滤带水文及泥沙输移模型,分析了植被过滤带的带宽及坡度对入流泥沙净化效果的影响,确定适宜的植被过滤带设置方法,并采用污染负荷～泥沙关系法对植被过滤带的流域非点源污染负荷削减效果进行估算。结果表明:草地植被过滤带带宽以3～5 m为宜,且应设置于坡度小于60°的河岸岸坡;在黑河水源区内的可设带区域全部设置植被过滤带后,将削减泥沙负荷的21.7%,TP负荷的12.4%和TN负荷的14.3%,植被过滤带能够在黑河水源区的水质保护中起到重要作用。

植物生长与营养物转化耦合模型研究

植物生长对流域营养物质迁移转化有重要影响。在分析营养物与水循环机制以及生物生长过程与环境变化过程互动耦合的基础上,根据植物生长动力学模型和土壤氮、磷、碳等营养物转化模型理论,建立了植物生长与土壤营养物质迁移转化耦合模型。利用所建立的模型,模拟了太湖滆湖水系内生物量和营养物(污染物)迁移转化的动态变化过程,并与实测结果进行了比较。结果表明,模型具有较高精度,可为流域面源污染物负荷的预测提供参考。

安徽省某大型综合利用水库生态基流研究

大中型综合利用水库调度运行将使下游河道水文情势发生较大改变,为避免河流水生态系统功能遭受无法恢复的破坏,需要合理确定工程下游河段的生态基流。在综合分析某水库坝下河段的生态保护需求和服务功能的基础上,通过对常用的生态基流计算方法进行整理与比选,采用Tennant法、湿周法、R2-Cross法、7Q10法和90%保证率最枯月平均流量法等计算了水库下游河段的生态基流。在此基础上,综合考虑下游湿地的生态需水要求、水厂取水、工农业用水等因素,确定了工程下游河段的生态基流量。研究结果可为工程规划设计提供技术支持。

道路非点源污染研究进展

随着城市化进程的加快,公路总量的持续增长以及汽车拥有量的迅速增大,道路非点源污染问题将会日益突出。本文从路面沉积物的污染特性、路面径流污染特征以及道路非点源污染的控制措施三个方面,介绍了道路非点源污染的研究进展。

植被过滤带对地表径流中污染物的净化效果

植被过滤带是控制非点源污染的"最佳管理措施"之一。为了探讨植被过滤带在中国西北地区的实际应用,该文作者在陕西小华山水库岸坡地建设了3条不同配置方式的植被过滤带,通过试验测定了植被过滤带对地表径流中几种污染物的净化效果,并分析其影响因素。结果表明,植被过滤带对地表径流中的颗粒态氮、颗粒态磷、总氮、总磷和化学需氧量浓度削减率分别达到82.02%、77.13%、46.05%、73.28%和60.48%以上,负荷削减率分别达到89.98%、87.25%、69.93%、85.11%和77.97%以上,并能有效地削减溶解态氮和溶解态磷的负荷量;自然草地过滤带和沙棘-草本过滤带对地表径流中这几种污染物的削减主要发生在前10m。过滤带内的植被条件、入流流量和入流污染物浓度是影响过滤带净化效果的重要因素。

基于长时间序列水位数据的长江下游菜子湖候鸟越冬期水位特征

湖泊生态水位过程对维持湖泊生态系统结构、过程和功能的完整性具有重要意义,也是当今湖泊科学领域面临的重要科学问题.基于菜子湖湖区水位站(车富岭水位站)1956-2018年日水位资料,采用pettitt突变检验法分析水位的突变性特征.结合年保证率法得到菜子湖车富岭水位站低水位值,并在此基础上分析了低水位发生时间及历时、候鸟越冬期水位变化速率及其生态水位的区间阈值.主要结论有:菜子湖车富岭水位站1956-2018年年均水位无显著突变.菜子湖车富岭水位站低水位发生时间均值为年内的344 d,年际标准差为27 d,低水位的年均历时为69 d,标准差为49 d,有6年(1978、1997、2015-2018年)未发生低水位事件.菜子湖候鸟越冬期水位变化速率的均值为-0.009 m/d,年均值为-0.034~0.009 m/d,日均值为-0.051~0.016 m/d.菜子湖低水位发生时间的区间阈值为332~351 d,历时的区间阈值为33~98 d,变化速率的区间阈值为-0.070~0.020 m/d.加强菜子湖候鸟越冬期湿地生境保护适应性调度试验研究及生态环境监测,为菜子湖输水水位优化控制和菜子湖湿地生态保护提供科学依据.

厄瓜多尔流域综合规划适宜生态流量研究

在厄瓜多尔水资源管理工作中,生态流量管控尚未被应用于具体实践。为此,参考中国的水资源保护管理经验,将生态流量管控作为水资源保护的重要手段引入厄瓜多尔流域综合规划中。在对生态流量发展历史、计算方法和应用情况进行系统总结和分析的基础上,根据厄瓜多尔基础资料现状情况及管理要求,在制定水资源保护规划时,确定了212个生态流量控制断面,并应用Tennant法和流量历时曲线法计算了各控制断面的生态流量。

洞庭湖区土地覆被对长江水位变化的响应分析

为了研究长江水位的变化对洞庭湖区土地覆被的影响,基于洞庭湖区近26 a土地覆被遥感影像的解译成果,分别构建了东洞庭湖区和西+南洞庭湖区水域、泥滩、草洲、芦苇地、裸地和防护林面积与对应时段城陵矶水位之间的回归方程。分析结果显示:东洞庭湖区水域、泥滩、草洲面积和西+南洞庭湖区水域面积与城陵矶水位之间具有极显著的相关关系,而芦苇地、裸地和防护林等面积与城陵矶水位之间的关系并不显著;城陵矶水位变化对东洞庭湖区土地覆被的影响明显高于对西+南洞庭湖区土地覆被的影响。此外,依据所构建回归方程,预测长江上游大型梯级电站运行将导致洞庭湖区呈现泥滩和草洲挤占水域的态势。

沙棘植物对砒砂岩沟道土壤改良效应的研究

基于内蒙古砒砂岩地区准格尔旗东一支沟沙棘植物柔性坝野外水保试验,根据监测的土壤有机质数据,运用比较与统计分析的方法,研究了沙棘植物对沟道土壤的改良效应。结果表明,沙棘植物的存在,极大地提高了沟道土壤肥力,改善了植物群落的生长环境,对于该区生态环境的恢复与重建具有重要意义。沙棘柔性坝所形成的复合地表枯枝落叶层的腐殖质、根系的死亡代谢及分泌物都是沟道土壤有机质的重要来源;沙棘植物柔性坝沟道0—30cm土壤层的有机质含量平均值要高出对比沟1.25倍;东一支沟沙棘柔性坝沟道土壤有机质含量从上游到下游表现出沿程增加的趋势;各典型沙棘柔性坝沿土壤剖面的有机质含量平均值是相应对比沟的约1.8倍;有机质沿土壤剖面的分布对比说明,沙棘植物的存在改变了沟道有机质沿土壤剖面的分布,这种分布有利于沙棘植物及砒砂岩沟道次生植物群落的生长与恢复。

基于PIV技术的沙棘柔性坝影响下水流表面流速沿程变化特性试验分析

基于PIV技术,在野外试验基地,开展了沙棘植物柔性坝对水流表面流速场影响的野外试验,探索在大型野外水流试验中应用PIV技术的可行性。主要分析与讨论了沙棘植物柔性坝作用下水流表面流速的沿程变化特性,以反映沙棘植物对水流的阻滞效应。结果表明:将PIV技术应用于大型野外水流试验研究中是可行的;与无植物的对比段对比表明,植物对水流具有很强的阻滞消能作用,坝前表面流速最大,水流进入沙棘柔性坝后,表面流速迅速减小,水位雍高;受植物排的影响,沙棘柔性坝水流表面流速变化表现出缓慢的波浪型态或曲折的'之'字变化型态;水流流出沙棘柔性坝后,表面流速沿程开始逐渐恢复,并趋向于坝前对比段表面流速分布。本研究可为山区沟道开展以植物为主体的滞流拦沙水土保持生态工程提供理论依据。

菜子湖候鸟越冬期适应性水位下湿地生境及水鸟分布

菜子湖线是引江济淮工程双线引江布局的主力线路,对保障工程安全运行和维护工程效益意义重大。分析菜子湖候鸟越冬期适应性水位下重要水鸟种群数量、种群空间分布格局和群落结构、水鸟栖息地选择,可以为工程运行期菜子湖水位优化调度提供科学依据。以菜子湖湿地水位、湿地生境类型、水鸟等为研究对象,综合遥感影像数据解译和越冬水鸟监测等方法,初步分析了菜子湖候鸟越冬期适应性水位下湿地生境及湿地水鸟分布。结果表明:相比于历史情况,适应性水位下菜子湖泥滩面积将减少447.2~627.9 hm^(2),减幅7.4%~10.4%;菜子湖草本沼泽面积将减少85.4~157.5 hm^(2),减幅1.9%~3.5%。越冬期菜子湖水鸟种群数量基本维持在20000只以上的水平,适应性水位下监测到的国家重点保护水鸟和国际重要湿地1%标准水鸟均达到9种。研究结果为分析水位逐步抬升对湿地生境、重要水鸟种群数量和分布格局的影响提供了重要数据基础,对菜子湖水位优化调控具有重要意义。

厄瓜多尔Napo流域水环境现状与保护对策

水资源保护规划是厄瓜多尔Napo流域综合规划的重要组成部分。基于厄瓜多尔水质监测与评价体系的特点,参考中国和欧美国家水质监测与评价方法,系统分析了Napo流域水环境质量现状、流域污染源分布特点及其对水环境质量的影响。针对Napo流域水环境污染情况,在充分考虑社会经济发展水平的基础上,制定了Napo流域水环境保护对策与措施。同时,针对Napo流域水环境监测能力弱、监测体系不完善等问题,提出了水环境监测体系建设方案。

厄瓜多尔国家水资源保护规划研究

厄瓜多尔水资源丰富,但由于生活和工业污水处理设施的匮乏,石油和矿产的无序开采以及经济作物和花卉种植过程中化肥农药的大量使用,使得该国的水环境问题比较突出。为实现厄瓜多尔国家美好生活规划的目标,必需统筹规划,科学有效地对水资源实施保护。主要针对厄瓜多尔水质监测资料系统性较差、水质标准体系与中国水质标准体系存在差异以及其水资源保护体系尚不完善等现实情况,对厄瓜多尔当地的标准、中国标准和国际先进技术方法进行综合分析,提出了适用于厄瓜多尔的水资源保护规划技术方法,并在系统评价厄瓜多尔全国地表水环境现状的基础上,对不同流域存在的主要水环境问题进行识别,提出了具有针对性的水污染防控措施,明确了敏感水域的生态流量控制要求,以便为维护厄瓜多尔供水安全和生态安全、支撑经济长期平稳较快地发展和社会的和谐稳定提供保障。

沙棘“柔性坝”对沟底土壤有机质影响的现场试验

有机质是土壤肥力最重要的组分之一,是评价土壤质量和健康状况的重要指标。2006年试验测定了种植沙棘"柔性坝"的沟道内不同位置、不同深度的土壤有机质含量,同时与东一支沟左岸一条未种植沙棘的小支沟进行了对比分析。试验结果表明:坝内有机质的垂向分布不仅与土壤的发育过程和土层结构有直接联系,而且与土壤中的水分运移过程密不可分;种植沙棘"柔性坝"的沟道内土壤的有机质含量明显高于未种植沙棘"柔性坝"的对比沟道,而且在相同时期种植的沙棘"柔性坝"内不同取样点处的有机质含量总和相当接近;种植沙棘"柔性坝"的沟道内土壤异质性不显著,但与未种植沙棘的沟道相比,土壤的空间异质性较大,建议对这一问题应采用更大的空间尺度进行深入研究。

流域植物生长与营养物质迁移转化模式研究

植物对流域营养物质迁移转化有重要的影响。为揭示流域生态过程与水质响应机理,反映植物对营养物质转化的富集和吸收作用,确定流域内营养物质输入、输出和植物生长之间的耦合关系,本文以流域尺度上的生物量和营养物质流通量为研究对象,模拟植物生长与外环境相互作用的动态关系,建立植物生长与营养物迁移转化耦合模型,并以此为工具,定量分析了太湖流域典型区域生物量和土壤中营养物质含量的时空变化规律。

三峡库区污水处理厂污泥处理与利用方式探析

三峡库区污水处理厂污泥处理处置是库区水环境保护的热点问题之一。对三峡库区污泥处置现状和存在的问题进行了分析,针对库区污泥理化特性,从库区城乡社会经济实际出发,遵循污泥处理处置的减量化、稳定化、无害化和最终安全环保处置及综合利用原则,设计了适合库区的污泥处理处置与利用方式最佳技术路线,提出了三峡库区污泥处置的配套政策意见与建议。相关对策措施可为库区污泥处理处置项目的规划、建设与运行提供参考。

长江流域水利水电工程与河湖健康保护研究

回顾了新中国成立以来长江流域水利水电工程规划与建设情况,按区域分析了长江治理、开发利用的环境制约问题。以保护流域生态环境,维护河湖健康为目标,分别从规划阶段和工程建设阶段阐述了促进水利水电工程建设与生态环境保护可持续发展的措施。从流域与整体角度,提出了践行新理念、完善规划体系、强化监督管理、强化技术支撑、强化信息化建设等更好保护河湖健康的对策措施建议。

长江流域生态流量监督管理探索与实践

在新时期生态文明建设和长江大保护的背景下,基于对长江流域生态流量监督管理现状进行梳理分析,开展了长江流域生态流量调查和远程监控等实践工作。针对管理实践过程中法律法规滞后、管控要求不合理、监控体系不完善、保障措施不足等问题,提出了加快推进生态流量执法监管、科学确定生态流量管控目标、强化生态流量监控监测,规范化推进水能开发利用和管理等改进措施和建议。研究成果可为流域生态流量监督管理工作提供思路和借鉴。