多水塘系统调控农业非点源污染研究综述

多水塘系统由水塘及其出、入流系统组成。在综述多水塘系统调控农业非点源污染的生态水文功能及净化机制研究的基础上,根据生态水文过程和景观生态学原理,从生态水文格局构建、景观格局优化、生态管理等三方面提出了多水塘系统的生态构建与长效管理技术。利用水塘系统控制非点源污染,能有效截留和净化流域内非点源污染物,是有效的非点源污染控制措施。

赣江流域水土保持生态建设减水减沙效益评价

利用赣江流域1956—2008年年降雨量和赣江控制站外洲水文站年径流量和年输沙量资料,采用水文分析法计算赣江流域近30a水土保持生态建设的减水减沙效益。结果表明,赣江流域治理后期1984—2008年水土保持生态建设年均减沙量为5.70×106 t,年均减沙效率为48.57%。随着水土保持措施的生效,减沙率有逐年上升而后稳定的趋势,2008年减沙率达80.54%;赣江流域水土保持生态建设对流域年径流总量减少不明显,后期径流量反而会有所增加。水土保持生态建设能增加流域土壤入渗,减少地表径流,削减洪峰流量,延长汇流时间,起到防洪减灾效果。

基于水文分割法的鄱阳湖入湖非点源污染研究

为研究鄱阳湖流域非点源污染情况,选取鄱阳湖入湖主要河流为研究对象,利用各河流入湖控制站对流域径流量及水质进行同步监测,借鉴水文分割法的原理,应用非点源污染负荷估算公式,探求径流氮、磷负荷入湖规律。结果表明:2008年赣江、抚河、信江、饶河、修水等五河及博阳河、西河入湖氨氮和总磷的污染负荷(溶解态)为入湖非点源污染物的主要来源,占总入湖负荷的68%～76%;在空间分布上,入湖五河中赣江对入湖非点源污染负荷的贡献占绝对优势。根据分析结果,鄱阳湖的水污染治理应主要针对非点源污染,且重点在赣江流域。

层状土壤水分入渗与溶质运移研究进展

层状土壤质地和孔隙状况的不均匀性使得水力特性在土层界面处发生突变,因而其土壤水分运动和溶质运移明显不同于均质土壤。论文对层状土壤水分入渗和溶质运移过程和模型模拟的研究现状进行了归纳总结。在此基础上,提出了层状土水分和溶质运移研究今后研究急需解决的科学问题,主要包括土壤层状结构的定量化及其对土壤水分和溶质运移的影响机理、建立考虑土层界面边界条件影响的水分和溶质运移定量模型。此外,层状土指流形成机制及其环境效应将是未来研究的重点。在气候变化背景下,开展层状土壤结构对坡地土壤水文过程影响及其调控对策研究,将是土壤水文领域长期面临的科学问题之一。

鄱阳湖流域参考作物蒸散量变化特征及其归因分析

为分析气候变化下鄱阳湖流域参考作物蒸散量(ET_0)的变化特征及其影响因子,利用鄱阳湖流域13个气象站1960—2014年逐日气象观测资料和Penman-Monteith公式计算ET_0,采用Mann-Kendall趋势检验、累积距平、敏感曲线和线性回归等方法分析了鄱阳湖流域ET_0变化特征及主要气象因子对年ET_0变化的贡献。结果表明:鄱阳湖流域多年平均ET_0为1 054.1 mm,从南至北呈减少趋势,但总体相差不大;年内季节性差异明显,夏季ET_0为冬季的3.53倍。近55年来,鄱阳湖流域ET_0除春季呈上升趋势外,其他季节均呈下降趋势,其中夏季呈显著下降趋势(P<0.01);流域年ET_0总体呈显著下降趋势(P<0.01),其年均速率为^(-1).09 mm·a^(-1),其中,气温对ET_0的影响为0.55 mm·a^(-1),相对湿度对ET_0的影响为0.47 mm·a^(-1),风速对ET_0的影响为^(-1).27 mm·a^(-1),年日照数对ET_0的影响为-0.83 mm·a^(-1)。因此,日照时数和风速的减少是引起鄱阳湖流域ET_0下降的主要原因。鄱阳湖流域年ET_0变化对相对湿度、平均气温、日照时数、风速等气象因子变化响应强度依次减弱。该研究对于开展气候变化对鄱阳湖流域水资源影响评估具有一定的科学意义和应用价值。

赣江上游小流域农业非点源污染生态防治技术研究

水土流失所导致的农业非点源污染已经成为赣江上游水污染的主要原因之一。以赣江上游的左马小流域为研究区,采用野外试验与问卷调查相结合的方法,进行了以小流域为单元的农业非点源污染源调查。在此基础上,针对赣江上游地区水土流失所导致的农业非点源污染的特征,结合当地实际情况,讨论了小流域农业非点源污染的生态防治措施,主要包括村落非点源污染生态控制技术、坡耕地非点源污染生态控制技术以及水系径流生态处理与生态修复技术等,这些技术的有机结合可形成赣江流域农业非点源污染控制与管理措施体系。

江西省污染河流生态修复技术体系研究

经过调研、资料收集和综合分析,总结了江西省河流水生态面临的主要环境问题,提出了"高强度治污—自然生态恢复—流域水环境综合管理"的生态修复技术路线,并且在上述技术路线的指导下,探讨了适合江西省主要污染河流治理的水污染生态修复关键技术,以期为进一步指导河流水污染生态修复的试验与推广提供决策依据。

鄱阳湖流域水分盈亏时空变化特征分析

根据1960~2014年鄱阳湖流域13个气象站点的气象资料,采用FAO推荐的Penman-Monteith法、Mann-Kendall趋势检验法和相关分析法,研究鄱阳湖流域水分盈亏量时空分布变化趋势及其与气象因子的关系。研究结果表明:鄱阳湖流域近55 a来水分盈亏量多年平均盈余为565.88 mm,空间上呈由西北向东北和由西南向东北逐渐递增的趋势;水分盈亏量年内分布呈秋季亏缺,其他季节盈余,水分盈余量表现为春季>夏季>冬季>秋季;在研究时段内流域各地水分盈余量均呈增加趋势,但各季节水分盈余量变化存在一定的差异性,其中春季和秋季呈减少趋势,但趋势不明显,而夏季和冬季均呈显著的增加趋势(p<0.05)。鄱阳湖流域水分盈亏量与降雨、日照时数和日最高气温关系密切,流域年水分盈余量的增加是由于夏季和冬季降水量的增加、日照数和风速的减少。

长江流域水质评价的几种方法

采用单因子指数和综合指数及模糊综合法对长江流域进行了评价,并对各种方法进行了比较分析。根据监测数据和水质报告,采用线形回归法预测了长江流域未来8年需要处理的废水量。预测结果表明,每年需处理的废水量逐年增加。

长期野外监测红壤裸露坡地侵蚀性降雨分布及产沙分析

侵蚀性降雨及其侵蚀泥沙分布特征研究是掌握土壤侵蚀规律的基础,同时也可为水土保持综合治理提供理论依据。研究选择红壤裸地坡面径流小区为研究对象,利用实际观测法收集到2001-2016年的565次长序列侵蚀性降雨及其径流泥沙资料,运用数理统计方法分析侵蚀性降雨及其泥沙的发生频率和强度的分布特征,在此基础上分析降雨类型对侵蚀产沙的影响。研究结果表明,研究区侵蚀性降雨量占总降雨量的87.82%,主要分布在降雨量为25 mm以上和降雨强度5mm/h以下的降雨事件。次降雨侵蚀强度小于100t/km^2的侵蚀次数占总次数的76.81%,而其侵蚀总量只占总量的7.28%;侵蚀强度大于500t/km^2的降雨侵蚀次数只占总次数的6.36%,但其侵蚀泥沙量可占总量的60.96%,次降雨侵蚀产沙量分布极为不均。降雨量25～100mm且平均雨强小于20mm/h的降雨类型造成研究区土壤侵蚀量最大。次降雨量100 mm和降雨强度20 mm/h可作为红壤裸露坡地水土流失防御的设计暴雨特征值。研究结果有助于揭示红壤坡地次降雨侵蚀规律和水土保持措施布设。

长江流域水质评价与预测

依据长江流域水质监测资料,选用具有代表性的主要因子pH、DO、高锰酸盐指数、NH3-N,采用综合水质标识指数模型对长江流域进行了定量综合评价,评价结果表明,影响长江流域水质的主要污染因子是NH3-N和高锰酸盐指数;定量综合评价显示长江流域总体水质为Ⅱ类水,但有恶化为Ⅲ类水的趋势。据此,揭示了水质的时空变化规律。根据监测数据和水质报告,采用灰色模型预测了未来10年长江流域各类水质比例,预测表明,Ⅲ类以上可饮用水的比例在逐年减少。

鄱阳湖泥沙及沙地研究进展评述

回顾了我国对鄱阳湖泥沙及沙地的研究成果,总结了在鄱阳湖泥沙来源及变化趋势、沙地形成及其变化、沙地生态修复等方面的研究进展,提出了今后的研究方向。

鄱阳湖流域气候变化及其对入湖径流量的影响

为分析鄱阳湖流域气候变化特征及评估其对流域径流的影响,研究利用1961-2010年间鄱阳湖流域29个气象站和入湖"五河"水文控制站观测数据,分析该时段内流域气候和径流量变化趋势,建立统计模型分析其对流域径流量的影响。研究结果表明:鄱阳湖流域年气温呈显著性(99%置信度检验)波动上升趋势,流域降水总体呈略上升趋势,降水天数呈下降趋势。受气候变化的影响,鄱阳湖流域径流量呈上升趋势。统计模型计算结果表明,径流量与降雨变化呈非线性关系,径流量对降雨变化有着较强的敏感性,相同的气温变化情景下,降水增加比降水减少对径流量的影响更加显著,表明降水变化对径流量有着不同程度和方向的影响作用。气温对径流的影响呈线性,但其影响不明显。未来气候变化情景下,2050年前鄱阳湖流域在高排放A2和RCP8.5情景下呈现明显增长趋势,但其径流量低于其他排放情景。

红壤坡地柑桔园长期试验下水沙动态变化特征分析

以红壤清耕柑桔园坡地为对象,研究其长期定位试验下2001—2015年径流和泥沙流失量的动态变化过程以及坡面水沙与降雨关系的变异特征。结果表明:幼树期是红壤清耕柑桔园水土保持防治的关键期,该时期的土壤侵蚀程度达到极强烈,而盛果期侵蚀强度可降低到区域土壤容许流失量以下。柑桔树从幼树期、初果期到盛果期,坡面年径流量和土壤侵蚀模数均呈显著幂函数下降趋势,在盛果期趋于稳定。果树坡面水沙与降雨的关系均在第4年发生了突变,而裸露坡面水沙与降雨关系没有发生突变。柑桔园各年的减沙效益均大于减水效益,减流、减沙效益均随着时间表现出先快速增加后维持相对稳定的指数函数关系,这表明免耕果树的减流、减沙效益具有很大的时间变异性,不仅可通过减水来减沙,而且可通过改变水沙关系来减沙。研究结果将为果园水土保持措施效益评估提供依据,为水土保持措施的合理配置提供参考。

狗牙根护坡不同实施处理方式下堤坝产流产沙特征

研究狗牙根护坡实施处理方式对堤坝水土流失过程的影响,对于科学指导堤坝生物护坡与控制水土流失具有重要的意义。采用人工模拟降雨方法,对淮河大堤狗牙根护坡成坪处理、栽植处理、茎植处理和种植处理4种不同实施处理方式的径流、泥沙在不同降雨条件下的水土流失特征进行研究。结果表明:不同实施处理方式下的堤坝径流和泥沙流失差异明显;不同降雨强度条件下,栽植处理产流量小,但产沙量明显高于茎植处理和成坪处理,茎植处理产流量大,产沙量小,具有减沙不减流的特点,种植处理产流产沙量大,且随着降雨强度的增强而明显增大。研究结果可为选择狗牙根堤坝护坡实施处理方式提供参考。

鄱阳湖湖区三站点水质评价及其变化特征研究

应用模糊综合定量评价法对鄱阳湖星子站、都昌站、棠荫站区域的水质进行了评价,以3个指标(氨氮、高锰酸盐指数、总磷)作为评价因子,建立评价矩阵,计算出因子权重,得出特征指数,最后评价出水质级别,该方法能够得到其它方法难以达到的客观性和综合性。水质监测数据和评价结果表明:2003-2008年鄱阳湖3站点水质状况尚属良好,大部分时期在Ⅱ、Ⅲ类水平,但也有部分时段超标;在劣于Ⅱ类水的情况下,3个站点所在区域枯水期水质均比丰水期和平水期差。

江西省水环境污染状况及发展趋势研究

采用资料收集和输出系数模型的方法,分析了江西省水环境污染来源和水环境发展趋势。结果表明,水体中COD、氨氮负荷主要来源于城镇生活、工业点源污染和农村养殖业面源污染,其中面源污染的贡献率明显大于点源污染,并且随着城镇污水处理工程的建设和投入运行,城镇生活污水中的COD和氨氮负荷将得到大量削减,面源污染的贡献率将进一步加大,成为鄱阳湖水体富营养化和水污染的主要因素,因此加强鄱阳湖流域的水资源保护和水环境污染防治工作势在必行。

“十五”期间南昌市城区大气环境质量评价及污染特征分析

以南昌市城区"十五"期间的大气环境质量监测数据为依据,采用空气污染综合指数法评价其大气环境质量,并运用Spearman秩相关系数预测其发展趋势。结果表明南昌市"十五"期间大气环境质量为轻度污染,主要污染物为降尘和可吸入颗粒物。SO2和NO2的浓度有上升的趋势,但不显著,PM10呈显著下降趋势。同时分析了南昌市大气污染特征及原因,提出了改善大气环境质量的对策和建议。

水土流失面源污染及其防控研究综述

水土流失是面源污染发生的重要形式和运输的主要载体,开展水土流失面源污染防控研究对于保障区域或流域生态安全具有重要的现实意义。阐述了水土流失、面源污染与水体环境的因果效应,在概括水土流失面源污染防控和模型化研究现状的基础上,提出了开展水土流失和面源污染研究的建议。

鄱阳湖流域降水量变化对水沙演变影响研究

利用鄱阳湖流域"五大"入湖河流控制水文站实测水沙资料,探讨了鄱阳湖流域1961—2006年水沙变化特征及其演变趋势,在此基础上应用线性回归分析方法揭示了鄱阳湖流域水沙演变过程对流域降水的响应。研究结果表明,1961—2006年鄱阳湖流域降水量和入湖径流量总体略呈上升趋势,降水日数呈下降趋势,表明降水强度增加、降水时间分布不均匀更加明显。鄱阳湖流域降水和径流基本符合幂函数关系。相关分析结果显示,鄱阳湖入湖泥沙总量和径流量、降水量、降水强度均具有很好的正相关关系,水体中的泥沙含量和径流系数具有很好的负相关性,说明流域降水量和降水强度均对流域产沙量和输沙量有促进作用;流域月降水量与月输沙量基本符合幂函数关系,进一步说明了流域产沙量是降水量和降水强度综合作用的结果。