A PREDICTION ABOUT THE EFFECT OF THE BUILDING OF SHUIKOU HYDROPOWER STATION ON THE ECOLOGICAL ENVIRONMENT OF THE MIDDLE-LOWER REACHES OF THE MINJIANG RIVER

The building of Shuikou Hydropower Station in the Minjiang River is the largest one in the region of east China. Its install capacity is 1.4 million kw., and its generated energy of planning is 4.95 billion kwh each year. In accordance with a comprehensive survey of the valley of the middle-lower reaches of the Minjiang River and the characteristic of hydrography and in association with the specific type of the hydrography station, we can be sure that no harm will be done to the ecological environment when a hydropower station is built at Shuikou. Not only the deposition of silt within the reservoir must not be very serious, it is also more favorable than before for the irrigation of farmland on plains in the lower reaches of the Minjiang River and inland navigation.In addition, after the completion of the power station, the ecological environment will be the same as before both at the Minjiang River estuary and beyond it.

闽江下游感潮河段涨落潮过程对水体重金属和砷分布特征的影响

重金属和砷在水体中积累到一定程度会对水生态系统造成严重危害,而涨落潮过程可能影响水体中重金属质量浓度的分布特征。为了研究这一过程,选择闽江下游感潮河段(117 km)作为研究对象,在巨潮日涨潮和落潮的过程中,采集了该河段11个采样点的表层水样,分析了水体中重金属(Cr、Mn、Fe、Cu、Zn、Cd、Hg、Pb)和As的质量浓度及其与环境因子间的相关性。结果表明,闽江下游感潮河段的重金属元素(除Cu外)和砷的质量浓度在不同采样点之间的分布存在显著差异,自上游到下游,Cr、Cd及As的质量浓度总体呈升高趋势,并且它们之间呈现明显的正相关性,说明3种元素的释放源可能相同,而Mn、Fe及Pb质量浓度整体呈下降趋势;落潮作用使Mn、Fe及Pb质量浓度增幅明显,且主要发生在下游入海口河段(S9~S11),但降低了Hg质量浓度。涨落潮过程,水体的pH、盐度和悬浮物浓度与Cr、Cd及As质量浓度显著正相关,与Fe质量浓度显著负相关;相较于涨潮,落潮加强了Cu、Hg与温度、pH、盐度及悬浮物浓度之间的相关关系。这些结果对深入认识涨落潮过程闽江下游感潮河段水体重金属和砷元素的分布、迁移转化过程及其影响因素具有重要意义,同时为水域生态系统保护及可持续发展提供了理论依据。

闽江下游水文情势演变及其对压咸流量保证率的影响

针对近年来闽江下游河口自然水文情势发生变化致使咸潮上溯现象逐渐加剧的问题,选取闽江下游竹岐站1950~2018年逐日流量资料,采用Mann-Kendall法进行趋势和突变检验,确定1997年为径流突变年份。采用水文指标变化范围法(IHA/RVA)对突变前后两个时间序列1950~1996、1997~2018年的32个水文指标进行分析。结果发现除了低流量脉冲发生次数及历时和逆转次数为高度改变,其余指标均为中、低度改变,闽江下游水文整体改变度为38.16%,为中度改变。采用两种压咸流量方案对两个时间序列代表年进行保证率分析,其中方案1压咸流量过程的最小值及总需水量较方案2少,压咸流量保证率高。压咸流量保证率突变后较突变前整体增加,尤其是在枯水年,压咸流量保证率大幅增加,但同时存在丰水年压咸流量保证率下降的问题。说明水库的投入运行影响下游径流过程,可以改善枯水期下游河口地区咸潮入侵问题,但也使丰平枯各年的压咸流量保证率趋于一致。

岷江下游(五通桥段)土壤污染特征及生态风险评价

为了解岷江下游(五通桥段)土壤污染特征及其生态风险,采用野外采样及室内测试方法分析了岷江下游(五通桥段)103个土壤样品中的农药残留量和重金属含量。结果表明,全部样品中六六六(HCHs)含量符合国家二级标准(500μg.kg-1),大部分样品中滴滴涕(DDTs)含量符合国家二级标准,有机磷农药(OPPs)杀螟硫磷(60.40%)和溴硫磷(55.45%)超标率较高,重金属Cd的地积累指数高达2.79。有机氯农药(OCPs)禁用20a后在区内的降解程度较高,OPPs在土壤中的大量残留是由于农药的无序使用,外源输入是导致重金属污染的主要原因。区内农药残留和重金属污染范围广,复合污染较严重,存在较大的生态风险。

闽江下游天然河床的未来演进趋势

在探明闽江下游天然河道河沙储量的基础上,分别从水动力作用和人为挖沙两个方面预测闽江下游河床演变的趋势,提出了基于水动力作用引发河床演变的"三类分区"假说和基于人为挖沙引发河床演变的"四区分类"假说,并分别给出了水动力和人为挖沙对河道关键断面水位变化规律的影响。研究结果表明:人为挖沙对闽江下游河道演变的影响大于水动力作用对天然河道的影响。闽江下游河床演变研究工作对其堤防安全、闽江口湿地保护、城市饮用水安全、跨江桥梁及沿江公路安全、航运和沿江城市污染物排放控制均具有重要意义。

岷江下游产漂流性卵鱼类的繁殖活动与生态水文因子的关系

2010年5-8月对岷江下游的生态水文数据进行了分析,并对其与产漂流性卵鱼类产卵行为的关系进行了探讨。结果表明,12个水文指标变化趋势基本一致,水位变幅和变化率明显低于流量指标,6个流量指标(日流量、日内最低流量、日内最大流量、日内流量变幅、日间流量变幅、日间流量变化率)和6个水位指标(日水位、日内最低水位、日内最高水位、日内水位变幅、日间水位变幅、日间水位变化率)与鱼卵径流量均呈极显著的相关关系(P<0.01)。产漂流性卵鱼类产卵径流量的波动周期和频率与水文指标较吻合,一般较水文指标波动周期短2～3d;洪峰过程对鱼类产卵行为的刺激明显,是决定岷江下游产漂流性卵鱼类年产卵量多寡的一个重要环境因子,但第1次洪峰过程对产卵行为的影响明显滞后,2次洪峰过程后,鱼类集中产卵行为的起始时间和持续时间均与水文指标的波动达到高度一致。

岷江中下游生态景观格局变化

以生态景观理论为基础,地理信息与遥感技术为支撑,对三期遥感影像数据,1990年和2002年TM数据、2014年ETM+数据进行土地覆被变化监测,景观格局指数定量分析,面积转移矩阵统计,对9种社会与自然驱动力因素降维转化,分析景观格局变化主要驱动力因素,研究结果表明:(1)研究区内景观类型面积排序:林地>草地>农田>水域>居民地>裸地。1990—2014年期间林地所占比例由78.03%下降到68.97%,农田比例由6.85%上升到10.91%。居民地所占比例升高了4.1%。(2)农田发生变化的区域主要分布在岷江、大渡河两侧以及西南山地附近。林地减少的区域主要在岷江、青衣江、大渡河交汇的西北部。1990—2002年,林地分别向草地和农田转化了14061.0 hm^2和13891.0 hm^2;此外,水域向裸地转化了214.3 hm^2。2002—2014年,林地向草地、农田、居民地分别转化了3932.0 hm^2、3240.0 hm^2、801.0 hm^2;同时草地景观向农田、居民地进行了转化,分别为10164.0 hm^2、826.0 hm^2。(3)PC1和PC2主成分载荷超过0.8的变量中,导致区域景观发生变化的主要驱动力因子是农业耕作面积扩大和城市化进程。

闽江下游感潮河道枯水动力特性变化分析

建立了闽江下游河道一维非恒定流数学模型,对枯水大潮条件下闽江下游河道沿程各断面的潮位、流量变化过程进行了模拟;结合历史实测资料,对闽江下游河道枯水条件下水动力特性及其变化进行了分析。结果表明,闽江下游河道潮区界、潮流界上溯明显,南北港涨潮流规律有所不同,南港分流比达30%左右,回复到1985年前水平,而干流及南北港河道河床严重下切是枯水动力条件变化的主要原因。

岷江下游铜锣湾段航道三维水温分布特征研究

水温是影响鱼类及其栖息地的关键生态因子,其变化对鱼类的生理过程和行为方式有着显著影响。铜锣湾河段位于长江上游珍稀鱼类国家级自然保护区内,水温是岷江生态航道建设的重要考虑因素。利用MIKE 3软件的水动力模块,对岷江下游铜锣湾河段区域的水体进行最低设计水位工况下的三维水温结构模拟,取三点的模拟数值利用实测数据验证,模型具有较高可靠性。研究结果表明:铜锣湾河段水体两侧边滩区域存在水温分层特征,水温数值相较航道区域水温更高,对鱼类生存更为有利。边滩深坑处的水体温度更为恒定且水温也更接近岷江下游主要鱼类适宜水温,同时水体底部环境更利于底栖鱼类觅食产卵。建议尽量减少对铜锣湾河段边滩区域的炸礁、开挖等工程措施,以降低对鱼类生境的影响。

闽江下游河道排污口设置的水质响应分析

建立了闽江下游河道一维动态水质模型,探讨了北港不同排污口设置方案对南、北港分汊河道水质的影响.结果表明,北港排污不仅影响排污口附近及北港河道的水质,还影响到南港河道;两个排污口组合设置下的水质好于单个污染源设置情况;污染物浓度过程呈现周期性的变化,排污口河段以上断面,涨潮时污染物浓度增高,落潮时污染物浓度降低,排污口河段以下断面的则相反.

闽江下游地区景观空间格局及其变化

以闽江下游地区为研究实例 ,运用景观生态学的基本理论与方法 ,在 ARC/INFO和 ENVI系统的支持下 ,选取多样性指数、均匀度、优势度、分离度、破碎化指数和分维数等指标 ,对该区的景观空间格局进行分析 ,并分析了 1995～ 2 0 0

岷江流域三江交汇区景观格局变化研究

本文以生态景观理论为基础,地理信息与遥感技术为支撑,对岷江流域三江交汇区三期遥感数据,1990年TM、2002年TM、2014年ETM+数据进行图像分类、景观指数提取、空间分析,同时采用面积转移矩阵统计各景观面积的转移情况,分析景观格局变化的影响因素,研究结果表明:(1)1990—2014年三江交汇区景观类型面积排序为:农田>林地>草地>水域>居民地>裸地。优势景观为耕地,所占比例由72.83%下降到63.32%,面积减少了3480hm2。草地所占比例呈现波动变化,总体增加了2.81%。林地比例由15.98%上升到18.79%,增加了700hm2。居民地所占比例升高了4.1%;(2)1990年研究区内草地景观易受到外部干扰,其分布形状复杂。林地景观整体聚合度较高同时具有较低的异质性,分布通透性好、规模连续。农田分布较为分散且斑块较小。2002年农田斑块分布复杂化,同时具有聚集度高的特点。2014年研究区内农田优势地位下降。此时农田分布比较破碎并且呈现集中的态势。草地分布规模性较好、分布较为完整,但是内部存在一定的破碎性;(3)三江交汇区景观类型相互转化的主要原因:一是,退耕还林、还草政策实施,海拔超过500m的丘陵山地区域,建立生态保护区。二是,成绵乐铁路和高速路网的完善,使得三江交汇区的土地类型向建设用地转化加快,主要集中在乐山市中区和周围城镇。

闽江下游河道污染物变化过程的动态模拟

根据非恒定流运动的圣维南方程组，以及污染物浓度变化的一维带源项对流扩散方程，建立了闽江下游河道一维动态水动力水质模型，率定了糙率、纵向离散系数和污染物降解系数，验证了模型的合理性．计算结果表明，模型下边界定在梅花断面，为研究包括福州段在内的马尾（白岩潭）以上河段的水环境问题提供了适当的条件；河道来水污染负荷总量、流量和浓度条件对南、北港水质影响显著．

闽江下游历史上的洪涝灾害及未来防洪排涝问题

本文探讨了福建闽江下游地区历史上洪涝灾害的时空分布特征及其成因,讨论了未来海平面上升对防洪排涝的影响以及减轻洪涝威胁的一些相应对策与措施。

闽江下游北港河段污染物运动特性模拟与分析

建立了闽江下游北港河段二维水动力、水质耦合模型,对不同排污口污染带特征进行了分析比较,结果表明:排污口的布置对北港水质有很大影响,在排放相同浓度相同流量的污染物时,各排污口污染带长度和宽度完全不同。各排污口污染带长度明显大于宽度,彬德闸、江泗闸产生的污染带比较短,五孔闸、九孔闸污染带很长,在排放流量为40 m3/s,排放浓度为15 mg/L时,在彬德闸或江泗闸排放对东南水厂水质影响较小,在五孔闸或九孔闸排放对东南水厂造成很大的影响。

长江上游重点流域土地利用变化过程对比研究

在分析了目前广泛使用的土地利用动态度模型存在的不足的基础上,提出了转出速度、转入速度、综合动态度、状态指数模型,并指出只有综合运用这些模型才能全面的描述单一土地利用类型的动态变化情况。在遥感和GIS技术的支持下,以上世纪50年代中期1∶5万地形图、1972年MSS图像、1986年和2000年TM图像为信息源,分1955—1972年、1972—1986年和1986—2000年三个时段,运用所建立的数学模型定量研究了自上世纪50年代中期以来长江上游两个重点流域(岷江上游和嘉陵江中下游)土地利用/覆被变化过程。结果表明,近50年间的三个时段内岷江上游(前者)和嘉陵江中下游地区(后者)土地利用结构均发生了明显变化。岷江上游林地面积持续减少,减幅分别为2.18%、2.43%和0.60%,目前该区毁林现象得到明显遏制。嘉陵江中下游林地面积变化呈现减-减-增的态势,变化幅度分别为-6.90%、-0.15%和3.30%,"天然林保护"和"退耕还林还草"工程在该流域已初见成效。前者草地面积持续增加,增幅分别为2.16%、2.13%和0.54%;后者草地面积呈现出增-减-减的态势,变化幅度分别为16.89%、-8.27%、-3.70%。前者耕地面积呈现减-增-增的状态,变幅分别为-1.41%、1.67%和0.77%;后者则呈现增-增-减的态势,变幅分别为0.67%、0.88%和-1.21%;两流域建设用地面积均持续增加,前者三个时段增幅分别为1.85%、1.02%和10.34%,后者则为7.27%、5.16%和32.89%,后者三个时段建设用地增幅均远高于岷江上游。最后作者对长江上游生态环境的恢复与重建提出了相应的建议。

基于3S的闽江下游湿地景观空间分异研究

利用RS,GPS,GIS等技术手段,以闽江下游地区作为研究区域,选取景观多样型、优势度、均匀度、破碎度和分离度等指标,分析研究了闽江下游地区湿地景观的空间分异特征.结果显示,在沿海、近海和内陆地区之间,各类指标在地域空间上存在着明显的差异性;闽江下游地区湿地景观空间格局受到了地貌的支配;近海和海岸湿地具有比河湖湿地、人工湿地更高的生态功能与价值,是闽江下游地区湿地景观构成的核心.

基于分段-综合评价法的闽江下游河道健康评价

为进一步深化入海河流感潮河道的健康评价研究,根据感潮河道水文、水环境及水生态特点,建立包括河流形态、水文、水质、咸潮入侵、生物和社会服务功能等6方面12个具体评价指标的感潮河道健康评价指标体系,提出河道分段与全河道综合的解决长河道自然特征与社会功能空间差异问题的评价方法,并以闽江下游河道为例进行健康评价。闽江下游河道可以分为水口坝下-分流口段、分流口-洪山桥(北港)段、洪山桥-汇流口(北港)段、分流口-汇流口(南港)和汇流口-闽江口段等5个河段,除了分流口-汇流口(南港)河段健康状态为亚病态,其他河段为一般,闽江下游河道总体健康状态为一般。基于分段-综合河流健康评价模型,获取河流健康等级标准及各河段健康状况,采用博弈论优化指标的组合权重,可降低因主观因素对评价结果带来的影响,值得进一步推广应用。

各向异性河床地形空间插值方法比较研究

河床地形是有关河流水环境管理、航道整治、生态保护等研究的重要基础数据,空间插值方法是生成河床地形的主要方法之一。为更好地比选反映各向异性对河床地形空间插值方法的影响,以闽江下游河床地形为研究对象,选取了反距离权重、克里格、样条函数和顾及各向异性的椭圆反距离权重等四种方法,从断面间距和栅格尺度两个方面,分析各向异性对河床地形空间插值的影响。结果表明,当断面间距较小或栅格尺度较大时,椭圆反距离权重方法相对于其他方法模拟精度略有优势;当断面间距较大和栅格尺度较小时,优势较为突出。也即由于椭圆反距离权重方法更好反映了河床地形的各向异性特点,是河床地形空间插值比较适用的方法。

基于多种水文学法的闽江下游生态流量计算

确定河流生态流量既可以为河道生态环境治理提供参考,对流域水资源保护具有重大意义。以闽江下游干流为例,采用Tennant法、90%保证率最枯月平均法(Q90法)、可变范围(RVA)法、改进流量历时曲线(FDC)法和频率曲线法计算竹岐站、文山里站、永泰站的最小生态流量。通过进一步分析,对枯期和汛期,分别提出最适合三站生态流量的计算方法,选取其内包线作为三站各月的生态流量值。最终确定竹岐站、文山里站、永泰站三站生态流量取值分别为374.2~969.8、157.6~461.0、13.8~67.2 m^(3)/s。研究成果可为闽江下游流域保护和流域水资源优化配置提供技术参考。