陆海统筹的南流江流域污染物总量分配研究

综合考虑广西南流江流域陆域和廉州湾海域水质目标,遵循南流江流域、南流江河口、廉州湾近岸海域的污染路径,构建了基于陆海统筹的南流江流域污染物总量分配技术体系。首先,以廉州湾近岸海域环境功能区水质目标为约束条件,计算入海化学需氧量(COD)、氨氮、总氮(TN)和总磷(TP)的最大允许排放量,分别为24494、3425、10052、776 t/a。然后以南流江河口最大允许排放量和南流江流域水功能区水质目标为约束条件,计算南流江流域陆域COD、氨氮、TN和TP的最大允许排放量,分别为126365、5403、8939、1127 t/a。为实现入海总量的控制目标要求,重点应在南流江流域削减污染物排放量,到2020年,南流江流域主要污染控制工程项目的削减能力已超过2020年污染物总量控制削减量,因此2030年实现南流江和廉州湾控制断面全面稳定达到相应功能区水质目标压力不大。

不同空间尺度景观特征对南流江水质的影响差异

流域景观特征决定了非点源污染物来源与地表景观削减消纳能力,但尚缺乏全流域不同空间尺度对二者关联性的认识。以广西北部湾南流江为例,分别在子流域、河岸缓冲带以及监测点圆形缓冲区三种尺度上,基于2020年Landsat 8 OLI遥感影像解译的土地利用类型特征,结合水质监测数据,运用数理统计和GIS空间分析方法,探讨了流域景观特征在不同空间尺度上对河流水质的影响。结果表明:(1)在子流域尺度,土地利用类型以林地为主,而在河岸缓冲带与监测点圆形缓冲区均以耕地为主;(2)水质指标高锰酸盐指数、生化需氧量与景观特征相关性最为显著,耕地、建设用地、其他用地和园地与其呈正相关,是南流江水质污染负荷的重要来源区;景观格局指数中,斑块密度、蔓延度指数、多样性指数、均匀度指数是引起河流水质指标变化的主要景观因子;(3)受流域内或不同子流域间景观特征差异,景观组成面积占比和景观格局指数均在河岸缓冲带尺度对水质状况影响最大,分别可解释57.0%和64.7%的水质指标变化;子流域尺度次之,圆形缓冲区尺度最小,且景观格局指数对水质状况的影响大于景观组成面积占比。建议在河岸带50 m范围内严格控制耕地面积,建设河岸缓冲带并优化景观结构提升污染物削纳能力,从而保护南流江水环境。

南流江口陆源物质输送的季节性差异及其影响

通过对南流江丰水期(2015年7月)、枯水期(2016年4月)河口表层沉积物中有机质含量和同位素组成的变化来揭示陆源入海物质输送的季节性差异,评估其对近海环境的影响.结果表明,枯水期水体悬浮颗粒物(SPM)含量自河口向外随水深增加逐步降低(平均值为0.030g/L),丰水期洪水前SPM含量较低(平均值为0.020g/L),洪水后SPM含量显著增高(平均值为0.047g/L),证明枯水期浪、潮对表层沉积物扰动较大使颗粒物大量悬浮,而丰水期浪、潮的影响较小,以洪水控制为主.不同季节沉积物中总有机碳(TOC)、总氮(TN)平均含量相当,TOC平均含量均接近0.46%,丰水期和平水期TN含量分别为0.054%和0.062%,但空间分布差异明显,丰水期在河口东侧半封闭海湾中有机质含量较高,枯水期有机质呈斑块状分布.根据同位素组成特征来看,丰水期陆源有机质自河口向外输送,沿河口向南形成高陆源有机质沉积带,半封闭海湾中以海源有机质为主;而枯水期陆源有机质贡献呈现明显的自河口向外快速降低趋势.丰水期颗粒物自河口向外输送后快速堆积,枯水期在浪、潮作用下使区域内物质强烈混合,这是该区域中沉积环境的主要特征,也是导致周边海域水体环境质量呈现明显的季节性差异的原因之一,后期水体环境治理过程中应充分考虑如何有效的进行季节性调控.

近60年来极端天气影响下南流江入海水沙变化

河流入海水沙变化是河口三角洲演变研究的重要内容。在全球气候变暖引起的极端天气频率和强度增加的背景下,研究极端天气影响下的河流入海水沙通量变化对于理解河口三角洲海岸环境演变具有重要的科学意义。本文以山溪型中小入海河流--南流江为例,基于1966—2020年的水沙、洪水实测数据,采用变差系数和数理统计等方法分析极端天气影响下的南流江入海水沙变化规律。研究结果表明:(1)热带气旋过境期间多年日平均流量为7.72×10^(2) m^(3)·s^(-1),是正常天气下(1.63×10^(2) m^(3)·s^(-1))的4.73倍;热带气旋过境日均输沙量的多年平均值为2.55×10^(4) t,是正常天气下(0.19×10^(4) t)的13.42倍。热带气旋期间,入海水沙量大,具有“丰水多沙”的特点。(2)洪水期间的多年日平均流量和输沙量分别为8.53×10^(2) m^(3)·s^(-1)和3.07×10^(4) t,分别是正常天气下日平均流量(1.56×10^(2) m^(3)·s^(-1))和输沙量(0.17×10^(4) t)的5.46倍和18.18倍。洪水期间,来沙量越大,入海泥沙通量越大,呈现“多来多输送”的典型特征。(3)极端天气对南流江入海水沙通量具有重要的贡献作用,热带气旋对径流量和输沙量的多年平均贡献率分别为6.78%和19.31%,而洪水对径流量和输沙量的多年平均贡献率分别为14.33%和36.21%。

基于人为干扰度的南流江三角洲湿地资源时空变化及其驱动因素研究

湿地资源在维护滨海生态系统平衡中发挥重要作用。文章基于多源遥感影像,利用人为干扰度指数和“3S”技术等方法研究南流江三角洲湿地资源时空分布特征及驱动因素。结果表明:(1)2005—2019年,湿地总面积整体呈现增长的趋势,湿地总面积由2005年的77.33 km2增加到2019年的87.55 km2;(2)湿地变化速率最快的类型为滨海湿地,年变化率为36.31%,其次为鱼塘池塘和水稻田,年变化率分别为3.40%和3.31%;(3)湿地的面积受河流水沙变化与管理政策的变化的影响较大;(4)人类对三角洲地区沿海湿地的干扰程度逐年增强,并逐渐向沿海地区发展。本研究对南流江湿地资源的保护与可持续利用有重要作用。

北部湾南流江洪灾时空变化特征及其风险评估

全球气候变化背景下,河流洪灾风险评估对流域防灾减灾具有重要意义。基于1960-2021年南流江流域洪灾的时空变化特征,构建洪灾风险评估指标体系评估洪灾风险。结果表明,南流江洪水灾害的年际变化呈波动上升趋势;1993年为洪水灾害变化的大突变年;总体上上游盆地、中游河谷及下游入海口平原为洪灾的高发区,洪灾风险呈东南高西北低的分布格局,与历史洪灾数据特征一致。该结果可为南流江流域综合管理提供科学依据。

基于SWAT模型的典型厄尔尼诺/拉尼娜年广西北部湾南流江蓝绿水评估

广西北部湾沿海区域水资源充沛,但受厄尔尼诺/拉尼娜事件等影响,年际分布不均匀。以广西北部湾最大入海河流南流江流域为例,通过SWAT模型研究了流域典型厄尔尼诺/拉尼娜年蓝绿水特征。结果表明,1971~2015年流域多年平均蓝水为835.0 mm/年,绿水流为929.0 mm/年,绿水储为114.0 mm/年;典型厄尔尼诺年(1997年)/拉尼娜年(2007年)蓝水、绿水流、绿水储分别为多年平均值的145.7%/51.6%、92.4%/96.9%、115.5%/78.3%;厄尔尼诺/拉尼娜事件造成南流江降水明显增多/减少,主要影响蓝水;流域气候湿润,绿水流主要受太阳辐射和风速等因素影响。研究结果可为水资源合理高效利用及区域高质量发展等提供参考。

复合指纹法定量示踪泥沙来源——以南流江上游子流域为例

[目的]为研究桂南沿海丘陵台地自治区级水土流失重点治理区南流江流域内沉积泥沙来源,[方法]故以南流江上游泥沙关系变化剧烈的大会坡流域作为研究区,根据流域要素特征划分沉积岩和火成岩两种潜在物源类型,利用统计学方法筛选出最优指纹因子组合,运用多元混合模型定量分析泥沙源地的侵蚀产沙率。[结果]从33个指纹因子中筛选出6个最优指纹因子组合(K_(2)O_(3)、B、Cu、Pb、pH、Sb),总判别率高达83.1%;利用多元混合模型(拟合优度值达90.04%)得出大会坡侵蚀泥沙来源地贡献率分别为:沉积岩表层土壤占77.04%,火成岩表层土壤占22.96%。[结论]沉积岩表层土壤区是南流江流域土壤侵蚀最为严重的岩性类型。上述结果表明,沉积岩表层土壤应该是后续南流江上游水土保持关注的重点区域。

北部湾经济区南流江水质变化分析

采用单因子指数评价方法,分析了北部湾经济区南流江常乐和总江口监测断面2003-2009年的水质类别,结果显示,2006-2008年南流江常乐站的水质逐渐恶化,而位于下游的总江口河段水质稳定。南流江水质的主要污染因子是高锰酸盐指数、氨氮、溶解氧、5日生化需氧量、挥发酚、总磷和粪大肠菌群等。秩相关系数法计算结果表明,5日生化需氧量、挥发酚呈上升趋势。没有经过无害化处理直接排放的工业、生活污水、禽畜养殖排泄,以及化肥、农药等面源污染,是南流江水质恶化的主要影响因素。

北部湾经济区入海河流径流变化分析

以南流江、钦江、防城河为例,分析了北部湾经济区1956~2000年入海河流径流量年际变化特征,采用线性趋势线法、滑动平均法、Kendall秩次相关法分析了3条河流年际径流变化趋势。结果表明,南流江入海径流年际变化最剧烈,3条河流丰、枯年份径流基本持平且历时较短,南流江入海年径流量呈减少趋势,钦江和防城河入海年径流量呈增加趋势,但趋势均不显著。

北部湾经济区河流水质评价研究

根据2004-2009年水质监测数据,计算北部湾经济区南流江水质指标的污染分担率,选取高锰酸盐指数、总磷、溶解氧、氨氮作为主要水质评价因子,采用单因子指数评价方法、综合污染指数评价方法、综合水质标识指数评价方法和水质指数评价方法进行南流江水质评价,分析了四种河流水质评价方法的特点及其适用性,并进行了水质污染特点及其影响因素分析,秩相关系数评价方法显示主要污染因子变化趋势不显著。

广西南流江流域水环境现状及综合管理

综述了广西南流江流域水环境现状,指出工业、农业和生活废水是主要的污染源,并提出了水环境综合整治的对策,对南流江流域经济、社会的可持续发展具有重大的意义。

南流江河口区春季浮游植物群落结构组成与分布特征

通过2016年3月底现场航次11个站点的调查,应用反相高效液色谱(RP-HPLC)并结合二极管阵列检测器分析技术,分析了春季广西南流江河口区浮游植物光合色素组成,进而由CHEMTAX软件估算全粒级浮游植物的群落结构。结果表明:春季含量较高的浮游植物特征光合色素含量以叶绿素b最高,其次为岩黄藻素;浮游植物的优势类群为隐藻,其次为绿藻和硅藻,它们分别平均占据了浮游植物生物量的54.95%、23.36%和17.37%,其他藻类所占比例很低。南流江河口区浮游植物群落结构东西部入海分支有较大差异:东部分支营养盐较西部分支低,隐藻所占生物量比例最高,其次为绿藻和硅藻,浮游植物群结构与分布受营养盐因素影响较大;西部分支营养盐含量明显比东部分支高,绿藻和硅藻的所占比例有所提升,隐藻的生物量所占比则有所下降,浮游植物群落结构与分布受非营养盐因素的影响较大。南流江河口区浮游植物生物量和群落结构除了受营养盐影响外,还与浊度、盐度等密切相关,表明南流江浊度增加已明显影响着生态系统结构与功能,需要密切关注和进一步研究。

北部湾南流江流域生态功能区划

流域尺度的生态功能区划能给流域生态环境保护提供更科学的理论依据。从北部湾南流江流域自身的地理特征出发,制定符合流域实情的区划原则,借助RS、GIS技术,采用定量和定性分析相结合的方法对流域进行生态功能区划。在空间上将南流江流域划分为6个一级生态功能区和18个二级生态功能区。6个一级生态功能区分别是:Ⅰ森林生态系统生态功能区、Ⅱ陆域水环境生态维护生态功能区、Ⅲ水土保持生态功能区、Ⅳ农林产品提供生态功能区、Ⅴ城镇发展生态功能区、Ⅵ滨海海域生态功能区。针对各个生态功能区存在的生态问题提出相应的生态系统管理措施。

南流江流域最严格水资源管理制度实施刍议

南流江是广西南部独流入海诸河中流程最长、流域面积最广、水量最丰富的河流,受水量、水质、工程等因素影响,南流江流域缺水问题较为突出。本文依据南流江流域经济社会发展及水资源开发利用的实际需求,从流域层面涉水规划、流域水量分配、用水统计方法和水资源监控、流域水资源统一调度等6个方面剖析了该流域最严格水资源管理面临的主要问题。根据流域内部各区域地形地貌、土地利用、生态服务功能、开发方式、水循环特征、水环境特征的空间差异,将流域划分为生态区、农村区、城市区3类区域,从流域水资源管理红线指标细化分解、水资源红线管理监测预警体系建设、流域水资源"三条红线"管理考核评估体系3个方面,提出了最严格水资源管理制度实施的若干建议。

北部湾盐沼茳芏盐沼湿地土壤-植物系统重金属污染评价

滨海湿地是典型的环境脆弱带和敏感带,重金属污染是其中受关注度较高的一方面。为全面了解北部湾滨海盐沼的重金属污染水平,以北部湾典型滨海盐沼植被茳芏(Cyperus malaccensis)所在的南流江入海口和茅尾海钦江入海口湿地为研究对象,通过对植物和对应土壤进行采样分析,测定该区土壤及植物中重金属元素(Cu、Zn、Cr、Pb、Cd和Hg)的含量,并评价不同潮滩位置(内滩、中滩和外滩)重金属的污染程度及其在土壤-植物系统中的富集特性。结果表明,两区域盐沼湿地土壤综合污染程度处于低污染状态,南流江口Zn的含量(283.59±132.50)mg·kg^(-1)接近中度污染,其次是Cd(0.10±0.03)mg·kg^(-1)和Hg(0.11±0.05)mg·kg^(-1),而其他重金属元素含量未超标;茅尾海受Zn轻度污染,其次是Cu和Hg,Cr、Pb和Cd未达到污染水平。受海洋动力和河流径流混合动力作用,两区域各滩面盐沼土壤重金属分布规律存在差异,南流江口3个滩面重金属的含量表现为:内滩>中滩>外滩,茅尾海口则表现为:中滩>外滩>内滩。两区域盐沼茳芏富集特征表明:茅尾海盐沼茳芏对Cd(BCF=1.66)和Hg(BCF=0.89)具有较强的富集作用,而南流江口盐沼茳芏仅对Cd(BCF=1.93)具有较强的富集作用,其余重金属Cu、Zn、Cr、Pb未在茳芏体内显著富集,因而茳芏可作为富集Cd、Hg的天然盐沼植物。进一步研究发现,两区域茳芏地下茎对重金属的富集能力远大于地上茎,富集能力因重金属种类及积累部位的不同而表现出一定的差异性和选择性。该研究可为滨海盐沼湿地生态修复和保护提供重要依据。

南流江三角洲沉积特征及其环境演变

南流江三角洲钻孔记录揭示，三角洲全新世沉积陆上部分有三角洲平原相、三角洲前缘相、前三角洲—浅海相、河床相依次迭覆的特征，水下部分有三角洲前缘相、前三角洲─—浅海相、河床相依次迭覆的特征。该三角洲大体经历了全新世早期─—海侵阶段、全新世中期─—稳定阶段和全新世中晚期─—海退阶段。南流江主河道自明代初（距今约６００年）开始，从东部周江逐渐向西部变迁至七星岛附近入海。

北部湾经济区南流江水环境容量研究

本文利用所掌握的南流江流域水文、水质及河段水功能划分等资料,采用基于一维水质模型的水环境容量计算方法,计算南流江流域水环境容量(COD、氨氮)。对污染源进行概化处理并考虑到南流江是入海河流临近海洋,河段受潮汐影响较大,采用基于一维水质模型感潮水环境容量公式对感潮河段进行计算。最后,计算超出河段环境容量的河段消减量并对南流江各水功能区水质进行评价。

北部湾经济区河流环境流量计算

叙述了河流环境流量的基本概念,并介绍了国内外四类计算方法:水文学法、水力学法、生境模拟法和整体分析法。通过水文学法、水力学法和考虑河流中鱼类的生态流速-流量法,对北部湾经济区河流环境流量进行计算。最后,对计算所得三种结果进行对比分析,确定生态流速-流量法计算结果25.75m3/s,作为北部湾经济区河流———南流江的最小环境流量。

TRMM卫星降水产品在南流江流域的精度评估

为了评估TRMM 3B42-V7的两套卫星降水反演数据产品的精度,选取南流江流域的常乐水文站以上集水区域为研究区域,以雨量站点的观测资料为参考,采用相关系数、探测率等指标,以及绘制空间降雨量分布图,建立评价模型。结果表明,两套卫星降雨产品都存在高估降雨量的现象,日尺度降雨量相对偏差在5%左右,且流域内有区域性差别;整体上TRMM3B42V7降雨产品的精度优于TRMM3B42RTV7,前者TRMM3B42V7降雨产品存在一定误差,但在缺乏地面降雨资料的地区仍具有应用价值。