太湖设防水位变化对区域防洪的影响研究

太湖位于太湖流域中心位置,是流域的洪水集散地,其设防水位是评判流域防洪形势的重要特征水位之一,也是部署流域防汛工作的重要依据之一。近年来的流域性洪水中,太湖水位多次突破原设防水位,对区域防洪产生了较大影响。本文采用太湖流域河网一维水量水质模型,分析研究太湖设防水位的变化对区域防洪的影响。结果表明,太湖设防水位与上游区域洪水位呈正相关,与下游区域洪水位呈负相关。太湖设防水位的升高,使得上游区域超特征水位的幅度和历时逐渐增大,特别是对湖西区和长兴平原的影响更为明显。

太湖地区多剖面地层学分析与良渚期环境事件

太湖地区多剖面地层学分析和环境考古研究表明:本区良渚期为全新世大暖期中气候逐渐向干凉转变的时期,但大部分时间里仍略比今天暖湿。良渚期末气候走入低谷并剧烈波动,良渚期侵蚀面反映一次较长时间的海面下降过程,气候剧烈波动的转型期与海面下降至低海面过程相一致。此时本区洪积层、埋藏遗址及遗址地层中文化间歇层等发育皆反映古洪水泛滥事件的存在;而良渚期侵蚀面上的铁锰结核聚集现象及现没于水下的众多良渚期开挖的古井等遗迹还反映出这一时期也曾发生过气候干燥事件。分析认为良渚文化繁荣发展期陆地面积扩大,气候略好于今天;而良渚文化衰亡期则处于4300～3800aB.P.间的水、旱灾丛生的低海面气候异常期。

太湖流域小圩区设计排涝模数计算

圩区设计排涝流量的计算对圩区的水安全和有效减免涝灾经济损失有着重要意义。为此以设计流量过程调蓄计算方法确定设计排涝模数,并以太湖流域圩区为实例,分析了圩区设计排涝模数计算的数学模型,得出设计排涝模数与水面率之间的二次抛物线关系,其系数与圩区面积有很好的响应关系。

地区线性矩法在太湖流域暴雨频率分析中的应用

介绍了基于水文气象途径的地区线性矩法的概念,通过基于次序统计量的线性矩进行参数估计与基于水文气象一致区的地区分析法相结合,以太湖流域1d时段的年极值降雨资料为例,进行暴雨频率分析。应用水文气象一致区的判别准则,将太湖流域划分为8个水文气象一致区;综合考虑三种拟合优度检测方法,选择1~8区的最优分布线型分别为：GEV、GLO、GEV、GEV、GNO、GNO、GEV、GNO;根据地区分析法原理,估算各雨量站的暴雨频率设计值。分析表明：太湖流域各重现期下的年极值降雨空间分布形态基本一致,西南山区是太湖流域的暴雨高风险区,应该在地区防洪规划中引起重视。结果表明：地区线性矩法具有很高的学术和实用价值,建议在全国范围内推广,作为防洪规划的顶层设计和基础工作,以满足工程防洪设计、地区防洪规划、山洪预警和城市防涝防洪规划等方面的需求。

太湖与长三角区域一体化发展:地位、挑战与对策

太湖及太湖流域在长三角自然和经济地理空间具有举足轻重的地位,更是长三角区域一体化发展国家战略实施的关键地区.在当前区域一体化高质量发展背景下,太湖治理面临新的形势和任务,也面临一系列新的挑战,着重体现在水环境治理形势更加复杂严峻和水资源供给压力不断提升两方面.传统水陆分割治理难以解决湖泊问题,行政区治理难以适应区域一体化发展要求,水资源共享和付费机制尚未建立等问题,对长三角区域一体化进程也构成了较大阻滞.太湖水问题绝不局限于太湖本身,需要从湖泊-流域系统视角构建资源、环境、生态、社会与经济多要素协调统筹治理的新体系,考虑水陆空间协同治理与开发和不同次区域经济、社会、自然效益的均衡,以推动长三角区域一体化高质量发展.基于此,研究提出新背景下的太湖及流域治理思路:推动太湖水资源生态环境之间以及与流域经济社会的联动,撬动长三角生态环境一体化的思维创新;探索关键卡脖子技术研发和流域管理综合集成的科学体系,推动长三角资源环境领域的创新一体化发展;探索太湖流域跨行政区域的水生态环境共治、水资源共享和绿色发展机制,牵动一体化协调制度的改革创新.

太湖地区典型水稻土水力学特征及土壤库容研究

针对气候变化条件下温度升高对土壤水分产生的影响,选择太湖地区典型水稻土——乌栅土作为研究对象,对其土壤的水力学特征及土壤库容进行了研究。结果表明:(1)影响乌栅土水分特征曲线的主要因素是容重与黏粒含量。饱和条件下和水吸力达到1.50×106 Pa时各土层的含水量(凋萎含水量)变化均表现为:耕作层>犁底层>潴育层>潜育层。(2)乌栅土的有效水含量与容重和黏粒含量呈显著负相关关系,与孔隙度呈显著正相关关系。(3)在土壤的各种理化性质中,容重和总孔隙度是影响饱和导水率的主要因素,而毛管孔度与pH值为次要因素。(4)乌栅土耕作层总库容为91.48mm,有效水库容为22.02mm,滞洪库容为20.50mm,这种土壤具有良好的水分状况,既能保证太湖地区粮食作物的稳产高产,又具一定的蓄水调节功能。

区域协同机制在太湖主要入湖河流污染控制中的应用——以太滆南运河为例

太湖流域属于平原河网区,水系相互连通。单一河流的整治往往不能解决问题,而是需要整个区域的协同控制。区域成员在统一规划的运作下,建立协同机制,加强区域间协作,实现所有区域的信息共享,提高污染治理效率,从而构成公平、共赢的局面,进而保持区域的经济、社会、环境协调发展。

区域现代化对太湖流域水利发展的推动作用

分析长江三角洲区域现代化对太湖流域水利发展的推动作用。提出流域水利发展的方向:提高防洪能力,拓展水利产业的业务范围,迎合体制改革与流域统一管理的趋势,积极推进水权、水市场的改革,充分利用区域城市化、经济一体化、科技人才领先以及区域文化的条件,并与之相适应。

太湖流域水生态功能分区研究

水生态功能分区的目的是实现中国流域的“分区、分类、分级、分期”管理的精细管理理念,综合考虑江苏省太湖流域水生态系统的物理、化学和生物特征等,确定分区指标体系,运用地理信息系统空间分析和聚类分析等数学方法,对基础空间数据和流域水生态系统特征调查资料进行了分析,提出了流域水生态功能分区方案,将太湖流域划分为49个分区(陆域43个和水域6个),并提出了江苏省太湖流域水生态环境治理与保护方向,为该区域水陆一体化管理和生态环境综合治理提供技术支撑。

河湖幸福观指引下的太湖流域片生态流量保障实践与探索

在阐述幸福河湖及河湖幸福观内涵的基础上,剖析了生态流量与幸福河湖之间的关系,对于太湖流域片生态流量保障实践与探索进行总结提炼,并提出了加强生态流量保障的思考与建议。

基于水环境约束分区的产业优化调整——以江苏省太湖流域为例

基于水环境保护与区域开发的相互关系,考虑水陆空间联系及水环境承载能力对区域产业布局的限制,构建由水环境容量和压力两方面要素为基础的水环境约束分区指标体系。以产业集聚发达、水网密集但水环境敏感性强的江苏省太湖流域为例,探索小流域评价单元划分、约束指标选择与空间叠置分析等技术。对区域水环境容量和压力的进行约束分区,划分为高压低容、低压低容、高压高容和低压高容等4种类型区。研究结果为发挥区域水环境质量和经济可持续发展的协同效应,制定差别化的产业准入政策提供科学依据。

2007-2019年太湖藻型和草型湖区叶绿素a变化特征及影响因子

基于太湖31个站点的逐月监测数据,分析了2007-2019年太湖藻型湖区和草型湖区的叶绿素a变化特征,并分析研究不同环境因子对不同类型湖区叶绿素a的影响.结果表明,近年来太湖不同类型湖区的总磷浓度和叶绿素a浓度变化基本一致,均呈波动上升趋势.不同类型湖区的总磷浓度拐点均为2015年,叶绿素a浓度拐点均为2016年.最低月平均水温、前冬积温、年平均水温、年均风速与藻型湖区和草型湖区叶绿素a浓度均呈显著相关.沉水植物分布面积与草型湖区叶绿素a浓度之间呈显著相关.湖西区年内和年度降雨剧烈变化,湖西区年降雨量与不同类型湖区当年叶绿素a浓度的关系不明显,5日极端降雨量与不同类型湖区下年度叶绿素a浓度均呈显著正相关.太湖蓝藻水华强度在短期内可能仍会处于较高水平,迫切需要高度重视高温时段太湖蓝藻打捞处置工作,保障饮用水安全;同时,要进一步加强湖西区强降雨期间的非点源污染防控措施研究,推动入湖污染通量稳步降低,并探索东西山之间及东茭咀附近水域沉水植物生态修复技术,降低风浪扰动作用,尽快恢复相关重要水域的沉水植物.

常州市典型水生态环境功能区河流水环境质量评价

为探究常州市辖区内13个河流水生态环境功能区水环境质量状况,于2018年布设57个监测断面开展水质季度监测。应用水质类别、综合水质标识指数法、冗余分析以及主成分分析等方法分析主要水质指标的现状、空间分异特征和季节性变化规律,探究水质状况的主要影响因素。结果表明:①2018年常州市河流水质以GB 3838—2002《地表水环境质量标准》Ⅳ类水为主,水环境质量较差;②主要水质指标浓度时空差异性显著,西部丘陵区水质显著优于东部平原区,夏秋季水质状况优于冬春季;③从水生态环境功能分区来看,东部城镇区域的Ⅲ-09区(生态Ⅲ级区)、Ⅳ-02区(生态Ⅳ级区)、Ⅳ-03区(生态Ⅳ级区)水质较差,而西部Ⅰ-02区(生态Ⅰ级区)、Ⅱ-01区(生态Ⅱ级区)、Ⅲ-08区(生态Ⅲ级区)水质较好.水质状况与水生态环境功能区分级一致性较高,表明水生态环境功能分区可为水质监测、评价、环境管理提供科学参考;④冗余分析结果显示:建设用地是水质恶化的主要影响因素,2000 m以上尺度,耕地相对占比的增加,以及水域面积的减小与水质恶化密切相关;⑤主成分分析结果表明,五日生化需氧量、COD、高锰酸盐指数、总氮具有较高的解释率,表明常州市河流水质主要受有机污染和富营养化的影响。不同等级水生态环境功能区水质状况的威胁因素有差异,生态Ⅳ级区主要受到氨氮和总磷的影响,而生态Ⅲ级区和生态Ⅱ级区主要受到总氮、COD、五日生化需氧量的影响。该研究显示,常州市河流水环境质量较差,其河流水质主要受到有机污染和富营养化污染,存在西部水质优于东部的明显空间差异,与水生态环境功能分区较一致。

基于博弈理论的跨域水体联治府际行为研究——以太湖流域为例

为探究府际合作行为与成本收益之间的因果关系,发掘跨域合作治理困境的内生原因。以太湖流域水体联治为例,梳理流域行政区划分属江苏省、浙江省、安徽省以及上海市三省一市协作主体的角色定位和利益诉求,采用博弈理论与方法构建府际合作治理博弈矩阵,拆解政府策略选择的内在利益逻辑。研究表明:合作主体因发展基础差异化面临多元利益矛盾局面,成本收益核算是地方政府行为的主要影响因素,横向机制的介入有利于引导和规范政府合作行为。为此,应构建以利益诱因、利益共享、利益补偿以及利益联结为主的协调机制框架,满足流域环境可持续治理的需要,实现府际互利共赢、长效共治。

平原河网地区双向生态补偿机制与核算方法

针对平原河网地区地势平坦、水流流向不定、上下游关系不明确的特点,以太湖流域为例,根据“十二五”期间流域内各区域COD和NH 3-N两种污染物的削减量和削减成本,运用非线性回归获得各区域的污染物削减成本函数.根据污染物削减成本函数,以流域污染物削减总成本最小为规划目标,以区域间污染物转移量不超过30%为约束条件,构建基于单目标非线性规划方程组的流域污染物削减总成本最小化模型,求解模型获得太湖流域各区域间的污染物削减成本优化配额方案,计算行政指令配额方案与成本优化配额方案下各区域污染物削减成本的差额,以此为依据,核算生态补偿金额并确定生态补偿方向.核算结果表明,相比行政指令配额方案,太湖流域的成本优化配额方案能够节省9897.03×104元的污染物削减总成本,根据成本优化配额方案,江苏省需要向浙江省和上海市提供10577.86×104元的生态补偿费用,浙江省和上海市可分别获得8909.12×104和1668.74×104元的生态补偿费用.这种基于流域污染物削减成本最小化的生态补偿机制,根据污染物削减成本函数核算生态补偿金额并确定补偿方向,由于污染物削减成本函数有一定的变动性,因此,允许两个区域间根据成本变动情况改变补偿方向,是一种双向生态补偿机制.

太湖流域区域补偿政策刍议

在研究太湖流域区域补偿政策的制定和实施情况的基础上,分析了江苏省太湖流域主要河流在实施区域补偿措施前后水质变化情况,以此阐述区域补偿政策实施的环境效益。结果表明,区域补偿政策对太湖流域水质改善起到了较好的促进作用。试点河流水质高锰酸盐指数、氨氮、总磷呈现波动下降趋于稳定,基本能达到6、1.0、0.2 mg/L的水质目标;主要入湖河流水质氨氮、总磷基本能达到地表水Ⅴ类、Ⅲ类标准以上。作为在太湖流域有效实施的环境经济政策,适当调整区域补偿政策的征收标准,有利于促进流域水质的改善。

太湖流域圩区河道污染综合治理研究

通过项目背景分析、国内外研究进展分析,分析太湖流域圩区河道黑臭原因、存在问题,明确河道功能定位,有针对性的制定治理方案和生态修复技术,整理出具有参考和推广应用价值的治理模式。

不同类型地区畜禽养殖废弃物资源化利用管理模式选择——以江苏省太湖地区为例

不同地区应根据种植业-养殖业发展情况、经济发展水平与政府污染治理能力、水环境状况与治理需求,因地制宜地选择管理模式。依据系统构成要素及关系,本文将畜禽养殖废弃物资源化利用管理模式总结为养殖企业主导型、有机肥企业主导型、种植企业主导型、政府(公益性处理中心)主导型四类。综合应用聚类分析与SWOT分析方法,将江苏省太湖地区22个县(市、区)划分为三类管理模式地区:养殖企业-有机肥企业主导型模式混合推广区,占太湖地区总土地面积43%;有机肥企业主导型模式重点推广区,占土地总面积20%;种植企业主导模式重点推广区,占土地总面积37%。政府在畜禽养殖废弃物资源化利用中应同时扮演废弃物处理排放监督者、资源化利用组织者与服务购买者等"多重角色",将养殖废弃物资源化利用相关利益主体组织起来,重新构建种植业-养殖业关系,切实提高养殖废弃物的有效利用水平。

太湖流域典型区50年代以来极值水位时空变化

以武澄锡虞区和阳澄淀泖区为代表,研究太湖流域典型区河网极值水位的时空变化。采用改进的MK检验和均一性检验方法检测最高和最低水位的趋势,并识别突变点;应用克里金插值技术、半变异函数方法,探讨水位变化的空间特征。研究认为:时间变化上,1950年代以来研究区各站点极值水位存在一致的上升趋势,且以最低水位上升更为显著;最高、最低水位在1980年代左右普遍性地经历一次突变。另外,历年最高水位的年际变异大于最低水位。空间变化上,突变后最高与最低水位增幅较大的站点位于阳澄淀泖区,最高与最低水位变差系数的等值线梯度均增大,即空间变异加大;半变异函数分析结果表明,突变后极值水位的空间自相关性减弱,这与流域高强度的人类活动干扰有关。分析认为,研究区河网极值水位与历年降水的变化之间存在差异,而人类活动影响在水位变化过程中发挥着越来越重要的作用。

太湖流域水敏性与建设用地扩张的关联评价

水是流域空间管理最重要也是最敏感的要素,流域不同区段的水敏性差异会对建设用地扩张形成不同的限制性影响。从流域空间综合管理的视角出发,尝试从水资源、水生态、水环境、水灾害4个方面构建流域水敏性分区评价指标及方法,以太湖流域为例开展基于小流域单元的水敏性评价,并采用1985、1995、2007、2017年4个典型年份的土地利用数据,刻画了过去30余年太湖流域建设用地扩张与水敏性之间的关联关系。研究表明:(1)1985~1995年间,太湖流域建设用地扩张与水敏性基本上没有关联,高水敏区建设用地扩展强度最高;(2)1995~2007年间,空间扩张与水敏性的关联性增强,建设用地扩展强度随水敏性增强而下降,扩展强度较大区域以低水敏区域为主;(3)2007~2017年,建设用地扩展强度显著提升,拓展空间主要布局在低水敏区域,水敏性对空间扩张的约束性在增强;(4)虽然太湖流域水敏性对建设用地扩张的限制作用在提升,但二者关联度还不够高,水敏性还没有成为建设用地扩张的关键约束。研究结果可为协调流域经济社会发展与资源环境关系、制定适应水敏性的空间管理政策提供科学依据。