平原河网区生态流量阈值研究——以江汉平原典型河流为例

生态流量是维系江河湖泊水生态系统的重要保障,而平原河网区水系错综复杂,传统生态流量计算方法适用性较差,开展平原河网区的河流生态流量阈值研究具有重要意义。以湖北省江汉平原典型河流为研究对象,从基本生态、特殊生境以及水环境保护等方面开展平原河网区的生态流量阈值研究,以多样化、动态化的需水过程定义生态流量阈值,结果与实际相符,研究成果可为平原河网区生态流量阈值的确定及应用提供借鉴。

平原河网区水力坡降对城市内涝的影响分析

嘉兴市位于太湖流域下游的平原河网城市,城区内地面标高整体较低。嘉兴市雨水管渠的排出口一般淹没在河道水面以下,排水条件较为不利。因此,合理的水力坡降对减小城市的内涝风险十分重要。综合水面率、河网密度及雨水管渠入河前的流动距离等因素,选取能够代表嘉兴市总体排水特点的典型排水分区,借助MIKE水力模型软件,研究不同河道最高控制水位对应的内涝风险情况,分析出当水力坡降大于20cm时,能基本保障嘉兴市平原河网区在设计重现期下的排水安全。研究结果可为城市水利调度和开发建设中地面标高的控制提供参考和指导。

苏州平原河网区浅水湖泊叶绿素a与环境因子的相关关系

运用回归统计方法,研究苏州平原河网区60个浅水湖泊水体叶绿素a与水温、pH、DO、CODMn、TN、TP等环境因子的相关性,建立相应的回归方程,同时分析了湖泊水体叶绿素a的时空分布特征.研究表明,平原河网区浅水湖泊水体叶绿素a含量具有一定的时空差异性,冬季叶绿素a平均含量比夏季低,但冬、夏季叶绿素a含量空间分布具有一定相似性,整个区域呈现较明显的东高西低的分布趋势;湖泊水体叶绿素a含量与理化环境因子水温、pH、DO、CODMn呈显著正相关,水温可能是平原河网区浅水湖泊浮游植物生长的限制性因子;叶绿素a与NO2--N呈显著正相关,与NH4+-N无明显负相关,与NO3--N无显著正相关,与TN无显著相关,而叶绿素a的对数与TP的对数呈一定的正相关,与TN/TP的对数呈显著负相关,平原河网区浅水湖泊可能是一定程度的磷限制性湖泊.

苏州平原河网区浅水湖泊冬夏季浮游植物群落与环境因子的典范对应分析

2005年12月和2006年6月对苏州平原河网区57个浅水湖泊的浮游植物群落进行了调查,共检出浮游植物8门62属73种,浮游植物主要由绿藻、硅藻和蓝藻组成.冬季浮游植物平均丰度为254.88×104cells.L-1,硅藻门丰度占总丰度的62.3%;夏季浮游植物平均丰度为2704.28×104cells.L-1,蓝藻门丰度达93.5%.运用典范对应分析(canonical correspondence analysis,CCA)对调查范围内的57个样点62属浮游植物与11个环境因子关系进行研究.结果表明,水温、高锰酸盐指数、NO3--N和TN是影响苏州平原河网区浅水湖泊浮游植物群落分布的主要环境因子,在冬季,pH、NH4+-N及TP也是主要的影响因子;浮游植物中硅藻对环境变化具有较强的适应性,绿藻能耐受较高的高锰酸盐指数、氮磷营养盐和TOC浓度,而蓝藻对环境因子的响应有待进一步的研究.

平原河网区水系结构连通性评价

河湖水系连通在增强抵御水旱灾害能力、提高水资源统筹配置能力和改善河湖健康状况等方面均具有重要作用,已成为国家江河治理的重大课题,但相关的理论和技术研究尚处于探索阶段。基于水系结构连通性评价的内涵,探讨了水系连通性与水系结构连通性的关系及水系结构连通性的影响要素,在分析了传统网络连通性评价方法在水网中的适用性基础上,提出了基于河道自然、社会双重属性的水系结构连通性评价方法,并通过对吴江市骨干水系结构连通性进行计算,验证了该方法的可行性。

平原河网区径流小区和田块尺度地表径流磷素流失特征

选取盐城市射阳县典型圩区作为苏北平原河网地区的代表性区域,通过2 a的野外观测试验研究径流小区尺度(60 m2)种植棉花、油菜、玉米和大豆等不同旱作作物农田和田块尺度(10 hm2)的地表径流磷素流失特征。结果表明,2009和2010年秋熟作物棉田径流小区地表径流总磷负荷分别为356.60和290.28 g.hm-2。2010年玉米和大豆径流小区地表径流总磷负荷分别为169.08和192.20 g.hm-2。2010年春熟作物油菜径流小区地表径流总磷负荷为128.74 g.hm-2。研究期间共观测到11次田块尺度的降雨产流事件,次降雨事件地表径流总磷负荷平均值为50.66 g.hm-2,次降雨事件地表径流总磷的EMC平均值为0.23 mg.L-1。田块尺度地表径流总磷负荷平均值和EMC平均值均高于径流小区尺度。降雨、农田耕作管理措施和农田沟渠分布是平原河网区农田地表径流磷素流失的主要影响因子。

平原河网区城市水污染特征及控制对策研究

以典型平原河网城市——苏州市为例,进行水污染成因及控制研究。前街后河的棋盘式河网格局体现了苏州市特有的文化风貌,也使得苏州市同样存在平原河网城市共有的环境特征。古城区内,水体流速不大于0.01 m/s,C∶N严重失衡为0.4-1.4（其中C以BOD5计算）,水生态系统已遭到严重的破坏。针对苏州市古城区水污染特征,从区域水文循环角度,提出了时空分步实施的综合治理理念。即首先进行内外污染源控制;再通过适当的闸坝调度引入周边太湖或长江清洁水源,改善古城区水体水动力条件、缓解水体碳氮失衡;对于局部污染仍严重的水体进一步实施原位强化净化工程。通过效果评估分析及实施综合治理方案后,可使水体水质达到地表水环境质量Ⅳ类水标准。该方案为其他平原河网城市的水污染控制提供了参考。

太湖流域典型平原河网区降雨径流氮磷流失特征分析

通过对研究区降雨径流中氮、磷浓度的野外实验和定点监测,研究典型平原河网区的农田降雨径流氮磷流失特征及其输出规律。得出平原河网区内不同土地利用方式对土壤氮、磷流失的影响很大,同时也得出在平原河网地区氮、磷的输出浓度与降雨时间、径流大小密切相关等结论,为进一步相关研究提供资料积累。

平原河网区地下水污染风险评价体系及其应用

针对平原河网地区特征,结合地下水污染影响因素及途径分析,建立了包含地下水本质脆弱性、地表水系和地下工程特殊脆弱性以及污染源荷载3个部分16个指标的地下水污染风险评价体系,并以上海市金山区为例进行案例解析#结果表明:金山区地下水脆弱性较高,中等脆弱以上级别面积达到449. 80km^2,占评价区面积的70.67%,主要受本质脆弱性和地表水系特殊脆弱性较高影响叠加而成;地下水污染源荷载评价“中”级别以下风险区面积达到555.44 km^2,面积占比达87. 27%,其主要潜在污染源为化工类工业园区及加油站;金山区地下水污染风险整体处于较低级别状态,“中”以下级别风险区面积为553. 38 km^2,“低”级别风险区面积为231. 13 km^2,“高”级别风险区主要集中在金山南部,是该区域较高的地下水脆弱性、密集的工业区等多因素综合叠加的结果。

遥感和GIS支持下的平原河网区暴雨产流模型研究

分析了产流模型研究和应用现状及平原河网区产、汇流特点，提出了遥感、ＧＩＳ支持下的平原河网区暴雨产流模型。模型将下垫面因素和暴雨因素列为随时空变化而变化的因子，并用遥感技术实时获取雨前土壤含水量等可变的区域下垫面数据；从物理成因出发，建立了反映暴雨产流内在机理、适合实际应用的数学模型，使模型具有高度的适应性，并对全区各时空单元的产、汇流情况分别进行计算模拟，模型计算结果与实际情况较为相符。

平原区河网水流计算校正模型

为提高平原河网水流计算的精度,针对其中交错相连的复杂河网水流运动以及测点又相对较少的情况,提出以环状河网节点水位三级解法为基础、河段方程系数为载体的平原河网校正模型.将观测位置上的模型系统误差校正信息由测点向河网其他断面传播,修正相邻河道断面的水位、流量预报值.选择长江澄通段河网进行实例分析,选用2004年9月的水文资料进行演算.结果表明,该方法能在一定空间范围内有效地传播误差修正量,对提高河网水流预报精度具有实用意义.

平原河网区灌区创新管理模式研究

平原河网区水系纵横交错,河道水流平缓,农田灌溉用水粗放,排水量大,用水效率低下,面源污染严重,灌区长效管理是实施最严格水资源管理制度"三条红线"的重要环节。分析平原河网区灌区特征和存在问题,结合目前农村土地流转工作的开展情况,建立灌区"土地流转+节水控排灌溉"的创新管理模式,改变平原河网区灌区规模小、灌溉田块分散的状况,形成农田规模化种植经营、统一集中灌溉的形式。一方面促进土地集约化和灌区规模化,增加农村效益和农民收入;另一方面提高灌区灌溉效率,减少灌溉排水量,降低进入水体的氮、磷排放量。有效保障灌区的长效管理和运行,提高农业用水效率和效益,改善农村水环境质量。

中山市平原河网区水土流失易发区划分研究

[目的]开展中山市境内平原河网区水土流失易发区的划分工作,为更好地贯彻落实《水土保持法》,保护宝贵的水土资源,为政府依法行政、实施生产建设项目水土保持管理提供科学依据。[方法]通过分析区域内土壤抗蚀性弱,母岩易风化,降水多,强度大且年内分布不均,水热条件充裕等自然特点,以及人类社会经济活动较强等社会经济特点,基于GIS,RS技术开展研究。[结果]通过划分水土保持分区,明确了需界定水土流失易发区的平原河网区范围,也探明了研究区地形地貌、降雨、土壤、植被及河网区水土流失易发敏感因子,合理选取定量和定性指标,构建了水土流失易发区划分指标体系,划分出中山市平原河网区水土流失易发区。[结论]中山市平原河网区水土流失易发区主要有小榄镇、黄圃镇等9个镇区,土地面积约666.92km2,占该市土地总面积的37.39%。易发区划分成果完善了中山市水土保持规划体系,同时也可为编制地市级水土保持规划或制定规章制度提供依据。

多时相Landsat影像的平原河网区不透水面信息提取方法与应用

不透水面是衡量城市生态环境的重要指标,针对平原河网区不透水面与水体、裸土等地物较难区分的问题,以苏北里下河平原快速城镇化区为研究对象,利用多时相Landsat影像为数据源,基于像元光谱特征及其季节性变化分析,构建了基于时序NDWI、NDVI和NDBI的决策树模型,并利用GIS空间分析技术对不透水面的时空变化特征进行了分析。结果表明:多时相光谱信息可有效改善水体、裸土和稀疏植被等像元与不透水面的混分,2005年和2016年的不透水面分类总体精度和Kappa系数均在0.85以上,合理反映了不透水面以向东和向南扩张为主的趋势特征,年均扩张速度约为6.7 km2。研究成果为该区城镇化下的生态环境效应研究提供数据基础,同时可为其他平原河网区不透水面信息提供借鉴和参考。

平原河网区最优化汇流单位线法及其应用

针对利用现有单位线方法模拟平原河网区汇流特性难以得到较好结果的问题,在传统单位线方法的基础上,根据平原河网区的实际特点,基于河网多边形和河道水位资料,提出了适用于平原区的单位线模型。通过对典型区域的平原区单位线进行率定和缩放,获得了适用于平原河网的平原区单位线,并利用太湖流域1998年和2000年的水文资料进行建模和验证。结果表明,平原河网区最优化汇流单位线法能基本消除太湖流域的洪峰(水位)滞时误差。

平原河网地区农村面源污染重点源和区的识别筛选——以上海青浦区为例

以地处平原河网地区的上海市青浦区为研究对象,通过清单分析方法和等标污染负荷法,以乡镇为单元研究了种植业、畜禽养殖、水产养殖和农村生活污水等农村面源污染来源,以及化学需氧量(COD)、总氮(TN)、总磷(TP)等污染物的排放量及其贡献率,并以青浦区水环境功能区划地表水环境质量标准为基准,评价及识别筛选了该区域农村面源污染主要来源及其重点区域。研究结果表明,青浦区农业面源污染COD、TN、TP实物排放量分别为2.68×103、0.85×103、0.11×103t·a-1,主要污染源为种植业,其等标污染负荷比达到53.07%,主要污染物为TN,其等标污染负荷比达到59.92%。通过农业面源污染排放强度分析,确定青浦区农业面源污染程度较重的乡镇主要为练塘镇、白鹤镇和金泽镇,建议在青东地区以农村生活污水处理和畜禽养殖污染治理为重点、在青西地区以种植业面源污染防治为重点,针对性地开展农村面源污染综合防治工作。

河网平原地区水土流失与防治对策

河网平原区水土流失带来的危害日渐严重 :河岸坍塌 ,耕地减少 ;淤积河道 ,增加洪涝灾害隐患 ;乱采滥挖 ,破坏植被等。防治对策是 ,健全和完善法律法规 ,增加平原和城市水保方面的内容 ;加强河网平原区水土保持科研工作 ,建立动态监测预报系统 ;

平原河网区水源地异味物质应急监测案例分析

平原河网区河流纵横交错,污染物质的迁移途径复杂多变,其内水源地突发性污染事故的应急监测难度大。以江苏省近期发生的一起水源地污染事故为典型案例,分析了污染物浓度沿程的变化特征以及典型断面污染物浓度的变化特征,总结事件处置的经验,为同类事件的处理提供借鉴。

基于主干河流修正TIN构建的DEM平原区河网提取

平原地区的河网提取一直是基于数字高程模型(DEM)的水系提取的难点。尝试利用主干河流修正不规则三角网(TIN),以提高DEM平原地区地形模拟的精度(基本方法为利用已存在的主干河流线,对其所经区域进行高程赋值,约束TIN的构建,然后进行DEM模拟),基于此进行平原区河网提取。实验表明,此种方法下,平原区提取的主干河流与实际河流有较大的吻合。

平原河网区旱田表土氮素溶出量估算方法

降雨径流过程是导致农田氮素流失的重要驱动力。在降水产流过程中,农田表层土壤的溶解态氮素会出现溶出现象,是农田溶解态氮素输出的重要途径。有效估算地表溶出量,有助于改进和完善非点源氮污染负荷估算方法。该研究根据大尺度模型溶解态污染负荷计算方法中冲刷渗出的概念,建立了适用于平原河网地区的旱田表土氮素溶出量估算方法;将该方法应用于江苏省大丰市典型平原河网区旱作农田,通过实时观测和模型估算,确定完整降水过程中表土氮素的冲刷渗出系数,并将估算结果与已有研究进行对比验证。该方法可为平原河网地区旱作农田表土氮素溶出量的估算模型和实验研究提供有益补充。