洪湖流域冬季浮游植物多样性调查与评价

为了解洪湖水体中浮游植物的群落结构特征,于2021年10月在洪湖布设10个采样点进行调查,并采用多样性指数对浮游植物群落进行评价。研究结果表明,洪湖水体中共鉴定出浮游植物6门、49属、66种,其中蓝藻门浮游植物种类最多,其次为硅藻门。洪湖冬季浮游植物生物量变化范围为7.85~42.45 mg/L,平均生物量为22.35 mg/L。根据马格勒夫多样性指数(M)、香农维纳多样性指数(H)、辛普森多样性指数(D)、物种均匀度指数(J)和物种优势度(Y)对水体营养状态进行综合评价,结果表明,洪湖水体为中污染—重污染水平。建议从3个方面改善洪湖水质:①加大洪湖水体保护力度,严格控制下游和周边地区各类水污染物入湖量,对湖区内农村水污染开展及时、高效防治,合理组织水生浮游植物平衡收割;②加强水环境治理,逐渐恢复水体自净能力;③加强宣传力度,定期开展水污染防治教育进农村、进社区、进校园。

湖北省洪湖流域非点源污染模拟评价

通过模型构建以及参数率定,构建30 m空间分辨率的SWAT模型,对湖北省洪湖流域水文及非点源污染空间分布特征进行分析,并进一步探索了土地利用类型对非点源污染的影响。结果表明,模型径流和氮磷模拟的决定系数R2和纳什效率系数NSE均大于0.5,说明SWAT模型在洪湖流域具有一定的适用性;洪湖流域总磷及总氮空间分布特征相似,集中在流域中下游,总磷最高达到了5.34 kg/hm^(2),总氮最高达到了18.08 kg/hm^(2),流域面源污染主要类型是氮污染;通过对比耕地和湿地的非点源污染影响,初步分析出耕地是洪湖流域内控制非点源污染的重点。

1990s以来气候变化和人类活动对洪湖流域径流影响的定量辨识

为针对性地提出洪湖流域水资源适应与应对气候变化和人类活动影响的措施,保护洪湖流域生态资源,促进其可持续发展,采取分布式水文模型SWAT定量辨识了1990s流域城镇快速发展以来气候变化和人类活动对洪湖流域地表径流的影响程度.结果表明:近20年来,人类活动是洪湖流域地表径流减少的主要原因,其影响量占径流减少量的63.72%,气候变化的影响占36.28%.但不同阶段人类活动与气候变化对流域径流影响的程度不同,1990s气候变化对流域径流的影响量高于人类活动,2000s气候变化对流域径流的影响量低于人类活动,近20年来的水土保持措施已经发挥了较好的径流调节和保水效益.

洪湖流域自然农耕条件下营养盐沉积输移演化模拟研究

选择洪湖流域为研究区域,应用分布式流域模型SWAT,从长期演化的角度出发,对流域营养盐输移演化进行模拟。模拟的边界条件设置为自然农耕背景,探讨百年尺度洪湖流域营养盐输移演变规律。对TN、TP的模拟分汛期与非汛期两个时间段,分别进行200年的模拟运算。模拟结果显示模型可以很好的体现流域营养盐沉积输移演变的基本特征。TN、TP浓度变化有明显的季节特征,随时间变化特征与沉积记录相一致。模拟结果的时间序列分析,TN、TP显示出不同的变化趋势。流域模型为百年时间尺度上流域营养盐沉积输移演化的自然趋势研究,提供了很好评价依据。

洪湖流域农业面源污染调查与污染负荷核算

针对洪湖流域农业面源污染负荷进行了核算研究,并确定了不同污染源对水环境的贡献率。结果表明,洪湖流域入湖污染物总量为CODCr38 372.26 t/年、NH3-N 787.667 t/年、TN 4 349.054 t/年、TP396.106 t/年,农业面源污染负荷估算值为畜禽养殖>水产养殖>居民生活>农田种植,它们对水环境的贡献率分别为39.33%、32.92%、23.33%、4.41%;畜禽养殖CODCr、TN、TP面源污染负荷量最高,分别为18 642.69、2 749.99、296.72 t/年,水产养殖NH3-N面源污染所占比例最大。

基于SWAT模型模拟的未来气候变化对洪湖流域水资源影响研究

利用SWAT模型和IPCC第五次评估报告中全球气候模式BCC-CSM 1.1数据,对未来气候变化RCP 2.6、RCP 4.5、RCP 8.5共3种典型排放情景对洪湖流域水资源的影响进行了模拟研究。结果表明:SWAT模型对洪湖流域供水资源模拟的适用性较好,洪湖流域在未来RCP 2.6、RCP 4.5、RCP 8.5排放情景下的温度增幅分别为1.4℃、1.9℃和2.4℃,降水变率分别为-3.20%、7.60%和7.90%。SWAT模型模拟结果表明,未来3种情景下随着温度上升洪湖流域实际蒸散发量均略增加,径流受降水影响显著且变化不同,RCP 4.5和RCP 8.5情景下地表径流及地下径流均增加,RCP 8.5情景比RCP4.5情景下地表径流增加多;且各种重现期的洪峰流量和洪水发生频次均增加,RCP 2.6情景下地表径流和地下径流减少。3种情景下径流变异系数较基准期均略增大,说明洪湖流域发生干旱和洪涝的可能性增大,水资源可控性和利用率降低。

洪湖流域传统农业条件下营养盐输移模拟研究

文章选择位于长江中游的洪湖流域作为研究对象，应用流域分布式水文模型SWAT，探讨传统农业条件下流域营养盐输移的规律。模拟时段选择为建国初期的1951～1960年，模拟的边界条件设置为自然地形、土壤、传统农业生产和土地利用方式，其中土壤资料包括营养盐（N和P）、有机质含量、粒径等理化参数等。根据流域汇水范围的变化，模拟分汛期与非汛期两个时间段进行。通过对模型参数率定和调试，水文模拟结果与实测值有较好的吻合程度，由此进行营养盐输出模拟。模拟结果显示，传统农业条件下流域营养盐输出，TN和TP浓度变化有明显的季节特征，体现了耕作制度对营养盐浓度的影响；同时，该时段营养盐浓度相比较自然条件下有了很大的改变，体现了人类活动对流域营养盐输移的影响，主要是土地利用类型变化和湖泊水域面积的缩小。

20世纪80年代以来洪湖流域营养物质输移模拟研究

选择位于长江中游的洪湖流域作为研究对象，应用流域分布式水文模型SWAT，探讨现代农业条件下流域面源营养盐输移的规律。模拟时段选择为1983～2002年。模拟的边界条件设置为自然地形、土壤、现代农业生产及土地利用方式，其中土壤资料包括营养盐（N和P）、有机质含量、粒径等理化参数。径流量与营养盐输出模拟结果与实测值有较好的吻合程度，可以通过置信度95％的显著性检验。模拟结果显示，现代农业条件下流域营养盐输出，TN和TP浓度变化有明显的季节特征，体现了区域耕作方式、径流对营养盐输出浓度的影响。模拟时段内营养盐输出浓度呈明显增长趋势，体现了农药化肥的施用对流域营养盐输移的影响。

土地利用变化对洪湖流域洪涝灾害影响

洪湖流域是著名的鱼米之乡,长期遭受洪涝渍害威胁,也是我国血吸虫病流行最严重地区,搞清该地区洪涝的致灾因子很有必要。利用历史上两个典型相似的暴雨强降水过程气象数据、土地利用资料,采用暴雨洪涝淹没模型模拟计算,以及实际洪涝灾情资料进行对比分析。结果表明,洪湖流域水域面积从1995年的11.70%上升至2010年的14.95%,增加的水域面积主要为水产养殖面积;水产养殖导致对洪水承载能力下降,鱼塘面积的大量增加对洪涝灾害确有放大作用,加剧洪涝灾害;真正落实国家"退田还湖"政策,对于保护湿地生态环境十分重要。

江汉平原洪湖流域营养物质输移演变数值模拟

流域营养物质输入是湖泊富营养化的重要营养物质来源.应用分布式水文模型SWAT,以长江中游洪湖流域为研究对象,对流域营养物质输移变化的时间序列进行数值模拟.根据不同阶段流域营养物质输移驱动因子分析,设计了3个阶段的模拟试验,以反映变化环境条件下流域营养物质输移演变的特征.研究界定出流域营养物质输移演变3个阶段中,营养物质输移通量的变化幅度、变化速率.由自然状态,经建国初期,至20世纪80年代以来,流域营养物质的输出浓度与总量分别经历了以下变化,总氮(TN):0.12→0.31→1.15mg/L,420→1650→6522t/a,总磷(TP):0.018→0.057→0.117mg/L,78→303→665t/a.流域营养物质输移演变经历了1840到1950年间的缓慢增长,20世纪80年代初年平均增长率1.4%的渐增,再到90年代初2.4%的年增长率,直至90年代后期的15%,富营养化趋势明显增强,反映了流域人类活动影响程度不断增强,逐渐取代气候因子,成为流域营养物质输移的主导驱动因子.