鄱阳湖流域赣江(南昌段)沉积物磷赋存形态特征及释放风险分析

本研究采用化学连续提取法,分析赣江南昌段表层沉积物磷赋存形态特征及其生物有效性,并通过等温吸附实验探讨了沉积物磷释放风险。结果显示:赣江南昌段表层沉积物总磷(TP)含量范围为235.21~702.24 mg/kg,均值为522.93 mg/kg,具有较高的空间异质性。所有采样点位中无机磷(IP)均以闭蓄态磷(Oc-P)为主要赋存形态,各形态无机磷含量特征表现为:Oc-P>铁结合态磷(Fe-P)>碎屑钙磷(De-P)>自生钙磷(ACa-P)>可交换态磷(Ex-P)>铝结合态磷(Al-P);有机磷(OP)以残渣态有机磷(Res-P_(o))为主要赋存形态,按活性划分表现为:非活性有机磷(NOP)>中活性有机磷(MLOP)>活性有机磷(LOP)。生物有效磷(BAP)含量范围为61.59~218.27 mg/kg,占TP含量的比例为27.07%。BAP总量及占TP的比例均处于较低水平,沉积物内源磷释放风险较低。BAP中Fe-P平均占比为56.72%,表明沉积物磷潜在释放风险主要来源于Fe-P。TP、Fe-P和De-P之间均存在显著相关关系,表明外源输入可能是赣江沉积物磷的主要来源。采样期间赣江南昌段沉积物磷平衡浓度(EPC 0)高于上覆水溶解性活性磷(SRP)浓度,磷吸附饱和度(DPS)均低于沉积物磷大量流失的临界值25%,表明此阶段沉积物磷虽作为上覆水的“磷源”,但出现大量释磷的可能性不高。因此,沉积物内源磷释放引起赣江水体富营养化的风险不高,这意味着赣江水体应更多关注外源输入问题。本研究结果为赣江南昌段水环境的科学管理提供了数据支撑和科学依据。

鄱阳湖水沙与氮磷输移过程及滞留效应研究

为了开展鄱阳湖水沙、氮磷输移过程及滞留变化的研究,收集了鄱阳湖“五河”七口水文站1958-2021年的径流量和悬沙浓度数据、1965-2020年鄱阳湖湖口入江水道地形数据、2003-2021年水质监测数据以及1973-2018年湖区围垦遥感解译等数据,采用统计、对比、双累计曲线及质量守恒法等方法,分析了鄱阳湖“五河”入湖沙量变化趋势、鄱阳湖入江水道地形变化以及鄱阳湖TN、TP滞留变化过程.结果表明:①从20世纪90年代起“五河”入湖总沙量呈显著下降趋势.②鄱阳湖出口河段河床于2000-2010年期间在深度10.0~12.0m中滩河床发生了强烈下切和横向展宽,2010-2020年下切显著减缓,中滩河床还存在横向展宽的可能.③出入湖TN、TP通量与出入湖泥沙通量成正比.④鄱阳湖2003-2021年逐年TN、TP滞留率显著降低.研究显示:鄱阳湖“五河”流域各大中型梯级水库的建设使得鄱阳湖湖区多年来沙量显著降低,鄱阳湖流域水土保持及闸坝体系在2000年后水土流失韧性增强;但湖区采砂挖沙和航道整治等使得鄱阳湖出口河段河床显著下切;采砂挖沙活动导致鄱阳湖湖盆沉积物受到扰动,使得沉积物中的氮磷被释放出来,增加了出湖TN、TP通量,在一定程度上降低了鄱阳湖TN、TP滞留率.

1961-2003年间鄱阳湖流域气候变化趋势及突变分析

本文利用1961-2003年间鄱阳湖流域14个气象站的气温、降水量、蒸发量等观测数据和8个主要水文站的流量数据,研究该时段内鄱阳湖流域的气候变化趋势、突变及其空间分布的差异．研究表明,鄱阳潮流域气温和降水均在1990年发生突变,继而呈现显著的上升趋势；在季节变化上,冬季平均气温在1986年发生突变,增温显著；夏季降水量和夏季暴雨频率均在1992年发生突变增加,暴雨频率增加是夏季降水量增加的主要原因；蒸发皿蒸发量和参照蒸散量均呈现显著下降趋势,该变化在夏季尤为明显．上述变化趋势均以1990s最为显著,这与长江流域气候变化趋势基本一致．在空间分布上,饶河水系、信江水系和赣江下游等气候变化更为显著．笔者认为,鄱阳湖流域气候变化在长江流域中比较突出．该流域1990s暖湿气候在加强；气温的升高、降水量和暴雨频率的增加以及蒸发量的下降强化了五河流量的增加趋势,由此可大致判定鄱阳湖流域气候变化与洪涝灾害之间可能存在的关系,这可为理解气候变化在该流域的响应和预测该流域未来可能的洪涝灾害提供依据．

鄱阳湖流域抚河径流特征及变化趋势分析

抚河是鄱阳湖流域第二大河流。其径流变化研究对揭示鄱阳湖水文情势演变规律和鄱阳湖生态环境保护具有重要的科学意义。本文采用鄱阳湖流域抚河上、中、下游8个主要水文站的实测资料．分析了抚河径流年内分配特征及变化规律；应用Mann—Kendall非参数检验与回归分析等方法，研究了近几十年内抚河年、月径流变化规律及与降雨的关系。结果表明：（1）抚河径流年内分配不均，但不均匀性在流域内空间差异较小；（2）受水利工程调蓄影响，径流年内分配越来越均匀；（3）不同年代年径流特性存在差异，20世纪70年代至90年代初，径流相对稳定，90年代中期到2002年，呈较明显上升趋势，2002年后，表现为下降趋势；（4）月径流变化有增有减，基本规律为枯水期（11月一次年3月）月径流量基本呈上升趋势，洪水期（4～6月）月径流基本呈下降趋势；（5）抚河的年降水量在2002年附近发生突变减少，与年径流量突变时间基本吻合，说明气候变化降雨量减少对近10年鄱阳湖流域抚河入湖径流的减少影响显著。

鄱阳湖流域赣江水系溶解态金属元素空间分布特征及污染来源

于2015年1月和7月在赣江干流和主要支流37个采样点共采集74个水样,分析赣江水系15种溶解态金属元素(Be、Al、V、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、As、Mo、Cd、Sb、Tl、Pb、U)的空间分布特征和污染来源的贡献率.结果表明:多数水样的溶解态金属元素浓度符合水质标准,主要的超标元素是Fe,样品超标率为21.60%,其次为As(8.10%)、Mn(4.05%)、Tl(4.05%)和Al(1.35%).Be、Al、V、Fe、Co、Ni、Cu、U浓度在枯水期显著高于丰水期,其他元素差异不显著.依据溶解态金属元素的空间分布特征,赣江流域可分为3个区域:湘水、章水和赣江赣州市段(C1),桃江、袁水和锦江(C2),其他区域(C3);溶解态金属元素水平大小排序为C1>C2>C3,其中Be、Al、Cu、Mo、Sb、As浓度在C1最高,V、Mn、Fe、Ni、Cd浓度在C2最高.采矿废水、矿渣和农田土壤降雨淋滤、钢铁冶炼废水是赣江溶解金属元素的主要来源;Be、Al、Cu、Pb、U的污染源超过40%来自采矿废水,Cu、As、Mo、Cd的污染源超过35%来自矿渣和农田土壤降雨淋滤,V、Mn、Co、Ni的污染源超过41%来自钢铁冶炼废水.

鄱阳湖流域河水、湖水及地下水同位素特征分析

利用鄱阳湖流域同位素按月份呈周期性变化的特征,将氘氧同位素关系作为示踪剂,研究降水入渗及地下水、河水与湖水之间的转化关系。结果表明:4月中旬湖水、河水、井水的δD、δ18O的均值分别为(-2.32%,-0.42%)、(-2.86%,-0.48%)和(-3.18%,-0.55%),δ18O~δD关系点都落在全球雨水线GMWL上;湖水最为富集,湖水的补给除河水之外,湖区及周边的降水也占一定比例。7月下旬湖水、河水与井水的δD、δ18O值明显比4月中旬的值贫化,与降水同位素变化趋势相一致,经历干旱高温天气后,湖水、河水与井水的δ18O~δD关系点落在蒸发线(EL2)上。同位素数据表明,井水与河水之间的转化性强,大量降水入渗地下成为潜水,通过地下径流补给河流,降水转化为河水的周期大约经历了1个月。3—6月为雨季,鄱阳湖对长江水的补给较大,影响到长江水中的同位素。

鄱阳湖流域乐安河重金属污染水平

乐安河是鄱阳湖五大人湖水系中重金属污染最严重的水域．为研究其污染现状,于2003-2004年度对乐安河水体、底泥及水生生物的重金属污染进行了调查与分析．结果表明,乐安河水体中的重金属除Cu的含量超出地表水环境质量标准Ⅲ类标准外,其它各项监测指标均能达到地表水环境质量Ⅲ类标准．乐安河底泥的重金属含量平均值与国家土壤环境质量相比,Cu的平均值超出了三级标准,而Pb和Zn的含量指标均符合三级标准;通过地质累积指数评价结果表明,乐安河底泥中Cu为严重污染,Pb为偏中度污染,Zn为中度污染．乐安河水生植物对Cu,Pb,Zn都有不同程度的富集,根据富集系数评价表明,植物对Cu的平均富集能力相对较强,其次是Pb和Zn．浮游动物、植物和底栖动物也受到不同程度的污染,其分布和数量因河段水质变化的影响也出现类似的波动．

1950—2016年赣江径流量变化特征及其影响因素分析

为了阐明赣江径流近50多年的变化特征及影响因素,以赣江外洲水文站1950-2016年水文资料为基础,利用距平累积法分析赣江径流年际变化特征,结合Mann-Kendall检验法和滑动T检验法对赣江径流特征进行突变性检验,采用Morlet小波分析法对径流序列进行周期性分析,并对导致赣江径流序列产生这种特征及其变化趋势的原因进行了讨论。结果表明:(1)赣江10a径流量呈现增加趋势,10a径流量最小值发生在20世纪60年代,最大值发生在2010-2016年;(2)1962-1963年和2010-2011年的赣江径流累积距平和年均径流量均呈现显著下降状态,且前者的变化特征比后者更加显著;(3)Mann-Kendall检验结果和滑动T检验结果均表明赣江年均径流在1991年前后存在着明显的突变性特征;(4)17a、6a和3a这3个周期的波动控制着赣江外洲水文站在1950-2016年这整个时间域内的变化特征;(5)赣江径流受气候变化和人类活动共同作用,气候变化主要影响径流长期变化趋势,径流变化的突发点与人类活动关系更大。研究结果可为鄱阳湖流域赣江水资源科学、合理的规划及利用提供一定的参考依据。

气候变化和人类活动对鄱阳湖流域赣江径流影响的定量分析

气候变化和人类活动对流域径流影响的定量研究是当前研究的热点,赣江作为鄱阳湖流域最大的子流域,径流变化对鄱阳湖湿地水生态系统具有重要的影响.利用Mann-Kendall突变检验分析了赣江流域径流1955—2010年间演变趋势,再分别应用统计方法和IHACRES集总式模型分析气候要素和人类活动对径流的影响.研究表明IHACRES能够较好地模拟赣江流域径流,适用于中亚热带湿润季风气候区.Mann-Kendall突变检验表明赣江流域径流在1979年发生突变,可划分为1955—1979年和1980—2010年两个时段.降水是影响赣江流域径流年际变化的主要因素,而土地利用等人类活动的影响并不明显.水库建设显著影响赣江径流的季节分配,1980—2010年间人类活动影响更加显著,其中45%的年份秋季径流增加50%以上,26%的年份秋季径流增加超过100%,其中1989年的秋季径流增加幅度达到320%.

三峡水库防洪作用与鄱阳湖流域洪灾分析

近期,长江中下游洪灾引发国内外网民和社会公众的重点关注和广泛热议,人们认为这是三峡水库不作为造成的。因此,客观、公正、科学地认识长江中下游洪灾,以及评价三峡水库的防洪作用,对稳定社会、人心具有重要现实意义。在介绍长江2020年7月三次编号洪水基础上,分析三峡水库调度过程及其对长江中下游流域的防洪作用与贡献;从气象、水文、地理和防洪标准等角度,揭示鄱阳湖流域洪灾发生的原因。结果表明,三峡水库有效调度了三次编号洪水,削减洪峰幅度为34%~46%,拦蓄洪量为25~88亿m 3,大大缓解了长江中下游防洪压力。鄱阳湖流域洪灾发生的主要原因:一是入梅提前,导致降雨集中强度大、范围广、持续时间长;二是部分支流堤防建设滞后、蓄滞洪区运用不合理,导致上游形成的洪水峰高量大且与鄱阳湖洪水发生遭遇,以及城市加速排洪至河道、中下游长时间处于高水位运行、鄱阳湖受其顶托作用而无法及时通过干流泄洪等。研究结果对正确认识三峡水库的防洪作用与长江中下游流域防洪减灾具有重要参考价值。

20世纪国外流域管理经验及对鄱阳湖流域管理的启示

流域管理是以河流流域为单元的水资源统一管理。实行流域管理是许多国家经过长期摸索而最终采取的有效方式,并已成为普遍趋势,而我国的流域管理尚处于最初的探索阶段。鄱阳湖是中国第一大淡水湖,鄱阳湖流域管理应借鉴国外流域管理的成功经验。考察20世纪国外具有代表性的美国的田纳西河流域管理、英国的泰晤士河流域管理、日本的琵琶湖流域管理以及澳大利亚的墨累-达令河流域管理,充分借鉴其成功经验,提出鄱阳湖流域管理的对策和建议:建立强有力的流域管理机构,制定流域协调机制;加强流域管理的法制建设,完善法律法规体系;鼓励社会公众参与,提升公众环保意识。

鄱阳湖流域江河源头地区水环境立法保护

由于对自然资源的不合理开发利用 ,近年来鄱阳湖流域水环境有恶化趋势。从分析流域水土流失、水旱灾害等水环境问题出发 ,针对水环境保持地方立法的现状 ,提出加强江河源头水环境立法保护的对策。

鄱阳湖冲淤演变及水文生态效应

根据1956—2020年出入湖输沙过程等实测资料,定量研究了湖区水沙运动特征和湖盆由淤积向冲刷转变的演变过程及水文生态效应。利用1998年、2010年和2020年进行的三次典型断面测量成果、遥感影像和现场调查勘测资料分析计算后发现:(1)2000年以前鄱阳湖以淤积为主。(2)2001—2010年有淤有冲,中部主湖区12个典型断面滩槽平均淤高0.51 m;入江水道滩槽平均下切0.35 m、泥沙冲刷量达19121×10^(4)m^(3)。(3)2011—2020年湖盆全面冲刷,中部主湖区滩槽平均下切0.35 m;入江水道滩槽平均下切1.39 m、泥沙量为9608×10^(4)m^(3)。(4)湖区采砂加剧了河床侵蚀,2000—2010年通江水道采砂量为9348×10^(4)m^(3),相当于自然冲刷量的45%;2011—2020年采砂量为8157×10^(4)m^(3),相当于自然冲刷量的85%。(5)入江水道侵蚀,使1—3月湖水位全面降低,直接改变了湖泊湿地的洲滩植被分布格局。研究结果表明,江河湖泊高泥沙含量增加了开发治理的复杂性,水土资源开发利用要坚持科学有度原则,同时要高度重视生态环境建设与保护。

创建权之争:水利纠纷与地方社会——基于清代鄱阳湖流域的考察

清代,在鄱阳湖流域内的乌石潭陂、槎滩陂和北澳陂水利系统,地方社会围绕水利工程设施的创建权属都发生了激烈的矛盾纠纷。这种文本纠纷的发生,源于地方社会宗族观念的浓厚基础,也是地方民众争夺用水权的一种表现形式,反映了地方社会不同力量之间的权力争夺和社会秩序的变化,表现出区域类型性特征。

跨界流域水资源管理冲突识别、成因与机理及对策——以鄱阳湖流域为例

识别跨界流域水资源管理冲突及其成因,可为流域水资源可持续利用提供借鉴与参考。以鄱阳湖流域为研究对象,从流域水资源管理冲突特征出发,剖析了鄱阳湖流域水资源管理冲突表征;在此基础上,阐述了流域水资源管理冲突的成因及影响机理,并提出了水资源管理冲突优化对策。这些对策主要包括:制定鄱阳湖流域水资源综合规划,提高水资源管理效率;完善流域水利基础设施,实现水资源有效调度与监管;编制流域水资源资产负债表,构建流域生态补偿机制。基于跨界流域视角剖析流域水资源管理冲突过程,可为实现流域综合治理研究提供有益补充。

鄱阳湖流域饶河水生态环境保护与治理对策研究

饶河是江西五大河之一,是全省重要的生态通道,流域内河湖众多、水系发达、水资源丰富。围绕饶河流域功能定位,以相关部门的行业规划、政策文件和公开发布的数据等为基本依据,全面分析了饶河流域保护与治理中存在的问题,并从流域全局出发,结合相关规划和政策,从水环境改善、水生态修复等方面提出了相应的治理思路与对策措施,可为进一步指导饶河流域保护与治理工作提供支撑。

鄱阳湖"斩秋湖"水位调控方式对湖泊湿地的影响及启示

鄱阳湖由于其长期的水文和地质过程形成了独特的碟形湖泊群。人类活动历史演变形成的、与大型通江湖泊节律性水文特征相互协调的"斩秋湖"水位调控是长江中下游季节性湖泊中的一种重要渔业方式。采用PRA方法调查和统计渔业数据,分析了"斩秋湖"人工调控的成因和调控方式;基于"斩秋湖"渔获物组成和年龄结构,分析其对湿地生态系统和关键物种生境的影响。结果表明:"斩秋湖"水位调控会显著改变湖泊湿地物种组成和群落生物量,提出了该调控方式对湖泊湿地保护与管理的启示。

基于LSTM网络鄱阳湖抚河流域径流模拟研究

水文预报及其径流变化趋势预测能够为防汛工作提供辅助决策,是水库调度兴利的重要手段.与传统分布式水文模型相比,利用长短期记忆网络(LSTM)建立降雨径流预报模型具有简单可行和精度较高的优点.该文以鄱阳湖抚河流域为研究对象,采用抚河流域的降雨和径流数据分别作为模型驱动数据和标签数据,通过LSTM网络实现抚河流域的径流模拟工作.结果表明:在使用气象站数据建立的日尺度径流模拟模型中,模拟结果与实测值相关性均达到0.9以上,偏差在±5%以内,模型表现非常好;在使用TRMM数据建立的月尺度模型中,整体模拟结果与实测值相关性在0.9以上,整体偏差在±5%以内,模型表现优秀.

基于SWAT-X模型的抚河流域径流量模拟研究

建立抚河流域的SWAT-X模型,利用其敏感性分析模块分析参数灵敏度,得出4个敏感参数CN2、Gwqmn、rchrg_dp、ESCO;采用沙子岭、南城、廖家湾、娄家村4个水文站1998—2005年月数据进行水文参数率定并评价模型的适应性,结果表明径流模拟值均达到拟合精度(相对误差、相关系数、效率系数),SWAT-X模型适宜于抚河流域的径流量模拟。

城市河流细菌群落特征及影响因素——以鄱阳湖流域赣江南昌段为例

为了了解赣江细菌群落特征,探讨环境因子对城市河流细菌群落结构组成的影响,本文基于高通量测序分析鄱阳湖流域赣江南昌段2015年4月至2016年3月5个采样点(G1~G5)的细菌群落特征.采用R语言"Vegan"程序包中的"Bioenv"程序、冗余分析方法分析环境因子对河水细菌群落的影响,基于Bayesian统计方法的Source Tracker模型估算南昌城区对赣江细菌群落的改变比例.结果表明:赣江南昌段的优势菌门为放线菌门(Actinobacteria,34.05%)和变形菌门(Proteobacteria,31.59%),其次为厚壁菌门(Firmicutes,15.49%)和拟杆菌门(Bacteroidetes,9.12%);气温和流量是河流细菌群落主要影响因子,其中气温是影响OTU丰度的最佳单参数,影响门丰度的最佳单参数是流量;水文气象条件(气温和流量)对河流细菌群落的影响大于水化学指标,包括营养盐(溶解有机碳、总磷和铵态氮)、水化学离子(HCO_3^-、Cl^-、NO_3^-、SO_4^(2-)、Na^+、K^+和Mg^(2+))和重金属元素(Mn、Cd、Cr、Pb、Cu、As、Ba和Fe).除Proteobacteria外,其余门的细菌相对丰度在5个采样点之间不存在显著差异;Source Tracker模型结果表明南昌城区对赣江细菌群落结构组成的影响为6.33%~34.67%,对赣江南支细菌群落的影响显著高于其他河段;南昌城区对细菌群落的影响较小,主要的影响门类为Proteobacteria.