湘江长沙段捞刀河口国控断面低氧成因研究

2021年6月10日起湘江长沙段捞刀河口国控断面出现溶解氧浓度未达到地表水Ⅲ类水质标准现象。为查清捞刀河口断面溶解氧偏低的成因,在该附近水域布设9个采样断面,于2021年7月16—22日开展调查监测。监测结果表明:国控断面捞刀河口水质自动站取水口溶解氧指标浓度降低主要受气温、气压、地形位置、受纳水体负荷、水体自净能力等因素影响。建议增加上游生态流量补充,并加强楚家湖、金竹河、苏托垸片区管理,采取截污、清淤等措施,减轻捞刀河污染物自净负荷,增强水体自净能力。

基于耦合理念的河流乡村段景观整治研究——以捞刀河长沙县段为例

河流作为乡村水环境的重要组成部分,对乡村生态、生活、生产空间的改善及城乡区域协调发展意义重大。鉴于乡村河流的多目标需求,提出耦合理念下的整治思路,以捞刀河长沙县段作为研究对象,从防洪体系、水利工程设施、生态治理、新农村建设四方面与河流景观实现协同整治。

捞刀河畔乡村景观动态变化特征

以我国中南地区的典型乡村——湖南省浏阳市北盛镇捞刀河畔乡村为例,将捞刀河畔11个村落作为中南地区乡村景观的典型研究区域;以2003、2011、2019年3期遥感数据为基础,构建二级景观分类系统;应用景观动态变化模型,并结合国家政策背景、研究区现状,从不同时空角度分析捞刀河畔乡村景观动态演变特征及规律。结果表明:2003年,捞刀河畔乡村各景观类型分布集中于研究区中部,2011、2019年各景观类型分布较为分散,受人类建设活动影响大的景观类型其质心移动幅度明显,且均有向南(靠近镇中心)移动的态势。2003—2019年,耕地在研究区景观结构中占据重要地位,并与有林地、农村居民点构成研究区景观基质类型。16 a间,未利用地、其他林地、交通道路用地面积动态变化非常明显,动态度超过30%;耕地处于加速减少状态,交通道路用地、农村居民点处于缓速增加状态。2003—2011年,近1.62%的耕地流向农村居民点,并与有林地构成农村居民点的主要来源;2011—2019年,工业用地主要来源于有林地和农村居民点,其余景观转移情况与2003—2011年类似。2003—2019年,研究区景观综合动态度由1.29%升高至3.02%,从极缓慢变化状态变为慢速变化状态,各景观类型稳定性减弱。总体看,16 a间捞刀河畔乡村景观动态变化显著,乡村建设活动虽有控制迹象,但仍对乡村生态环境产生负面影响,乡村景观的原真性亟需加强保护。

湘江捞刀河流域氨氮和总磷水环境容量计算

水环境容量的定量计算是实现水环境精细管理的前提,但相关参数在无充分资料的中小流域较难获得,其变化的难以确定给水环境容量求解带来较多不确定性。网格分布式水文模型和一维河网水质模型计算可以求解部分参数,提升水环境容量计算精度。选取长株潭城市群代表性区域——湘江一级支流捞刀河流域为研究对象,通过建立网格分布式水文模型和一维河网水质模型,结合水环境容量计算公式求解流域内不同控制单元水环境容量和剩余环境容量。结果表明:网格分布式水文模型可以较好地模拟流量,为水环境容量求解提供关键水文参数;金井河口和白沙河口所在控制单元的氨氮入河量超过水环境容量,其他控制单元的氨氮入河量在水环境容量范围内;流域上下游控制单元总磷的剩余环境容量接近0,而中游几个控制单元的剩余环境容量为负,有污染物应削减量。该研究可为无充分资料地区环境容量求解提供参考。

耦合流域-区域用水总量红线的供水优化模型及应用

为细化流域-区域耦合的用水总量指标及优化供水方式,基于流域用水总量红线与区域用水总量红线的共同约束,建立了耦合供给侧和需求侧用水总量红线的多水源多目标水资源系统供水优化模型,并应用于浏阳河-捞刀河流域,分析不同水源分配到不同行政区的最优供水方案以及最大供水量。现状年浏阳河-捞刀河流域存在一定的过度供水或供水不足;供水优化模型压缩了两流域平水年和丰水年的超红线供水,提高了枯水年和特枯年供水量;两流域规划特枯年比现状特枯年的缺水率降低了11.63%。这表明供水优化模型能较好地优化流域供水方式,确定不同频率年流域耦合区域的用水总量细化指标,相关成果可为用水总量控制的过程监管及超标预警提供有效技术支持。