基于GIS的城市岸线资源生态敏感性评价研究——以南昌市为例

针对赣江与抚河干流南昌段的生态环境特点,从自然、环境、灾害易损性等方面选取坡度、高程、用地类型、距水体距离、植被指数、降水侵蚀力、地质灾害易发区、地面塌陷易发区等指标构建评价指标体系,再运用综合指数法对岸线资源生态环境敏感性进行综合评价。结果表明:高程、用地类型、距水体距离为区域中高度敏感因子,植被指数、降水侵蚀力、地质灾害易发区、地面塌陷易发区为中低度敏感因子;研究区中不敏感区、低度敏感区、中度敏感区、高度敏感区、极度敏感区分别占总面积的9.23%、15.45%、31.32%、33.92%、10.09%,综合生态敏感度属于中高度敏感。将极度与高度敏感区划为核心保护区,实行严格保护;中度与低度敏感区划为控制建设区,以保护为主、开发为辅;不敏感区划为适宜建设区,进行适当建设,推动高质量发展。研究结果可为南昌市城市岸线资源利用、保护与系统治理提供参考和依据。

抚河南昌段水化学特征及影响分析

于2019年12月和2020年6月在抚河南昌段分别采集了地表水样31个和地下水样11个,对水体中的9种离子(K^(+)、Ca^(2+)、Na^(+)、Mg^(2+)、Cl^(-)、SO_(4)^(2-)、HCO_(3)^(-)、CO_(3)^(2-)、NO_(3)^(-))、pH及TDS进行了测定,运用统计分析、Piper三线图、Gibbs图及水质评价进行水化学特征、控制因素及灌溉适宜性分析。结果表明:各离子含量和pH受季节影响明显,枯水期和丰水期阴、阳离子分别以HCO_(3)^(-)和Ca^(2+)为主;枯水期各离子变异系数较大,空间差异性大于丰水期;水化学类型主要为Ca·Na-HCO_(3)^(-),地表水和地下水之间水力联系密切且转化频繁;水化学控制因素以岩石风化为主,但在丰水期具有向大气降水控制型过渡的趋势;不同离子参数间整体具有显著相关性;适宜性评价结果整体为优良,丰水期优于枯水期。

赣江枯水期脱氮功能微生物群落结构研究

为探究赣江枯水期底泥中脱氮功能微生物丰度及多样性与环境因子的关系,该文以赣江南昌段流域为研究对象,分别采集进入城区前、分支口以及南、北、中支流的表层水体及底泥样本。通过基于16S rDNA和功能基因的高通量测序手段对赣江底泥脱氮功能微生物的丰度和种群结构进行了分析。研究表明:赣江南支水体中氨氮、总氮和总磷明显高于其他采样区域。赣江底泥中微生物主要优势类群为变形菌门(Proteobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)和绿弯菌门(Chloroflexi)。在赣江底泥中检测到3个脱氮功能微生物功能类群,分别是氨氧化古菌(AOA)、氨氧化细菌(AOB)、厌氧氨氧化细菌(Anammox)。底泥中脱氮功能微生物相对丰度排序为AOA>AOB>Anammox,这表明赣江底泥脱氮过程中AOA发挥着主要作用,其优势属为Crenarchaeota noname;脱氮功能微生物群落多样性为AOB>AOA>Anammox,AOB类群中优势属为Betaproteobacteria noname。冗余分析结果显示,硝态氮、氨氮是影响赣江底泥脱氮功能微生物多样性和丰度的关键环境因子。

赣江南昌段突发溢油事故影响预测及分析

随着赣江南昌段航运及水利的快速发展,水上施工和船舶运输过程中的溢油事故可能性大大增加。为研究赣江南昌段突发性溢油事故油膜运动扩散规律,本文利用MIKE21软件建立赣江南昌段市汊至下游赣江四支入鄱阳湖湖区二维水动力模型,分析主航道施工及赣江四支规划南昌枢纽发生船舶溢油事故情况下的溢油漂移扩散的影响分析,得出了油膜可能的影响范围及持续时间,为事故预警、应急处置、应急预案制订等提供了定量化、科学化的管理手段。

赣江南昌段丰水期细菌群落特征

细菌群落是河流生态系统的重要组成部分,本次研究基于高通量测序技术分析了赣江南昌段丰水期（4~8月）细菌群落特征.结果表明,赣江南昌段细菌优势类群为放线菌门（Actinobacteria,41.18%）和变形菌门（Proteobacteria,31.79%）,其次为厚壁菌门（Firmicutes,10.04%）,拟杆菌门（Bacteroidetes,7.26%）,蓝藻菌门（Cyanobacteria,4.01%）.在属分类水平上,相对丰度最高的是hgc I_clade（16.39%）.赣江南昌段细菌丰度和多样性在城区上游、城区中心和城区下游采样点间没有显著差别,在不同月份有显著差别.除变形菌门（Proteobacteria）和疣微菌门（Verrucomicrobia）外,其它门水平分类细菌相对丰度在不同月份都有显著差异;不同采样点中,只有Proteobacteria差异显著（主要是Betaproteobacteria差异显著）,其它门水平分类细菌相对丰度在不同采样点的差异均不显著.温度和流量是影响河流细菌群落的主要因子,其中温度与细菌可操作分类单元（OTU）相关性更高,流量则与门分类水平细菌相关性更高,暴雨径流中Firmicutes取代Actinobacteria和Proteobacteria成为丰度最高的菌群.温度、流量和电导率（EC）是影响OTU的最佳环境因子组合,流量和温度是影响门水平细菌群落的最佳环境因子组合.河水化学指标对细菌群落的影响小于温度、流量等水文气象条件.

赣江南昌段江心洲沉积特征

通过赣江南昌段一江心洲的实地考察,分析了江心洲不同部位沉积物特征、落淤层发育特征、江心洲发育过程。江心洲头部水动力最强,沉积物较粗,连续性最好;侧翼也以粗粒沉积物为主,但含有大量泥砾;顶部和尾部发育横向连续的落淤层。落淤层易板结,边缘龟裂,被河水打碎搬运。保留下来的落淤层分布局限,头部和侧翼均不易保存,顶部和尾部保存较好。另外,保存下来的落淤层近于水平,对非均质性的影响主要为垂向的,侧向连通性好。

赣江南昌河段近20年河槽形态变化规律研究

2000年以来,大规模采砂引起了赣江南昌河段河槽形态的显著变化,给沿岸行洪安全及河势稳定等带来了一系列影响。利用2003年、2005年、2013年、2015年、2018年赣江南昌河段主支及南支的实测地形资料,采用河段平均的方法分析了2000年以来南昌河段河槽形态的变化过程及特点。根据人为采砂对该河段河槽形态的演化影响,将2003—2018年分为采砂期(2003—2013年)和整治期(2013—2018年)两个阶段。在采砂期,河道平面形态变化显著,沿程深泓摆动宽度较大;断面形态变化明显,断面水深和面积大幅增加,河道下切剧烈。在整治期,河道平面形态总体保持稳定,沿程深泓摆动宽度大幅减小;相应地河道断面形态变化幅度较采砂期也大幅减小,河槽水深、面积及河相系数在整治期的年均变量均小于采砂期。

抚河南昌段重金属空间分布特征及来源分析

为分析抚河南昌段流域水体中重金属空间分布特征及可能来源,2019年08月在抚河南昌段共采集了23个地表水样及8个地下水样,对水体中的重金属V、Mn、Ba、Fe、Sr、Zn及类金属元素As进行了测定.结果表明,水体中不同重金属空间分布特征总体趋势一致,即中下游地区高于上游地区,污染特征空间差异性为中等及以上.地表水中V、Fe、Mn的平均浓度超过《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)集中式生活饮用水特定项目标准限值;地下水中类金属元素As平均浓度超过《地下水质量标准》(GBT14848-2017)Ⅲ类水质标准.多元统计分析表明Sr、Ba、Mn可能主要来源于人类生产、生活污染物的排放,Fe、V、Zn可能主要来源于农业渔业及交通污染,类金属元素As主要来源于沿岸及河流底部淤泥及岩石碎屑.

大规模采沙后赣江河道外洲站断面冲淤变化分析

根据赣江外洲水文站近40年实测大断面资料和沙量资料,分析了大规模和无序河道采沙前后断面的冲淤变化情况,以及对各方面产生的影响.大规模采沙前,外洲河沙站断面变化幅度很小,河床变化不大,河势稳定;20世纪90年代中期大规模采沙以来,断面面积平均每年增大380 m2,河床平均每年下切0.26 m,河床严重变形.尽管河道加深,增强了输水能力,降低了洪水位,提高了防洪标准,但该河段的河势恶化,已影响到河势稳定和堤防安全.

抚河南昌段地表水中重金属污染及健康风险评价

2019年8月在抚河南昌段采集23个地表水样品,统计分析7种重金属的含量水平,通过重金属染指数法和健康风险评价模型评价重金属污染程度和健康风险。结果表明,V、Mn和Fe的超标率分别为61.87%、39.13%和47.83%,最终确定V、Mn、Fe和As为关注污染物。水质污染程度均属水体高污染且具有明显的空间差异性。经饮水途径所产生的健康风险高于最大可接受风险水平(1.0×10^(-6)a^(-1))(除采样点D6、D9、D12、D14、D20外),经皮肤接触途径引起的总健康风险均低于最大可接受风险水平。致癌性重金属对人体健康产生的风险大于非致癌性重金属。经饮水途径对儿童产生的健康风险高于成人,而经皮肤接触则为儿童低于成人,饮水途径产生的健康风险高于皮肤接触途径。

赣江南昌河段水质评价

用赣江南昌段1987—1990年实测水质参数,采用均值型指数法,对南昌河段水环境质量进行评价。

综合地球物理方法在内陆江域地区工程勘察中的应用

内陆江域地区地质条件变化复杂,特别是较为发育的软弱夹层对工程设计及施工产生着较大影响。为查明该类型地层展布特征,以赣江流域南昌段为研究对象,采用微动及多道水上地震法,开展江域地区工程地球物理探测应用研究,结果表明,该方法组合能较为准确地探获第四系覆盖层分布特征,特别是对查明淤泥质粘土等地质异常体空间展布特征极为有效,结合钻孔验证、测试结果,能较为准确地获取不同地层物参、动参特征,为工程勘察、设计、施工提供重要依据。

降雨特征对赣江南昌段河流断面不同水期的水质影响分析

针对赣江南昌段水环境质量问题,以赣江南昌段周坊国考断面为研究对象,采用Mann-Kendall检验、相关性分析等方法分析了赣江南昌段不同水期的降雨特征,并考察了降雨特征对该断面水质的影响。结果表明:1)赣江南昌段该断面COD和NH_(3)-N浓度全年基本符合GB 3838—2002《地表水环境质量标准》Ⅲ类标准,但TP浓度主要在涨水期、其次为枯水期超过GB 3838—2002Ⅲ类标准,TN浓度除在2019-08—2020-02外,均超过GB 3838—2002Ⅲ类标准。2)断面TN和TP的日内时平均变异系数较小(<15%),而COD、NH_(3)-N和浊度的日内时平均变异系数>15%。3)NH_(3)-N浓度通常在年内第1个降雨量较大的月份出现峰值,TP和流量显著相关(R^(2)=0.728,P<0.01)。4)在涨水期和洪水期,该断面水质超标的现象多发生在强降雨后;当枯水期发生强降雨后,水质参数随着降雨均有明显上升。当枯水期发生强降雨后,水质参数随降雨均有明显上升,存在超标的可能性。

基于水量分配方案的抚河流域最小控制需水量研究

鄱阳湖流域水资源丰富,在非汛期尤其是用水高峰期,存在供需水矛盾和河道外用水挤占河道内用水现象。基于水量分配方案,以控制断面为节点,考虑河道外需水,兼顾河道内生态环境需水,系统提出计算流域控制断面最小控制需水量方法。在此基础上,以抚河流域为例,把流域划分为12个控制断面,分别为沙子岭、黎川、南城、洪门、廖坊、石门、廖家湾、娄家村、马圩、焦石、柴埠口和李家渡,各断面的最小控制需水量分别为7.40、3.80、28.73、12.00、49.81、2.61、50.85、71.68、0.50、108.94、15.56和10.30m3/s。通过水文监测控制流域断面流量,为落实水量分配方案、保护流域水环境和维持河流生态系统健康提供保障。同时,以最小需水量并与实测流量比较,确定各用水区余缺水量,为实施流域非汛期水量调度提供依据。

基于云模型的河流健康多层次模糊综合诊断——以赣江南昌段为例

河流健康状态是一个多因素协同影响效应的系统过程。在分析河流健康概念的基础上,综合考虑了赣江流域南昌段环境、资源、生态及服务功能的相关因素,构建了其河流健康多层次模糊综合诊断指标体系及诊断等级标准。针对河流健康影响因素多而复杂,且存在模糊性、随机性和层次性的特点,将云模型理论与模糊层次法相结合,融合云模型与模糊层次法的数据处理优势,提出了一种基于云模型的多层次模糊综合诊断方法。利用该方法对赣江南昌段河流健康状态进行诊断,结果表明,赣江南昌段处于亚健康水平,需要采取相应措施使其恢复到健康水平。通过与其他评价方法对比表明,方法诊断结果合理,可为河流健康诊断工作提供一条新途径。