亚热带江河源头区径流对土地利用及气候变化的响应研究

[目的]厘清不同情景下亚热带江河源头区的径流量变化,为流域水资源的综合管理调控和水资源开发利用提供决策依据,并为亚热带江河源头区生态安全保障提供科学参考。[方法]以赣江主要源头区域的桃江流域为研究区,采用2000—2019年的气象及降水数据开展SWAT模型的率定与验证,进而模拟了不同土地利用与气候变化及其组合情景下的径流响应特征。[结果]SWAT模型对于桃江流域具有良好的适用性,模拟径流与实测径流拟合效果良好。建设发展情景下的产流能力最强,生态保护情景下的产流能力最弱。不同季节的产流能力存在明显差异,丰水期各情景产流能力差异较大,而枯水期不同情景地表径流量差异较小。15种气候变化情景中,流域径流量与降水量呈正相关(p<0.01),与温度呈负相关。相较于气温变化,降水量的变化对桃江流域的径流量影响更大,是径流量变化的主要影响因素。L_(1)&C_(5)情景(耕地扩张情景,温度不变,降水量增加20%)下的年均径流量最大,达267.15 m^(3)/s。[结论]土地利用对于径流变化影响相对较弱,气候因素在桃江流域径流变化中起主要作用。

沱江流域内江段不同土壤有机碳含量研究

针对沱江流域内江沱江乡,在野外调查、土壤样品采集与室内测试的基础上,通过相关软件统计分析剖析了沱江流域内江段农田土壤有机碳分布特征。结果表明:研究区侏罗系沙溪庙组四段土壤有机碳的含量高于侏罗系沙溪庙组三段。以第四系成因来看,土壤有机碳分布规律按大小顺序为:残坡积物、残积物、坡洪积物、冲积物。从不同土壤有机碳含量差异性来看,水稻土有机碳含量高于紫色土。在不同土地利用方式下,土壤有机碳含量的多寡分布按大小顺序为:灌溉水田、荒地、林地、旱地;水田土壤有机碳含量高于旱地,水田的潜在固碳量大于旱地。由于农田土壤固碳过程受诸多因素共同作用,因此准确认识和辨别其主要影响因子成为了精确评估土壤有机碳变化方向及速率的关键问题。

赣江上游河道氮污染分析评价

为研究赣江上游-桃江流域水质污染分布状况,基于平水期在桃江流域采集的167个水样,通过现场和室内分析测定,并运用内梅罗综合污染指数和单因子污染指数评价法对流域的硝氮和氨氮污染状况进行评价。结果表明:①桃江干流和大部分支流pH值都在地表水环境质量标准限值范围内,但濂江17个采样点中,有4个采样点受小型电站和酿酒厂的影响,pH值低于地表水标准限值;②亚硝氮极易被氧化,是流域总体亚硝氮含量较低的原因,干流上游部分地区亚硝氮浓度稍高,渥江和濂江水质差,河水处于缺氧或厌氧状态,浓度较高;③流域总体硝氮超标率为31.7%,龙迳河和濂江受矿区及畜禽场的影响,硝氮变异系数大且超标严重,超标率分别为73.3%,70.6%;④流域内稀土矿区分布广、数量大,采矿、选矿过程中大量使用的硫酸铵、碳酸氢铵等化学药剂的使用,使氨氮污染最严重,且均超出地表Ⅲ类水氨氮限值,其中介于Ⅲ~Ⅳ类水占51.5%,Ⅳ~Ⅴ类水占8.4%,劣Ⅴ类水占40.1%。

赣江上游典型流域水文情势分析

河流的水文情势变化驱动着河流乃至流域生态环境系统地发展。系统分析赣江上游桃江的水文情势变化,可为流域进行水资源综合利用及形成适宜的水文生态环境提供科学指导。基于1960—2019居龙滩水文站的逐日径流量实测资料,并结合降雨气候,运用线性回归、累积距平和趋势滑动平均和集中度等方法对径流演变进行趋势分析,最后采用IHA/RVA法系统分析了赣江上游桃江的水文情势变化。结果表明:人类活动对桃江流域流量改变影响显著;流域径流的集中度呈现显著下降,集中期呈现增加趋势,径流最大值推迟出现且年内分配更加均匀;变化后流量脉冲次数增加,流量上升率减少,下降率增多。桃江流域整体水文改变程度属于中等偏低,即流域处于较为良好的变化趋势。

赣江上游桃江流域不同等级降雨时空变化特征

基于赣江上游桃江流域1962—2018年13个雨量站降雨数据,采用M-K趋势法、Pettitt突变检验法分析降雨变化特征,探究区域不同等级降雨时空变化特征。结果表明流域多年平均雨量1562.20 mm,降雨主要集中在春、夏季,中、大雨对年雨量贡献较大;多年平均雨日147.61 d,小雨雨日对年雨日贡献最大;年总雨日和小雨雨日显著减少,小雨、暴雨雨日在1975年和2009年发生显著突变;冬季总雨日和小雨雨日显著减少,大雨雨日显著增加。降雨序列在夏季突变最多,秋季次之,春季最少。夏季大部分突变出现在上世纪90年代,秋季突变时间均在2015年前后;降雨数据在不同时间尺度下,在流域不同区域变化并不完全一致。说明不同等级降雨变化时空分布不均,有朝极端降水发展的趋势。