郑州市贾鲁河防洪布局研究

为解决郑州市贾鲁河防洪存在的问题,本文立足现状,谋划未来,整体布局,提出了“上蓄、中滞、下排”的郑州市贾鲁河防洪工程布局,将贾鲁河尖岗水库至七里河入贾鲁河口段防洪标准提升至200年一遇,贾鲁河七里河入贾鲁河口至中牟陇海铁路桥段防洪标准提升至100年一遇,大大缓解郑州市城区及中牟县的防洪压力。研究结果可供类似城市的防洪布局及建设参考。

城镇扩张背景下湘江中游水系变化及其响应研究

鉴于城镇扩张使大量水域被挤占压缩甚至消失,导致洪涝风险剧增。以湘江中游典型城市衡阳为例,基于2001~2016年研究区水系特征数据与城镇化数据,构建了水系变化与多维城镇发展评价体系,剖析了城镇扩张背景下水系变化响应。结果表明,湘江中游地区城镇发展可分为三阶段,城镇扩张呈现速度先快后慢、强度相对较低的特征;研究期内水系数量总体呈衰减趋势,河道形态整体呈萎缩状态,水系数量少、结构单一的流域衰减剧烈;城镇扩张与水系变化关系紧密,其对水系数量变化影响大于结构变化,且与水系数量少、结构单一的流域关联度高。由此可见,城镇建设与扩张等人类活动要尽可能减少对此类流域的不良影响。

湘江中下游农田土壤和蔬菜的重金属污染

从湖南省湘江中下游衡阳—长沙段沿岸采集219个农田土壤样品和48个蔬菜样品,测试其中As、Cd、Cr、Cu、Ni、Pb、Zn等7种重金属元素的含量,并结合GIS作图与数据统计,对农田土壤中重金属空间分布、土壤和蔬菜中重金属富集特征以及其潜在风险进行分析。结果表明,农田土壤中As、Cd、Cu、Ni、Pb和Zn含量均大于湖南省相应土壤重金属含量背景值,Cd(2.44mgkg-1)、Pb(65.00mgkg-1)、Zn(144.13mgkg-1)含量分别超标7.97、3.69和1.63倍。与我国《土壤环境质量标准》(GB15618-1995)中II级标准(pH6.5￣7.5)比较,土壤As、Cd、Cu、Ni、Pb和Zn含量的超标率分别为13.2%、68.5%、2.7%、2.7%、8.7%和15.1%,表现为以Cd为主的多种重金属混合污染。菜地土壤中As、Cd、Cu、Pb和Zn的含量(几何均值)分别高于水稻土As、Cd、Cu、Pb和Zn含量。与《食品中污染物限量》(GB2762-2005)等标准比较,蔬菜As、Cd、Ni、Pb含量的样本超标率分别为95.8%、68.8%、10.4%和95.8%;蔬菜Cd、Pb、Zn含量与相应土壤的Cd、Pb、Zn含量存在极显著的相关性(P<0.01)。湘江中下游的农田土壤和蔬菜中重金属污染的潜在风险值得关注。

湘江中下游肾综合征出血热传播风险预测和环境危险因素分析

利用2005-2010年湘江中下游地区HFRS病例数据和相关环境数据,结合地理信息系统、遥感技术和最大熵值法生态位模型探索湘江中下游地区HFRS传播风险和主要危险因素。研究结果表明,望城县和长沙县北部,衡东县、株洲县和湘潭县交界处以及衡东县南部等区域为潜在风险区。5和7月的NDVI值在0.3-0.4之间的区域HFRS传播风险高,城镇和建筑用地是主要风险用地类型。生态位模型结合地理景观、气象条件及人类活动数据对湘江中下游地区HFRS传播进行分析,较其他模型获得的结果准确率更高。

黄河中下游水库汛限水位与防洪体系风险分析

黄河中游四库(三门峡、小浪底、陆浑和故县水库)在中下游的防洪体系中有着重要的地位,也对黄河中下游的水资源分布产生很大的影响。根据黄河中下游水库及黄河中下游防洪工程体系的运行调度规则,考虑设计洪水典型选择、洪水预报误差和水库调度滞时的不确定性影响,利用蒙托卡罗法模拟洪水过程,实现了洪水典型选择、洪水预报及调度滞时不确定性因素影响的定量转化,分别计算了前、后汛期8种汛限水位方案下的黄河中下游水库及下游的防洪风险指标值,在对各方案的风险进行比较和评价的基础上,推荐了小浪底水库、陆浑水库和故县水库前、后汛期相对合理的汛限水位方案,为定量考察水库防洪调度及下游防洪风险率、合理选择动态的汛限水位提供参考依据。

防洪堤对洪水的归槽影响研究

基于河道洪水演算原理,建立符合河流水力特性及其变化规律的流量和水位演算模型,利用实测洪水和防洪堤资料进行洪水演算,经洪水水文要素变化变化规律及其合理性的综合分析,确定防洪堤对洪水的归槽影响。应用实例的多方案演算成果表明:保护区滞洪容积占次洪水总量最大比重为9.50%的浔江防洪堤对西江中下游洪水过程的归槽影响大于对洪峰的归槽影响,而且洪水类型和干支流组合不同,影响程度也不相同:对流量过程、洪峰流量影响的最大归槽流量、最大归槽流量比重为36 200 m3/s、9.50%,2 600 m3/s、5.78%,对水位过程、洪峰水位影响的最大水位变幅为0.58 m、0.21 m;洪水归槽并未显著改变西江中下游洪水特性,干支流洪水遭遇、区间降雨和雨洪重叠仍然是形成西江中下游大洪水的主要因素;多方案演算成果相互参证,可减少误差、提高成果精度。大江大河洪水频繁并非归槽影响的结果,应结合气候和土地利用及覆被变化对水文循环影响的研究,探索流域变化环境下的洪水形成机理和演变规律。

石羊河中下游不同退耕年限次生草地土壤无机氮、酶及微生物量冬季动态研究

为研究石羊河中下游退耕区次生草地冬季土壤肥力状况和微生物机制,测定并分析了石羊河中下游不同退耕年限和不同土层深度土壤无机氮（硝态氮、铵态氮）、酶活性（过氧化氢酶、脲酶、磷酸酶及蔗糖酶）及微生物生物量冬季动态变化。结果表明,研究区各土层（0-10,10-20,20-30,30-40cm）土壤铵态氮与硝态氮随退耕年限不同逐年递增;除30-40cm土层外,各土层土壤微生物量碳在退耕较短年限内（1-5a）总体逐年递减,而在退耕较长年限内（8-31a）逐年递增;土壤微生物量氮随恢复年限呈先下降（1-4a）、后稳定（4-15a）再上升（15-31a）的趋势;各土层土壤微生物量磷则呈先上升,后下降,再上升的趋势;不同退耕年限间土壤过氧化氢酶活性差异不显著,脲酶、磷酸酶及蔗糖酶活性差异显著（P〈0.05）,土壤酶活性总体随土层加深而降低。本试验为石羊河流域的植被恢复、土壤改良和科学管理提供了科学依据。

长江中下游航道通过能力计算方法

为简便准确计算通过能力,避免采用诸多经验性修正系数,从实测交通流角度出发建立通过能力计算模型.运用人工连续采集法测量长江中游武汉段、长江下游芜湖段过往船舶船速、到达时间、长度、船间距等信息.根据所测数据分析船舶速度、间距、长度等规律,分析可得,芜湖段与武汉段船速、武汉段船间距均服从正态分布,芜湖段船间距服从对数正态分布;结合已有信息对长度、吨位关系进行拟合,结果表明,船长与吨位二次方呈正比;引入设计小时交通量、船舶通航天数概念,建立长江中下游航道通过能力计算模型,并对其进行仿真验证.结果表明,推荐公式所得通过能力略小,误差在允许范围之内,可为计算通过能力提供新算法.

石羊河中下游不同退耕年限次生草地土壤理化及生物学特性研究

测定并分析了石羊河中下游不同退耕年限次生草地土壤理化（含水量、有机碳、硝态氮、铵态氮、全磷、有效磷、全钾、速效钾、缓效钾）及生物学（微生物量碳、氮、磷及真菌、细菌、放线菌数量）特性。结果表明，随退耕年限的延长，各土层（0～10 cm，10～20 cm，20～30 cm，30～40 cm）土壤铵态氮及全磷呈下降趋势；土壤含水量、有机碳、硝态氮、有效磷、有效钾及缓效钾呈上升趋势；全钾与速效钾随退耕年限的变化不显著；除30～40 cm 土层外，各土层土壤微生物量碳在退耕较短年限内（从1 a 到5 a）呈下降的趋势，在退耕较长年限内（从8 a 到31 a）呈上升趋势；土壤微生物量氮呈先上升（从1 a 到4 a）再下降（从4 a 到8 a）最后趋于稳定（从8 a 到31 a）的趋势；除0～10 cm 土层外，各土层土壤微生物量磷呈先下降（从1 a 到2 a）再上升（从2 a 到8 a）最后下降（从8 a 到31 a）的趋势；不同年限退耕地土壤三大类微生物数量均表现为细菌＞放线菌＞真菌。

三峡水库蓄水后湘江长沙段低水位变化规律研究

湘江下游长沙段受湘江来水、长江来水以及洞庭湖区顶托多重影响,水文特征非常复杂。自2003年三峡水库蓄水以来,长沙段干旱严重,水位不断刷新历史最低水位。为了解三峡水库蓄水运行对湘江长沙段低水位的影响,从湘江长沙段水位流量关系、月均水位变化规律以及长沙站出现年最低水位时的水文情势多个方面进行分析研究。研究结果表明,近20年来,长沙站同流量下水位、月均水位和最低水位均呈下降趋势。三峡水库蓄水后,城陵矶站枯水位略呈抬高趋势,湖区出口水位抬高对缓解长沙段的旱情是有利的,因此长沙站水位连创新低与三峡水库蓄水运行无直接关系,湘江干流枢纽运行以及长沙段人为采沙引起河床下切是长沙站最低水位连创新低的主要原因。

湘江下游水位变化趋势与河床演变关系研究

湘江为长江中游洞庭湖水系的主要支流,是湖南省最大的河流,认识湘江水位的变化规律和趋势可为湘江流域乃至洞庭湖水系的保护和管理提供依据。利用M-K检验法分析1990-2014年湘江下游水位变化规律,基于实测地形数据分析湘江下游河段河床演变,并探讨湘江下游水位变化与河床演变之间的关系。结果表明:1990-2014年湘江下游年均水位整体呈下降趋势,长沙站、湘阴站和营田站水位均于2011年下降到历史最低点,分别为26.62、24.69和24.42 m,枯水期水位下降尤为明显。1990-2014年汛期最高水位呈缓慢下降趋势,枯水期最低水位总体上呈下降趋势,同流量下汛期水位变化不明显,枯水期水位基本上呈降低趋势。1983-2015年典型纵横断面出现2种形式,分别为横向展宽和纵向大幅度刷深,湘江下游河床下切严重,其中铜关滩下切深度达15.7 m。汛期水位的变化与来水来沙及河床演变有关,枯水期水位下降主要归因于河床下切。

武汉、合肥、南昌近40 a夏季高温变化特征及其与前期海温异常的可能联系

选取长江中下游城市武汉、合肥、南昌3站1970年～2009年近40 a夏季(6～8月)高温资料,分析3市夏季高温特征.3市夏季高温日数有增加的趋势,月平均气温也逐步上升,但月平均日照时数在减少.计算1970年～2009年武汉、合肥、南昌夏季高温日数与1、3、5月海表温度场相关系数,结果表明:若1月热带中太平洋、北印度洋海表温度偏高,则武汉、合肥、南昌夏季高温日数偏多,若3、5月热带中太平洋、北太平洋海表温度偏高,则武汉、合肥、南昌夏季高温日数偏多,反之亦然.

长江中下游防洪形势变化历程分析

认清长江中下游当前的防洪形势及其变化历程,对长江流域下一步的防洪治理和开发保护至关重要。水利工程建设是长江防洪形势改善的主要措施,同时河湖自然演变引起的江湖关系调整也会给防洪形势带来较大影响。基于此,分析了20世纪60年代以来不同时期长江中下游江湖关系变化,模拟分析江湖关系变化对长江防洪形势的影响,在此基础上分析了三峡水利工程及上游控制性水库群的投运对长江防洪形势的改善情况,得到不同时期长江中下游防洪形势的变化过程。根据当前长江防洪形势及其变化趋势,进一步探讨提高中下游防洪保障能力的措施,如完善防洪工程体系、提升水利工程联合调度管理能力等。

长江中下游河道冲淤与河床自动调整作用分析

根据实测河道测图资料及水沙资料 ,首次利用断面地形法和输沙平衡法较全面系统地计算分析了长江中下游河道泥沙的冲淤变化及其分布规律 ,计算结果表明宜昌～大通段呈冲槽、淤滩、淤汊特征 ;同时剖析和验证了长江中下游河床具有较强的自动调整作用。

汾河中下游河道水生态修复方案分析

近十几年来,随着经济的发展,用水量的增加,汾河中下游河道流量减小,加之污水的排放,使汾河中下游的水质及水生态环境恶化,影响了河道水生态系统的健康发展。文中通过对汾河中下游水生态现状的分析,并结合美国Cosumnes河的治理经验,提出生态修复的方案,并进行了综合分析。

鄱阳湖控制浅说

该控制工程主要效益是改变鄱阳湖“夏水冬陆”的现状 ,成为祖国名符其实的第一大淡水湖 ,水面与避暑胜地庐山和历史名城南昌、景德镇等相连 ,改善沿湖环境 ,发展航运 ,增加水产 ,开发利用丰富的水资源和旅游资源使之与杭州西湖。