江西省鄱阳湖流域综合管理问题及建议

流域综合管理是生态文明建设的一项重要内容。根据江西省鄱阳湖流域综合管理机构设置、水资源管理、河湖长制、生态补偿制度、生态综合执法、法律法规等方面的现状,系统梳理了江西省鄱阳湖流域综合管理存在的问题,并提出推进流域机构设置,建立协调机制、统一规划、协同治理,健全流域法治体系等方面建议,可为江西省鄱阳湖流域综合管理提供参考。

江西省典型水库前置库沉积物碳氮磷分布特征及污染评价

以江西省典型水库玉田水库为例,在其上游设立4级前置库系统,分析前置库丰水期和枯水期表层沉积物(0~5cm)的碳氮磷含量并进行评价,以探究碳氮磷分布特征及其污染状况。结果显示:丰水期表层沉积物的总氮(TN)、总磷(TP)和有机质(OM)极显著高于枯水期(P<0.01)。丰水期时,除TP在2、3级无显著差异外,TN、TP和OM在各级之间呈显著递增趋势(P<0.05);枯水期时,1级的TN、TP、OM含量均为最高值,2级最低。Pearson相关分析显示沉积物中OM、TN和TP之间均呈极显著正相关关系(P<0.01),OM与TN和TP表现出高同源性。前置库系统中FF和OI污染程度分别为中度和重度。研究结果可为湖库周边面源污染防治管理提供基础数据与科学依据。

风场对鄱阳湖丰水期表层蓝藻密度的影响

目前,在风场对蓝藻的影响研究方面,国内针对太湖、滇池、巢湖等浅水湖泊的研究较多,针对鄱阳湖的研究则多集中于蓝藻群落特征及其与营养盐之间的关系。近年来,作为长江流域重要的通江湖泊,处于轻度富营养化状态的鄱阳湖水体蓝藻水华在局部库湾和部分水域出现,风场如何影响鄱阳湖表层蓝藻密度是一个值得探讨的问题。20192021年,在鄱阳湖布设13~49个采样点,于平水期、丰水期和枯水期现场采集各个点位表层水样、藻类、风场和流场数据,分析风场对鄱阳湖丰水期表层蓝藻密度的影响。结果表明,20192021年鄱阳湖丰水期风速与表层蓝藻密度呈显著正相关性,风场对水体的充分混合及驱动水体形成的风生流是促进蓝藻生长的原因之一。在流速较高(>0.05 m/s)的区域,无论风速高于还是低于临界风速(3~4 m/s),鄱阳湖表层蓝藻密度的空间分布受流场的影响更大;在流速较低(<0.05 m/s)的区域,风速在临界风速以下时,鄱阳湖表层蓝藻密度的空间分布受风场影响更大。20192021年鄱阳湖丰水期蓝藻密度超过水华暴发的阈值,但在高风速高流速的共同作用下未能发生大范围的蓝藻水华,仅能在风速适宜(<3~4 m/s)、流速较低(<0.05 m/s)的内湾、尾闾区等区域发生小面积的蓝藻水华。鄱阳湖丰水期水体处于长江顶托的低流速且微风条件下时,发生大面积蓝藻水华的概率可能会明显上升。

基于多源多时相影像的鄱阳湖水体提取及时空变化分析

鄱阳湖水体面积受气候变化的影响呈现季节性变化,为了更好地探究其变化规律,提出了一种结合多时相雷达影像和光学数据的水体信息提取方法。以Sentinel-1A雷达影像和Sentinel-2光学影像为研究数据,首先对遥感影像集进行一系列数据预处理,利用Sentinel-1双极化水体指数(SDWI)和改进的归一化差异水体指数(MNDWI)分别提取出雷达影像和光学数据中湖区边界,并根据湖区范围计算出水体面积,从精度、时序和变化检测3个方面评价水体提取结果的准确性,对比分析湖区面积变化趋势,为鄱阳湖管理与保护提供科学的灾害预警。结果表明:①利用雷达影像和光学遥感数据提取鄱阳湖的水体结果基本一致,在提取农田、细小水体及有云区域时,雷达影像提取效果优于光学影像提取效果,说明借助雷达影像提取完整水体信息更具优势。②鄱阳湖平水期、丰水期和枯水期水体面积的均值分别为3686.49、4077.73、2612.81 km^(2),其中丰水期水量是枯水期水量的1.56倍。③雷达影像时序水体提取结果与星子站、都昌站、湖口站和康山站共4个水文站水位数据变化趋势具有较高的一致性,Pearson相关系数分别为0.89、0.87、0.90、0.81。

江西省小水电站绿色转型发展模式探讨

小水电作为重要的可再生清洁能源,在经济社会发展和生态环境保护日益受到重视的背景下,其绿色转型成为新时代的必然趋势。通过梳理江西省小水电站的特点和存在的主要问题,如生态流量不足、电站分布分散、建设和运行时间较长、装机容量小以及上网电价偏低等,有针对性地提出了4种小水电绿色转型模式:绿色水电模式、满足河道生态流量与河道景观模式、满足河道基本生态流量模式和退役模式。通过这些模式的实施,旨在减少小水电开发对环境的负面影响,促进水能资源开发与区域环境、经济、社会协调发展。文章还总结了江西小水电绿色发展取得的成效,包括小水电清理整改的完成、生态安全水电站的实现、绿色转型成效的明显提升以及行业监管的强化,供相关行业参考。

环鄱阳湖区入出湖总磷浓度与负荷变化分析

入、出湖总磷负荷变化是影响鄱阳湖富营养化状态的关键性要素。基于2009—2018年水质水量监测资料,计算环鄱阳湖区的入、出湖总磷负荷,并采用算术平均法和加权平均法分别计算总磷年平均浓度,探明其时空变化规律;运用双累积曲线法、回归分析法,分析入湖水量和入湖总磷浓度与入湖总磷负荷之间的相关关系,揭示污染负荷的主要控制因素。结果表明:①加权平均法比算术平均法更能反映环鄱阳湖区入、出湖水量、水质时空差异性,入湖总磷多年平均浓度高低排序依次为饶河区(0.123 mg/L)>信江区(0.091 mg/L)>抚河区(0.069 mg/L)>赣江区(0.063 mg/L)>修水区(0.045 mg/L)。②环鄱阳湖区各水资源分区入湖总磷负荷多年平均值为98514 t,低于湖口出湖总磷负荷年均值108442 t,这主要是由于鄱阳湖滨湖区输入、湖体内源释放以及干湿沉降等均未进行计算。③赣江区和饶河区入湖总磷年负荷多年平均值分别为45208 t和19320 t,占五河(赣江、抚河、信江、饶河、修水)总入湖负荷的比重位居前二,其中赣江区的占比达46%。④各水资源分区月入湖总磷负荷与入湖水量存在显著的相关关系,说明各分区入湖总磷负荷在很大程度上受水量控制。

多年度同时相“星-地”协同遥感反演鄱阳湖叶绿素a浓度

作为长江最大的通江湖泊,鄱阳湖水生态安全影响着整个长江流域。叶绿素a浓度是水生态富营养化的重要指标,利用遥感技术开展叶绿素a浓度常规监测具有重要意义。以鄱阳湖为试验区,以表征富营养化程度的叶绿素a浓度为反演指标,基于2015—2020年6 a的观测数据以及Landsat系列影像,在规范建模时相以及“星-地”协同匹配的情况下,通过分析对比不同波段与叶绿素a浓度的相关指数,构建了适用于夏季鄱阳湖水体叶绿素a浓度反演模型。经6组独立数据验证后R 2均值为0.86,RMSE均值为1.01μg/L,MAPE均值为17.6%,认为所采用的方法可以较好地适用于鄱阳湖区夏季(丰水期)叶绿素a浓度的的反演,同时也为具备长期观测条件下内陆二类水体叶绿素a浓度监测提供了新的参考方法。

江西省七一水库洪水特点和调度分析

七一水库承担了江西省玉山县及下游上饶市的防洪任务,为地方经济社会发展提供了重要的基础保障。七一水库暴雨洪水一般发生在6月中旬至7月中旬,水库汇流时间短,近3年洪水呈峰高量大的特点。对2015—2022年的洪水调度进行分析,洪峰削减率基本在50%以上,最大错峰时间65 h,充分发挥了水库拦蓄洪水和错峰功能。在水库近3年洪峰及洪量较大的情况下,其最大控制下泄流量仍未超规定值,防洪效益显著。水库可进一步开展常遇洪水的泄量区间控制研究,提升300~700 m3/s区间精细化调度能力。通过总结近年降雨、洪水特点和水库调度实践经验,可为优化水库调度提供数据支撑,为提升水库预警预报能力和优化运行管理提供借鉴。

基于Sentinel-1双极化的鄱阳湖地形提取方法

数字高程模型可以提供丰富的地形信息,是研究生态环境、地质地貌、地表形变监测等问题的重要基础资料。本文以SRTM DEM作为参考DEM,利用四景Sentinel-1双极化雷达影像对鄱阳湖的数字高程模型进行了反演,更新重建了该区域的地形结果,从可视化和精度两个方面,根据山体阴影图、等高线图、相干系数图和数学拟合模型等对比分析了VV极化和VH极化这两种极化方式反演DEM结果。结果表明:利用雷达影像提取鄱阳湖地形是行之有效的,数字高程模型的分辨率为13.90m,与参考DEM相比,提高了53.67%;根据线性数学模型和二次数学模型对VV极化方式和VH极化方式反演结果进行拟合分析,决定系数分别为0.93和0.94,说明这两种极化方式反演出的DEM结果相似性很高,均可以准确反演出研究区域的地形结果,反演出的湖底地形可为水利部门展开河湖管理提供数据支撑。

不同植被指数TVDI在江西省干旱监测中的适用性分析

以江西省为研究区,利用MODIS植被指数与地表温度遥感产品构建NDVI-Ts和EVI-Ts特征空间,对比分析基于不同植被指数构建的特征空间的差异性,并基于不同植被指数分别计算研究区2022年8月至10月的TVDI和TVDI-E,利用土壤湿度站点数据进行不同植被指数TVDI的相关性分析。结果表明:基于EVI构建的特征空间总体拟合效果优于NDVI;TVDI、TVDI-E与土壤湿度站点数据均呈现显著负相关关系,其中,TVDI-E与土壤湿度的相关性高于TVDI;TVDI-E在江西省的干旱监测适用性更高。研究结果可为江西省及相似地区干旱监测研究提供参考。

HEC-HMS模型在江西省山区中小河流洪水预报中的适用性研究

山区洪水暴涨陡落,常造成严重经济损失和人员伤亡,实现中小河流洪水预报在防洪减灾中十分重要。为探究HEC-HMS分布式水文模型在江西省山区中小河流的适用性,以蜀水流域为研究区,构建了基于HEC-HMS的蜀水流域分布式水文模型,选用2013-2019年间的12场降雨对模型进行参数率定、敏感性分析和洪水过程模拟。结果表明:模型参数中CN值为最敏感参数;模型预测值与实测值结果显示洪峰流量和峰现时间合格率均为91.67%,径流深合格率为100%,确定性系数均高于0.7;HEC-HMS模型在蜀水流域中有较好的模拟效果,可为江西省山区中小河流域洪水预报提供参考。

江西省山洪灾害防治实践与发展趋势

为贯彻落实有关防洪减灾重大决策部署、助力江西省山洪灾害防治事业高质量发展,本文系统梳理了多年来江西省山洪灾害防治历程,深入分析了山洪灾害防治思路演变特征,山洪灾害防治逐步从“碎片化”发展到“体系化”,防治目标从模糊零散发展到聚焦清晰,防治手段从单一发展到多元化等特征。在此基础上,评估了山洪灾害防治项目建设成果,并从政府主导、多主体协同治理,深入挖掘、多元化成果应用,立足“四预”、数字化赋能转型,强化运维、多举措提质增效等方面探究了山洪灾害发展方向。研究成果对于山洪灾害防治思路与防治实践具有一定的指导意义。

江西省水土流失动态变化及人为驱动因素分析

近年来,江西省水土保持工作得到长足发展,水土流失综合治理成效显著。本文基于土壤侵蚀遥感监测、水利普查和动态监测等资料,定量阐述了江西省水土流失动态变化,探析了其人为驱动因素。结果表明,江西省现有(2021年)水土流失面积23 326.19 km^(2),占土地总面积的13.96%,相较于1987年减少22 826.87 km^(2),减幅为49.46%。2021年全省设区市中度和强烈及以上土壤侵蚀面积前三为赣州市、九江市和抚州市,分别占其土地总面积的1.54%、1.25%、0.89%,全省水土流失面积和强度持续呈现“双下降”态势。强化水土保持体制机制创新、依法严格监管人为水土流失、系统推进水土流失综合治理是江西省水土流失状况持续向好的主要人为驱动因素。

高氮负荷森林生态系统对大气氮沉降降低的响应研究进展

大气氮沉降对全球生物多样性和生态系统功能构成严重威胁。过去50多年,由于减排措施的实施,欧美国家率先出现大面积区域的氮沉降降低,中国从2010年开始趋于稳定,氮沉降的未来变化趋势可能因全球各地而异。本研究采用文献检索方法和综合分析方法,综述了国内外氮沉降恢复的方法,分析了森林生态系统土壤(酸化和溶液化学)、结构(植被-微生物多样性)与功能(生产力和碳吸存)对氮沉降降低的响应。随着氮沉降的降低,植被物种组成、土壤微生物群落和土壤过程可能恢复缓慢,而一些土壤参数(如pH、硝酸盐和铵浓度等)对氮输入减少的响应相对较快。当氮沉降降低时,可在某种程度上减轻土壤酸化,促进树木生长,但也可能因环境氮沉降速率依然很高并保持土壤酸化,林木的活力仍在恶化。植被多样性的恢复可能存在恢复障碍并在短期内难以维持富营养化的恢复,但促进了贫营养型物种的增加。森林生态系统恢复响应对减排政策存在延迟,且氮沉降增加存在遗留效应,致恢复相当缓慢,但恢复只是时间问题。因此,高氮负荷生态系统的恢复是一个长期缓慢的过程,进一步加强减排尤为重要。

鄱阳湖黏性底质淤泥固结起动规律试验

为研究鄱阳湖黏性底质淤泥固结起动规律,采用玻璃水槽测量了不同淤积历时及水深条件下黏性底质淤泥起动流速,根据试验数据拟合得到鄱阳湖底质淤泥起动与淤积历时和水深的经验公式,并将结果与相关文献泥沙起动经验公式计算结果进行对比。结果表明,鄱阳湖黏性底质淤泥固结程度随着淤积历时的增加经历了新落淤、固结初期、加速固结、固结稳定4个阶段,起动流速与水深呈正相关关系;淤积1 d起动流速与相关文献泥沙起动经验公式计算结果较接近,淤积历时越长,试验结果与经验公式计算结果相差越大。

鄱阳湖五河入湖水沙丰枯遭遇关系分析

【目的】探究鄱阳湖五河入湖水沙丰枯变化及其影响因素。【方法】基于鄱阳湖“五河”流域控制水文站的径流量—输沙量资料,利用滑动相关系数法、双累积曲线法和Copula函数,揭示了流域水沙演变规律,定量评估不同时期流域水沙丰枯遭遇事件发生的概率。【结果】五河入湖总径流量呈增加趋势,其中修水增加趋势显著,总输沙量呈显著减少趋势,而饶河输沙量呈显著增多趋势;五河入湖水沙关系除抚河外都出现突变变化,其中信江水沙关系突变后径流量增幅最大为15.9%,赣江输沙量降幅最多为67.3%,饶河P3时期(2004—2018)的输沙量相较P1时期(1956—1971)增幅高达100.3%;不同时期“五河”水沙丰枯异步的概率要小于丰枯同步,且丰枯同平的概率最高;【结论】极端降水特征、水土保持项目的实施、水库建设和河道采砂对流域水沙变化影响深远。

幸福河湖背景下水利工程生态化改造面临问题与对策

水利工程生态化改造是幸福河湖建设的重要基石,部分水利工程的建设造成河流形态的均一化和不连续化,导致生物群落多样性下降,一定程度上影响了河湖健康状态。为推进水利工程生态化改造,建设造福人民的幸福河湖,以江西省为例,在开展实地调研的基础上,梳理江西省水利工程生态化改造的现状及主要成效,分析存在的主要问题和困难,提出科学制定标准体系、加紧出台配套政策、积极拓宽资金来源等对策建议,为幸福河湖建设提供支撑。

基于Landsat 8影像的地表水体指数提取方法研究——以鄱阳湖为例

为探究不同水体提取方法在鄱阳湖的提取效果,明确不同水体指数的影响因素和适用范围,以鄱阳湖主湖区Landsat 8遥感影像为基础,构建归一化差异水体指数(MNDWI)、自动水体指数(AWEIsh)、WI2015指数以及浮游藻类指数(FAI)对水体信息进行提取,并采用Sentinel-2 MSI卫星影像人工目视解译的成果验证各项指数提取精度。结果表明:Landsat 8影像能够支持大范围复杂地形水体提取研究,可以为水体提取提供丰富的地物光谱信息。四种水体指数在基于阈值提取的情况下,MNDWI指数提取水体的精度最高为95.50%、Kappa系数为0.870 8,能较好的去除大气影响,适用于各种典型区域、效果最佳。AWEIsh精度仅次于MNDWI指数,且在提取内陆湖泊方面优于MNDWI指数,在后期的研究中对于内陆湖泊范围较大的区域水体提取可以作为补充指数。

江西省健全农业水价形成机制探索与实践

农业水价综合改革是国家为保障国家粮食安全、促进农业节水的一项重要举措,农业水价形成机制是改革工作的核心。本文立足江西省实际,系统梳理改革前农业用水价格执行存在的问题,分析影响农业水价定价的因素,构建农业水价定价模型,解析农业水价形成过程,并实例测算“一区一价”“一县一价”,为南方地区健全农业水价形成机制提供参考。

江西省防洪减灾科普模式探索及思考

对江西防洪减灾科学普及工作现状和存在的问题进行了分析,系统阐述了江西省防洪减灾科学普及的创新模式,从动漫IP研发、载体建设、形式创新和科普工作的成效等方面总结了江西省在防洪减灾科普工作方面的探索与实践,提出未来江西省防洪减灾科普工作的建议,可为进一步探索数字化战略背景下科普高质量发展路径提供借鉴。