摘要:湖泊治理是一个世界性难题,也是当前我国亟待解决的重大问题,滇池治理是当今我国湖泊治理的典型.为总结滇池治理成效并系统分析滇池水环境综合治理存在的问题,对滇池1987-2013年的治理历程及治理措施进行了回顾.结果表明:滇池治理的阶段性与水质变化具有一定的对应性,1988-1995年为治理的启动阶段,1987-2000年滇池水质迅速恶化;1996-2005年为全面治理阶段,2001-2009年滇池水质缓慢改善;2006-2013年为治理的提速阶段,2010-2013年草海水质迅速改善,外海水质波动性变化;目前滇池水质恶化的趋势已基本得到遏制,但仍存在流域社会经济过度发展、水资源匮乏、管理体制不完善等问题,应加快实施污水处理设施和管网建设,不断提高城市污水收集处理率;强化流域水体置换,实现滇池健康水循环;进一步完善流域水环境管理体制与部门协作机制,实施全域性的综合治理.

摘要:为科学、合理地评估湖泊流域低污染水的类型及其污染负荷,以洱海流域为例,系统研究低污染水的概念及类型,确定了低污染水调查方法,并分析了洱海流域低污染水的来源、类型、产生量、污染物量和分布特征.结果表明,洱海流域低污染水主要包括污水处理厂处理尾水、城镇地表径流、农田排水(含村落地表径流)3种主要类型,产生量为20069×10⁴m³/a.由低污染水带来的总氮(TN)负荷为1393t/a,总磷(TP)负荷为77t/a.从空间分布上看,洱海流域西部和北部片区低污染水TN、TP负荷比例最大,分别达到88%和87%,因此应主要针对西部和北部片区特点制定洱海流域低污染水控制措施.

摘要:为了解太湖流域上游支流水体的营养状态特征及流域附近土地利用对水质的影响,选取了入湖水系西苕溪的10条主要支流进行了野外采样和实验室研究.研究结果表明,支流总磷(TP)、颗粒磷(PP)、总溶解性磷(TDP)、总氮(TN)、铵态氮(NH₄⁺-N)、硝态氮(NO₃^--N)含量季节间差异较大,TP含量范围为0.033~0.205mg/L,PP含量范围为0.007~0.104mg/L,TN含量范围为2.014~5.921mg/L,NH₄⁺-N含量范围0.021~1.659mg/L,NO₃^--N含量范围1.082~3.415mg/L,COD范围为6.5~15.5mg/L.总体上呈现为枯水期 >平水期 >丰水期.部分支流受到不同程度的氮污染.利用水质参数进行聚类分析,可以将10条支流分成4类,其水体营养特征与周围环境相联系.支流营养盐、COD的通量明显受流量控制,表现为丰水期 >平水期 >枯水期.土地利用类型的差异是导致其水质变化的主要原因,耕地和居民地主要起源的作用,林地和草地主要起汇的作用.在丰水期和枯水期,对各指标影响最大的土地利用类型为耕地和林地;在平水期,对TP影响最大的是居民地,而对TN影响最大的是林地.

摘要:圩区是太湖流域平原区的主要地理单元,其磷素流失是造成平原区水污染的重要原因之一,定量模拟圩区磷素流失过程是非点源磷污染控制的重要环节.以太湖流域的典型圩区——尖圩为研究对象,根据物质守恒原理构建圩区磷素流失过程模型,模型考虑了圩区自然降雨、人工灌溉、洪涝排水、地面渗漏、作物需水、水面蒸发、沟渠磷素拦截等过程,充分体现了圩区系统磷素流失特征;通过已有研究案例、实地监测与野外调研相结合的方法确定模型参数;模拟结果表明:(1) 与太湖流域平原非圩区相比,圩区的年度磷素流失量较低(-0.17~0.54kg/(hm²·a)),并且年度差异显著;(2) 人工灌溉与自然降雨是圩区磷素输入的主要渠道,其磷素输入量分别为0.27~0.69、1.05~1.19kg/(hm²·a);水体下渗和洪涝排水是圩区磷素的输出途径,其磷素输出量分别为1.04~1.06、0.65~0.93kg/(hm²·a).

摘要:为探讨太湖沿岸防护林宜兴段对农业面源污染物的控制效果,通过在宜兴市太湖防护林采集土壤样品,测定其中营养元素含量,结合周边农业生产施肥概况,初步分析了该区域防护林对农业面源污染的减源增汇效应.结果表明,2009年10月份防护林地上部分固定的C、N、P和K分别为2439.48、18.34、2.48和13.42g/m²;2011年5月份固定量分别为3114.12、23.42、3.16和17.13g/m²;而2013年8月份固定量分别为4722.46、35.53、4.81和25.99g/m².可见C、N、P和K的固定量是逐年增加的,相比2009年,分别增加了93.6%、93.7%、94.0%和93.7%.结果说明宜兴段太湖沿岸防护林对农业面源污染的控制效果较显著,有助于太湖水污染的治理.

摘要:以上海市两个水生植被恢复时间为5-10年的城市景观水体为研究对象,通过分析水体理化性质以及水和沉积物磷的含量和形态,研究水生植被恢复对富营养化水体修复的长期生态效应.结果表明,水生植被恢复能有效降低水体氮、磷浓度,对水体富营养化有明显的改善作用.在外源磷的污染源得到控制后,水体磷浓度会随着修复时间的增加而逐渐降低并相对稳定.沉积物磷形态以钙磷为主,随着水生植被恢复时间的增加,生物活性较强的可交换态磷、铝磷和铁磷的含量下降,而相对稳定的钙磷所占的比例增加.研究结果还表明,即使不进行底泥疏浚,长期的水生植被恢复也可以使城市河流沉积物中内源磷释放及水体磷浓度得到有效控制.

摘要:富营养化是一个全球性的环境问题,需要更准确地评估人为氮输入对水生生态系统的影响.而初级生产者的N同位素已成为一个有用的生物指标.本研究通过测定太湖和太湖周围湖荡水生植物的δ¹⁵N,与水体中的环境因子做GAM分析,结果表明δ¹⁵N与水体中的铵态氮、正磷酸盐、总氮都有很显著的相关性,而这主要是由于植物在吸收和同化过程中有较大的同位素效应.水生植物的氮同位素值与氮的有效性和植物对氮的需求有关.当氮浓度有限时,植物对氮的需求变大并且减少了¹⁵N的分馏,水生植物则有较高的同位素值,而高氮浓度下,氮的可用性超过植物对氮的需求,¹⁵N分馏增大则氮同位素值较低.无锡地区和吴江地区湖荡水生植物同位素值有显著的差异性,无锡地区湖荡湿地富营养化最严重,所以水生植物的δ¹⁵N值比吴江地区高.总体来说,水生植物氮同位素可以作为评价生态系统人为氮输入影响的一个有效且简单的生物指标.

摘要:2012年8月,在新疆博斯腾湖13个站点进行表层沉积物采集,分析无机碳及其碳、氧稳定同位素的含量和空间分布特征,探讨该湖表层沉积物无机碳(TIC)的空间变化影响因素.结果表明:2012年,博斯腾湖表层沉积物TIC含量平均值为5.5%,变幅为3.8%~9.8%,而δ¹³C_carb和δ¹⁸O_carb平均值分别为0.71‰和-4.4‰,范围为-0.23‰~2.27‰和-5.53‰~-2.55‰.从空间来看,湖泊北岸TIC值明显高于南岸,最高值出现在湖泊西北部的黄水沟水域,而河口区和湖心区最低.总体上,博斯腾湖表层沉积物TIC主要是湖泊自生的,其空间分布主要受开都河、黄水沟等入湖河水的影响,导致水体矿化度和营养盐的空间差异,进而影响了碳酸盐的析出与沉淀.另外,湖泊局部的水动力条件也影响TIC的保存与分布.δ¹³C_carb与δ¹⁸O_carb的极显著正相关说明近几年博斯腾湖封闭程度较好,尤其是东部大湖区,属于封闭环境碳酸盐沉淀.

摘要:近年来随着社会经济的发展,排入太湖的污水中重金属含量不断增加,为研究太湖浮游植物中重金属的污染状况,分别于2009年春季(4月)、夏季(7月)和冬季(12月)对太湖不同湖区展开调查,通过HCA聚类分析和Pearson相关分析探讨不同湖区浮游植物中重金属含量的季节变化,并与优势藻种进行CCA分析,对浮游植物重金属与各藻种关系进行初步探讨.结果表明:太湖浮游植物中重金属的含量大小为:Zn >Mn >Pb >Cu >Ni >Cr >As >Cd >Hg,其中Zn、Cu、Mn、Pb、Ni的季节变化明显,Zn和Cu、Pb、Ni、Cr之间的相关系数很高且具有同源性.通过对比不同湖区,发现北部梅梁湾的浮游植物重金属含量较高,东太湖和湖心区含量均低于沿岸湖区.CCA分析表明春季重金属与优势藻种呈正相关,而夏季和冬季二者呈负相关.三季中重金属与蓝藻和绿藻的相关性最高,与隐藻的相关性最低.蓝藻中,重金属与铜绿微囊藻的相关性高于水华微囊藻.

摘要:鄱阳湖流域内湖库资源众多,柘林湖作为鄱阳湖最大的入湖湖库,是鄱阳湖流域内最大的调节湖库,对鄱阳湖入湖径流有一定的影响,在鄱阳湖的入湖流量中占重要地位.本文以鄱阳湖流域内纳入水质良好湖泊的柘林湖为例,通过对柘林湖的形成及湖泊水系生态环境演变进行探讨,分析近30年来该湖水生生态环境的变化及其关键驱动力因子.综合研究表明:柘林湖水生生物多样性有下降趋势,水质有先变差后改善的趋势,其变化的驱动力主要是流域内人口数量增加、城镇化工业化进程加快、入湖污染负荷逐年增长、滨湖区生态安全屏障受人为破坏以及资源开发不合理等.只有处理好"人湖"和谐、"三次飞跃"和"四大转变",并采取科学合理的措施进行集成研究和综合治理,才能行之有效地改善柘林湖水生生态环境,并发挥其应有的生态效应,从而保障鄱阳湖入湖"一湖清水".

摘要:江西柘林湖是首批入围国家良好湖泊保护专项的示范湖泊.为揭示柘林湖富营养化现状与藻类时空演替特征,于2012年8月至2013年7月对全湖及主要入湖支流进行了周年采样分析,结果表明:柘林湖主要营养盐在地表水Ⅲ类以内,处于中营养状态.全湖藻类演替以蓝藻-硅藻交替为主,夏季以鱼腥藻和微囊藻为优势种,冬季直链藻、小环藻和针杆藻占优.藻类空间分布呈现西部高于东部、上游高于下游的特征,西部部分湖区夏季甚至出现了鱼腥藻水华.柘林湖3个大型饮用水源地中东渡水源地夏季也同样面临蓝藻水华问题,但蓝藻毒素未超标.在重点监测的4条柘林湖主要入湖支流中,3条支流的藻类夏、冬季细胞丰度均在1×10⁷ cells/L以下,但烟港水的藻细胞丰度夏、冬季分别接近和超过该界限,应加以警惕并采取适当措施.枯水期水位变化、水体分层、较低的水体透明度和较长的滞留时间是影响柘林湖局部湖区蓝藻水华形成的关键因素.

摘要:鄱阳湖作为中国最大的淡水湖,2000年后其水系和湖体水质总体都呈下降趋势.以鄱阳湖流域内的典型流域——乐安河流域为例,初步分析了流域内面源污染的主要影响因素、主要污染成分及其对污染程度的影响.研究表明,氮比磷对水质影响更明显,氮的3种物质形态中硝态氮(NO₃^--N)含量最高,对水质影响也最大.根据总氮和NO₃^--N浓度差异可将流域内的水质分为4个区域,从上游到下游富营养化程度不断升高,最上游为Ⅱ类水质,而最下游的总氮浓度接近Ⅳ类水标准.3年监测期内降雨量和强度的变化导致氮、磷浓度的巨大差异,林地对面源污染物有较好的消减作用,而农田的氮、磷流失是营养物产生的主要来源,人类活动特别是农事活动对土壤氮、磷的干扰是导致氮、磷浓度年内变化的主要原因.因此,削减流域内营养盐的产生、减少入湖河流携带污染物总量是改善鄱阳湖水质的重要途径.

摘要:模型估算法与静态箱法是水-气界面气体通量监测的主要方法,因原理不同监测结果通常存在一定差异.目前对引起上述差异的主要环境因素仍不清晰.本研究使用自行设计的静态箱对三峡支流澎溪河水-气界面CO₂通量进行监测,并与同步开展的CO₂通量薄边界层模型估算法结果相比较,探讨该水域引起这两种监测方法结果产生差异的主要环境因素.结果表明,瞬时风速、水汽温差及水深均会对静态箱法及模型估算法的监测结果产生影响.风速越强、水汽温差越大、水深越大,这两种方法监测结果的差异就越小;而水域面积对两种方法的差异没有影响.比较发现,两种方法所获通量数据呈显著正相关,但静态箱法所获通量数据离散性显著高于薄边界层模型估算法.从方法的稳定性角度,在峡谷河道型水库水体温室气体监测中薄边界层模型估算法可能更为适宜.

摘要:于2011年4月2012年5月丰、平、枯3个水期对江汉平原水面面积为10km²以上的22个湖泊进行了水质和藻类同步监测.结果显示:江汉平原主要湖泊中鉴定出藻类7门100属191种(亚种、变种),其中蓝藻门17属29种,绿藻门45属99种,硅藻门26属40种,隐藻门2属5种,裸藻门4属9种,甲藻门3属5种,金藻门3属4种;全年平均藻细胞丰度为0.93×10⁶~84.18×10⁶cells/L,细胞丰度以蓝藻门最高(50.65%),其次是绿藻门(29.56%),再次是硅藻门(12.30%)、隐藻门(6.19%)、裸藻门(0.56%)、甲藻门(0.39%)和金藻门(0.35%);丰水期生物量显著高于平水期和枯水期,Shannon-Wiener多样性指数年均值在1.44~2.10之间,丰水期的多样性指数略高于其他水期;藻类种类组成及优势种有明显的季节变化和空间差异.依据藻相特征的PCA分析将22个湖泊分为4个类群,不同类群具有显著不同的环境状况,氮磷营养负荷、水质状况和开发利用程度的不同是导致湖泊分化的内在原因;研究结果显示,江汉平原湖群总体上属于轻度污染状况,水体主要是中营养状态,丰水期与枯水期的湖泊生态环境状况具有显著差异;以藻相特征判断22个湖泊存在明显的时空异质性,部分湖泊因过度开发利用存在严重的富营养化风险;基于湖泊生态状况的显著时空异质性,对江汉平原湖群的管理应"因湖而异"制订科学合理的方法.

摘要:为了检验已记录的3种裸腹溞(发头裸腹溞(Moina irrasa)、短型裸腹溞(Moina brachiata)、微型裸腹溞(Moina micrura))的系统分类,用试剂盒法分别提取3种裸腹溞的基因组DNA.利用特异性引物,通过PCR扩增了3种裸腹溞的16S rDNA部分序列,并与来自GenBank中每个种类相似度较高的裸腹溞属序列进行分析.结果表明,3种裸腹溞的平均种间相似度为88.7%,碱基中A+T含量均明显高于G+C含量.本研究的发头裸腹溞的16S rDNA序列与GenBank所下载的多刺裸腹溞(Moina macrocopa)的16S rDNA序列相似度为99%,遗传距离(K2P双参考模型)为0.5%,属种内范围;两个地区的短型裸腹溞测得的16S rDNA序列与GenBank下载的欧洲短型裸腹溞的16S rDNA序列序列相似度相对较低(88%~90%),遗传距离较大(13.2%~13.5%左右),已达到属内种间分化水平.基于16S rDNA构建的NJ树和贝叶斯树也支持以上结论.结果表明,本研究的发头裸腹溞可能为多刺裸腹溞,本研究用的短型裸腹溞与GenBank下载的欧洲短型裸腹溞已经达到种间分化的标准.由于缺乏物种形态资料和其他分子标记的对比,3种裸腹溞的分类地位还需进行更深入的探讨.

摘要:选取滆湖为研究对象,探究这一开放水体的北部湖区水体光环境是否有利于沉水植物的恢复.通过对整治后的2013年夏季(7月和8月)滆湖北部整治湖区(A湖区)和临近未整治区(B湖区)水体光环境的监测,发现在夏季7月A湖区透明度(SD)平均达39cm,显著高于B湖区,同时7月A湖区SD较8月高.夏季悬浮物和叶绿素a(Chl.a)是影响水体光环境的主要因子.7月两个湖区无机悬浮物的浓度差异是造成SD和K_d差异的原因;7月与8月A湖区Chl.a的浓度差异,是造成A湖区两个月份水体光环境差异的主要因素.与整治时(2009年)相比,7月水体光环境显著提高.整治后A湖区水深的显著增加,在一定程度上不利于沉水植物的恢复.

摘要:以西安金盆水库为例,建立了分层水库水温结构的数值模拟方法,并以实测数据进行模型验证.运用Fluent软件数值研究了不同短波辐射强度及短波辐射衰减系数条件下温跃层的形成过程与特性.水库水面总传热量在春、夏季为正值,在秋、冬季为负值,长波辐射是水面总传热量的主要影响因素,短波辐射则是温跃层形成的主要影响因素.随短波辐射衰减系数的降低,温跃层厚度增加,温跃层内温度梯度减小,短波辐射衰减系数值与实测的藻类浓度存在良好的正相关性.水库具有极限短波辐射强度,温跃层内温差随水面短波辐射强度的增加呈现先增加后减小的变化趋势;但水面短波辐射强度过高时,难以达到热平衡而形成稳定的温跃层

摘要:基于卫星遥感的陆地水体提取方法多种多样,并且应用广泛.对于水体分布支离破碎的枯水期湖泊,准确的水体提取方法尚不明晰,直接影响湖泊水域面积的提取精度.以鄱阳湖湖区为研究对象,利用ALOS遥感影像,以2.5m高分辨率全色波段融合影像非监督分类(ISODATA)得到的水体面积为参考值,分别使用归一化水体指数(NDWI)法、NDWI-ISODATA法和基于近红外(NIR)的ISODATA法提取了10m分辨率的水体分布,分析了不同方法提取结果之间的差异性及产生原因.结果表明:3种方法均可以较好地提取出水体,但利用ISODATA法提取的水体细部信息更为明显,面积值较NDWI法更大;相对于近红外单波段而言,基于NDWI图像的ISODATA法提取水体的精度更高.纵观3种方法,基于NDWI图像的ISODATA法提取的水体精度最高,基于近红外波段的ISODATA法提取结果次之,NDWI阈值法的提取效果最差.研究结果对于离散型湖泊水体提取方法及数据源的选择等具有重要的借鉴和参考意义.

摘要:湖泊面积是表征湖泊水情变化的重要指示因子,如何从不同空间分辨率遥感数据中获取客观准确的水面信息,是当前遥感应用研究中的难点问题.本文以鄱阳湖为例,通过选用丰水期和枯水期代表性Landsat ETM+遥感影像,采用最邻近法(NN)和像元聚合法(PA)两种重采样方法,分别获取分辨率逐渐降低的不同分辨率的影像数据,结合归一化差异水指数法研究水域面积随遥感影像分辨率降低的变化趋势及其误差变化特征,同时深入分析不同影响因素对水体提取精度的差异.研究结果表明:(1) 空间分辨率是影响鄱阳湖水体提取精度的重要因素之一,随着遥感影像空间分辨率的降低,提取水域面积的精度相对30m分辨率时呈逐渐降低的趋势,但整体精度较高,最低精度在67.64%以上;(2) NN重采样方法对遥感影像波段亮度值的均值影响不大,但PA重采样后影像的均值和标准差随分辨率逐渐降低且变化更有规律;(3) 水体阈值在PA重采样后变化较大,NN重采样后变化较小,因而采用30m分辨率时获取的阈值提取PA重采样后鄱阳湖水体误差较大,提取NN重采样后的湖泊水体误差较小.本研究结果对于全球变化影响下湖泊水体信息遥感精确提取具有重要的参考价值.

摘要:水面蒸发是湖泊水量平衡要素的重要组成部分.基于传统蒸发皿观测蒸发不能代表实际水面蒸发,而实际水面蒸发特征仍不清楚.本研究基于涡度相关系统观测的鄱阳湖水体实际水面蒸发过程,在小时和日尺度分析了水面蒸发的变化规律及其主要影响因子,并与蒸发皿蒸发进行比较.研究表明,实际水面蒸发日变化波动剧烈,变化范围在0~0.4mm/h之间.水面蒸发的日变化特征主要受风速的影响.鄱阳湖8月份日水面蒸发量与蒸发皿蒸发量在总体趋势上具有很好的一致性.8月份平均日水面蒸发速率(5.90mm/d)比蒸发皿蒸发速率(5.65mm/d)高4.6%.水面日蒸发量与蒸发皿蒸发量的比值在8月上、中、下旬平均值分别为1.24、1.00、0.92,呈现下降的趋势.鄱阳湖夏季水面日蒸发量与风速和相对湿度相关性显著,而蒸发皿蒸发与净辐射、气温、饱和水汽压差和相对湿度均呈显著相关.这是由于蒸发皿水体容积小,与湖泊相比其水体热存储能力小,因此更容易受到环境因子的影响.

摘要:由于洪水是一种具有多个特征属性的随机事件,频率分析成为洪水风险评估的一种有效手段,多变量重现期与设计值的定义与计算则是洪水频率分析中的重点和难点.本文通过构造洪水历时、洪峰与洪量的联合分布,介绍了一种新的多变量重现期定义——二次重现期,并探讨了"或"重现期、"且"重现期和二次重现期对安全与危险域识别的差异性,以及在洪水风险管理与工程设计中的合理性与可靠性.传统的"或"和"且"多变量重现期对安全与危险域的识别存在局限性,利用Kendall函数定义的二次重现期则提供了更加合理的安全与风险域识别,避免了对安全事件与危险事件的错误判定,更有利于指导洪水风险的管理.在给定的二次重现期条件下,依据出现概率最大原则推算的历时、洪峰与洪量设计值组合可以满足工程设计以较低成本承受较大风险的追求,相比于单变量设计值,考虑了洪水多个属性联合特征的多变量设计值提供了更加全面和可靠的参考信息.

摘要:东江流域在广东省政治、经济和社会中占有重要地位,域内新丰江、枫树坝和白盆珠3大水库的来水量直接影响区域生产生活供水.面对水库群联合调度新要求,本文利用Copula函数构建了3大水库入库流量的二维和三维联合分布,分析其丰枯遭遇概率,主要结论如下:(1) 3大水库两两间丰枯同步的概率大于丰枯异步的概率,非汛期丰枯同步的概率大于汛期.其中,白盆珠与新丰江、枫树坝丰枯异步的概率相对较大,这为其与另两个水库丰枯互补提供了可能;(2) 三维联合分布显示,3大水库丰枯同步的概率在全年、汛期和非汛期均较大,依次为42.29%、41.74%和51.99%,其中同丰和同枯的概率远大于同平的概率.枫树坝与新丰江对下游具有补偿能力的概率分别为29.81%和23.03%,不具有补偿能力的概率分别为32.75%和22.32%;(3) 利用3大水库的联合分布,可获得各水库不同入库流量遭遇的概率以及特定概率下各水库入库流量的可能组合,对3大水库联合优化调度具有重要的理论与实践价值.