从海河流域研究案例浅议珠江流域水环境管理(英文)

珠江流域和海河流域是我国大河流域中水资源量相对丰富和相对短缺的典型代表,这两大流域自然地理存在着明显差异,经济发展情况不尽相同,各自的水资源量存在较大差别,但水环境污染问题却有诸多相似之处。总结了海河流域前期研究:1)水环境复合污染特征及其变化规律研究基础,特别是各种持久性难降解有机污染物(POPs),重金属污染及新型污染物的分布规律及污染程度,提出流域尺度、强人为干扰条件下复合污染综合效应的量化评价方法。2)基于流域水环境特征,提出耦合水质、水量和水生态的流域水环境风险评价的概念,建立了适用于流域尺度的综合风险评价模型和子流域尺度的相对风险评价模型(RRM),在终点的选取中,同时考虑生态终点和人体健康终点,尝试通过RRM进行生态风险和健康风险的整合。3)基于流域水环境特征,提出了流域尺度的健康评价方法,建立水质-水量-水生态-社会服务综合指标体系。最后,分析了当前珠江流域水环境问题,提出应加强水环境风险研究,尤其是复合污染潜在生态风险。此外,还应加强区域合作,鼓励公众参与保护水环境。     

人类重大工程改变河口潮波传播方向引发的灾害与恢复

珠江河口网河密布,地貌形态极其复杂.人类为改变环境而进行许多重大工程,但有时因为对工程引发的复杂河口水动力特性的变化认识不足,导致工程带来严重的负面灾害性影响.有些影响通过长时间自然演变得以恢复,有些则不可逆转.五十年前珠江河口白藤堵海工程造成当地严重的内涝灾害,却又在十年后自然恢复,其动力变化原因始终不明,值得研究.采用河口整体数值模拟对白藤堵海工程及其水动力特征进行了计算.通过河口整体大区域计算的流动过程分析发现,堵海工程后鸡啼门水道因通潮能力不够,造成了潮波由竹银经泥湾门水道至上而下的逆向传播,引起了工程前后泥湾门区域水动力特征的极大变化,引发严重的内涝灾害.十年后鸡啼门水道自然冲刷,通潮能力的增强,使潮波逆向传播现象消失,该区域水位过程基本恢复到工程前状态,洪涝灾害自然消除.     

Development of emergency water quality standard for Cr6+ and Hg2+ in Liao River basin

The acute toxicity data of Cr＋ and Hg2＋ to the aquatic organisms in Liao River basin was collected and screened. Calculated results of criteria values using popular species sensitivity distribution （SSD） methods were evaluated through data analysis. The comprehensive methodology of emergency water quality standards （EWQSs） was established on the basis of the SSD method of Australia and New Zealand according to the evalu- ation results. The affected fractions of the aquatic organisms were set to be 5 %, 15 %, 30 % and 50 %, corre- sponding to the risk grades of Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ and IV, and four-grade EWQSs, respectively. The EWQSs for Cr6＋ and Hg2. in the Liao River were derived and the corresponding risk indicators were also proposed. The results showed that the four-grade EWQSs for Cr6＋ were 2.85 μg/L, 21.0 μg/L, 161 μg/L and 797 μ/L, respec- tively, and the risk indicators were daphnia （grade Ⅱ ）, shrimp （grade Ⅲ）, and the bighead fish or tadpole （grade IV）. The four-grade EWQSs for Hg2＋ were 0.59 μg/L, 2.32 μg/L, 6.25 μg/L and 15.6 μg/L, respective- ly, and the risk indicators were crucian carp or daphnia （grade Ⅱ）, shrimp （grade Ⅲ）, and worm or crab （grade IV）. The results provided valuable information for the risk analysis of sudden ambient water environmen- tal pollution accident.     

黑河上中游流域地表植被对干旱的响应

在干旱半干旱区,水量是植被生长发育的重要因素.本文基于黑河上中游流域2000—2010年MODIS遥感叶面积指数(LAI)产品、中国区域高时空分辨率地面气象要素驱动数据集等多源数据,计算研究区域各栅格逐月的累积相对湿润指数,通过皮尔逊回归分析,建立LAI与累积相对湿润度指数的相关关系,以此定量评价黑河上中游流域不同土地覆被类型(农田、森林、草地、聚落、湿地)LAI对气象干旱的响应.结果表明:1)植被对干旱的敏感性随植被生长的不同阶段而变化,多数类型的植被在每年的8月份对干旱最为敏感;2)不同类型的植被受干旱影响的程度不同,干旱对农田和草地的影响较大;3)含虚拟变量的回归模型能够合理地描述干旱对植被的影响,模型具有一定的精度.     

流量数据量对分布式水文模型参数率定结果的影响分析--以黑河流域上游为例

缺资料流域水文模型的参数率定是水文学科的一个研究重点.除传统的参数区域化方法以外,考虑到在部分缺资料流域可能存在少量短时间序列或零星不连续径流量观测数据的实际情况,近年来采用少量不连续径流量观测数据率定模型参数的方法逐渐引起关注.本研究以我国西北内陆的黑河流域上游为研究区域,选取分布式水文模型SWAT(Soil and Water Assessment Tool)为研究工具,使用SUFI-2方法作为参数自动率定与不确定性分析工具,分析不同径流量观测数据数量对模型参数率定结果的影响.研究结果显示,4组不同径流量数据在验证期的Nash效率系数均为0.67,表明使用1年的径流量数据进行参数率定时所获得的模拟效果可以达到使用多年径流数据率定参数的水平;比较各组模拟结果获得的P因子和R因子,表明使用1年径流量数据进行模型率定的不确定性会更大.     

基于VIC模型的黑河上游流域径流模拟不确定性分析

研究采用VIC(variable infiltration capacity)模型对黑河上游流域地区的水循环过程进行模拟,并应用GLUE(generalized likelihood uncertainty estimation)不确定性分析方法定量探讨模型参数的敏感性和输出的不确定性.研究结果表明,VIC模型率定期和验证期的Nash效率系数分别为0.62和0.64,流量过程线拟合较好;所选需测定的VIC模型的7个参数中,最大基流量Dmax、下层土壤最大含水量的比例系数Ws以及第一层土壤含水层厚度d13个参数对模型敏感,其中参数d1最为敏感;除部分低流量区外,实测流量基本在置信度90%下模型预报的不确定性范围内.研究结果表明,VIC模型能够较好地模拟黑河上游流域的径流变化过程,具有较好的适应性.     

基于S WA T模型的母猪河流域水资源时空变化特征研究

在山东胶东半岛母猪河流域构建了分布式水文模型SWAT,在模型参数敏感性分析、参数率定、模型验证的基础上,对研究区月水文过程进行模拟,并在此基础上分析了母猪河流域近年来水资源时空变化特征.研究结果表明米山水库水文站月径流过程模拟效果较好,率定期和验证期R2和ENS均在0.8左右.母猪河流域多年平均年径流深为372.5mm,西母猪河源区年均径流深较高,东母猪河子流域较低,流域年径流深基本上呈西高东低的空间分布特征.春夏两季与年径流深空间分布特征较为一致,而秋冬两季径流深空间分布较均匀.汛期7—10月份流域产流量约占全年总产流量84%,极易引发流域性大洪水,而非汛期产流量严重不足,流域水资源短缺问题十分严峻.     

长江小黄洲演变对下游汊道分流特性的影响

在长江小黄洲汊道水流特性和河床演变特点分析的基础上,结合二维水流数学模型计算成果进行小黄洲演变对下游新济洲汊道段影响研究。结果表明:小黄洲汊道的演变对下游新济洲汊道段的水流特性有明显影响,在现状河道条件下,若小黄洲左汊衰退,可导致新生洲、新济洲左汊衰退,新潜洲左汊发展;若小黄洲左汊进一步发展,可导致新生洲、新济洲左汊发展,但对新潜洲左汊影响较小。     

泛长三角地区农用地资源利用效率与空间格局分析

以泛长三角地区为例,运用修正DEA模型测度1999-2013年区域农用地资源利用效率值.通过ESDA模型分析了泛长三角地区农用地利用效率空间格局演变特征.结果表明：1999-2013年泛长三角地区农用地利用效率以提升为主要趋势,技术效率高于综合效率和规模效率,农用地利用总体表现出技术效率驱动模式.全局上,泛长三角地区农用地利用效率呈现出空间自相关,效率高（低）的城市空间表现集聚分布.局部上,效率H-H类型主要分布在苏锡沪地区,H-L类型主要集中在杭甬、宁镇及皖江地区,L-H类型主要集聚在苏中、皖南及浙西南地区,而L-L类型主要分布在苏北地区、皖北及皖西地区.最后,结合效率空间格局分析有针对性地提出未来泛长三角地区农用地利用的优化路径.     

长江三角洲南翼 PJ孔揭示的全新世突变气候事件分析研究

全新世存在周期性气候突变事件已被多项研究证实,但有关于这些突变气候事件的驱动因子一直存在争议。本项研究通过对长江三角洲南翼PJ钻孔沉积物研究,反演区域全新世期间多次气候突变事件,几次明显的突变事件在500,1900,2900,3800,4500,5800,6800,7800,8500 cal yr BP左右,这些突变气候事件与全球其它地区的研究成果有很好的对比性。本文认为这些突变气候事件在全球范围内都有明显表现,可能是由于全球性气候因子的周期性变化所致,而非局地气候因子引起。