南水北调工程对长江口盐水入侵和淡水资源的影响

南水北调工程为跨流域调水工程,其对于长江口淡水资源变迁的影响是当今研究热点之一.本文应用三维数学模型,研究南水北调东线和中线工程短期和远期调水方案对长江河口盐水入侵和淡水资源的影响.结果表明,在2月中下旬一个大小潮周期中,东风西沙水库、陈行水库和青草沙水库取水口盐度大于0.45的不宜取水时间分别为7.74、3.08和2.72 d.同时,在东线和中线工程短期调水1 000 m3/s情况下,长江河口盐水入侵加剧,尤其在北港、北槽和南槽拦门沙区域及其北支上段盐度上升最为明显,出现了量值超过0.5的大面积区域,南支淡水区域减小.在2月中下旬一个大小潮周期中东风西沙水库、陈行水库和青草沙水库不宜取水的时间分别增长了1.43、2.14和2.13 d.在东线和中线工程远期调水1 600 m3/s情况下,整个河口盐度的上升更为明显,在北港、北槽和南槽拦门沙出现了盐度超过1的大范围区域,小范围区域盐度超过了1.5,南水淡水范围进一步减小.在2月中下旬一个大小潮周期中东风西沙水库、陈行水库和青草沙水库不宜取水的时间分别增加了1.49、3.08和3.08 d.     

1996 年3 月长江河口水文观测和分析

基于长江河口1996 年3 月现场水文观测资料分析，得出：北支涨潮流速明显大于落潮流速，余流指向上游，存在着严重的外海盐水入侵。在南支中上游，盐度的变化受外海盐水的入侵和北支盐水的倒灌的共同影响，盐度变化与一般河口的变化规律不同；在大潮和中潮前期，盐度主要受下游外海盐水入侵的影响，在中潮和小潮期间，盐度主要受大潮期间上游北支倒灌盐水下移的影响。在南支下游，落潮流大于涨潮流，落潮历时大于涨潮历时；盐度最大值发生在涨憩，最小值发生在落憩，盐度变化受外海盐水入侵的影响，水文状况遵循一般河口变化规律。     

长江河口水位上升对流场和盐水入侵的影响

基于长江河口水动力和盐水入侵三维数值模式ECOM-si,通过数值模拟分析长江河口水位上升对径流、潮流和风生流的影响,以及在多种动力因子综合作用下对流场和盐水入侵的影响.数值实验结果表明,在长江河口水位上升30 cm的情况下,各河道横截面面积增大,向海的径流流速减小;潮流随水深增深略微增大;枯季北风作用产生的北港进、南港出的水平风生环流加强,在北支向陆的风生流有所加强.水位上升后,北支盐水入侵增强;南支中段盐度变化不明显;北港、北槽盐水入侵随水位增加变化最为显著,小潮期间盐度增大值大于1,大潮期间增幅有所降低,北港北汊受水深增加盐水入侵变化最为强烈;南槽口门处滩地由于水位增加,非线性效应减弱,盐度不同程度的降低.水位上升后南支水源地三个水库取水口盐度均有所上升,减少了可取水时间,不利于供水安全.     

长江口盐水入侵三维数值研究

对整个长江口研究区域洪季盐水入侵过程进行模拟.验证结果与实测资料基本一致,较好地模拟出地形变化对水流结构的影响,盐度的分布与实测资料所反映的情况相吻合,盐度纵向扩散梯度从外海向上游递减,北支盐度始终高于南支,再现了长江口地区水流特征和盐水入侵的基本规律.     

长江流域梯级水库夏末秋初蓄水对河口盐水入侵和淡水资源的影响

流域大型梯级水库群,夏末秋初蓄水,来年枯季放水,季节性改变了入海径流量,会影响河口盐水入侵和淡水资源利用.收集了长江流域大型梯级水库有效库容和南水北调工程跨流域调水的量值,利用改进的河口海岸三维数值模式ECOM-si,模拟和分析了长江流域重大工程对河口盐水入侵和淡水资源的影响.截至2020年和2035年,长江流域中上游已建和将建大型水库有效库容分别为706.11和943.88亿m3,蓄水期9、10月间平均径流量分别减少13 398和17 909 m3/s.基于大通实测水文站1950—2020年实测月平均径流量,考虑截至2020年和2035年流域重大工程对径流量的调节,给出了平均水文年和特枯水文年8—10月的月平均径流量.数值模拟结果表明,截至2020年和2035年流域梯级水库9—10月蓄水,径流量下降,导致盐水入侵加剧.在平均水文年,南支水源地4个水库9—10月所有时间均能取到淡水.在特枯水文年, 9—10月东风西沙、太仓、陈行和青草沙水库取水口连续不宜取水天数截至2020年分别为28.75、24.99、29.63和37.47 d,到2035年分别为46.53、44.18、47.56和...     

长江入海径流变化对河口盐水入侵影响分析

将河口海岸三维斜压水流数值模式应用于长江口海域,对长江口深水航道整治工程后枯季大通流量在6000～40000 m3／s的18组分级流量情况下的盐水入侵影响范围和影响程度进行了模拟计算。结果表明：上游径流对盐水入侵有明显的制约作用,随着上游径流量增加,盐水入侵的范围改变显著;利用大通流量和河口代表点半月最大盐度进行回归分析,得到半月最大盐度与大通流量呈现良好的指数关系,相关系数高于0．99。     

关于研究和控制长江枯季入海流量下降趋势的建议

近年来,黄河的断流已受到国家的极大关注,但是对由于人类活动而导致的长江枯季入海流量下降问题的严重性,似仍认识不足.长江水资源总量虽然丰沛,但是年际与月际间变化极大,月均流量变化在84 200m3/s与6 800m3/s之间,最低时流量仅4 620m3/s.长江入海流量的下降直接导致长江口盐水强烈入侵,成为近20年来长江三角洲地区季节性与水质型缺水的重要原因之一,如不及早予以重视,势将对21世纪长江三角洲水资源供给产生重大影响.国外某些传播媒介已把长江比作我国经济的生命线.如果考虑到长江流域的经济地位以及目前黄河、淮河、海河流域水资源环境已呈现的困境,这一比喻绝非是夸大之词.     

长江口南支河段枯季盐度变异与北支咸水倒灌

根据2004年2月在长江口进行的大范围、多站点水文观测，揭示了长江口南支河段枯季盐度时空分布的变异: 大潮期纵向盐度出现次高盐奇点及内高外低的逆盐分布；南支近北支上口部分区段出现高潮低盐、低潮高盐的反相位差；南支河段的下段出现大中潮低盐、小中潮高盐的倒挂，从而使崇头、石洞口、高桥三站的盐度关系呈现“两头高、中间低”形态和“两头低、中间高”形态的交替.这些变异是北支倒灌进入南支的咸水影响所致.从“咸水体”在南支的输运动态角度，阐述了上述盐度变异的机理.     

持续强北风天气下长江口盐水入侵对径流量的响应

2014年2月持续强北风下长江口发生了极端严重的盐水入侵事件,影响水源地取水安全.流域上游水库增加径流量是遏制严重盐水入侵的一种方法,本文应用UnFECOM (unstructured quadrilateral grid,finite-differencing,estuarine and coastal three-dimensional ocean numerical model)模式模拟和分析该次盐水入侵对增加不同径流量的响应.考虑实际径流量和风况,模式再现了该次极端严重盐水入侵事件.数值试验结果表明,随着径流量的增加,在2014年2月10—13日盐水入侵最严重时段北港上段的净水体输运仍然向陆,但量值随径流量增加趋于减小;北港上段的净分流比、净水通量和盐通量随着径流量增加而增加;在实际径流量试验中,北港上段分流比为–29%(负号表示净水通量向陆),净水通量为–2 300 m³/s,净盐通量为–68 t/s,表明受到持续强北风产生的向陆艾克曼输运作用,北港净水通量和盐通量向陆.当径流量增加3 000 m³/s时,北港净分流比和水通量接近零...     

2011年春末夏初枯水期间长江河口盐水入侵

全球气候变化导致的长江流域枯水事件近几年趋于增多.2011年春末夏初长江中下游发生干旱,4、5和6月大通径流量分别比多年月平均值分别下降了33.4%、50.6%和50.3%.观测资料表明,4月崇西水文站大部分时间盐度大于0.45(饮用水标准),北支倒灌盐水从崇西水文站到南门大约需要2 d,到宝钢水库需要3~5 d,宝钢水库出现2 d和4 d不宜取水时间,青草沙水库出现5 d和4 d不宜取水时间.5月中下旬北支永隆沙仍被高盐水占据,崇西水文站盐度超标达到7 d,青草沙水库不宜取水d数达到8 d.6月4-7日大潮后中潮期5个观测潮周期内东风西沙水库约有一半时间盐度大于0.45,陈行水库和青草沙水库取水口盐水均低于0.45,但随时间逐渐升高,盐份主要来源于北支倒灌.长江河口盐水入侵一般发生在12月和来年的1-3月,4-6月随着径流量的增大盐水入侵消失.气候变化产生的枯水事件加剧了长江河口盐水入侵、严重影响了非盐水入侵期水源地取水安全.     

由长江中的三种鲟到长江水域生态保护

通过系统整理长江中三种鲟与长江水域生态保护文献的基础上，描述了这三种动物的生物学特征，梳理了白鲟灭绝、中华鲟与长江鲟极度濒危的历程.从长江水域生态保护的角度，分析了导致长江生物多样性严重下降的因素，包括水利工程、酷渔滥捕、水质污染、航运与采砂等人类活动.针对性地提出了8个方面的保护对策：实施生态修复、十年禁渔、加强保护区建设、生态调度、控制水污染、加强监测和研究、健全生态补偿机制、建设国家级保种基地.     

我国长江垃圾倾倒防范机制的不足及完善策略——以“长江口倾倒垃圾案”为视角

频繁出现的垃圾倾倒事件已成为建设和谐长江、健康长江、清洁长江、优美长江、安全长江等目标的重要障碍,长江垃圾倾倒防范机制的构建尚存在法律依据不足、责任约束性不够、协同监管机制欠缺等制度障碍,以及地方垃圾处理能力普遍欠缺的现实障碍。我们应秉承"创新、协调、绿色、开放、共享"发展理念,探讨相应的对策,以扭转长江资源环境约束趋紧的状况,促进长江经济带尽快走上生态优先、绿色发展之路。     

长江的生态流量问题

根据长江流域自然条件及水资源利用的特点,对长江水系生态流量的定义、确定原则和方法进行了讨论,并以金沙江虎跳峡、雅砻江锦屏、岷江上游和长江口等为例,说明长江生态流量确定的方法和存在的问题.根据研究表明,对于地处湿润地区的长江水系生态流量确定,应从全流域综合考虑,在没有充分论证前,宜从宽设定.     

引江济太调水试验工程对黄浦江上游水环境的影响分析

太湖流域水质型缺水明显．初步分析引江济太调水试验工程对太湖流域和上海黄浦江水资源水环境的影响,认为实施引江济太调水试验工程,是流域经济社会可持续发展的总体要求,有利于流域水资源调度管理和配置,有利于黄浦江水源地的保护．     

引江济淮膨胀土工程特性研究

文章结合物理力学性质及膨胀性质试验,分析了引江济淮工程沿线江淮分水岭的膨胀土成因类型、物质成分,研究了膨胀土的强度指标和胀缩性指标,对膨胀土提供了合理的强度参数;在进行渠道边坡设计、核算其边坡稳定时,应根据膨胀土的工程特性合理地选择抗剪强度指标.     

芜申运河引江济太问题初析

为合理规划引江济太通道,根据芜申运河航道工程和沿线水系以及水利治理规划,从运行成本、水量流失、水质保障、航道运行、综合效益和调度管理等方面,分析了利用芜申运河通道调长江水改善太湖水环境对沿线水系和水利治理的影响,并与望虞河、新孟河通道进行了比较.结果表明,芜申运河近期还不具备引江济太条件.     

基于自组织竞争网络的黄河和长江物源判别

利用黄河和长江在地质历史时期的沉积物与现代黄河长江沉积物应具有一定的相似性这一原理,＂将今论古＂,以现代黄河和长江入海沉积物中部分常量元素的百分含量作为基准数据建立自组织竞争网络,对来自不同时代的黄河和长江的沉积物进行判别和验证,可靠性达到94.4%,并规定了其相应置信度下的置信区间.以此为基础,对南黄海NT2孔的物质来源进行了判别,结果表明钻孔中0～19.36m、28.07～52.88m深度范围内的沉积物为长江沉积物,19.36～28.07m、52.88～70.28m深度范围内以及表层沉积物为黄河沉积物.     

引江济太调水工程对太湖水动力的调控效果

为研究引江济太调水工程对太湖水动力调控所产生的效果,采用数学模型对其水动力进行模拟.利用环境流体动力学模型(EFDC模型),以湖体水龄(描述湖泊水体交换速率的参数)为研究对象,系统地研究引江济太调水工程对太湖水动力的调控情况.结果表明:(a)引江济太调水工程对太湖湖体水动力过程的作用效果很大程度上取决于风速、风向以及出入湖的流量;(b)太湖湖体水龄的分布具有很强的时空异质性,夏天的平均水龄约为130d,其他季节的平均水龄约为230d;(c)太湖地区夏天的主导风向——东南风能够促进东部湖区(无锡、苏州水源地所在地)和梅梁湾湖区(太湖重污染区)的水交换,改善水体运动条件;(d)望虞河入湖的最经济调水流量为100m3/s.     

1960—2005年长江上游水文循环变化特征

对长江上游水汽含量以及各边界水汽通量、水汽收支的变化特征进行分析,建立了长江上游水文循环概念模型,并通过分析水循环参数的变化特征讨论水文循环的陆面分支与大气分支之间的相互作用和变化过程.结果表明:长江上游为水汽汇区,净水汽收支为23 790 t/s;纬向为水汽输出向,纬向水汽通量减小趋势显著.整个上游地区水汽收支变化趋势不显著,水汽输入总体呈微弱减小趋势.尽管当地蒸散发形成的降水在区域总降水量中的贡献尚不足10%,但蒸散发量对当地水文循环的作用正逐年增加.     

1990-2010年长三角城市群城市扩展时空规律分析?

随着城市化过程的深入,城市群建设已成为中国推进新型城镇化战略的重要举措之一,长三角城市群作为我国发育程度最高的城市群,研究其城市扩展的时空规律对于政策制定、合理规划具有重要参考作用。本文利用长三角城市群1990—2010年间5个时期的城镇建设用地监测数据,选取首位度指数、年均扩展量、土地利用效率等指标,对比分析不同城市扩展随时间变化的过程特征。结果表明：20年来该城市群内城镇建设用地面积增加量超过8000 km2,各时段中2005—2010年扩展最为剧烈;城镇建设用地首位度指数逐步降低,该城市群建设用地规模呈现多中心化的趋势且正在强化;各城市城镇建设用地年均扩展量及土地利用效率随时间的变化轨迹呈现出明显的省内相似性和省际异质性;绝大部分城市城镇建设用地利用效率呈现出先升高后降低的趋势,1995年以来各城市城镇建设用地利用效率普遍显著降低,说明粗犷低效蔓延仍是该地区城市用地扩展的主要模式。