基于DRAINMOD的农田地表径流氮素流失动态模拟

为了解水旱农田地表径流氮素流失机理及过程,于2008年6～9月在湖北省漳河灌区开展了田间试验,并利用DRAINMOD模型对其进行模拟。研究结果表明:水田地表径流铵态氮和硝态氮的流失率均高于旱地,水田地表径流以铵态氮为主,而旱地以硝态氮为主。水旱农田地表径流氮素流失模拟值与实测值都非常接近,水田地表径流硝态氮和铵态氮模拟的相对误差分别为8.35%和10.99%,旱地分别为5.45%和14.11%;水田硝态氮和铵态氮模拟的效率系数分别为0.961和0.974,旱地的分别为0.993和0.938,效果都很好。因此,利用DRAINMOD模型进行该地区农田氮素流失动态模拟是可行而有效的。     

影响太湖流域的台风演变规律分析

基于台风发源地、运动路径,以及对太湖流域影响范围、降雨量等特征的分析,提出影响太湖流域台风的刻画标准。据此从1949～2010年的台风资料中遴选出230场影响太湖流域的台风。采用非参数统计、累积距平曲线及Morlet连续小波分析等方法,剖析影响太湖流域台风的频次、年内最早及最晚影响时间等参数的趋势、突变和周期性,并分析了台风与ENSO现象的关系。结果表明:影响太湖流域台风的频次和最早影响时间变化的趋势性不显著,而最晚影响时间则有显著推后的趋势;台风频次的变化呈现"少-多-少-多"波动时演变特性,并可能存在21～22a、6～8a的振荡周期;研究对太湖流域防洪减灾具有一定的指导意义。     

太湖流域梅雨时空演变规律研究

了解和掌握太湖流域梅雨特性,对预测未来流域水文水资源情势变化,制订流域水资源利用和防洪决策等具有重要意义。本文根据1954~2009年共56年的梅雨特征量资料,采用经验正交函数分解(EOF)、非参数统计方法和Morlet连续小波等方法全面分析了太湖流域梅雨空间分布、长期变化趋势、丰枯变异和周期振荡等时空演变特征。研究结果表明:56年来,太湖流域梅雨主要有两种分布型态,梅雨特征量中,梅期长度与梅雨空间差异度具有显著增长的趋势,出梅日期、梅雨期长度、梅雨量、梅雨强度和梅雨集中度均在20世纪60年代末期具有明显的突变特征,太湖流域梅雨量在经历了5个阶段的丰枯变化之后,预计在2010年之后将进入偏丰期。     

太湖流域1991年洪涝及今后治理措施

1991年太湖流域发生了自1954年以来最严重的洪涝,湖西及流域北部的降雨强度以及太湖最高水位均高于1954年,给苏锡常地区带来了严重的损失.阐述了1991年降雨和洪水的特征,分析了产生洪涝灾害的原因,并对今后的治理措施进行了探讨.     

太湖流域洪涝灾害的历史根源及治水方略

太湖流域渲泄不畅的排洪格局,形成于明清,根源在南宋,它是造成洪涝灾害的因素之一.因而“以泄为主、泄蓄并举”应成为太湖流域的治水方略.     

土壤与养分流失综合监测方法在密云水库流域的应用

土壤与养分流失综合监测方法是根据通用流失方程的基本原理,在对我国中东部南北不同环境条件下大量周年实测数据的统计、分析基础上建立的适合我国南北地区的水土流失与面源污染一体化定量监测方法。本研究采用该方法对密云水库流域2001年度的土壤和氮素养分流失的空间分布,不同土地利用方式对土壤和氮素养分流失的影响,以及泥沙、养分的入库量进行了系统的监测,且利用水文站的实测数据对监测结果进行检验。结果显示,该监测方法对土壤和氮素流失监测的相对误差分别为2.75%~19.63%和-18.78%,监测效果较好。该监测方法具有技术先进、方便、实用、可更新性强和效果好的诸多特点,在我国现有相关资料积累条件下,适用范围较广。随着相关研究的进一步深入,该监测方法可通过改进满足更高时空监测需求,具有较好的应用前景。     

滇池流域集约化农田区氮素损失研究

集约化农田区氮素流失是构成滇池流域面源污染、水体富营养化的重要因素。基于滇池流域集约化农田区产业结构特征、施肥方式、土壤物化性质分析,利用现场模拟试验,探讨水土生复合系统中氮素输移、分布和损失机制,量化不同情景下氮素损失量。研究表明,集约化农田土壤氮素损失主要途径是通过气态(NH3、N2O、NO/NO2、N2等)、作物吸收、生物作用和淋失。气态氮损失受温度、土壤特性、施肥类型、方式与施肥量、地下水埋藏条件等因素综合制约,NO-3 N是氮淋失的主要形式。根据试验与计算结果,Ⅰ区和Ⅱ区的合理施肥的氮利用率分别为30 8%和20 8%,高于习惯施肥的11 5%和8 5%,气态损失和淋失率均低于习惯施肥。显然,施肥的合理性是控制集约化农业区氮素损失的重要措施。     

太湖流域湖西区入湖水量变化及原因初步分析

随着太湖流域湖西区沿江引排工程的全面建成,以及区域水资源调度的开展,湖西区水文情势发生了一定变化。基于1986~2012年太湖流域湖西区出入湖水量、降雨量、沿江主要口门引排水量资料,采用Mann-kendall检验法、小波分析法和滑动检验法,对湖西区降雨量、沿江口门引排水量及净入湖水量的各月变化和周期变化特征进行研究,并对年净入湖水量增加的影响因素进行分析。结果表明:湖西区全年和汛期降雨量呈不显著的上升趋势,全年及汛期引水量、净引水量呈显著上升趋势,全年、汛期、各月净入湖水量均呈显著上升趋势。湖西区净入湖水量统计量在1997、1999、2001、2006年超出了临界线,其中,1997年净入湖水量由偏少转为偏多,可能与降雨由偏枯转为偏丰有关;1999年与湖西区沿江口门改扩建、口门调度以引水为主有关;2001、2006年则与环太湖巡测线路向湖边调整使控制水量增加有关。此外,湖西区净入湖水量的不断增加也与湖西区土地利用变化影响产汇流规律有关。     

太湖流域61年来降水时空演变规律分析

基于太湖流域1951～2011年长系列降水资料,采用正交函数分解法、Spearman和Mann-Kendall非参数统计检验法、连续小波分析方法等,从空间分布、趋势性、周期性和突变性等方面系统剖析了61年来太湖全流域及各水利分区降水的时空演变规律。结果表明,太湖流域降水表现为两种空间分布类型,一类是年降水量振幅高值中心位于以市岭站为中心的浙西山区以及湖西区的长兴～宜兴一线,第二类表现为年降水量以湖区为分界呈南北相反的分布型态。61年来,太湖全流域和各水利分区年降水量、汛期降水量及年最大30日降水量均不存在显著的变化趋势,但具有较明显的丰枯周期。本文研究结果可为流域开展洪水资源利用、制订调度方案、应对气候变化提供科学依据。     

太湖流域北部地下水化学特征及成因分析

为研究太湖流域北部地下水的化学特征及成因,以水文地质研究为基础,综合利用数理统计、Piper三线图和离子比等方法,对不同含水层地下水的化学特征和控制因素进行分析。结果表明:研究区潜水的水化学类型较多,总体以Ca·Na-HCO3型和Ca·Na-HCO3·SO4型为主;承压水的水化学类型较简单,阴离子以HCO3型为主,阳离子以Ca、Ca·Na、Na为主;地下水主要受矿物风化-溶滤作用影响,其中含钠硅酸盐岩溶解对地下水化学特征影响较大;潜水受人类活动影响,工矿活动的影响大于农业、生活污水的影响;承压水中发生了阳离子交换,使Ca2+和Mg2+浓度降低而Na+浓度增高;潜水与承压水的离子特征在垂向上具有明显的分层性。     

太湖平原圩区河网演变模式探析

以汾湖镇为研究区,采用GIS和RS方法分析了全镇及典型圩区近15年来河网结构的变化特征。结果表明:等级最低的圩内河道的河网结构变化显著,而村级以上的骨干河网结构基本没有变化,河网结构趋于稳定;不同圩区河网结构变化存在明显的时空差异。快速城镇化过程中,经过及时规划和治理的圩区河网结构得到了一定的改善,反之,河网结构受到了较大破坏;根据河网结构演变特征及原因,快速城镇化圩区河网结构演变的主要原因是对水系的保护、整治和破坏等人类活动的影响,据此识别圩区河网演变的几种主要模式为:主动引导型、被动改造型、修复完善型和保护优先型。     

太湖湖盆冲击成因假说的演变及研究进展

本文的主要目的是回顾太湖湖盆成因假说,并重点介绍太湖湖盆冲击成因假说的研究历史,首先对各类太湖湖盆非冲击类成因假说做简单的介绍和评述,这些假说包括潟湖说、构造说、堰塞说、火山爆喷说及综合成因说,然后重点回顾太湖湖盆冲击成因假说的演变过程.太湖湖盆冲击成因假说的第一阶段在20 世纪 90 年代初,根据太湖地区砂岩中存在大...     

"引江济太"工程对太湖及周边地区的影响分析

引江济太是近年来太湖流域实施的一项重要调水工程。本文应用监测资料,分析了太湖流域实施引江济太工程对太湖及其周边地区水资源量和质的影响,说明了引江济太工程有效增加了太湖流域水资源的供给,改善了太湖水体水质和用边河网地区的水环境,提出了需加强引水期水资源量质监测,并建议研究增加新的调水线路,扩大引江济太效果。     

太湖流域应对特大洪水防洪工程效益模拟

防洪效益评估对防洪工程投资决策与减灾对策制定具有重要意义。建立集成了与太湖流域防洪效益评估相关的系列模型和方法,包括含降雨产流与平原净雨计算的水文分析方法、由河网水动力学模型和平原区域洪水分析模型组成的大尺度水力学模型、综合流域社会经济和淹没因素的洪灾损失评估模型。模拟了太湖流域遇特大洪水的灾害损失,开展了不同防洪工程应对流域性特大洪水减灾效益的预测分析。结果表明：1999年型200年一遇降雨将会给太湖流域造成高达568.29亿元的直接经济损失,外排动力增强30%至100%的防洪效益介于26.69亿元到45.70亿元之间,新建圩区、太浦河拓宽的防洪效益依次减小,而圩区泵排能力增加30%的防洪效益仅为0.65亿元。基于研究成果提出了增设外排泵站、加强圩区科学调度、通过保险分担风险等应对特大洪水的对策措施建议,为太湖流域特大洪水的防治提供支撑和参考。     

太湖流域某地区浅层地下水有机污染特征

对太湖流域某地区浅层地下水有机污染特征进行了总结,并就污染来源、污染途径和典型污染源附近浅层地下水有机污染特征等问题进行了研究。研究结果表明,该地区浅层地下水中各组分的检出率较高,但检出浓度较低,除苯在个别采样点处超出美国环保局(EPA)饮用水标准外,其余卤代烃和单环芳烃组分均没有超标;平面分布上,卤代烃和单环芳烃各组分的浓度高值点大都集中于该地区东南部的工业区内,这种空间分布特征与工业区的分布具有明显的一致性;垂向上有浅部地下水的污染程度相对较重、深部地下水较轻的特点;典型污染源周边浅层地下水的污染程度较重,但随着采样点远离污染源,地下水中各有机污染组分的浓度迅速衰减。     

太湖北部底泥中氮、磷的空间变化和环境意义

以太湖底泥为研究对象，通过分析不同形态N，P的含量，揭示太湖北部底泥N，P的区域和垂向变化特征，探讨了主要营养元素的环境意义。太湖北部底泥N，P的高值区分布在五里湖，梅梁湾北部和竺山湖北部，有效氮的分布与总氮的分布一致。相关分析表明，有效磷与无机磷具有很好的正相关性，N，P的含量还与粘土矿物的含量成正比。柱状样的N，P垂直变化显示，数千年人类的活动并未明显影响底泥中N，P的含量，而在近代则明显增加。底泥中大量的N，P主要来自生活污水，其次是农田肥料和围网养殖。     

太湖水体吸收系数与散射系数的特征研究

湖泊水体光学特性是进行湖泊水体光学及水体光学遥感研究的基础。计算了太湖冬、夏季水体的吸收系数和散射系数,并在分析水体吸收特性的基础上对水体的光学类型进行了分类。结果表明:冬季太湖水体的光学类型属PY型(悬浮粒和黄质共同作用型),即水体的吸收特性受悬浮质和黄质的共同作用,而夏季则属CPY型(浮游藻类、悬浮粒和黄质共同作用型),即水体的吸收特性受悬浮质、黄质和浮游藻类三者的共同作用;不论冬季还是夏季,非色素悬浮粒是影响太湖水体散射特性的主要因子。     

太湖平原河网区城镇化发展与水系变化关系

选取太湖流域下游的武澄锡虞和阳澄淀泖水利片区为研究区,基于1980s和2010s两期水系和土地利用类型数据,利用全局自相关、局部自相关和地理加权回归模型等方法,分析河网密度空间变化特征,并探讨其与土地城镇化的关系。结果表明:近30年研究区河网密度下降幅度达11.3%,其中,一、二级支流密度分别下降18.1%和11.3%。城市及周边地区下降幅度最大;因淤积和填埋造成的区域河道衰退是河网密度下降的主要原因;土地城镇化速度与支流衰减长度呈指数关系,且存在区域差异;当土地城镇化速度达40%以上时,支流长度快速减少。此外,水网密布区域河网密度下降和衰退强度更大。因此,在城市建设过程中需要加大对水系的保护力度。     

Carbon and nitrogen isotope records in sediments of Lake Taihu, China, and their paleoenvironmental significance

Lake sediments can provide important historical information on records of paleoenvironments and paleoclimates and their changes.This study deals with the sedimentary history of the westem Taihu Lake based on seven geochemical indices measured in an 89-cm long sediment core. The core, corresponding to a time period from 6870 a B.P. to the present, was analyzed for δ^13Corg, δ^15N, TOC, TN, TP, C/N ratio and radiocarbon dates. Comparison of these multiple geochemical tracers helps to improve interpretations of the paleoenvironmental changes. All of the geochemical proxies used in the study change regularly, and show four major time scales that suggest different environments. During 6870-6532 a B.P., the values of all parameters slightly varied. δ^13Corg values increased in a wave pattern from -25.9‰ to -20.7‰. Similarly, δ^15N values increased from 1.6‰ to 4.5‰. TOC, TN and TP concentrations remained around 0.8%, 0.1%-3.2% and 0.5%, respectively. C/N ratios varied from 20.6 to 6.6. At 6370 a B.P., the sediment record profile showed dramatic variations in all parameters. δ^13Corg and δ^15N values dropped to -26.9‰ and 1.3‰, respectively.     

太湖湖体总氮平衡及水质可控目标

通过对2007~2010年环太湖水文巡测及降水调查,进行了湖体总氮平衡分析,在充分调查现有与规划的各类型污染源总量控制工程措施的基础上,量化出具有空间分布的流域总氮污染削减率,利用构建的太湖流域及湖体水环境数学模型模拟污染削减后的太湖湖体总氮浓度场,并提出水质可控目标。结果表明:太湖出入水量共127.8亿 m3,其中通过降水进入太湖的水量为24.9亿 m3,占入湖总水量的19.5%;全年总氮收支量达到4.47万t,其中通过干湿沉降进入太湖的总氮量为0.70万t,占入湖总通量的15.5%,可见干湿沉降进入太湖的污染物不容忽视,其变化趋势与太湖地区降水特征相关性较好。同时通过模型推算,定出2015年太湖湖体不同功能区总氮的可控目标,整个湖体平均值约为2.3 mg/L,为太湖总量控制提供科学依据。