流域尺度重金属行为模拟及其对不同气象因子的响应特征研究

模拟重金属的流域尺度行为有利于更好地理解重金属对生态系统和人类的潜在不利影响,而探究重金属在不同气象情景下的迁移转化规律有利于流域环境风险分析和环境管理。本研究采用流域重金属迁移转化模型SWAT-HM,该模型考虑了重金属化学反应如吸附和老化反应;陆面重金属迁移过程包括通过水分渗流和蒸发引起的垂向下降上升运动以及通过土壤侵蚀和地表/地下径流的水平迁移;水体中重金属迁移过程包括沉降、再悬浮、扩散和掩埋等过程。本研究选取湖南浏阳河上游流域为研究区,该流域几十年来一直受到采矿活动的影响,重金属污染严重。结果表明,SWAT-HM模型对于流域内重金属锌(Zn)和镉(Cd)的动态模拟结果与监测结果符合较好,94.5%的Zn和94.2%的Cd的模拟浓度与实测浓度在同一数量级内。流域内Zn和Cd的高污染区主要集中在宝山河,当宝山河与大溪河汇合后,由于稀释作用和水沙交互作用,溶解相Zn和Cd浓度显著降低至地表水环境质量Ⅲ类水标准(GB 3838—2002)以下。2009—2014年流域出口Zn和Cd总输出通量的多年均值分别为90.8 t和1.1 t,溶解相重金属和吸附相重金属输出量的大幅提升几乎全部出现在强降水后,吸附相重金属输出量主要由几次暴雨过程贡献。本研究通过气象因子分析方法评价重金属输出量对于降雨和气温变化的敏感性,结果显示溶解相重金属和吸附相重金属输出量对于降雨变化比温度变化敏感,且吸附相重金属对于降雨变化的响应比溶解相重金属强烈。探究不同气象情景下重金属迁移转化响应特征对于环境风险分析和污染控制具有一定意义。     

ISO质量管理体系在湖南水文的建立

陈述了ISO9000质量管理体系在湖南省水文水资源勘测局的建立过程及带来的管理观念转变，分析了质量管理体系对本单位的利与弊。     

不同模型在险滩整治工程方案设计中的综合运用

结合洞庭湖区毛角口滩险滩整治工程设计,合理地将船舶物理模型、定床物理模型和平面二维水流数学模型等试验手段用于方案比选,对整治工程方案从改善通航条件、引起河道分流比变化、沿程水位变化、局部流态变化及整治工程对堤防安全的影响等方面作出了综合分析,为优选工程方案提供依据,并总结出了不同模型在此类工程应用上各自的特点.     

不同模型在险滩整治工程方案设计

结合洞庭湖区毛角口滩险滩整治工程设计，合理地将船舶物理模型、定床物理模型和平面二维水流数学模型等试验手段用于方案比选，对整治工程方案从改善通航条件、引起河道分流比变化、沿程水位变化、局部流态变化及整治工程对堤防安全的影响等方面作出了综合分析，为优选工程方案提供依据，并总结出了不同模型在此类工程应用上各自的特点。     

洞庭湖水生态环境的演变与保护对策

依据多年监测和调查资料，分析了洞庭湖生态环境的演变，提出了水生态环境的保护对策。从1949年至今洞庭湖容积减少了约43％，湖泊萎缩严重，调蓄能力下降，湖区共发生洪涝灾害39次。20世纪90年代，湖泊水质污染加剧，总磷污染指数增加了7．04倍；1999年藻类数量最高达22万个／L，水体富营养化呈发展趋势；湿生物种减少，一些湿地动植物已经很少见到；底栖动植物的密度虽然变化不大，但其组成从1982年以水生昆虫及幼虫为主，到1996年变化为以软体动物为主，正表明了水体富营养化的加剧。三峡水库运行后，水沙条件的变化，对洞庭湖水生态环境将会产生相应的影响。目前要加强洞庭湖综合整治，进行湖泊生态恢复与重建，以维持洞庭湖资源的可持续利用与发展。     

近55年来降水及人类活动对沅水流域径流的影响

[目的]开展降水和人类活动对沅水流域径流影响的定量研究及其成因分析,为该流域水资源开发利用提供科学依据。[方法]采用累计距平法以及滑动t检验法对沅水流域近55 a的降水量、径流量序列进行趋势分析和突变检验,采用双累积曲线法分别计算降水及人类活动对沅水流域径流量变化的贡献率。[结果]除安江站受人类活动影响较明显,其贡献量为60%外,在变异期Ⅰ(1989—2003年),降水对流域径流的影响量大于人类活动的贡献率;在变异期Ⅱ(2004—2014年),人类活动的贡献率大幅增加并逐步成为径流变化的主要驱动因素。[结论]近55 a来,人类活动因素对沅水流域径流量的影响不断增加,沅水流域下游受人类活动的影响贡献率的增幅最大。     

遥感技术在水文水资源领域中的应用研究

水是人类生存的基础,但是在全球范围内,水资源都处在一种较为贫乏的状态,而且随着人口的增长,水资源的需求也日益增加。我国的水资源也不是那么丰富,因此,我国必须加强对水资源的开发,提高水资源的利用率。随着科学技术的发展,水资源的开发和利用技术都有了很大的进步,特别是遥感技术在水文水资源领域的应用,对于开发利用、管理和保护水资源起到了非常大的作用,本文中简述了遥感技术的概念和特点,并在此基础上分析了遥感技术在水文水资源领域的应用及其注意事项。     

三峡工程运行以来洞庭湖水沙过程变异及其影响分析

为了探讨三峡工程运行后洞庭湖区水沙条件变化及其对江湖关系、水情响应、冲淤变化等的影响,以水沙过程变异为主线,利用最新水沙观测资料,采用水文描述法、变差系数法、双累积曲线法、数学计量等方法分析了洞庭湖区水沙变异特征和江湖水沙交互关系,结果表明:（1）从年际和代际尺度上看,长江上游降水量减少和三峡工程建设等人类活动是影响洞庭湖水沙变异的主要因素;（2）洞庭湖流域外界环境的变化导致了三口分流分沙的锐减,并呈现三口口门趋于淤积的状态,藕池河和虎渡河逐渐走向衰亡;（3）从洞庭湖泥沙沉积量过程线来看,2003—2011年洞庭湖的累计泥沙淤积量仅为3 411万t,比多年平均值减少93.5%。     

近45年来浏阳河流域极端降水变化

利用1969—2013年浏阳河流域12个雨量站的降水资料,结合百分位方法定义极端降水阈值,采用线性回归、滑动平均、Mann-Kendall检验、累积距平联合滑动t检验和Morlet小波分析等方法分析了极端降水指数的演变规律。结果表明:(1)极端降水量、极端降水强度、极端降水比率表现为上升趋势,10年上升率分别为7.3mm,9.5mm/d,0.3%,极端降水日数表现为下降趋势,下降率为-0.054d/10a。(2)极端降水量、极端降水强度分别在1991年、1992年存在明显突变,极端降水日数、极端降水比率突变不显著。(3)极端降水指数均存在7~8a,10~11a和25~27a的主周期,且丰枯交替变化明显。研究结果对于指导浏阳河流域的防洪减灾具有重要意义。     

1951-2011年湘江径流泥沙演变过程与特征分析

根据湘江主要控制站1951-2011年长时间序列径流与泥沙资料,运用Mann-Kendall非参数检验法、小波分析法和均值差异T检验法等,揭示了湘江年径流量和年输沙量演变特征与规律,并分析了其驱动因素。结果表明:(1)径流量呈微弱增加趋势,而输沙量下降趋势明显; (2)时间序列上径流量未发生突变,而输沙量在1997年发生了突变,表现为1997年后有显著下降趋势; (3)小波分析表明径流量和输沙量均存在20和7 a的周期性变化规律; (4) 60 a来湘江年径流量可以分为1951-1954和1992-2002年两个多水期,1955-1991和2003-2011年两个少水期。径流泥沙集中度与集中期分析表明输沙量年内分配不均匀性更为明显,输沙主要集中在每年6月; (5)年输沙量显著减少主要是水利工程拦沙和水土保持工程措施所致。