太子河流域地表水和地下水硝酸盐污染特征及来源分析

地下水作为一种主要的饮用水和重要农业用水水源,其环境质量状况关乎人类健康、粮食安全与生态可持续发展。本研究对太子河流域地表水、地下水的NO-3-N污染状况进行了调查,并结合水化学与NO-3-N同位素对其来源进行了分析,探讨太子河流域地下水的水化学特征和硝酸盐污染状况,为理解该区域地下水的水化学组成特点和开展水环境质量评价提供理论依据。结果表明,太子河流域地表水氮主要以NO-3-N的形式存在,占总氮78.38%,浓度为0.75~6.40 mg·L-1,从上游到下游其含量变化趋势为先上升后下降,在S6采样点达到最高值6.40 mg·L-1;地表水中NO-2-N所占比例仅为0.78%,且沿河流变化较小;由于施用化肥肥料和有机氮的矿化作用,下游地表水Cl-浓度和NH4+含量增高。太子河流域地下水NO-3-N浓度普遍高于地表水,NO-3-N浓度为0.57~55.78 mg·L-1,平均20.26 mg·L-1;NO-2-N浓度为0~0.04 mg·L-1,平均0.017 mg·L-1。太子河流域地下水的NO-3和NO-2污染状况较重。NO-3-N同位素结果显示,地表水的δ15N为-0.74‰~13.27‰;上游NO-3-N主要来源于土壤有机氮矿化,中下游受农业化肥和人畜粪便共同影响。地下水δ15N为5.7‰~17.5‰,受人类活动影响较大,人畜粪便堆肥和农业化肥的渗漏是主要影响因素。     

汾河下游丰水和枯水期的河流硝酸盐污染来源特征

[目的]对汾河径流丰水期和枯水期的河流硝酸盐污染来源特征进行对比分析和研究,为汾河下游氮源污染治理提供理论支持。[方法]通过研究2018年汾河下游水体硝酸盐及其氮、氧同位素不同时期的变化,分析排入河流的硝酸盐来源雨期性变化特征,并引入IsoSoure模型,定量计算各污染源对汾河下游水体硝酸盐的贡献。[结果]在丰水期和枯水期,δ~(15)N值变化范围为3.45‰～11.19‰,δ~(18)O值变化范围为-0.72‰～3.17‰,硝酸盐污染源主要为农业化肥、土壤有机氮、生活污水与粪便;硝酸盐污染源主要与汾河下游周围土地利用类型相关,丰水期临汾段与M_5采样点硝酸盐污染源主要为粪便和污水,分别占比为58%,40%,72%和58%,M_6—M_9段农业化肥贡献率最高,占比分别45.4%,62%,56.6%,56.5%。枯水期所有采样点硝酸盐污染源贡献率最高的都为粪便和污水,占比为40%～73%。[结论]汾河径流硝酸盐污染来源主要为农业化肥、土壤有机氮、生活污水与粪便,并且污染来源与土地利用类型有很强相关性,不同水期硝酸盐污染来源大多为粪便和生活污水,差别主要体现在M_6—M_9取样点,丰水期主要污染物为农业化肥,而枯水期为粪便与生活污水。     

泥沙来源“指纹”示踪技术研究综述

泥沙来源"指纹"示踪技术是综合研究流域土壤侵蚀和泥沙输移的新方法。泥沙来源"指纹"示踪技术基于流域侵蚀产沙过程划分潜在物源类型,根据物源特性筛选具有诊断能力的"指纹"性质,通过定量转换模型建立流域出口泥沙与内部潜在物源间的"指纹"联系,定量描述各潜在物源对流域出口产沙的相对贡献;结合悬移质或沉积泥沙通量监测,定量分析各潜在物源对流域产沙的绝对贡献量及流域侵蚀产沙时、空变化特征。通过综述泥沙来源"指纹"示踪技术的理论基础及实施框架,流域尺度潜在物源类型,泥沙"指纹"因子类别、分布特点及诊断能力,泥沙来源复合"指纹"示踪技术的研究进展,指出泥沙来源"指纹"示踪技术的局限性,并对泥沙来源"指纹"示踪技术进行展望。     

基于稳定氢氧同位素的黄土高原不同生长年限油用牡丹水分来源研究

[目的]探究油用牡丹的水分来源与用水策略,为合理种植、推广发展油用牡丹,提高牡丹成活率提供科学依据。[方法]以不同生长年份的2种油用牡丹为研究材料,利用稳定氢氧同位素探究其在春秋2个季节的水分来源。[结果]①由于根系更加发达,成年期油用牡丹的用水策略比幼年期有更强的自主选择性。春(旱)季,2种年龄油用牡丹都主要利用0—20 cm表层土壤水,但成年期(70.7%)比幼年期(61.8%)对水分的利用率更高。秋(雨)季,表层土壤含水量过高,成年期油用牡丹较幼年期则更趋向吸收深层土壤水分;②通过分析土壤含水率、油用牡丹吸收的不同来源水分的贡献率及它们之间的关系,可知贡献率越高的土层含水量越低。[结论]在黄土高原春秋2个季节,油用牡丹均倾向于吸收含水量较低土层水分,证明了其耐旱不耐涝的特性。     

淮河上游山区迎河小流域年降雨与径流特征分析

根据1981~2004年连续24a的降雨、径流实测资料,采用数理统计方法分析了淮河流域上游迎河小流域的年降雨、径流变化特征及降雨与径流的关系.结果表明:迎河小流域降雨、径流的年际变异程度均较大,离差系数分别为0.28和0.45,显示出区域旱涝灾害出现机率大;降雨年内分配集中,汛期降雨量占年雨量82.1%;典型年份雨次的分析表明,流域次降雨雨型以均匀型为主;年降雨量同年径流量存在很好的线性正相关关系,可以用年降雨量对径流量进行预报;径流率与汛期雨量存在良好的线性正相关关系.     

汉江上游水体氮素污染特征

2011年对汉江上游干流进行了6次采样,分析了水体氮素的污染特征。结果表明,汉江上游水体NH₃-N,NO₃-N和NO₂-N的年平均值分别为:1.037,1.751和0.044 mg/L。氮素时间分布曲线表现为:NH₃-N浓度的周年变化趋势为双峰型,呈现:丰水期 >枯水期 >平水期的规律。NO₃-N,NO₂-N浓度的周年变化趋势为单峰型曲线,NO₃-N呈现:丰水期 >枯水期 >平水期的规律,NO₂-N丰水期最高,枯水期和平水期相差不大。汉江上游水体氮素空间分布表现为:NH₃-N,NO₃-N浓度自源头向下游呈现出"低值-升高-降低"的趋势。NH₃-N污染主要来自农村生活污水和畜禽养殖排放物,NO₃-N污染主要来自水土流失。     

基于PDSI和SPI的黑河上游干旱特征对比分析

利用黑河上游祁连站、托勒站、肃南站和野牛沟站1960—2009年月平均气温和降水资料,分别计算不同时间尺度下各站50年的帕默尔干旱指数（PDSI）和标准化降水指数（SPI）。对比分析表明:在年尺度上,黑河上游4个站点的PDSI指数和SPI指数存在显著的正相关,都能较好的描述黑河上游干旱情况;在月尺度上,各站PDSI指数和SPI指数的相关系数存在显著差异,该差异随着月份的不同而不一样。夏季和秋季是黑河上游全年发生严重干旱和极端干旱的高峰期,如果不及时做好防旱工作,会对该地区畜牧业产生很大的影响。     

低山丘陵区暴雨洪水特征与洪灾风险评估——以赣江上游为例

[目的]评估赣江上游洪灾风险,为区域减灾及社会经济发展提供参考。[方法]从气候和地形等自然条件出发,结合实测资料分析暴雨洪水时空特征;采用层次分析法确定致灾因子危险性、孕灾环境敏感性、承灾体的易损性和防洪救灾能力4个因子的14个指标的权重,借助GIS平台进行风险因子分析和综合风险评估。[结果]暴雨洪水多集中在3—7月,春夏季暴雨频次占全年的80.4%,洪水频次占95.9%,空间上主要分布在东北大部;致灾因子危险性风险等级东北部高,西部较低;孕灾环境敏感性风险呈带状,总体上中间高四周低;承灾体易损性风险中西,中北部高,四周低;防洪救灾能力西高东低,南高北低,从西南向东北递减;综合风险为中北部、中东部高风险,东南部、西部低风险;各风险等级面积比例存在差异,高风险和较高风险面积占比达37.3%。[结论]研究区暴雨洪水特征兼具丘陵与平原型特征,暴雨和洪水存在较明显的正相关关系;洪灾风险评估结果与赣江上游区实际基本符合,验证了指标体系及评估模型合理性。     

锡林河流域融雪径流时间变化特征与成因分析

融雪径流是寒旱区草原流域径流的重要补给方式和水源。融雪径流时间随着气象条件的变化而改变,这严重影响着研究区年径流量和各季径流量的分配。采用锡林河水文站1960—2009年水文年流量质心时间CT来表示锡林河水库上游融雪径流开始时间,分析了融雪径流时间变化特征。结果表明:锡林河水文站融雪径流时间具有提前趋势,且融雪径流发生在3月末与4月初期,锡林浩特气象站融雪期（3—4月）气温升高或积雪期（上年10月—当年4月降水量增加,锡林浩特水文站融雪径流时间会提前,但融雪期气温对融雪径流时间作用更明显。由融雪径流时间与年径流量和四季径流量的相关关系,可得融雪径流时间提前,年径流量、冬、夏、秋季径流量均会减小,而春季径流量会增大,但融雪径流时间与年径流量、夏、秋季径流量关系最为密切,相关系数分别为0.456,0.600与0.676。这对寒旱区草原流域合理利用雪水资源和洪水预警有重要作用。     

龙川江上游径流量变化及其对气候变化的响应

基于1970—2012年龙川江上游小河口水文站的径流资料和楚雄的气象资料,运用M-K法、相关系数法、累积距平法等方法,分析了龙川江上游径流量、降水量和气温的年内、年际和年代际的变化以及径流量对气候变化的响应。结果表明:龙川江上游径流量年内分配极不均,在1994年后渐趋均匀,年径流量呈不显著的波动下降趋势,而且径流量在70,80年代和2010—2012年偏枯,90和00年代偏丰;年平均气温和年降水量都呈上升趋势,但后者的趋势不明显;年降水量对年径流量的影响很明显,而年平均气温对径流量的影响较小,四个季节中春季和秋季的径流量受降雨量变化的影响较大,降水量和气温的变化对夏季径流的影响都较为明显,而冬季相反。总之,不同季节的径流量对不同气候因素的响应是不同的。     

澜沧江上游不同植被类型土壤微生物特征研究

采用野外调查采样及室内实验分析的方法,选取原生植被旱冬瓜林地作为对照,对澜沧江上游山区不同植被类型云南松林、桉树纯林、生态混交林（桤木＋圣诞树）土壤细菌、真菌、放线菌3大类微生物的数量及总量进行研究,结果表明：3大类微生物分布均表现为A层大于B层。不同植被类型土壤细菌和真菌数量变化趋势均为旱冬瓜林〉生态混交林〉桉树林〉云南松林,且A、B层消长趋势一致;不同植被类型A层土壤放线菌数量变化趋势为云南松林〉桉树林〉生态混交林〉旱冬瓜林,B层土壤放线菌数量变化趋势则为生态混交林〉云南松林〉桉树林〉旱冬瓜林;不同植被类型土壤微生物总数变化趋势为旱冬瓜林〉生态混交林〉桉树林〉云南松林,A、B层消长趋势一致。     

渭河上游气候因子变化特征及其与径流量的关系

根据渭河上游渭源等12县(区)国家基本(一般)气象站1971-2008年逐月气温、降水量、相对湿度、日照时数、风速等资料及北道水文站1971-2008年径流量资料,采用Mann-Kendall法、气候倾向率等方法,分析了气候因子变化特征及与径流量的关系.结果表明,自1971年以来,渭河上游气温以0.3℃/10 a的倾向率上升,气温的突变年为1994年.降水量呈较明显的周期变化,突变点出现在1994年及2004年.潜在蒸散以23 mm/l0 a倾向率增加,突变点出现在1993年.月径流量与降水量基本呈同步变化.年径流量以2.57×l08 m3/l0 a倾向率减少,突变点出现在1991年.径流量与气温、潜在蒸散、降水量的相关性比较显著.气温升高,潜在蒸散增加,地表水支出增多;潜在蒸散加大,降水量减少,地表水收入减少,这是径流量减少的直接原因.     

岷江上游流域植被覆盖度及其与地形因子的相关性

[目的]研究岷江上游流域植被覆盖度随不同高程带、坡度带、坡向分布变化的特征及相关性,为该地区利用有利地形加强生态环境建设和防治水土流失提供依据。[方法]在GIS和RS技术支持下,利用Landsat-8OLI遥感影像和DEM数据提取植被覆盖度和地形因子进行叠加分析,构建统计样本定量分析植被覆盖度与地形因子间的相关关系。[结果]研究区总体植被覆盖情况良好,中度以上植被覆盖区占研究区面积75.0%,低植被覆盖区仅占15.2%。植被覆盖度随海拔高度和坡度的增加呈先增加后降低的趋势,在海拔2 500~3 000m和坡度25°~45°达到最大值;阳坡的植被覆盖度略大于阴坡。各地形因子对不同植被覆盖度的影响程度不同,低植被覆盖区受坡度影响较显著,极高度植被覆盖区受海拔高度影响较显著,其他植被覆盖区与地形因子的相关性无明显规律。[结论]岷江上游流域植被覆盖度与地形因子关系紧密,地形因子变化对生态环境有重要影响。