长江上游梯级电站开发区泥石流的治理工程效果评估与减灾策略——以金沙江白鹤滩水电站为例

[目的]评估灾害性泥石流严重的长江上游梯级电站开发区泥石流灾害治理工程效果,为长江上游同类水电站的泥石流防灾减灾与治理效果评估研究提供思路。[方法]选择金沙江白鹤滩水电站施工区的矮子沟和大寨沟泥石流治理工程为案例,通过2013—2015年连续3a的现场跟踪调查分析,结合模型计算对矮子沟和大寨沟泥石流峰值流量过程进行计算,分别评估2014和2015年矮子沟、大寨沟泥石流治理工程效果,并进行泥石流危险性评价。[结果]基于长江上游梯级电站开发区泥石流灾害特点,提出了长江上游梯级电站开发区泥石流治理工程效果评估模式,并提出了基于风险控制的水电工程泥石流"以排为主,适当拦挡"治理模式与减灾策略。[结论]矮子沟、大寨沟现有的泥石流防治措施在满库的状态下能够满足500年一遇泥石流过流的要求,泥石流危险性小。     

DEM分辨率对SWAT模型水文模拟的影响研究

以灞河流域为研究区,以DEM的分辨率(30~500 m)作为变量,进行了DEM空间分辨率对SWAT模型水文模拟的敏感性研究。首先,不同分辨率DEM作为输入数据构建SWAT模型并进行模拟,其后将模拟结果与灞河流域马渡王、罗李村水文站的实测流量比对进行相对偏差计算,最终采用均值变点统计方法,以模拟结果的相对偏差为研究对象,探讨分析了DEM尺度效应的最佳尺度拐点。结果表明,DEM分辨率的变化深刻影响着水文模型流域特征的提取,其分辨率的降低会导致流域的最大坡度、平均坡度、河道长度均发生衰减,同时流域形状、子流域数量也会发生不同程度的改变;随着DEM分辨率的逐渐降低(30~150 m),径流模拟的结果与实际流量的相对偏差逐渐增大,但增长幅度不超过11%。当DEM空间分辨率低于150 m时,相对偏差变化并不显著。均值变点法能够很好地识别拟合曲线发生明显变化的拐点,通过统计分析发现DEM分辨率为150 m时即为模拟结果相对偏差变化趋势逐渐由陡变缓的变化最佳拐点。     

疏勒河灌区新垦盐碱地洗盐定额试

根据疏勒河灌区新垦盐碱地土壤含盐量高，需采用水平明沟排水冲洗改良的实际，开展了不同冲洗定额的洗盐效果试验研究，提出了排盐地区系数经验公式与冲洗定额对数函数计算公式。根据表层土壤含盐量高的特点，提出了以0~30cm土层作为冲洗改良盐碱地脱盐控制层的准则，并制定了相应的洗盐定额。     

赣江流域1966-2015年降水量多尺度时空变化特征分析

为研究全球气候变化影响下的赣江流域降水量时空分布特征,基于赣江流域及其周边的27个气象站1966-2015年逐日降水量数据,采用Mann-kendall、累积距平法及Morlet小波分析等方法研究了不同时间尺度降水量变化特征。结果表明:赣江流域年、汛期、夏季和秋季降水量呈不显著的增加趋势(p>0.05),而春季和冬季呈不显著的减少趋势(p>0.05);不同时间尺度降水量均具有明显的阶段性特征,且进入21世纪00年代后降水量多为枯水阶段;赣江流域降水量变化主周期多在8~10 a,20~22 a,26~30 a。赣江流域全年和春季降水量呈南少北多的分布格局,汛期和夏季降水量空间分布较均匀,无明显的空间差异,秋季降水量呈南北两端少、中部相对较多的分布格局,而冬季降水量呈由北向南递减的变化趋势。     

黄河三角洲盐碱地低效防护林现状分析与类型划分

[目的]依据黄河三角洲盐碱地低效防护林的现状,探讨其成因机理并进行类型划分,为黄河三角洲盐碱地低效防护林恢复及重建提供理论依据和技术支撑,完善现有盐碱地防护林体系建设。[方法]通过全面、深入的调查,结合已有的研究成果,分析黄河三角洲盐碱地低效防护林的成因机理;依据低效林的立地条件、生长特点和形成原因等因素,划分其主要类型并探讨每种类型的改造技术。[结果]黄河三角洲地区现有盐碱地防护林由于受自然诱发因素和非自然因素及其共同作用的影响,有相当一部分林分形成了低效林;低效林可划分为6种主要类型,针对每种类型的低效林改造,应采取不同的技术方式和方法。[结论]低效林改造技术涉及低效林成因分析、类型划分和改造方式选择等一系列环节,在实施低效林改造的实践中应把握好每一环节,因地(林)制宜进行实施;针对黄河三角洲地区盐碱地防护林是生态公益林的实际,亦应处理好技术与政策的关系。     

大辽河流域水源涵养林枯落物持水特性研究

为探求大辽河流域水源涵养林枯落物的持水特性,以大辽河流域红松、落叶松、蒙古栎、杨桦、山杨、杂木林、胡桃楸灌木林和荒草地为研究对象,通过野外观测和浸水法,建立了枯落物持水量、吸水速率和浸泡时间的相互关系。结果表明:(1)不同林分枯落物总厚度和现存量为蒙古栎最大,分别为4.83cm和30.70t/hm²;灌木林最小,分别为0.65cm和3.32t/hm²。(2)最大持水量为3.97~36.02t/hm²,最大拦蓄量为3.34~34.06t/hm²,有效拦蓄量为0.85~20.39t/hm²,均表现为蒙古栎林最大,而灌木林和草地最小。(3)浸水实验结果表明,枯落物持水量与浸泡时间之间存在对数关系,枯落物吸水速率与浸泡时间之间存在幂函数关系,不同森林类型枯落物持水量和吸水速率随时间的动态变化规律基本相似。     

长江三角洲地区土壤和水稻重金属污染特征研究

[目的]研究长江三角洲地区土壤和水稻重金属污染特征。[方法]测定长江三角洲地区150多个采样点的重金属含量,进行土壤环境质量评价,并研究重金属元素在不同区域和植物不同部位的含量分布以及转换和分配特征。[结果]长江三角洲地区受Cd、Pb、Cr、Cu、Zn的污染,其中Cd污染最严重,Pb、Cu和Zn次之,Cr最轻,几乎不受Hg和As的污染,内梅罗污染指数为0.880,属于警戒级;水稻果实中Cd、Cr、Cu、Hg和Zn超过其背景值。按区域划分,土壤污染程度依次为：环太湖地区〉浙江南部地区〉沿江地区,城市直辖区〉县级城镇及农村;按迁移转化规律划分,根际土壤〉水稻根茎〉水稻果实;转换系数Cd〉Cu〉Zn〉As〉Hg〉Pb〉Cr,分配系数Zn〉Cr〉Cd〉Cu〉Hg〉Pb〉As。[结论]长江三角洲地区污染元素的数值范围较大,个别样本污染严重,应加大重金属污染防治与预防。     

干旱区流域水文生态系统质量综合评价研究--以新疆自治区玛纳斯河流域为例

根据玛纳斯河流域水文生态现状和存在的主要问题,构建了由3层19项指标组成的综合评价指标体系;基于层次分析法进行了指标权重分配,确定了评价标准和两级模糊综合评判法,并以玛纳斯河流域为例进行了实例验证。结果表明,水文气象要素和生态环境要素对玛纳斯河流域水文生态系统质量影响较大,两者对很差级别的隶属度分别高达38.4%和47.0%,而社会经济要素相对较好,对良级别的隶属度高达59.2%,总体来说该流域水文生态系统质量较差。评价结果与实际情况基本相符,说明层次分析法和两级模糊综合评判法在干旱区流域水文生态系统质量综合评价中具有一定的应用价值。     

无锡亲水河生态修复过程中的浮游甲壳动物群落结构研究

采用前置库技术及生物绳与湿地植物联合修复技术对无锡市亲水河进行生态修复。为了研究生态修复过程中水环境因子与浮游甲壳动物群落结构之间的关系、水质改变对浮游甲壳动物群落结构的影响及其生态学意义,对2014年6-12月生态修复期间的浮游甲壳动物群落结构进行了研究。共检测出浮游甲壳动物24种,其中枝角类10属、11种,桡足类11属、13种,主要优势种类为角突网纹溞(Creiodaphnia cornuta)、简弧象鼻溞(Bosmina coregoni)、中华窄腹剑水蚤(Limnoithona sinensis)、爪哇小剑水蚤(Microcylops javanus)和广布中剑水蚤(Mesocyclops leuckarti)。亲水河生态示范区内浮游甲壳动物的最大密度和生物量(1005.00个/L、8617.1 μg/L)均出现在8月份,最小值(1.80个/L、11.4μg/L)出现在11月和12月。生态修复后,亲水河中浮游甲壳动物生物量由前置库区的892.6 μg/L上升到生态修复区的1018.5 μg/L。Pearson相关分析发现,温度（r=0.530,P<0.01）、营养盐[磷（r=0.365,P<0.01）与氮磷比（r=-0.477,P<0.01）]和叶绿素a（r=0.450,P<0.01）含量等对浮游甲壳动物总丰度有显著影响。生态修复工程实施期间,亲水河不同修复阶段的浮游甲壳动物的丰度差异较大,并且表现为生态修复区密度和生物量显著高于前置库区。相关分析发现,浮游甲壳动物的密度与水体中总磷和叶绿素含量、温度以及氮磷比等显著相关,其它环境因子的影响不显著。研究表明,亲水河前置库、生物绳与湿地植物联合生态修复技术能够有效消减河流中营养物质含量,提升浮游甲壳动物的密度和生物量,值得在类似河流生态修复工程推广应用。     

汉江流域农业面源污染的源解析

农业面源污染是水体污染的重要污染源。为明确汉江流域农业面源污染负荷及其空间分布,运用输出系数法,对2015年汉江流域范围内的13个地市的农业面源污染总氮(TN)、总磷(TP)污染负荷量进行估算,采用等标污染负荷法进行污染评价,再运用GIS软件分析农业面源污染负荷空间分布格局,通过快速聚类法划分汉江流域各地市的农业面源污染类型。结果表明:2015年汉江流域的TN、TP污染负荷量分别为179 127、26 975 t,相应的等标污染负荷量为2.26×10~(11)、1.68×10~(11)m~3;汉江流域农业面源污染TN等标污染负荷贡献率最大的污染源是农田化肥,TP等标污染负荷贡献率最大的污染源是畜禽养殖;TN、TP的等标污染负荷在空间分布上有很强的一致性,但各地市的等标污染负荷仍存在差异,等标污染高负荷区集中在流域中游,TN、TP的等标污染负荷最大值均出现在流域中游的南阳市;基于快速聚类结果确定汉江流域主要有6种污染类型。汉江流域的农业面源氮磷污染物污染负荷和空间分布研究为汉江流域面源污染的防治提供了决策参考。