Influence of regional-scale soil heterogeneity and land use on water discharge formation in the “Stettiner Haff” catchment in North-East Germany

Abstract

The influence of regional soil distribution and land use on discharge formation in the “Stettiner Haff” catchment (8,456 km²) was investigated. The model ABIMO was used to calculate mean discharge for a long period (1961 – 1990) in consideration of regional differences in hydrological site conditions and soil heterogeneity. The highest discharge was found on settlement areas (276 mm a^?1), on devastated plots (319 mm a^?1) and on the non-hydromorphic agriculturally used sandy soils (214 mm a^?1). Due to their small size these sub-areas were found to influence regional discharge for a limited extent only. On loam and clay soils only about 100 mm a^?1 of discharge was formed. However, this share proved to be most important for the height of regional discharge because of the high area proportion in the region. Mineral soils of comparable parent material produce lower discharge under hydromorphic conditions than under non-hydromorphic conditions. With increasing clay content of the soils these differences decreased. The agriculturally used areas were found to be most important for the region's water discharge. They accounted for 83% of the discharge, i.e. they originated 119 mm a^?1 on average. At forest sites, the discharge height was about 52 mm a^?1. Sites close to groundwater table (groundwater level <1 m) proved to act as depletive areas.     

指纹技术识别泥沙来源:不确定性研究进展

泥沙指纹技术是近年来研究流域泥沙来源与动态变化的一项重要技术方法,其主要局限性在于诸多的前提假设与实践条件的差异带入了一系列不确定性。泥沙从源到汇的迁移过程受自然环境和人为干扰的影响,其源地特征、迁移路径以及泥沙性质的潜在变化等均是指纹技术应用的不确定性因素,而采样方案设计、指纹选择方法、混合模型应用的一些主观因素进一步增加了不确定性的来源。不确定性分析是泥沙指纹技术的重要组成部分,是评估泥沙来源指纹识别结果可靠性的主要依据。本文综述了泥沙指纹技术的诸多不确定性问题以及主要应对方法的研究进展,总结了当前不确定性定量评估的研究现状并提出了未来的研究展望。     

黄土高原典型支流淤地坝拦沙对输沙量减少的贡献

为探明淤地坝拦沙作用对河流输沙量变化的影响,依据淤地坝作用年限、坝控面积、坝控流域侵蚀产沙模数及淤地坝排沙率,确定淤地坝拦沙量的估算方法,并结合2009年淤地坝安全大检查数据,分析黄土高原典型支流淤地坝拦沙对输沙量减少的贡献.延河与皇甫川淤地坝在不同年代的拦沙量分别在92.48万～854.35万t/a与36.47万～1 138.75万t/a之间,淤地坝拦沙量占人类活动影响的比例在一级和二级突变后分别为29.1％、28.5％与8.4％、18.2％;2000年以后延河与皇甫川输沙量减幅均达到85％以上,而淤地坝拦沙量的贡献率分别小于10％和20％.淤地坝的拦沙作用已不是目前输沙量减少的主要因素,但由于土壤侵蚀环境的不同,淤地坝在皇甫川对输沙量减少的贡献比在延河要大.     

降雨量和水土保持对皇甫川输沙量变化的贡献率分析

为探究黄河支流输沙量减少与流域内降雨量变化及水土保持措施的定量关系。以黄河中游皇甫川流域为研究区域,基于1960—2015年准格尔气象站日降水量、皇甫水文站年径流量和年输沙量数据,分析对皇甫川流域年径流量与年输沙量有影响的降雨量参数。通过双累积曲线法和突变点检验法确定输沙量变化的3个典型时期：Per1(1960—1986年)、Per2(1987—1999年)和Per3(2000—2015年);计算了降雨量变化、植被恢复和工程措施对该流域不同时期输沙量变化的贡献率。结果表明：(1)1960—2015年皇甫川流域降雨强度超过25 mm/d的降雨减少,径流量和输沙量呈显著减少趋势(M—K检验Z<0,p<0.01);(2)因水土保持引起流域下垫面条件的改变,当Per3与Per1时期中有相似降雨量的年份,Per3时期这些年份的输沙量比Per1时期显著减少,减小范围为50.2%～98.6%;(3)1987—1999年植被恢复和工程措施的减沙贡献率分别为73.0%和38.4%,2000—2015年降雨量变化、植被恢复和工程措施的减沙贡献率分别为11.5%,69.8%和18.7%。研究结果...     

紫色土坡耕地氮素淋失通量的实测与模拟

氮淋失是氮素循环研究中最重要的环节之一,获得准确的氮淋失通量是当今农田氮循环研究中必不可少而又较为困难的工作之一。紫色土土层薄,土壤氮素难以蓄存,加之降水丰富,下伏透水性较弱的母岩,淋溶水达到母岩后难以垂直下渗而沿土壤岩石界面出流、汇流形成壤中流,紫色土氮素淋失主要表现为氮素随壤中流迁移流失。DNDC模型是基于过程的一种土壤碳氮循环模型,常用于农田温室气体排放模拟,但其应用于氮素淋溶的验证与测试不足。本文利用大型坡地排水采集器(lysimeter),测定紫色土坡耕地淋溶水量(壤中流流量)和氮素淋失通量,并利用观测数据对DNDC模型进行验证。结果表明,紫色土坡耕地小麦玉米季累积淋溶水通量为323.6 mm,径流系数33.3%,氮素淋失量为36.93 kg.hm 2,占全年氮素施用量的13.2%。壤中流流量与氮素淋失量实测值和模拟值的Pearson相关系数分别为0.944(P<0.05)和0.972(P<0.05),Theil不等系数分别为0.07和0.1,降雨量、土壤孔隙率和施氮水平是氮流失模拟的高敏感性参数。DNDC模型应用于紫色土坡耕地氮素淋失通量的模拟具有较高的可靠性,同时DNDC基于过程模型的优势可以描述持续降雨条件下的氮淋失过程,未来可通过进一步的验证,测试DNDC模型应用于氮淋失过程及区域氮淋失评估的可行性。     

重庆三峡库区农村生活污水排放特征及影响因素分析

为了解重庆三峡库区农村生活污水排放特征,正确评价农村生活污染状况,选取重庆三峡库区3个行政区中不同经济收入水平、有无下水设施的18户典型农户为监测对象,对其生活污水日产生量、pH、COD、TP、TN、TAN等6项指标进行了连续12月的跟踪监测。结果表明,18户对象农户生活污水人均日产生量、pH、COD、TP、TN、TAN等指标的平均水平分别为：15.22 L·cap-1·d-1、6.67、838.93 mg·L-1、4.19 mg·L-1、53.60 mg·L-1、13.39 mg·L-1,具有人均污水日产生量明显低于而各特征指标的浓度明显高于城镇生活污水的特点;COD、TP、TN、TAN浓度随季节的变化表现出夏季浓度较低,冬季浓度较高的规律,且COD、TP、TN、TAN浓度之间具有显著的正相关性。此外,利用SPSS软件对影响农村生活污水排放特性的地域、季节、农户收入水平和有无下水设施等因素进行了分析,其结果显示：农村生活污水人均日产生量的主要影响因素为地域,COD的主要影响因素为地域、收入水平和季节,TP的主要影响因素为地域、有无下水, TN和TAN的主要影响因素为季节。     

畜禽养殖业产污系数和排污系数计算方法

畜禽养殖业产污系数与排污系数是畜牧环境研究和粪便处理工程设计的基础指标,但由于中国畜牧业环境工作起步晚,还没有根据中国畜牧业生产特性确定的产污系数和排污系数。该文根据中国畜禽养殖业的特点,提出了畜禽养殖业产污系数和排污系数的定义、计算方法,并结合典型猪场进行了案例分析。对于北京市某养猪场进行分析,结果表明：该猪场保育、育肥和妊娠母猪3个阶段的COD产污系数分别为每头252.8、479.6、493.4 g/d,全氮分别为每头20.4、33.2、43.7 g/d,全磷分别为每头3.48、6.06、9.93 g/d,在该猪场废弃物处理系统的运行情况下,计算得出了该场保育、育肥和妊娠母猪3个阶段的COD排污系数分别为每头44.9、64.1、22.5 g/d,全氮分别为每头14.1、20.9、36.3 g/d和全磷分别为每头1.0、1.8、0.4 g/d。研究结果为畜禽养殖业污染源普查、废弃物处理工程运行和畜禽养殖业环境影响评价提供了参考。     

腐殖酸对池塘底泥中铅、镉的离子形态分布及其活性的影响

本文探讨了腐殖酸对池塘底泥中铅、镉的离子形态分布及其活性的影响。结果表明,富里酸(FA)能使底泥中铅、镉的碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态和残渣态的含量下降,而有机结合态和可溶态的含量升高,但是胡敏酸(HA)则使其它各形态均向有机结合态转化。随着FA浓度的提高底泥中铅、镉的可溶态含量也呈增高的趋势,但是HA的作用与此相反,这就表明FA能活化底泥中的铅、镉,而HA则起到了钝化作用,且它们的作用随着浓度的增大而增大。另外,无论是FA还是HA它们对底泥中铅、镉的离子形态分布及其活性的影响均表现出对铅的作用大于对镉的作用。     

上海市老港垃圾填埋场潮滩重金属污染及评价研究

以上海市老港垃圾填埋场潮滩为例,研究了沉积物中重金属的分布特征,并采用化学法和潜在生态危害指数法评价了潮滩重金属的污染状况及其潜在生态危害,以期为保护潮滩环境以及利用潮滩进行垃圾渗滤液的净化提供科学依据。结果表明,受垃圾渗滤液排放和生物活动影响,老港潮滩表层沉积物中重金属(除Cu外)的含量在向海向上均表现为:高潮滩>低潮滩>中潮滩;Cr和Zn的含量在氧化池排污口处明显高于其它排污口,而Pb的含量在自然排污口处最高;老港潮滩沉积物受到一定程度的重金属污染,以Zn的污染最为严重,由这4种元素造成的潜在生态危害是中等的,其中,Cu和Pb的毒性贡献最大。     

四川某电站库区泥石流流量的计算方法研究

泥石流流量是泥石流防治工程设计的基本参数,对泥石流危害性的评价研究具有重要意义。结合四川某电站库区一典型泥石流沟的泥石流流量进行研究,采用有压管水力计算公式和洪水计算手册推荐的洪水流量计算公式分别对该泥石流沟上下两个清水动力区的洪水流量进行计算。然后根据雨洪修正法和泥痕调查法对该沟的泥石流流量进行研究,研究结果与实际情况较为吻合。