变化环境下密西西比河流域水资源演变规律分析流域水循环是响应全球气候变化最为敏感的自然现象,尤其大江大河的流域水循环过程受气候变化影响更为显著。近几十年来,流域水循环过程的改变使流域水资源发生了深刻改变,加之人类活动的影响,进而影响全球水资源的时空分布。
传统意义上,只把重力水作为资源纳入水资源评价,随着科学技术的发展及环境的改变,非重力水资源意义逐渐显现。变化环境下,明确释义广义水资源量、准确评估广义水资源量、科学解析广义水资源演变规律对流域水资源的开发利用具有重要意义,研究流域广义水资源也可为水资源理论的发展做出有益探讨。
本文考虑非重力水(绿水)对流域水资源开发利用的作用,释义了流域广义水资源概念;以GIS等软件技术为基础,结合数理统计方法和分布式流域水文模型,在系统分析密西西比河流域水循环及下垫面演变规律时空特征的基础上,构建流域SWAT模型,模拟解析同一流域不同气候带的密苏里河和俄亥俄河流域的现状(2013年)及历史(1980~2012年)广义水资源量、绿水深度、蓝水深度和绿水系数的时空演变特征,并模拟识别不同情境下垫面和人工取用水条件对各项水资源量的影响。主要内容有:(1)密西西比河流域年降水量呈由西北向东南递增的空间分布特征,趋势性和周期性的空间分布均呈由东、西边缘地区向中部递增的特征,突变时间呈由高、低经度向中经度地区推迟的特征;径流量空间分布呈由东、西部向中部递增的特征,入海水量总体呈减少趋势,1976年、2004年分别为入海水量增加和减小的突变点,主周期为5a,次周期为10a;密西西比河径流系数呈自西向东递增的变化趋势。
(2)2001~2013年流域主要土地覆盖类型为草地、耕地和森林,预测到2025
年森林趋于不变,而草地和湿地均呈增加趋势;现状条件下流域内受人类干扰程度较大,低覆被区域呈先减小后增加的趋势,中覆被区域呈减小趋势,中高覆被区域呈先增加后减小趋势,高覆被区域呈增加趋势。(3)2013年密苏里河流域广义水资源量呈外围高、中部低的分布特点,绿水深度呈由东北向西南地区递减的空间分布特征,该流域大部分地区绿水系数均在0.77以上,绿水量占主导位置。
俄亥俄流域广义水资源量中高值区面积较大,绿水深度呈中部小,上下部高的空间分布特征,蓝水深度呈由北向南递增的空间分布特征,该流域内蓝水量占主导位置。两个流域蓝绿水量年内相对变化均趋于稳定。
(4)1980~2013年密苏里河流域多年均广义水资源量呈西北、东南高,中部低的空间分布特征,大部分子流域多年均绿水深度均在2500mm以下,多年均蓝水深度呈西北下部相对高、东南上部低的时空分布特征,多年均绿水系数呈由西北到东南递增的趋势。1987年广义水资源量最高,蓝水深度较高,绿水系数较低;2001年,广义水资源量最低,绿水深度、蓝水深度均相对较小。
俄亥俄河流域多年均广义水资源量总体呈中间低,外围高的空间分布特征。多年均绿水深度呈东北高,西南低的特点。
多年均蓝水深度呈中间低,外围高的空间分布特征,多年均绿水系数与广义水资源量空间分布特征相反。1994年广义水资源量最高,1997~2000年变化较为剧烈,2000年广义水资源量最低,且绿水深度、蓝水深度均相对较低,总体上绿水系数均集中于0.5~0.7之间。
(5)2001~2013年下垫面条件的变化,使密苏里河流域广义水资源量、绿水深度大部分子流域呈增加趋势,而使部分子流域蓝水量呈减小趋势,绿水系数整体呈减小趋势;俄亥俄河流域广义水资源量、绿水深度、蓝水深度均减少,而使流域
绿水系数呈增加趋势。2001~2010年人工取用水变化,使密苏里河流域广义水资源量、绿水深度增加,蓝水深度、绿水系数高值减少,使俄亥俄河流域广义水资源、绿水深度、绿水系数均呈减少趋势,而蓝水深度增加,但两流域空间分布特征基本趋于不变。
第5期水文 JOURNAL OF CHINA HYDROLOGY 第32卷第5期 2012年10月Vol．32No．5Oct ．,2012 收稿日期：2011-08-23 基金项目：北京师范大学自主科研基金（2009SD-6） 作者简介：任宗萍（1982-），女，山东潍坊人，博士生，主要研究方向为GIS 在水土保持中的应用。E-mail:renzongping@https://www.doczj.com/doc/5712219280.html, 通讯作者：张光辉(1969-),男,教授,博士生导师,主要从事土壤侵蚀研究。E-mail:ghzhang@https://www.doczj.com/doc/5712219280.html, 河流系统是气候变化和人类活动等因素共同作用的动态系统，水沙变化是该系统最为活跃的部分。河流水沙变化研究为土壤侵蚀和河道泥沙沉积提供了重要信息，是河流系统重要的研究内容。在全球持续变暖的背景下，自然变化以及人类活动对黄土高原土壤侵蚀的影响，乃至黄河流域水沙的影响是目前研究的一个新课题[1-3]。 延河流域是黄河的一级支流，地处黄土丘陵沟壑区，土壤侵蚀严重[4]，其水沙变化在一定程度上代表了黄河中游地区水沙变化的趋势。20世纪80年代中期以来，黄河中游地区入黄泥沙较以前减少近50%，特别是进入2000年以来黄河中游地区入黄泥沙较60年代减少81.8%[5-6]。许多学者对黄河水沙减少原因进行了研究，但这些研究所用资料主要集中在2000年以前，受数据序列长度的影响很难反应近期的水沙变化情况[7-9]。延河流域在20世纪50~60年代就开始了水土保持试验工作，70年代大规模的水土保持生态治理工作初见成效，1997以来国家又实施了大规模的退耕还林还草工程[10]，因此，可以系统研究延河流域从60年代到目前为止人类活动对流域水沙变化的影响。本文利用延河流域甘谷驿站的水文泥沙数据，研究了近 50年延河流域的水沙变化特征及其驱动因素，定量分 析了延河流域水沙变化特征及其变化原因。本研究不仅对该区水土流失治理、水土保持效益评价具有重要意义，也对分析黄土高原水沙锐减的原因提供一定的理论支持。 1研究区概况 延河流域位于黄河中游河口镇—龙门区间，是黄 河的一级支流，发源于陕西省靖边县周山，从西北向东南流经志丹、安塞、延安三市县，于延长县南河沟乡凉水岸附近汇入黄河。延河全长286.9km ，流域总面积7725km 2，主要支流有杏子河、西川、蟠龙川和南川等。该流域属暖温带大陆性半干旱气候，多年降水量514mm ，年平均气温约9.3℃。流域以黄土丘陵沟壑地形为主，沟壑平均密度为4.75km/km 2，占流域面积的90%，土壤类型以抗蚀性较差的黄绵土为主，植被属于森林灌丛草原。根据近50年的实测资料，延河多年平均径流量为2.05×108m 3，多年平均输沙量为 0.411×108t 。 2 资料与方法 2.1 基础数据 数据资料采用1961~2008年安塞、延安、志丹、延 摘 要：利用Mann-Kendall 秩相关分析确定了1961~2008年近50年延河流域水沙变化趋势，结果表 明，降水量、径流量和输沙量都有显著的减少趋势。进一步分析表明延河流域的径流量和输沙量在 1974年和1997年均发生了突变。以1961~1973年为无人类活动影响的基准年，比对1974~1996年和1997~2008年径流量和输沙量，年均径流量分别减少0.17×108m 3和0.86×108m 3，年均输沙量减少0.17×108t 和0.41×108t 。双累积曲线分析表明，延河流域径流量和输沙量的变化主要受人类活动的影响。 关键词：水沙特征；人类活动；降水因素；延河流域中图分类号：S157；P467 文献标识码：A 文章编号：1000-0852(2012)05-0081-06 近50年延河流域水沙变化特征及其原因分析 任宗萍1，张光辉1,2，杨勤科3 （1.北京师范大学地理学与遥感科学学院，北京100875； 2.中国科学院水利部水土保持研究所黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室，陕西杨凌 712100； 3.西北大学城市与环境学院，陕西西安710127）
水体污染：当污染物进入河流、湖泊、海洋或地下水等水体后，其含量超过了水体的自然净化能力，使水体的水质和水体底质的物理、化学性质或生物群落组成发生变化，从而降低了水体的使用价值和使用功能的现象，被称为水体污染。 地下水污染：主要是指由于人类活动引起的地下水化学成分、物理性质和生物学特性改变而使质量下降的现象。 污染治理；水环境系统：地下水污染< < －> > 地表水污染；地下水污染：滞后＋持久＋难以修复（一个污染场地平均3000 万美元）；地下水污染严重影响经济社会可持续发展。 中国水资源水环境研究与工程实践的中心问题：1. 水资源有效、安全利用2. 水环境、生态系统污染过程及其环境影响/ 风险评价3. 水污染优化控制/ 系统优化管理4. 水环境、生态系统修复===> 皆需定量评价===> 模拟方法( 尤其是对地下水环境系统) 9. 在环境保护中为什么必须全面系统地考虑整个水环境系统，包括地下水与地表水？ 现有研究成果充分表明点源、非点源污染物完全可通过先污染地下水并在其中扩散、传递进而排泄到地表水体将其污染，从而导致环境生态破坏、降低地表水水质。在环境保护中为什么必须全面系统地考虑整个水环境系统，包括地下水与地表水？地表水与地下水是有着直接的联系，它们或者直接相通，由地下水补给地表水或地表水补给地下水，或地表水通过底层渗透或者裂隙进入地下水。在这些过程中，污染物以水为载体，在地下水与地表水之间进行迁移转化，地下水与地表水环境差异大，污染物在各自的迁移转化状况不同，但是它们同属于水环境系统，不应该被分割来分析。 7. 地下水污染的特征。 具有普遍性、时空可变性、系统性与影响的广泛性、复杂性（PCE/TCE/DDT）、滞后性（经过一定迁移）、持久性（消除影响需要时间长）、修复的艰难性(USA superfund sites: 平均3000 万美元)、定量评价的可行性与超前优化调控的必要性。{地下水污染对整个水环境及生态系统的影响至关重要。地下水污染的普遍性、系统性、复杂性、滞后性、持久性、修复的艰难性等特征决定其对经济社会可持续发展的影响极大。地下水污染环境风险定量评价可行、必要，超前优化调控意义重大（模拟手段）。地下水污染环境研究不是简单的几个学科交叉问题，而是许多学科复杂有机的整合。} 1.水环境科学与工程面临什么样的机遇与挑战？ 中国水资源分布不均衡，水资源短缺；水环境污染严重；国策：走可持续发展之路，不走先污染后治理老路；水资源水环境问题严重影响社会经济可持续发展；法律法规不断健全与全面实施－－－谁污染谁负责治理；国家重视、严控，国家、地方、业主水环境保护投资力度不断加大－像８、９钟的太阳！；水资源可持续利用与水环境污染有效控制必需要“四化”；系统性强、问题复杂、多学科交叉技术、人才储备不足。 12.正确与全面理解水环境系统概念。 水环境：地球上分布的各种水体以及与其密切相连的诸环境要素，如河床、植被、土壤等；水环境主要由地表水环境与地下水环境两部分组成。
收稿日期:2016-12-05 基金项目:广西水利厅科技项目(201618) 作者简介:朱颖洁(1984-),女,广西梧州人,工程师,硕士,主要从事水文与水资源工作。Email:zhu3ying3jie3@https://www.doczj.com/doc/5712219280.html, 摘 要:分析了西江大湟江口-梧州段水沙组成,并采用不均匀系数分析其年内变化;通过相关分析研 究降水与年径流量及年输沙量的关系;利用双累积曲线分析人类活动对水沙的影响;利用Morlet 小波对梧州站年径流量及年输沙量进行突变分析;采用水文分析法量化降水与人类活动对水沙变化的影响。结果表明:2006年长洲水利枢纽正式运行导致地区水沙分布发生明显变化;年径流量和年输沙量年内分配具有一定的不均匀性;气候因素的变化只是西江年径流量和年输沙量变化的主要原因之一;在不受降水变化影响的情况下,西江年输沙量的变化,主要是人类活动影响流域侵蚀产沙的结果。关键词:年径流量;年输沙量;不均匀系数;Morlet 小波分析;梧州;西江中图分类号:TV14 文献标识码:A 文章编号:1000-0852(2017)05-0084-08 西江梧州段水沙变化及原因分析 朱颖洁 (梧州市水文水资源局,广西梧州543002) 水文 JOURNAL OF CHINA HYDROLOGY 第37卷第5期2017年10月 Vol.37No.5Oct .熏2017 1前言 西江为珠江流域最大的水系,发源于云南省曲靖 市乌蒙山余脉马雄山东麓,自西向东流经滇、黔、桂、粤四省(自治区),依次称为红水河、黔江、浔江,到梧州与西北来的桂江汇合后称西江,下接珠江水网直达港澳,与国际海运网对接,是构建泛珠三角区域经济体系的重要出海动脉。梧州站是西江的首要控制站,流域集水面积为327006km 2,占西江流域集水面积的94.6%,控制了广西境内85%的年径流总量。近年来,气候变化和人类活动对河流水沙变化的影响是我国水科学研究领域的重大问题,引起各界学者的高度关注,如张强等[1-2]对珠江、长江流域水沙变化趋势进行研究;戴仕宝等[3]对珠江流域1955~2005年输沙量进行分析,赖天锃等[4]对1960~2010年西江流域梧州-高要段水沙进行全面分析;姚章民[5]研究珠江流域主要河流的含沙量和河流输沙量的时空分布规律,认为降水量减少是西江年径流量减少的主要原因,水土保持措施、水利工程建设等人类活动对泥沙减少发挥了重要作用;孙永寿等[6]认为长江源区含沙量、输沙量呈明显减小趋势,径流变化以及下垫面生态植被覆盖条件好转是泥沙变化的主要原因;顾朝军等[7]发现水土保持和水库建设是赣江年输沙量减少的主要因素;邓振 镛等[8]认为径流量的变化主要取决于流域降水量的变化量,输沙量的多少主要取决于上游降水量的多少和大雨的次数;孙鹏等[9]认为水利设施(尤其是水库)是鄱阳湖流域大部分水文观测站输沙量减少的主要原因;高鹏等[10]发现人类活动是影响黄河中游水沙变化的主要驱动因素。在变化环境下,西江梧州段干支流的水流、泥沙演变规律发生了很大的变化,前人一般只利用干流控制站数据进行分析,但本文利用干支流同步水文数据从更加全面的角度分析水沙变化原因,可为西江流域水资源开发利用、水利工程建设提供技术支撑,对流域的合理开发与可持续保护具有十分重大的意义。 2资料与方法 本文以1959~2014年西江大湟江口-梧州河段大 湟江口、太平、金鸡、平乐、梧州站水文资料为基础,对西江水沙变化原因进行分析。分析了西江大湟江口-梧州河段水沙组成,并采用不均匀系数[11]分析其年内变化;通过相关分析研究降水与年径流量及年输沙量的关系;利用双累积曲线分析人类活动对水沙的影响;利用Morlet 小波[12]对梧州站年径流量及年输沙量序列进行突变分析;采用水文分析法量化降水与人类活动对水沙变化的影响。
第一章绪论 1.水环境保护的主要任务与内容： （1）水环境的监测、调查与试验，已获得水环境分析计算和研究的基础资料； （2）对排入研究水体（称受纳水体）的污染源的排污情况进行预测，称污染负荷预测，包括对未来水平年的工业废水、生活污水、流域径流污染负荷的预测； （3）建立水环境模拟预测数学模型，根据预测的污染负荷，预测不同水平年研究水体可能产生的污染时空变化情况； （4）水环境质量评价，以全面认识环境污染的历史变化、现状和未来的情况，了解水环境质量的优劣，为环境保护规划与管理提供依据； （5）进行水环境保护规划，根据最优化原理与方法，提出满足水环境保护目标要求的水污染防治最佳方案； （6）环境保护的最优化管理，运用现有的各种措施，最大限度的减少污染。 2.污染物： 水中存在的各种物质（包括能量），其含量变化过程中，凡有可能引起水的功能降低而危害生态健康，尤其人类的生存与健康时，则称他们造成了水体污染，于是他们被称为污染物。 3.水体污染物的分类： （1）按污染物的属性分类：物理性的、化学性的和生物性的。 （2）按进入水体的污染来源分布情况分类：点源的和非点源的。 4.点源污染：指工业废水和城镇生活污水，他们有固定的排放口； 非点源污染：指来自流域广大面积上的降雨径流污染，如泥沙、农药、化肥等污染，常称面源污染； 线源污染：如航行的船舶的污染。 5.纳污：污染物在水文循环中不断进入水体的现象。 自净：污染物随水体的运动不停地发生变化，自然地减少、消失或无害化。 6.水体自净过程： （1）物理净化过程：指污染物在水体中混合、稀释、沉淀、吸附、凝聚、向大气挥发和病菌死亡等物理作用下使水体污染浓度降低的现象； （2）化学净化过程：指污染物在水中由于分解与化合、氧化与还原、酸碱反应等化学作用下，致使污染浓度降低或毒性丧失的现象； （3）生物净化过程：是水体内的庞大的微生物群，在他们分泌的各种酶的作用下，使污染物不断发生分解和转化为无害物质的现象。 7.水的自净能力：水的污染物浓度自然降低而恢复到较清洁的能力。 8.水环境保护生态工程措施：流域（区域）合作综合整治、清洁生产、水土保持、生态农业、水利工程、人工湿地技术和污水处理厂技术。 9.清洁生产：指既可满足人们的需要，又可合理的使用自然资源和能源，并保护环境的实用生产方法和措施，其实质是一种物料和能耗最少的人类生产活动的规划和管理，将废物减量化、资源化和无害化，或消灭于生产过程之中。 第三章水污染负荷预测 1.水污染负荷：是反映对某水体输入污染物质强度的度量。某一水域某一时段内的输入污染物数量称污染负荷量，其变化过程称污染负荷过程。 2.污染负荷预测的目的：为了运用水环境数学模型，根据预测的污染负荷进一步计算受纳水体在设计条件下，BOD、COD、DO、TN、TP、温度、藻类等环境要素随时间、空间的变化，为优化水资源利用、水环境规划和管理方案提供依据。 3.点源污染分为：生活污水和工业废水。
环境科学概论 实验报告 中国水环境变化趋势分析报告 学院：＿资源与环境工程学院＿ 专业：资源勘查工程 班级：_ 09-1＿＿_ 学号：＿ 0908100302 ＿＿ 学生姓名：＿＿姜伟＿＿＿ 指导老师：＿＿刘鸿雁＿＿ 20011年12 月8 日
中国水环境变化趋势分析报告 1：前言：水是自然界的基本要素，是有生命的物质得以生存、繁衍的基本物质条件之一。随着我国经济的迅速发展，人们生活水平的提高，环境污染也随之变的更加严重。在我国的水环境方面，也面临着巨大的问题。我国是世界上缺乏淡水的国家，随着我国人口不断增加、我国工业的快速发展、我国的经济的快速增长，淡水的缺乏又限制着这一势头的发展，与之产生了矛盾。可利用淡水质的污染加剧，严重影响到人们的饮用水的质量，广阔浩渺的海洋水被污染，严重影响到水中的生态平衡，有间接影响到人们的生活。 为了我们人类的生存健康，为了给我们的后代创造一个美好的环境，为了我们后代有干净的饮用水，我们有责任去解决这一问题。通过比较近几年来我国的环境公报，来分析我国近几年来在水体环境治理方面取得的成就以及在接下来的我们应该做什么、怎么去做。 关键词水水环境水体污染影响责任 2：水体是地表水圈的重要组成部分，指的是以相对稳定的陆地为边界的天然水域，包括有一定流速的沟渠、江河和相对静止的塘堰、水库、湖泊、沼泽，以及受潮汐影响的三角洲和海洋。水体分为海洋水体和陆地水体。 水体污染（water body pollution）是指排入水体的污染物
在数量上超过了该物质在水体中的本底含量和自净能力即水体的环境容量，破坏了水中固有的生态系统，破坏了水体的功能及其在人类生活和生产中的作用。降低了水体的使用价值和功能的现象。水体污染的最主要的原因是工业废水的大量排放。 2.12001—2010年我国经济又取得了很大的成就。下图为我国2001—2010年的GDP的柱状图。 图1 从图1可以看出在2001—2010年间我国GDP呈逐渐增长趋势。2001年我国GDP为11964亿美元，居世界第七位；2010年我国GDP为58500亿美元，居世界第二。每年经济增长率为10%左右。在经济和社会快速发展的同时也给我国的环境造成很大的影响。在水体方面产生的影响也是对环境影响的一个重要部分。如工厂排出的工业废水。
第27卷第4期 2016年7月 水科学进展ADVANCES IN WATEＲSCIENCE Vol．27，No．4Jul．，2016 DOI ：10.14042/https://www.doczj.com/doc/5712219280.html,ki.32.1309.2016.04.007细沟形态演变对坡面水沙过程的影响 张攀1，2，唐洪武2，姚文艺1，孙维营 1（1．黄河水利科学研究院水利部黄土高原水土流失过程与控制重点实验室，河南郑州450003； 2．河海大学水文水资源与水利工程科学国家重点实验室，江苏南京210098） 摘要：为探明细沟形态演变对坡面产流产沙的互反馈作用，采用室内模拟降雨和三维地形扫描等手段对细沟形态 演变中的水沙变化过程进行了研究。试验分析了黄土在不同雨强（66mm /h 、94mm /h 和127mm /h ）条件下，不同细 沟发育阶段的水沙过程变化规律。结果表明，黄土细沟形态演变过程对产沙的影响较大，而对产流的影响较弱。 径流量的变化过程主要取决于土体透水性、土壤的结皮作用以及产流方式，坡面产流量有先增大后减小最后趋于 平稳的趋势；产沙量的变化过程与细沟发育进程有明显的对应关系，尤其是坡面地貌信息熵与产沙量和侵蚀速率 的相关系数分别达到0.954和0.916，细沟的出现会加剧侵蚀，使含沙量明显增加；不同雨强下坡面产沙的变化规 律基本相同，细沟沟网稳定后的产沙量与降雨强度呈正相关关系。 关键词：土壤侵蚀；模拟降雨；细沟形态；水沙变化特性 中图分类号：S157．1文献标志码：A 文章编号：1001- 6791（2016）04-0535-07收稿日期：2015- 05-27；网络出版时间：2016-06-22网络出版地址：http ：//https://www.doczj.com/doc/5712219280.html, /kcms /detail /32.1309.P.20160622.2215.012.html 基金项目：国家自然科学基金资助项目（51409110）；中央级公益性科研院所基本科研业务费专项资金资助项目（HKY- JBYW-2014-2） 作者简介：张攀（1982—），女，河南洛阳人，高级工程师，博士研究生，主要从事土壤侵蚀研究。 E-mail ：zpyrcc@https://www.doczj.com/doc/5712219280.html, 通信作者：姚文艺，E- mail ：wyyao@https://www.doczj.com/doc/5712219280.html, 坡面是流域地貌的基本组成单元，也是土壤侵蚀的主要策源地，尤其在中国北方黄土高原地区，细沟侵 蚀是黄土坡面的主要侵蚀方式之一［1］，对流域地貌的发育和演化过程具有重要的潜在影响。降雨径流的产 生会使坡面发生水沙运移和能量消耗，引起坡面细沟的产生和发展，导致土壤侵蚀量的迅速增加，从而引起 细沟中水流水力学特性的改变，因此，细沟形态的演变过程是一个降雨、侵蚀、水流水力学特性、沟床形态 变化间相互影响的动态耦合系统。在国内外土壤侵蚀研究中，将水文学和地貌学相结合研究坡面流形成和水 沙运移过程已成为研究的热点，从坡面微地貌演变的角度来分析坡面水沙运移过程，是坡地侵蚀研究的新趋 势之一。 在细沟的形成和发展过程中，坡面产流产沙过程也随之发生改变。一方面，细沟形成后，为径流和侵蚀 产物提供了输送通道，坡面水流由面流转变为沟内股流，水流性质的转变引起侵蚀量的急剧增加，必将使坡 面水沙关系发生变化 ［2-3］ ；另一方面，细沟形态在演变过程中，通过分叉、分级、密度、频度、数目以及长度等因素，影响着沟内水流结构，从而影响坡面侵蚀过程中的径流、入渗、泥沙输移和汇流等，尤其对于黏 粒含量低的土壤，侵蚀过程中易发生细沟边壁坍塌，引起水沙过程发生显著变化。因此，坡面细沟形态是一 个能够综合反映坡面侵蚀动力学各要素及其相互作用的地貌因素，它的形成与发展也将对坡面产流产沙过程 产生深刻影响。目前国内外关于侵蚀动力过程对细沟发育过程的影响关注较多，尤其是关于降雨、坡度和土 壤对细沟发育过程的影响取得了丰富的研究成果 ［4-6］，而对于细沟形态演变对坡面产流产沙过程的影响关注较少。雷廷武和Nearing ［7］、和继军等［8］、Shen 等［9］对细沟形态和侵蚀水沙关系做过相关试验研究，但由于 试验条件、土壤性质不同，研究结果存在较大差异。基于此，本研究采用室内人工降雨模拟试验，通过3种雨强（66mm /h 、94mm /h 和127mm /h ）的对比研究，分析细沟形成和演变过程中坡面产流产沙过程的变化规
江苏省西部湖泊水环境演变过程与成因分析 刘涛１揣小明１陈小锋１杨柳燕１＊席北斗２，许其功２ １．污染控制与资源化研究国家重点实验室，南京大学环境学院，江苏南京２１００４６ ２．中国环境科学研究院，北京 １０００１２ 摘要：根据江苏西部主要湖泊水环境质量实测数据，采用综合营养状态指数［ＴＬＩ（∑）］法对其富营养化程度进行综合评价，结果表明，目前江苏西部大部分湖泊处于富营养化状态．其中，白马湖富营养程度最低［ＴＬＩ（∑）为４５．１６］，处于中营养；玄武湖营养程度最高（６１．９３），属于中度富营养．洪泽湖和邵伯湖的水质为劣Ｖ类，其他湖泊除白马湖外水质均处于Ⅳ～Ｖ类之间．从近年江苏西部湖泊的水质变化看，只有骆马湖和玄武湖水质呈现转好的趋势，ρ（ＴＮ）和ρ（ＴＰ）有所下降．大部分西部湖泊水质呈恶化趋势，洪泽湖、高邮湖和固城湖ρ（ＴＮ）不断上升，邵伯湖和石臼湖ρ（ＴＰ）也不断上升．不同湖泊水环境变化的成因有所不同，洪泽湖水质受上游河流污染以及农业面源污染影响较大．由于江苏西部湖泊的地理、水文和环境条件的差异，不同湖泊存在不同的营养盐基准．相对于非过水性湖泊，洪泽湖等过水性湖泊的氮磷营养物基准相对较高．湖泊；江苏省；水环境；氮；磷；富营养化；成因 Ｘ５２４Ａ１００１ － ６９２９ （ ２０１１ ） ０９ － ０９９５ － ０８ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ ｏｆ Ｌａｋｅ Ｗａｔｅｒ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ ｉｎ Ｗｅｓｔ Ｊｉａｎｇｓｕ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ ａｎｄ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ Ｃａｕｓｅｓ ＬＩＵ ＴａｏＣＨＵＡＩ Ｘｉａｏ－ｍｉｎｇＣＨＥＮ Ｘｉａｏ－ｆｅｎｇＹＡＮＧ Ｌｉｕ－ｙａｎ１ ，ＸＩ Ｂｅｉ－ｄｏｕＸＵ Ｑｉ－ｇｏｎｇ ２０１０－１２－１８２０１１－０３－１９ 国家水体污染控制与治理科技重大专项 （２００９ＺＸ０７１０６－００１） 作者简介：刘涛（１９８６ －），男，山东威海人 ｌｅｏｔｏｒｒｅｓ＠ １２６．ｃｏｍ． ＊责任作者，杨柳燕（１９６３ －），男，江苏海门人，教授，博士 博导，主要从事湖泊生态学研究，ｙａｎｇｌｙ＠ ｎｊｕ． ｅｄｕ．ｃｎ 万方数据
分汊型河段演变规律 关键字：分汊型河道江心洲主汊分汊 1.介绍与分类 分汊型河段是平原冲积河流中常见的一种河流，也被成为辫状河流或相对稳定性分汊型。我国各流域都有这种河型。由于水流和泥沙分股输送，这样的水沙状况往往是很难稳定的，容易引起汊道的变化，从而造成严重的后果。其中从江心洲型到网状河流其稳定性逐渐增强 1.1江心洲 江心洲的形成一般有三种类型：一是泥沙落淤形成心滩，二是边滩切割分离出心滩，三是因水面开阔，入汇顶托等原因河势变缓而落淤的沙滩被多条汊道切割形成多个江心洲。 1.2分类 分汊河段按其平面形态不同可以分为顺直型分汊，微弯型分汊和鹅头型分汊三种。分类标准为弯曲系数，其中顺直型分汊弯曲系数在1.0到1.2之间，汊道基本对称，微弯型分汊在1.2到1.5之间，鹅头型分汊的弯曲系数则超过1.5。一般来说鹅头型分汊这种弯曲系数很大的河道江心洲往往有俩个或俩个以上，弯道的出口和直道的出口交角很大。就单个的分汊河段来说，其平面形态是上端放宽，下端收缩而中间最宽。中间段可能是俩汊，也可以是多汊，各汊之间为江心洲。自分流点到江心洲头为分流区，洲尾到汇流点为汇流区，中间则为分汊段。较长的河段期间常出现几个分汊段，呈单一段与分汊段相间的平面形态，因单一段比较窄，分汊段比较宽，常形象的称其为藕节状
外形。 2. 剖面 分汊型河段的横断面在分流区和汇流区都呈现中间凸起的马鞍形，分汊段则为江心洲分割的复式断面。分汊型河段的纵剖面从宏观上看，呈现俩端低中间高的形态，而几个连续相间的单一段和分汊段则呈现起伏相间的形态。 从局部看，分流区到汊道入口，从分流点开始，俩侧的深泓线先为逆坡而后转为顺坡，为马鞍状。俩汊一高一低，高的为支汊，低的为主汊，支汊的逆坡恒陡于主汊。水下地形也是支汊恒高于主汊。汊道的出口到汇流区，俩侧的深泓线顺坡下降，支汊一侧的纵坡陡于主汊的。就支汊进出口俩个陡坡而言，出口的顺坡往往更陡于进口的逆坡。 3.水流特性 分汊河段水流运动最显著的特征是具有分流区和汇流区。 3.1分流区 分流区的分流点是变化的，一般是高水位下移低水位上移类似于弯道顶冲部位的变化，这是由水流动量的大小所决定的。自分流点起水流分为左右俩支，而流线的弯曲方向往往相反，且表层流线比较顺直，而底层流线由于受到地形的影响往往比较弯曲。 分流区的水位，支汊一侧总是高于主汊一侧的。分流区的纵降比，支汊小于主汊。 在分流区内，水流分汊，恒出现俩股或多股水流，其中居于主导
黄河三角洲湿地景观格局演变及其水生态过程驱动机制一、研究内容 ①通过调查研究，探索总结出黄河三角洲湿地景观格局演变状态规律 ②通过调查研究，探究在景观格局演变时，该地区水生态要素的状态变化规律 ③找寻黄河三角洲景观格局演变与水生态变化间的因果关系，从而总结出该地区的水生态过程驱动景观格局演变的机制 二、研究方案 2.1研究路线图
2.2具体操作方案 2.2.1黄河三角洲湿地景观格局演变研究 2.2.1.1背景资料调查及数据收集 首先，对黄河三角洲湿地这一研究区的概况进行文献和实地的调查了解，主要获取研究区的水文、气象、降水、基本用地类型、主要地面植被物种等情况。 考虑到研究资料的丰富性和完整性，设定研究的时间跨度为近20年，即1997-2017年，收集获取该时间跨度内，每年黄河三角洲的卫星遥感影像一张。考虑到数据的均匀性，并结合之前的研究区资料，尽量获取清晰度较高（如分辨率为30m以上的），无云层遮挡的统一月份（如10月左右，较少有降雨和云层的天气）的遥感影像。 同时，也获取一些之前年份和其他月份的影像，作为背景研究和辅助资料等。 2.2.1.2遥感解译及景观格局演变研究 使用ArcGIS等软件，对获取的影像进行统一校正，处理，栅格转化等，使研究对象遥感影像格式统一，数据恰和，并能够进行下一步的景观格局分析。 将处理好的遥感影像使用FRAGSTA TS、ENVI等软件进行解译与景观格局分析： ?获取到每张遥感影像的景观格局指数，如： ?在斑块水平上的：斑块类型、斑块类型面积、周长、均值标准差等 ?在景观水平上的：分维度指数、多样性指数、聚集度指数、连通性等 ?运用马尔科夫转移矩阵分析景观格局变化等 从而获取到景观格局演变的定性指标和定量指标，对黄河三角洲地区近年来的景观格局变化有一全面的认识，并总结出一些景观格局变化的初步规律及内部的数据间的关联性。
浦东城市化进程中的河网体系变迁与水环境演化研究 【摘要】：河流是人类文明起源的摇篮，是联结水圈、生物圈、岩石圈的重要纽带。城市的发生、发展与河流息息相关。城市河流是一个自然演化和人工干预共同作用下的复合系统，其功能的发挥取决于系统结构的完整性。城市河流的减少与水污染直接威胁城市的饮用水安全，并对城市生态系统的生物多样性造成破坏，进而影响城市生活和生产的方方面面。因此，城市与河流要有一个良好的关系。如何保护和利用好城市水系，充分发挥水环境在城市生活中的作用，已成为建设可持续城市的关键问题。浦东新区作为我国改革开放的龙头，对于长江三角洲乃至整个中国的经济发展有着举足轻重的作用。经过12年的大规模基础建设和功能开发，浦东新区现已成为“上海现代化建设的缩影”和“中国改革开放的象征”。然而，由于快速城市化、大量未经处理的废水直排水体等原因，使得新区面临日益严重的水环境问题，水网面积急剧下降、地表水质恶化尤为突出，不仅严重破坏了浦东的水乡特色，而且有损于浦东的投资环境。为了确保城市社会经济与环境的协调发展，加强城市水网体系的保护与水环境管理成为一项十分迫切的研究课题。本文利用1989、1994和1999年的航空像片、1990-2001年的河流水质监测数据、2002年实测的河流水质数据以及土地利用变化和污染源等资料，通过遥感、GIS、灰色系统、人工神经网络等技术手段，从河网体系变迁、水质演化、污染源分析等角度着手，对浦东开发以来的水环境变化进行动态评价，揭示经济高速发
展背后潜在的危机；同时，结合水环境规划，对浦东城市化进程中的水环境承载状况进行分析。在理论上尝试以数模、地理信息系统为手段，探讨城市河网体系变迁与水环境之间的耦合关系；在实践上可作为今后区域环境评价的新视角，旨在为浦东建设全国模范城区，实现经济、社会与环境的可持续发展提供依据。河流是城市自然环境的重要构成要素之一，其数量和质量的变化是自然环境和人类活动长期相互作用的结果。本文的立足点在于，以浦东新区为例，探索一条研究沿海地区城市地貌学的途径，集中讨论的问题是，在国内外河流地貌学理论与水环境评价方法的基础上，探讨影响城市水系发育、河流水质演化的主导因素以及快速城市化背景下二者的耦合关系。实现的路径是，通过系列航空遥感资料的解译，获取河网变迁的基本信息；通过城市土地利用资料的叠加，分析河网演变的趋势；通过水质资料的灰色关联分析与GIS评价，得出河流水质演化的时空规律；运用GIS 空间叠置功能，探讨水网变迁与水质演化之间的内在关系。通过上述研究得出以下几点主要看法:》长期的地貌发育与海平面相互作用过程、暖湿的气候条件造就了浦东新区稠密的河网。浦东目前的河网体系是在自然演化的基础上，叠加人类活动影响的结果。建国前，本区河网以自然演化为主;建国后，尤其浦东开发开放以来，人类的改造作用成为影响河网分布的重要力量。卜浦东开发开放以来，新区的河网体系经历了急剧下降(1989一1994)和缓慢下降(1994一1999)两个阶段，这与浦东大规模的开发建设进程有很大关系。1989一1999，全区河流长度从最初的1528.66kn12，减少到1994年的1050.08kn12，
第28卷第8期2010年8月 水 电 能 源 科 学 W ater Resour ces and P ow er V o l.28N o.8Aug.2010 文章编号:1000-7709(2010)08-0020-04 水资源演变研究现状及进展 王喜峰 周祖昊 贾仰文 胡 鹏 (中国水利水电科学研究院,北京100038) 摘要:阐述了国内外水资源演变研究现状,强调了水资源演变的研究对象与进展,分析了水资源演变研究中的难题,并展望了未来的发展趋势,指出分布式水文模型的优势为研究水资源演变规律提供了技术支持,归因分析将是研究的主要发展方向,统计法结合水文模型对水资源演变的归因分析具有不可替代的作用。关键词:水资源演变;水循环;归因分析;驱动因子;分布式水文模型中图分类号:T V213 文献标志码:A 收稿日期:2010-03-07,修回日期:2010-04-21 基金项目:国家科技支撑计划课题基金资助项目(2007BA B28B01);国家水体污染控制与治理科技重大专项课题基金资助项目(2008ZX07207-006);国家自然科学基金创新研究群体基金资助项目(50721006) 作者简介:王喜峰(1987-),男,硕士研究生,研究方向为水文水资源,E -mail:ko be87@v https://www.doczj.com/doc/5712219280.html, 通讯作者:周祖昊(1975-),男,高级工程师,研究方向为水文水资源,E -mail:zhzh@iw https://www.doczj.com/doc/5712219280.html, 20世纪以来,自然环境变化与人类活动加剧全球气候变暧、下垫面条件改变、取用水持续增加,使水循环模式与水资源状况发生了巨大改变,并使水资源规律发生了根本性变化,引发了一系列严重的水资源、水环境问题,制约了区域的经济与社会发展。为此,开展水资源演变研究已成为当前的热点[1,2],有必要研讨水资源的演变及受人类活动和自然因素变化的规律。 1 水资源演变 对水资源演变规律的研究旨在把握环境变化下的水资源状况、评估水资源和水循环对环境变化及各驱动要素的响应[3~6] 。目前,水资源演变 研究状况如图1所示。 图1 水资源演变研究状况 Fig.1 Bas ic s it ua t io n o f w a t e r re s ourc e s e vo lut ion re se a rc h 2 水资源演变研究现状 2.1 国外研究现状 (1)应用概念性水文模型界定流域水资源对气候和下垫面变化的响应。H ew lett 等采用试验统计分析LUCC 对流域年径流量的影响;Ktie 等[7]将区域气候模式与分布式水文模型耦合,研究径流对气候变化的响应,但研究对象仅局限于可观测的径流水资源的演变;Michael A Raw lins [8] 将PWBM 模型用于加拿大的北极地区,发现水资源对气候变化较土地利用变化敏感,且气候变化后壤中流量从占总径流量的7%增至27%;Mohamad I Hejazi 等[9]应用H EC -H MS 模型对伊利诺斯州12个城市化较高的流域洪水进行模拟,得出城市化较气候变化对洪峰流量的影响多34%,且环境变化后径流量较之前至少增加了19%。上述研究由于概念性模型机理上的局限,在定量研究驱动因子对水资源的影响时略显不足。 (2)基于物理机制分布式水文模型耦合了生态模型,研究下垫面和气候变化两个驱动因子对流域水资源的影响。Boulain N [10]将耦合的生态模型的水文模型应用于小尺度流域,根据1959、 1975、1992年的覆被情况分析气候和土地利用变 化对水文水资源的影响,发现土地利用变化对水资源的影响比气候变化影响大,水资源对土地利
湿地水环境演变机理及生态效应研究进展初探 摘要：湿地的水环境效应、演变机理及生态效应研究是湿地保护与管理的理论基础和科学命题，对湿地保护具有重要的前瞻性和实用意义。本文针对变化环境下湿地所面临的水质恶化及生态失衡等问题，在充分分析国内外研究的现状后，提出将流域坡地、湿地、河网相关模型综合集成，构建变动环境湿地流体动力学模型思路；对湿地水文、水质情势进行即时模拟，进而给出研究变化环境下湿地的水文水环境效应的新方法。 关键词：湿地水环境；演变机理；生态效应；新思路;研究 引言 湿地是地球上具有多种独特功能的生态系统，在为人类提供食物、原料和水资源、稳定环境、维持生态平衡、保持生物多样性等方面均起到重要作用,是人类赖以生存和持续发展的重要基础,享有“地球之肾”的美誉[1]。近一个世纪以来，由于受盲目围垦、过度开发和水质污染等人类活动及气候变化、天然水循环变化的影响，使得湿地水环境和生态空间格局发生变化，进而造成湿地的功能下降、生物多样性丧失、甚至湿地的消亡[2，3]。 我国自1992年加入《湿地公约》后，对保护湿地开展了一系列富有成效的工作，但湿地保护形势依然严峻，由于对湿地形成演变机理、水环境效应及生态系统结构方面缺乏全面而深刻的了解，往往给保护区的工作造成一定困难，湿地保护研究相对滞后[4]。开展变化环境下湿地水环境演变机理及生态效应研究，对更好的利用和保护湿地有重要意义。 1国内外研究现状及分析 1.1研究方法 湿地的定量模拟研究是当前生态学、水文学和湿地科学的一个热点研究领域[5]。湿地建模、情势重建是理解湿地形成演变机理、水环境效应、生态系统结构的重要途径。目前，国内外对湿地的模型与研究方法已经取得了较大的进展，现综述如下： （1）图表分析法与经验统计法：传统湿地生态水文学采用图表分析法与经验统计法研究湿地生态水文问题。从研究手段上看，在水文水质调查、湿地生物调查的基础上，引入遥测信息。方法原理是通过宏观尺度上湿地水文、生态调查，从植被生态的水文适应性角度，根据收集的信息，通过统计分析或采用制图方式
第10卷第4期2001年7月 长江流域资源与环境 Resources and Enviro nment in the Yang tze Basin Vol.10N o.4 July2001 文章编号:1004-8227(2001)04-0353-07 长江三角洲地表水环境污染规律及调控对策 陈振楼,许世远,徐启新,胡雪峰,俞立中 (华东师范大学地理系,河口海岸动力沉积和动力地貌综合国家重点实验室,上海200062) 摘 要:根据野外实地考察和定点观测数据,结合历年环境监测资料,初步揭示了长江三角洲地表水环境污染的现状与近十年来的时空演变规律:河网干流水质基本良好,中小河流污染突出;城市河流有机污染严重,普遍出现水体黑臭现象;湖泊氮磷含量逐年增高,水体富营养化加剧;市郊小城镇河网水质急剧恶化,已成为新的水环境污染中心。造成长江三角洲地表水环境污染的主要物源包括工业废水和生活污水、畜禽粪便、农田化肥、底泥等。针对上述污染规律和成因机制,提出了相应的调控对策。 关键词:长江三角洲;地表水环境;水污染;污染规律;调控对策 文献标识码:A 长江三角洲是我国最发达的经济核心区之一,其面积仅占全国的1%,人口占全国的6%,国内生产总值(GDP)却占全国的16%,因此在我国的国民经济中一直占有举足轻重的地位[1]。从经济区的角度讲,长江三角洲主要范围为上海、江苏沿江地区、浙江的杭嘉湖和宁绍地区,包括上海、南京、镇江、常州、无锡、苏州、扬州、泰州、南通、杭州、湖州、嘉兴、绍兴、宁波、舟山共15个城市。长江三角洲具有许多得天独厚的自然和人文区位优势,尤其是区内水网稠密,湖泊众多,降水充沛,淡水资源非常丰富。但是,近十年来,随着该地区经济的高速发展,区内地表水环境迅速趋于恶化,在全区范围内已普遍出现了质量型缺水现象,严重制约了该区经济的可持续发展[2～5]。本文根据近年来对长江三角洲地表水环境污染状况的多次实地考察和上海市青浦区香花桥镇的定点观测和实验分析数据,结合长江三角洲地区各省市历年的环境监测资料,初步探讨了长江三角洲地表水环境污染的现状和时空演变规律,剖析了影响地表水环境的主要污染物源,提出了有关的调控对策和措施,以期为本区地表水环境污染治理、保护和持续发展提供科学依据。 1 地表水环境污染的现状与时空演变规律 1.1 河网干流水质基本良好,中小河流污染突出 长江三角洲地区的河流分属长江下游水系和钱塘江中下游水系,主要河流有长江、钱塘江、黄浦江、大运河等。从近十年的监测结果来看,区内两大干流长江和钱塘江的水质一直保 收稿日期:2000-09-04;修回日期:2000-04-04 基金项目:国家自然科学重点基金(批准号:49831070)和上海市教委重点学科资助项目. 作者简介:陈振楼(1964～ ),男,上海人,副教授,博士,主要从事水环境污染和河口滨岸生物地球化学研究.