基于乌伦古河流域水环境监测方法研究

乌伦古河流域是新疆阿勒泰地区重要的水资源之一,是阿勒泰人民发展当地经济和提高生活水平的重要资源支撑,对整个阿勒泰地区的发展起着重要的作用。针对乌伦古河流域水环境监测工作进行分析,阐述了该地带水环境监测的主要工作内容,指出在当前水资源越来越稀缺的形式下,应该如何做好乌伦古河流域水资源保护工作。针对乌伦古河流域水环境监测方法进行研究,最终结合当地的实际情况,提出一些解决乌伦古河流域水环境监测工作中存在问题的方法。希望通过分析能进一步完善乌伦古河流域水环境监测系统,提高水环境监测方案的科学化水平,实现强有力的监管。     

关于解决乌伦古河缺水问题的几点建议

针对阿勒泰地区水资源现状以及开发利用存在的问题,提出解决乌伦古河流域缺水问题的几点建议:从额尔齐斯河向乌伦古河补水工程,新建多年调节水库,大力发展高新节水,乌伦古河流域统一管理、制定流域管理条例等。     

新疆牧区水利项目——黄泥滩水库工程建设的可行性

黄泥滩水库位于新疆富蕴县乌伦古河中游，解决下游黄泥滩灌区灌溉用水。根据项目区水土资源、工程现状及乌伦古河特殊径流特性，结合乌伦古河流域工程规划及工程区建库条件，阐述该工程建设的可行性。其结果可为同类水利工程的设计提供参考。     

太湖流域湖西区入湖水量估算研究北大核心

入湖水量计算是太湖流域水量动态控制的重要环节,对流域水资源管理具有重要意义。太湖湖西区1986年~2015年入湖水量的变化情况分析显示,入湖水量有不断增加的趋势。利用已有的各口门入湖流量资料(2001年~2015),采用主成分分析法遴选出代表性口门,建立其流量与巡测段入湖水量的回归模型。检验结果表明,模型估算得到的湖西区入湖水量与实测数据拟合度高;因此,该模型方法可用于实现监测口门数量的精简,完成简化入湖水量计算模型的目标。     

乌伦古河流域水资源保护和治理措施研究

对于半干旱区的新疆阿勒泰青河县来说,水资源缺乏与配置不合理是制约经济发展的主要原因。深入研究乌伦古河流域水资源合理开发利用,严格落实对流域水功能区的监督、保护措施,加强污染物的回收、循环利用和处理设施建设,严格控制农业灌溉排放污染,加强节水教育,建立节水型社会,是提高乌伦古河流域水资源利用率和可持续发展的保障。     

衡水湖湿地生态系统恢复原理与方法

由于衡水湖流域上游建设了大量水利工程,使衡水湖入湖水量逐年减少,最终导致干涸。自2000年河北省政府批准建立衡水湖省级自然保护区,由外流域调水与本地水资源联合调度水资源,开始实施对衡水湖湿地的恢复。通过对衡水湖湿地生态系统恢复的原则、原理和方法进行分析,衡水湖湿地生态恢复方法采用外流域调水补充水源、利用水生植物控制湿地营养物质的措施、利用种子库、植物繁殖体等途径恢复植被等措施。确定恢复目标为恢复湿地功能、保护野生动物、恢复传统景观等,并对恢复后的衡水湖生物多样性进行评价,探讨湿地恢复过程中的具体问题,为北方干旱地区湿地生态恢复提供参考依据。     

固城湖水质时空变化特征与富营养化评价

于2015—2018年对固城湖流域的水质进行了连续采样监测,分析了芜申线高淳段整治通航后固城湖流域水质的时空变化特征,并对其富营养化水平进行综合评价。     

基于开源和节流的乌伦古河流域水库群生态调度

针对乌伦古河流域水资源短缺、灌溉挤占生态用水等问题,以生活、工业、灌溉、河道生态基流、河谷林草及补湖生态用水为调度目标,设置开源、节流方案集,建立了以生态缺水量和社会经济缺水量最小为目标的水库群生态调度模型,采用人机对话模拟优化算法求解模型。结果表明:各节流方案的河谷林草和补湖供水保证率能够满足设计要求,缓解了灌溉用水与生态用水间的矛盾,但2017现状水平年和2025远景水平年需水方案的灌溉保证率未满足设计要求;当开源+节流方案调水量超过1.0亿m³时,满足农业灌溉、河谷林草和补湖的供水保证率要求,消除了灌溉用水与生态用水间的矛盾;随着调水量超过1.0亿m³且持续增加,对河谷林草、补湖缺水量、破坏深度等影响不大,推荐1.0亿m³为最佳调水量。     

新疆博斯腾湖入湖水量变化及其对湖水位的影响分析

根据博斯腾湖1956-2008年实测水位、入湖水量资料,分析了入湖水量与博斯腾湖水位变化关系,采用相关方法计算了博斯腾湖汛期设计入湖水量,并指出博斯腾湖水位的变化主要影响因素为汛期入湖水量,并不是短历时场次洪水,以此为计算基础,得出结论:博斯腾湖最大输水能力下,100年一遇洪水位为1048.6 m,50年一遇洪水位1 048.47 m,可为博斯腾湖水量调度、东、西泵站等输水工程的运行管理提供一定的参考价值。     

浚湖筑岛 保护太湖

构成湖泊生命的容积、水量、水质三要素,在太湖都受到了不同程度的损害。指出保护太湖需从增加水量,治理污染和拓浚湖容三方面入手,着重对浚湖问题进行论证并提出设想。浚湖可以获得防洪、供水、环境效益。     

淮河中游河道与洪泽湖水沙交换程度分析

淮河中游河道与洪泽湖的水沙交换程度影响着河湖之间的内在关系,通过计算淮河与洪泽湖1975-2015年的水沙交换指数,利用多种统计检验交叉互补的方法,对河湖水量交换指数和泥沙交换指数进行了趋势变化、突变检验及周期性分析。结果表明：受不同年代治淮工程的影响,河湖水量交换指数整体而言呈不显著增大趋势,造成洪泽湖库容呈不显著增大趋势;入湖泥沙量大于出湖泥沙量,湖盆泥沙的淤积量逐年呈不显著增大趋势。洪泽湖库容及湖盆淤积在研究时期内呈稳定的波动状态,未发生较为显著的突变现象。淮河干流与洪泽湖的水沙交换程度存在多时间尺度的周期性特征,均以14a为第一主周期,河湖水沙交换程度处于相对稳定的状态。研究结果阐明了淮河中游河道与洪泽湖的水沙作用关系,可为河湖治理提供理论参考。     

鄱阳湖与长江关系及三峡蓄水的影响

通过机理研究,结合实测资料分析,说明了鄱阳湖河相与湖相的分界水位,阐明了长江干流来流对湖口出流的顶托作用,并给出了湖口出现倒流的条件,得到了鄱阳湖对洪水的调节作用系数,初步理清了鄱阳湖与长江干流江湖相互影响规律。分析了三峡水库蓄水期的影响及鄱阳湖的枯水特性。三峡水库运用初期,其蓄水的前半段时间,鄱阳湖向长江干流多补水量23亿m3,后半段少补水量11亿m3。三峡水库运用30年后,在河道冲刷、可补水量减少和蓄水的共同作用下,鄱阳湖的枯水季节相当于提前了1个月左右。本研究对认识江湖关系及鄱阳湖治理具有重要意义。     

改进综合水质指数法的乌伦古湖水质空间特征

湖泊水质状况是识别湖泊变化、评价湖泊健康的重要指标,关系流域生态环境安全。以典型干旱内陆湖泊———乌伦古湖为研究对象,采用改进综合水质指数法(WPASEQI)并结合GIS技术对乌伦古湖湖区(吉力湖、布伦托海)2017年水质状况及空间分布规律进行研究。结果表明:(1)乌伦古湖水质类别及状况为Ⅲ类、轻度污染,其中,吉力湖水质类别为Ⅱ类,布伦托海水质类别为Ⅲ类,水质空间分布特征表现出越靠近湖中心东部区域,以及越远离进水口区域水质污染越严重的基本规律;(2)乌伦古湖水质污染关键超标因子为COD、COD_(Mn)、TN、TP、氟化物,其空间分布特征表现为,COD、COD_(Mn)与氟化物指标浓度空间分布规律大致相似,呈现出吉力湖优于布伦托海、进水口优于湖心区的空间分布特征;TN、TP指标浓度变化差异较小,大体呈现出进水口优于湖心区、布伦托海西部优于东部的特征;(3)富营养物、有机物以及无机物是乌伦古湖水质主要污染来源,气候变化与人类活动是导致湖泊水质进一步恶化的驱动力。     

长江干流九江段与鄱阳湖不同季节的同位素特征

为了分析不同时期鄱阳湖与长江及其他各条河流的关系,初步探讨三峡水库运行对鄱阳湖水量的影响,对九江段长江干流、鄱阳湖地区河水、湖水进行了采样和氘氧稳定同位素分析。结果表明:水体同位素存在明显的时间和空间变化,可用于揭示湖泊与河流之间的关系。三峡补水调度过程能有效减少鄱阳湖春季的水量流失,4月份鄱阳湖流域已进入雨季,大量内河来水导致鄱阳湖水以较大的流量向长江补给;调洪削峰调度阶段,较高的长江水位对鄱阳湖存在一定的顶托作用,导致湖水难以排泄;三峡蓄水过程引起的长江水位降低加速了枯水期鄱阳湖水的流失。三峡水库的调度需要考虑到鄱阳湖流域水情,以免加重该流域丰水期的洪涝灾害和枯水期的水资源短缺。     

洞庭湖地形变化对洪水过程的影响研究

为了更好地理解地形变化对湖泊洪水过程的影响,采用已构建的长江-洞庭湖二维水动力模型,在洞庭湖2003及2011年实测地形的基础上,以2003年型洪水为例,定量分析了湖泊地形变化对洞庭湖洪水过程的影响。结果表明：2003—2011年洞庭湖超过40%的区域地形下降值大于0.10 m,特别是湘江洪道,其深泓线地形高程平均下降了5.72 m。通过对2003年洪水过程模拟发现,相比于2003年,在2011年地形情况下,以“四水”来流为主导的洪水过程中,南洞庭湖内洪峰水位下降超过0.40 m,西洞庭湖内洪峰水位下降约0.20 m,东洞庭湖内仅在南部地形变化较大区域的水位变化明显;斗米咀-城陵矶河段水面坡降变缓,南洞庭湖内洪道水面坡降变陡。而对于以长江来流为主导的洪水过程,由于长江洪水位的顶托作用,洞庭湖内洪峰水位下降了0.15 m,斗米咀-城陵矶河段及南洞庭湖内水面坡降下降不明显。因此,2003—2011年洞庭湖地形变化对“四水”来流型洪水影响较大,湖盆下切导致湖容增大,可有效缓解洞庭湖内防洪形势,但对长江来流主导的洪水影响较小。研究结果可为洞庭湖内疏浚扩容等防洪工程的开展提供参考。     

基于湖心水库的洞庭湖治理新理念

基于"湖心水库"的基本思想,提出"变湖为库、清污分流、蓄洪排污、流水不腐"的洞庭湖全新治湖理念。利用二维水动力模型,分析了西洞庭湖湖心水库建设对行洪、补水、水环境的影响,探讨其运用的可行性。结果表明:湖心水库的分洪蓄水能有效降低西洞庭湖内洪峰水位,缓解湖区的防洪压力;湖心水库的补水在枯水期能有效抬升开湖航道水位,改善通航条件;同时湖心水库的补水增大了开湖航道及湘江尾闾航道内水流流速,加速了水体交换,对洞庭湖水环境有利。     

Impacts of water level changes in the fauna,flora and physical properties over the Balkhash Lake watershed

The water level variations of the Lake Balkhash, the Kapshagay Reservoir and the Ili River and the linkage with salinity and biological conditions are investigated in this work using different techniques: satellite radar altimetry, in situ gauges, historical archives of fish population counting and field works. We show that it is possible now to monitor, over decades, in near real time, with high precision, the water level changes in the Lake Balkhash from satellite altimetry, over the reservoir and also along the Ili River. The vulnerability of the lake fauna and flora populations is enhanced by the morphometry of the lake: shallow and separation of the eastern basin from the western basin through the narrow Uzun‐Aral strait. Water policy of the Ili River also plays a fundamental role in the evolution of the Balkhash Lake. The Ili River that provides 80% of the surface water of the lake is a transboundary river. Development of intense irrigated agriculture in the upstream part of this river, located in the Chinese territory, could lead in the future to high hydrological stress in the downstream regions with potentially high damage in the delta and for fishery production. We show here the recent evolution of the Lake Balkhash basin from satellite data. Some interannual oscillation of 6–8 years over the last decade has been highlighted, with a water level of the lake still at a high value, but prediction on increasing irrigation is also highlighting the vulnerability of this lake. Linkage between water level change along the river and the downstream waters is also investigated. It shows that the role of the reservoir is not fundamental in the understanding of the Lake Balkhash water level changes which is in contrast highly correlated to upstream river level changes.     

Framework for surface water quality management on a river basin scale: Case study of Lake Iseo, Northern Italy

River (DESERT) and lake (EVOLA) water quality models are used to simulate the influences of alternative water quality management scenarios on the quality of receiving surface waters in the Lake Iseo basin, Northern Italy. The scenarios are representative of the European Union Directive on Urban Waste Water Treatment (91/271/EEC) and of the regional authority’s objective to reduce the total phosphorus loads from point sources entering Lake Iseo and to restore the lake as close as it is practically possible to its former natural qualitative state. Application of DESERT shows that the regional ‘Water Clean Up Plan’ can achieve similar reductions in total phosphorus concentrations in the basin’s main river system, Oglio River, to the 91/271/EEC directive, but at notably lower economic costs. Application of EVOLA to Lake Iseo shows that it is not practical to achieve the regional authority’s objective of a specific total phosphorus concentration in the lake by 2016. Instead, the results show that a more realistic, but higher, total phosphorus concentration can be achieved by 2016. The results of both modelling exercises indicate the usefulness of DESERT and EVOLA for comparing and assessing water quality management scenarios and for revising the regional authority’s final objectives with regards to total phosphorus concentration in Lake Iseo, as well as the regional ‘Water Clean Up Plan’ for restoring and safeguarding the quality of the basin’s surface waters.     

控水闸对通江湖泊水位及面积变化的影响分析——以升金湖为例

根据近3年来升金湖姜坝、黄湓闸闸上和闸下以及安庆水位站实测资料,探究控水闸对通江型湖泊水位及面积的影响。结果表明:受黄湓闸控水作用的影响,姜坝站水位在枯水期维持在11 m左右,远高于其他水位站,丰水期维持在15 m的警戒水位以内,与闸上水位波动一致,在特大洪水时河湖连通,水位不受控水闸影响;闸上水位在枯水期介于姜坝站和闸下水位之间,在水位高于11 m的平水期和丰水期,水位波动基本与姜坝站水位一致;闸下水位在枯水期介于闸上和安庆站水位之间,在平水期和丰水期与长江水位波动一致;估算并比较在河湖自然连通和黄湓闸控水状态下升金湖月均面积的变化,控水闸导致枯水期湖泊面积扩大,丰水期湖泊面积缩小。     

Lake Turkana,major Omo River developments,associated hydrological cycle change and consequent lake physical and ecological change

This study aimed to explore Lake Turkana's ecological reliance on hydrology and to determine the hydrological changes and consequences arising from the major hydropower and irrigation developments in the lake's basin. The major developments on Ethiopia's Omo River are especially significant as this river provides over 80% of the lake's annual freshwater influx and associated nutrients. The cascade of hydropower dams permanently dampens the natural hydrological cycles and lake level variability. The driving force of the flood influx to the lake is curtailed and the pattern of lake currents will adjust. Ultimately 80% of the river inflow to the lake will be regulated. Large volumes of water are required to initially fill the hydropower dam reservoirs. During 2015–16 when the huge Gibe III reservoir was filled, Lake Turkana's water level declined 2?m.The study has shown that large-scale irrigation schemes in the Lower Omo can potentially abstract 50% of the Omo River water, and that this would cause the lake level to shrink permanently to the detriment of the lake ecology. Possible lake level drops of over 15?m are demonstrated. The basin's natural capital is being replaced by large-scale plantation developments. The hydrological changes are drastic and the ecological consequences on Lake Turkana have not been fully understood. Without serious mitigation measures, Lake Turkana is a potential African Aral Sea disaster in the making, emulating what has happened to other great lakes such as Lake Chad.