丹江口库湾浮游植物群落与环境因子关系研究

为掌握丹江口库湾富营养化状况,确保南水北调中线水源安全,于2017年分季节对丹江口库湾浮游植物群落结构和14项水文水环境因子进行了4次监测,并运用相关分析、冗余分析(RDA)等多元统计方法定量分析了浮游植物群落结构与环境因子的关系。监测发现,丹江口水库共鉴定出浮游植物7门57属,年均藻类密度4.89×10~6 cells/L,变幅2.73×10~6～6.87×10~6 cells/L。丹江口水库群落组成以硅藻、蓝藻和绿藻为主;结构变化规律为由春季的硅藻、蓝藻向夏季的绿藻、蓝藻和隐藻,以及秋、冬季的硅藻、隐藻和蓝藻转变。蓝藻门的束丝藻和隐藻门的隐藻为库湾四季的优势种。通过Shannon-Wiener指数、Margalef指数和Pielou指数分析认为,夏季藻类多样性高,绿藻优势度高,冬季藻类多样性相对较低,种群数量差异不显著。根据综合营养状态指数评价的结果可知,库湾富营养化程度处于中营养和富营养化水平,其中总氮贡献较大,总氮浓度范围在1.08～1.88 mg/L之间,均值为1.47 mg/L,磷为库湾富营养化的限制因子。RDA分析结果表明,除氮、磷营养盐外,温度、二氧化硅和电导率等也是影响库湾浮游植物群落分布的重要环境因子。     

紫色土地区壤中流磷流失特征及其环境效应

在紫色土分布地区,由地表径流和土壤侵蚀引起的磷素流失一直以来备受关注,随着土壤磷素的不断累积,磷素随壤中流流失的风险也在不断增大。采用人工降雨的方法,对紫色土坡耕地壤中流的形成及其对磷流失的影响进行了研究。结果表明：紫色土坡耕地壤中流活跃,大孔隙流是壤中流的主要组成部分,且土质越松散,壤中流越大。土壤剖面较强的固磷能力及大流量的壤中流造成壤中流中溶解态活性磷流失浓度低于0.03 mg/L。而活跃的壤中流对土壤剖面存在侵蚀作用,使得非活性磷成为壤中流中磷输出的主要形态,其流失负荷占总磷的80%以上。同时壤中流的存在使土壤剖面磷素发生再分布。对于砂壤土而言,壤中流可以将表层磷素传输到土壤剖面底层,增大土壤底层磷饱和度,这将进一步增加壤中流磷流失的可能。对于砂质粘土,壤中流的传输能力有限,对土壤剖面磷素分布的影响较小。     

坡面薄层水流侵蚀试验研究及土壤抗冲性评价

通过室内冲刷试验，研究了坡面薄层水流的水力学参数特征及产沙变化，结果表明，粒径的雷诺数和弗汝得数都随放水流量而增大，但其流型和流态仍保持不变。径流流速，产沙率均随着流量的增大而呈幂函数增大，阻力系数则随着雷诺数的增大呈幂函数减小。分析薄层水流下理想坡面土壤颗粒的受力情况得出坡面产沙与径流剪切力关系的概念模型。结合试验数据，确定出模型参数的值，并得出试验土壤的临界切应力。     

长江流域水库富营养化调查与评价

为研究长江流域水库营养化现状,对长江流域345个重要水库水质及富营养化状况进行了调查研究。结果表明:长江流域水库营养化状态以中营养和轻度富营养为主,分别占评价总数的73.44%和21.15%。中度富营养化水库占比较小,主要出现在岷沱江、嘉陵江和乌江水资源二级区。三峡水库干流营养状态指数总体偏低,以中营养和轻度富营养状态为主;支流营养状态指数较高,以轻度富营养和中度富营养状态为主,呈现出自库尾至坝前逐渐降低的趋势。丹江口水库库湾水质总体良好,以II-IV类水质标准为主,营养化状态以中营养状态为主,泗河库湾在春秋季处于中度富营养状态。近年来,汉江水华发生频率增加,范围扩大,除氮磷生源要素、水文要素和气候因素外,河流藻类来源与聚集,以及早春良好的光照等气候条件也是水华暴发成因之一。     

基于多尺度熵的人类活动对长江径流影响研究

为研究人类活动对长江径流系统复杂性的影响,利用多尺度熵理论对长江干流典型水文站的日平均流量序列进行了分析。选取寸滩、宜昌和大通站1950～2005年56 a的序列资料,依据长江中上游水利工程的建设情况,将序列资料划分为1950～1977年和1978～2005年两个序列,进行径流熵值对比,并摘录出各序列汛期和非汛期的日平均流量组成新的序列进行熵值计算。结果表明,水土保持和水利工程等人类活动已经在15 d尺度上影响了长江非汛期的流量过程,在10 d的时间尺度上影响了长江中游的基流过程;长江径流系统在单独汛期和非汛期时的复杂性有所降低。     

城市新建区面源污染控制示范工程效果分析

根据城市面源污染产生、运移与水体污染的特点与规律，将城市生态学思想、理论和方法运用到城市面源污染控制中。通过组合、改善和开发一系列同面源污染研究和控制相关的技术和方法，形成集成系统技术，建成了包括源、输移和汇控制技术的面源污染控制工程示范。以示范工程为基础，研究面源控制技术的源、输移和汇的运行方式和处理效果、经济效益、社会效益、生态效益及其应用前景。     

垂直—水平流人工湿地系统除污效果研究

以武汉汉阳桃花岛城市面源污染控制示范工程为依托，研究示范工程中垂直—水平流人工湿地系统对生活污水的净化效果。结果表明，在人工湿地水力停留3 d的情况下，垂直—水平流人工湿系统对COD、SS、TP和TN均具有明显去除效果。其中，对COD、SS的去除率主要位于垂直流阶段，对TP和TN的去除率主要位于水平流阶段。水平流湿地中，种植黄花美人蕉的湿地单元对COD、TP和TN处理效果略高于种植鸢尾和红花美人蕉的湿地单元。     

丹江口水库湿地生态功能区划及保护对策

在正确识别丹江口水库湿地保护中存在的众多问题的基础上，从保护湿地、发挥湿地生态功能、合理利用湿地资源和科学管理湿地的角度出发，在科学的原则和方法指导下把丹江口水库湿地划分为5个生态功能区，根据各生态功能区的特点制定相应的保护与修复对策，提出丹江口水库湿地保护工作重点，即：尽快通过实施湿地分区保护与修复示范工程完善湿地保护与修复技术体系,并通过加强工程的观测研究获取科学的理论依据。     

南水北调中线总干渠水质状况综合评价

为了客观、科学地反映南水北北调中线总干渠水体水质状况,选取南水北调中线2015年1月至2018年5月全线8个常规监测断面的逐月水质监测数据进行水质综合评价。单因子评价结果显示,南水北调中线总干渠水质类别为Ⅲ类(基于平均值和中位值)和Ⅳ至Ⅴ类(基于最大值);若不考虑总氮,评价结果则为Ⅰ至Ⅱ类(基于平均值和中位值)和Ⅱ至Ⅲ类(基于最大值)。综合污染指数评价结果表明,总干渠各断面综合污染指数在0.16～0.30之间,各断面评价结果均为合格,总氮对大部分断面污染指数的分担率都在50%以上。模糊评价结果显示,大部分断面对Ⅰ类水质标准的隶属度均超过0.7,对Ⅱ类水质标准的隶属度在0.14～0.17之间,对Ⅲ至Ⅴ类水质标准的隶属度很低,水质最终的评价结果均为Ⅰ类。综合三种评价结果,南水北调中线总干渠水质总体良好,能够满足供水水质要求。