珠江三角洲河网与河口区CBOD、TN和TP通量模拟

基于一维河网与三维河口耦合水质模型,计算1998年6月（丰水期）、1999年1月（枯水期）珠江三角洲河网与河口区的碳质生化需氧量（CBOD）、总氮（TN）和总磷（TP）通量。结果表明,河网和河口区的污染物通量呈现非常明显的季节变化。在丰水期,河网区污染物的外源输入主要由上游输入的污染物通量（上游通量）贡献;经八大口门输入河口区的污染物通量（入河口通量）是河口区污染物的主要来源。在枯水期,河网区污染物的外源输入主要由河网污染负荷贡献;入河口通量是河口区TN、TP的主要来源,而河口区的CBOD主要来自河口污染负荷。丰水期的污染物上游通量、入河口通量分别是枯水期的8.0~20.2、15.1~21.5倍,同时,丰水期输入南海的污染物通量（入海通量）是枯水期的6.4~9.1倍。污染物主要经东四口门输入河口区,就各口门而言,虎门、磨刀门和蕉门是最主要的输入口门。总体上,河网和河口区对于CBOD、TN、TP均表现出“汇”的作用。     

珠江三角洲河网与河口夏季水沙通量模拟研究

本文利用一、三维水动力与泥沙耦合模型,计算珠江三角洲河网与河口夏季水沙通量,构建其收支模式,并分析水沙迁移路径与泥沙沉积特征。研究表明,西江为最主要的水沙输入源,磨刀门为最主要的水沙输出口门,蕉门次之。夏季泥沙以淤积为主,上游汇入的泥沙,有39.4%沉积于河网区,其余60.6%经八大口门输入珠江口后,有59.5%发生沉积,另外1.1%输入外海。河网区的水沙输送由径流控制,而河口区的由径流、潮汐、季风等因素控制。河网区各区域的沉积特点因动力条件的差异而呈现不同的规律,大量泥沙在西江干流、虎门水道淤积。珠江口中以内伶仃洋与磨刀门海域的沉积量最大,泥沙在西滩周边和磨刀门海域快速沉积,其中磨刀门海域淤积最为强烈。     

珠江三角洲河网与河口夏季水沙通量的模拟

本文利用一、三维水动力与泥沙耦合模型,计算珠江三角洲河网与河口夏季水沙通量,构建其收支模式,并分析水沙迁移路径与泥沙沉积特征。研究表明,西江为最主要的水沙输入源,磨刀门为最主要的水沙输出口门,蕉门次之。夏季泥沙以淤积为主,上游汇入的泥沙,有39.4％沉积于河网区,其余60.6％经八大口门输入珠江口后,有59.5％发生沉积,另外1.1％输入外海。河网区的水沙输送由径流控制,而河口区则由径流、潮汐、季风等因素控制。河网区各区域的沉积特点因动力条件的差异而呈现不同的规律,大量泥沙在西江干流、虎门水道淤积。珠江口中以内伶仃洋与磨刀门海域的沉积量最大,泥沙在西滩周边和磨刀门海域快速沉积,其中磨刀门海域淤积最为强烈。     

苏南运河对太湖主要入湖河流污染物通量的贡献率

为了解苏南运河对太湖主要入湖河流污染物通量的贡献,基于一维平原河网水量、水质数学模型,模拟计算了2011年受苏南运河影响的主要入湖河流的入湖污染物通量(COD、氨氮、TN、TP),量化分析了苏南运河对主要入湖河流入湖污染物通量的贡献率。研究结果表明:苏南运河主要影响湖西区的太湖主要入湖河流,对湖西区主要入湖河流入湖通量的总体贡献率约为23%,其中对太滆运河的贡献率最大,约42%,漕桥河次之,约23%,对太滆南运河、社渎港、陈东港污染物通量的贡献率由北向南依次减小。     

近河口引水工程建设对河口盐水上溯的影响分析——以海南省海口市南渡江引水工程为例

近河口引水工程建设使得河口水动力情况发生改变,从而改变河口盐水入侵。以海南省海口市南渡江引水工程为例,运用数值模拟方法,分析工程建设对南渡江河口水动力和盐水入侵的影响。研究结果表明:南渡江引水工程建设后,南渡江入海水量减小,年内减幅枯水期比丰水期大;河口区余流、海甸溪和北干流盐通量也有所减小,枯水期减小幅度比丰水期大;逐月咸水界出现不同程度的上移,丰水期上移距离比枯水期稍远。     

潮-径相互作用下大辽河口潮能通量的数值模拟

基于FVCOM建立大辽河口水动力数值模型,用数值模拟方法计算分析了潮-径相互作用下大辽河口潮能通量分布与沿程变化特征。结果表明:沿程动能空间分布与水深分布一致,势能空间分布与潮差变化一致且在沿程能量组成中占主要部分;枯水期潮能通量影响范围最远,且潮能通量总体最大,高能通量区集中在深槽和河道断面狭窄处,低能通量区在河口附近潮滩与上游河段;入海口门附近潮能通量方向在丰水期指向外海,在枯水期方向相反。研究结果可为河口沉积动力过程方面的研究提供参考。     

基于水文分割法的流溪河干流典型断面非点源污染负荷估算

针对流溪河非点源污染防治较严峻局面,对流溪河非点源负荷进行了研究。2013—2014年,对流溪河干流温泉、牛心岭、人和、河口断面进行了203 d的水质及水量监测。根据监测结果结合水文分割法和平均浓度法对各断面的非点源污染负荷进行了计算,并分析了非点源污染的特点。结果表明:流溪河干流典型断面污染物以NH3-N、TN和TP为主;越往下游,监测断面各指标平均浓度越大,水质越差;上游断面洪水期各主要指标浓度大于枯水期,下游断面则是枯水期各主要指标浓度大于洪水期;监测断面各指标非点源污染负荷占总负荷的比例为44.22%~96.17%,平均为76.99%;从上游往下游,非点源污染物负荷占总负荷的比例在减小;各断面年污染负荷基本上是以洪水期负荷为主,洪水期污染负荷则以非点源污染负荷为主;河口断面污染物年总负荷中,58.74%的TN、67.22%的TP和65.45%的COD来源于非点源污染。非点源污染在流溪河水体污染中占较大比重,对水质影响不容忽视。     

利用氮氧同位素示踪技术解析巢湖支流店埠河硝酸盐污染源

本文利用氮氧同位素示踪技术解析了巢湖支流店埠河水体硝酸盐污染源的可能来源,并利用稳定同位素混合模型(Stable Isotope Analysis in R),定量评价了不同类型污染源在枯水期(2016年1月)和丰水期(2016年7月)对水体硝酸盐的贡献率。结果表明:(1)店埠河水体各形态氮浓度具有很强的时空变异性。上游区域水体总氮(TN)、硝态氮(NO_3~--N)在丰水期的平均浓度(4.87和2.73 mg/L)显著高于枯水期(3.09和1.17 mg/L),氨态氮(NH_4~+-N)平均浓度则是枯水期(1.10 mg/L)较丰水期(0.52 mg/L)高;中下游区域水体TN、NO_3~--N和NH_4~+-N在丰水期的平均浓度(6.62、3.23和1.57 mg/L)显著低于枯水期(10.52、4.26和3.66 mg/L)。水体无机氮主要以NO_3~--N形态存在,而污水则以NH_4~+-N为主。(2)δ~(15)N-NO_3~-和δ~(18)O-NO_3~-在丰水期的范围分别为1.98‰～9.12‰(平均值5.02‰)和5.11‰～11.86‰(平均值9.17‰),在枯水期的范围分别为3.89‰～9.35‰(平均值6.38‰)和1.46‰～7.53‰(平均值4.50‰),δ~(15)N-NO_3~-值丰水期较枯水期低,而δ~(18)O-NO_3~-值则是丰水期高于枯水期。粪肥污水、土壤有机氮以及化肥是店埠河水体NO_3~-的主要来源。(3)店埠河水体未经历明显的反硝化作用,SIAR模型计算表明,不同类型污染源对水体硝酸盐的贡献率分别为:大气沉降源7%～18%,土壤源24%～29%,化肥源18%～30%,粪肥污水源28%～48%。因此,根据河流流域空间布局,店埠河上游应重点控制面源污染输入的养殖废水、人畜粪便以及农业化肥,中下游则应重点防控城镇生活污水和工业废水,以有效降低入湖河流硝酸盐的污染负荷。     

鄱阳湖氮磷时空特征和异常变化及其影响途径

为进一步掌握鄱阳湖水环境演变趋势,维护鄱阳湖生态区的可持续健康发展,本研究深入分析了近13 年鄱阳湖水体氮磷时空特征及其异常情况,剖析了其主要驱动因素的影响途径。研究发现,2010—2022 年期间,鄱阳湖总氮（TN）和总磷（TP）浓度丰水期总体低于枯水期,南部湖区高于北部的入江水道。而在2015 年,鄱阳湖氮磷时空特征出现异常变化,丰水期TN 和TP 高于枯水期,北部湖区TN 和TP 浓度高于南部湖区。入湖污染负荷与水文变化仍然是影响鄱阳湖水体氮磷浓度的主要因素,而中低水位时期湖泊格局造成的“碟形湖”结构和水量分布差异是鄱阳湖TN 和TP 时空特征异常变化的重要驱动因素。本研究可为鄱阳湖水资源可持续利用及生态环境保护提供科学参考。     

渭河陕西段底泥间隙水与上覆水中污染物分布特征研究

通过渭河8个断面2015年4月和9月的采样分析,探讨了表层底泥间隙水和上覆水中污染物的分布特征,并对间隙水和上覆水中的污染物浓度进行了相关性分析。结果表明:在丰水期时上覆水中TN、NO_3—N、NH_3—N及COD含量均高于平水期,其中采样点D5(泾河汇入前渭河干流处)的污染物含量很高;间隙水中TN、NH_3—N、NO_3—N变化趋势相似,丰水期TN、NH_3—N、NO_3—N含量均高于平水期含量,采样点D5、D7(泾河汇入后干流处)丰水期总磷、COD含量很高;相关性分和上覆水中TN、COD浓度在丰水期高度相关,说明间隙水中TN、TP、COD的浓度是其上覆水中TN、TP、COD浓度的决定因素。     

The role of the Pearl River flow in Deep Bay hydrodynamics and potential impacts of flow variation and land reclamation

Deep Bay (DB) is a semi-enclosed bay that opens to the middle part of the Pearl River Estuary (PRE), the largest estuarine wetland area in the world. Like many rivers around the world, the Pearl River has in recent years experienced more frequent and more severe flow variations. It was hypothesized that Pearl River flow variation would affect the environment of DB, where locates large area of Ramsar wetlands of international importance. The anthropogenic factor of land reclamation was also hypothesized to alter the Pearl River flow and thus affect DB and the PRE environment. Simulations were performed to model water and salt transport processes under different scenarios of Pearl River flow variation and land reclamation. It was found that the Pearl River had a strong governing role on the hydrodynamics of DB, especially in the wet season. The simulation results indicated that in the wet season, the waters at the mouth of DB and DB as a whole were respectively composed of 50–80% and 31–37% of water discharged from the Pearl River. Moreover, it was shown that a 20% increase in Pearl River flow in the wet season would result in 0.2% and 3.3% more Pearl River water flushing into the bay before and after reclamation, respectively. Therefore, reclamation is predicted to stress the coastal ecosystem in DB, as it will enhance the intrusion of pollutants from the Pearl River into the bay head. However, it would benefit the removal and dilution of pollutants directly discharged into the bay from the Shenzhen River. Our results confirm that the hydrodynamic interconnection of bay and estuary in an estuarine system is complex, and should be carefully examined when assessing the environmental impacts of climate change and anthropogenic engineering projects.     

珠江三角洲河网入伶仃洋污染物通量计算研究

采用河网区非稳态水量数学模型，计算了珠江东四口门1985～1995年的入海水量(净泄流量)；在此基础上，利用1985～1995年在珠江东四口门实测水质资料(CODMn、BOD5、无机氮、水溶性磷酸盐、石油类等)，计算出了该时段每年丰、平、枯三季从东四口门下泄到伶仃洋的污染物总量。采用季节性肯达尔检验法对计算出的1985～1995年间陆源污染物通量值进行了趋势分析，得出了各口门各污染物通量的一些变化趋势特征。     

A modelling study of residence time and exposure time in the Pearl River Estuary,China

This paper presents an investigation into two transport timescales, i.e. the residence time and exposure time, of a conservative matter in the Pearl River Estuary (PRE) using a depth integrated hydrodynamic-dispersion model. The model has been verified against field measured tidal and salinity data in three typical seasons, including the wet, dry and average rainfall seasons. The model predicted distributions of tidal wave amplitude and salinity level agree generally well with the field measurements. The model is then enhanced by including capabilities for calculating the two timescales. The numerical model predictions show that both the freshwater discharge and tidal water elevation affect significantly the values of residence time and exposure time. The return coefficient is found to be about 0.5. Using a regression analysis, an exponential function has beenderived to correlate the timescales to the freshwater discharge. In the dry season the average residence time and exposure time are up to about 6 days and 12 days, while in the wet season these values are reduced to 3 days and 5 days, respectively. Generally, in all three types of seasons, the exposure time is about two times greater than the residence time, which demonstrates that there is a high possibility for water to re-enter the PRE after leaving the estuary. Both the residence time and exposure time decrease as the initial water elevation increases, which indicates that a contaminant will stay in the PRE for a longer time if it is released at a low tide. The effects of monthly averaged wind forcing on the resident time and exposure time are also investigated.     

珠江河口的治理和开发试验研究

珠江河口口门众多，河网交错，水流条件复杂。实现多口门同步控制和探索复杂水沙条件下河流泥沙问题的成因和形成机理，采取有针对性的整治工程措施，对珠江河口治理开发的试验研究极为重要。介绍了珠江委科研所最新研制成功的自动控制系统和某些治理开发试验研究成果，通过科研实战促进了科学发展，提高了试验研究水平，为珠江河口的治理和开发提供了科学依据。     

浑太河流域水环境容量分配研究

为实现浑太河流域经济社会可持续发展、排污口排污权最大程度优化、工业及农业合理布局,通过区域水环境容量优化配置,分区段对浑河上游主要排污口、太子河流域生活排污口的交易情况进行优化计算,采用"排污口(直排口)—子流域(支流)—流域/干流"的分配过程对陆域、入河排污口、污染源的水环境容量总量进行分配。结果表明:(1)在考虑安全余量的情况下,对流域COD、氨氮水环境容量总量进行初次分配,分配总量分别为141 343 t、13 636 t,削减量分别占污染物应削减量的44.4%、47.7%,污染物治理总投入为2.18亿元,基本上能够实现流域污染物削减50%的控制目标。(2)通过加大污水处理厂建设力度以及污水达标处理力度进行二次削减,COD、氨氮排放总量分别为208 832 t、17 177 t,分别是流域水环境容量的1.48倍、1.26倍。(3)借助流域水量调整和下泄方式转变对流域污染物最大允许排放情况进行优化控制,得到COD、氨氮的最大允许排放量分别为158 313 t、14 796 t。重新分配后的水环境容量能够保证污染物入河后的水体浓度达标。     

基于pair-copula结构的珠江三角洲河网区水位空间依赖性分析

基于1957—2016年珠江三角洲河网区15个水文站月平均水位资料,利用pair-copula结构构建水位空间依赖性模型生成样本数据,并采用F-madogram方法定量评估不同时期、不同时间尺度和不同距离范围内珠江三角洲河网区的水位空间依赖性。结果表明:珠江三角洲河网横向发育区域比东南45°方向发育区域水位空间依赖性弱；夏季丰水期水位空间依赖性比冬季枯水期水位空间依赖性显著增强,且季节尺度下水位空间依赖性比全年尺度下水位空间依赖性弱；受人类活动影响,在远距离情况下夏季丰水期1987—2016年的水位空间依赖性比1957—1986年显著增强；在较小距离范围内年极小月水位1987—2016年的空间依赖性比1957—1986年显著减弱,在远距离情况下年极大月水位1987—2016年的空间依赖性比1957—1986年显著增强。