基于湖泊形态及水文特征的洱海最低生态水位确定

最低生态水位的设置有利用湖泊的保护与管理,但过多的生态水位阈值又会给管理增加成本,基于洱海大关邑水位站1952—2020年近69 a水位资料,采用湖泊形态法、实际最低生态水位法、生态耗水量法等3种方法研究洱海湖泊年内最低生态水位动态,并提出最低生态水位设定的时段。通过年内最低生态水位的确定和各月直接计算的生态水位做对比,对洱海水位调控做出评价并提出建议。研究表明：(1)湖泊形态法确定的最低生态水位可以突变点来确定,不一定是单位水位的湖面面积差显著减少;(2)对于最低运行水位的湖泊,在10 a以上均以此运行且无较大生态环境问题的,其已经形成一定的生态平衡,建议采用最低运行水位作为最低生态水位;(3)对于吞吐型湖泊,仅确定1个年生态最低水位是无法满足调度需求,应扩展至存在天然水量消耗的月份,通过计算,确定洱海年最低生态水位为1 964.30 m,确定洱海生态耗水期为11月至次年6月,耗水期各月最低生态水位依次为1 964.66、1 964.67、1 964.59、1 964.65、1 964.56、1 964.50、1 964.46、1 964.30 m。     

洱海流域水环境问题诊断与水质保护措施研究

洱海是大理白族人民的集中饮用水水源地,具有湖泊水质演变过程复杂、面源污染治理难度大、流域水资源短缺程度逐步加重、湖滨带水生植物自然恢复缓慢等环境问题。分析了近年来洱海水质演变情况。按照新时代治水思路的要求,研究提出了高效节水生态农业、生态调蓄带末端拦截、外流域补水、优化洱海4～7月水位调度等措施,以加快洱海水生态系统的修复与水质的持续性改善。为此,构建了洱海水环境数学模型用于开展相关水质改善措施效果的数值模拟。结果表明:(1)高效节水农业可从源头上削减负荷30%以上;(2)生态调蓄带汇流区旱季和降雨初期的雨污水可被全部拦截并回用农田;(3)外流域补水可补齐流域水资源短板,使洱海年度水质改善1.29%～5.15%,并为洱海水位优化调度与湖泊水生态修复提供良好的水资源条件支撑。     

1953—2021年抚仙湖水位变化特征及驱动因素分析

近年来抚仙湖水位持续下降引起社会各界关注。为了探究抚仙湖水位变化特征及其驱动机制，以1953—2021年抚仙湖水位站日观测资料为基础，结合流域历年降水蒸发数据、湖泊蓄水资料和相关调查，采用肯德尔秩次检验法、水量平衡法以及相对评判法进行分析。结果为：(1)1953—2021年，抚仙湖多年平均水位1 722.02 m; 1950s—2010s,抚仙湖水位年代际变化特点大致为涨→落→落→涨→大涨→大落，抚仙湖水位呈不显著下降趋势变化；(2)抚仙湖年内低水位均发生在5月份，高水位基本发生在10月份(9月份偶有发生);(3)2010—2021年是抚仙湖历史上最低水位时期，其多年平均水位和年内平均水位过程均在法定最低运行水位以下，年、月、日平均水位满足法定最低运行水位的保证率分别为33.3%、34.7%和35.9%;(4)2000年以来，人类活动是造成抚仙湖水位大幅上升和下降的主要因素。     

东太湖典型湖区水环境特征时空变化分析

本文研究了2002年4月至2003年4月东太湖的东茭嘴、油车港、太浦河口、湖心C、大缺口和张家港等6个典型湖区水环境特征。监测数据表明,东太湖6个典型湖区水质参数变化四季分明、空间差异显著;受水生高等植物的净化作用、湖区周边居民面源污染和上游苕溪来水水质等3方面因素的综合影响,枯水期水质明显不如丰水期。冬春季节水生植被净化能力的减弱和城镇居民生活面源污染的加强形成东太湖水质西南差东北好的格局、夏秋季节水生植被净化能力的加强和上游苕溪来水水质的改善形成西南水质好东北差的格局。利用太湖站同期水环境监测资料,比较了草型湖湾东太湖与藻型湖湾梅梁湾水环境因子的差异。提出东太湖春季期间水体中NH4 -N、NO3--N浓度的消长变化可能是维持东太湖水体能够保持清水状态的触发因子。     

大理市洱海特征水位调整分析

洱海是具有多种功能的高原淡水湖泊.由于建闸和水电站建设,使洱海长期低水位运行,导致水环境恶化.从分析洱海来水、湖区防洪标准和泄洪能力等入手,对洱海的特征水位进行调整分析论证.论证结果表明,当洱海最低运行水位由原来1971.00 m提高到1972.61 m,正常蓄水位1974.00 m不变,最高运行水位由原来的1974.20m提高到1974.31 m时,基本满足兴利和改善水环境需求,也满足防洪度汛要求,且具有可操作性.特征水位调整分析为洱海水位运行的科学决策提供了依据.     

洱海水质演变特征及主要影响因子分析

洱海是大理白族人民的集中饮用水源地,受自然条件和人类活动加剧影响,近年来洱海水质呈现旱季较好、雨季超标问题突出、年际波动变化明显、水体富营养化程度逐步加重等变化特点.从水质演变的影响因素及其作用机理分析,农业面源是影响洱海水质雨季超标的关键环境因子,降雨径流是面源入湖的主要驱动力和载体,水情条件是驱动洱海水质年际变化的...     

鄱阳湖淹没范围、水深和库容的遥感研究

鄱阳湖湿地是国际重要湿地,也是长江的主要蓄洪区,研究鄱阳湖淹没范围、淹没水深和库容对长江流域水文和湿地保护都有重要意义。通过对13个时相的Landsat卫星遥感影像进行非监督分类提取湖泊水体淹没范围,叠加鄱阳湖区地形图,获取水体边界的水位,通过空间内插计算鄱阳湖水位空间分布,进一步计算水深空间分布和库容量,在此基础上,根据鄱阳湖都昌水文站观测水位,计算鄱阳湖水位-面积曲线和水位-库容曲线。结果表明:鄱阳湖水位存在高水位时空间一致性,低水位时水位存在较大的空间差异,湖泊水位差可达到5 m;水位-淹没面积曲线和水位-库容曲线分别可以由对数方程和二次曲线方程拟合。     

三峡水库水位调度对出库水质影响分析与水质预测

出于防洪、发电与航运需求,三峡水库在汛期维持145 m低水位运行,在非汛期抬升水位至175m维持高水位运行。水库运行期按水位变化分为:水位下降期(175～145 m)、低水位运行期(145 m)、水位上升期(145～175m)和高水位运行期(175 m)。基于2011-2018年三峡水库出库断面水质因子(DO、COD_(Mn)和NH_3—N)监测周报数据,采用综合水质标识指数Pi和自回归综合移动平均模型ARIMA模型评价预测水质,研究三峡水库水位调度对出库断面水质的影响,探究水质对水位变化的响应,并预测水质变化趋势。结果表明:三峡水库季节性水位调度对出库水质影响显著。水质因子(DO、COD_(Mn)、NH_3—N)浓度随水位运行期的改变而出现周期性变化,不同水位运行期水质因子浓度存在差异。高水位运行期DO浓度显著高于低水位运行期,COD_(Mn)和NH_3—N浓度小于低水位运行期;各运行期的综合水质标识指数Pi均符合综合水质指标Ⅰ级标准,其中高水位运行期水质最好,低水位运行期水质最差; ARIMA预测结果显示未来水质符合Ⅰ级标准。水库水文条件受季节性水位调度影响,水质与水位、流量和外源污染输入相关。评价结果有利于在高时间精度下掌握水质实情,进行水资源管理。     

基于数值模拟的鄱阳湖水利枢纽工程对湖泊水面的影响研究

为研究拟建的鄱阳湖水利枢纽工程对鄱阳湖水面变化的影响,利用构建的鄱阳湖二维水动力模型,按照规划中的鄱阳湖水利枢纽工程调度方案,通过丰平枯典型年份的情景模拟,分别从湖泊丰水期和枯水期两个时间段,选择鄱阳湖丰、平、枯3种典型年型,在无枢纽与有枢纽两种情景模拟的基础上,定量分析了3种典型年枢纽工程的不同水位调度阶段对湖泊淹水频率、水位和水面面积的可能影响。结果显示:(1)鄱阳湖水利枢纽工程建立后淹水频率无变化的区域都是常年有水的地方,湖泊淹水频率变化大于0的地方多为浅湖区和湖滩草洲;(2)枢纽抬升水位作用明显的区域主要集中在入江水道,棠荫附近和湖滩草洲,无水位抬升的区域主要在一些小湖区和湖滩草洲,无水位抬升范围最大的时期为枢纽蓄水期的丰水年型;(3)在鄱阳湖淹水频率、水位和水面面积方面,鄱阳湖水利枢纽工程对其增加幅度在枯水年型最大,对其有增加作用的湖泊范围在丰水期最大。     

含柔性植被水槽水流特性试验研究

河道、水库、渠系、湖泊中的水生植被会对水流特性产生较大影响,从而影响泥沙输移、灌溉、排水及水环境等。为了研究柔性植被对水流的影响,在实验室水槽中,用塑料草代替水生柔性植被进行了系列实验,利用三维激光多普勒测速仪等仪器测量了植被区在不同工况下的水位、三维流速、植被的倾斜角度、湍流强度等,并研究了它们与植被疏密程度和流量大小的关系。结果表明:植被区水位、倾斜角随着植被疏密程度和流量大小的变化而发生变化;植被区的流速大小、湍流强度均大致呈规律性的几何形状分布。研究结果在水利工程及环境工程等领域具有较大的应用价值。     

基于水文变异特征的石臼湖生态水位及保障度研究

石臼湖作为长江下游的通江湖泊,逐步形成了独具特色的河流湖泊复合生态系统,研究其生态水位对于保障湖泊生物多样性具有重要意义。利用蛇山水位站1973—2020年日均水位过程,分析石臼湖的水位变异特征,结合年保证率法和年内展布法得到逐月最低生态水位,并对水位突变前后的生态水位保障度进行研究,相关成果可为维护石臼湖水生生态系统结构和功能提供数据参考。     

念坛公园水体生物生态治理分析

念坛公园为北京市大兴区重要景观园区,园区内湖泊水域水质为劣Ⅴ类,园区水生态系统处在建立初期,水中各类微生物及高等动植物匮乏,水体自净能力弱,水体富营养化日益严重,春末至夏末的时期出现水华暴发现象。以改善水质完善水生态系统为目标,从生产者、消费者、分解者3个方面,丰富水生物种。针对水华藻类主要治理手段为投加Eama-11生物抑藻剂抑制其单一化生长,引导水生态系统良性发展;针对湖区底质生物活性不足,采用Bpa-1017微生物净水剂及Bacto-Zyme1011生物复合酶改善底泥活性,同时丰富水生微生物种类和数量,从而增强水体自净能力;努力维持物种多样性,根据水文环境培植水生动植物,保护水生动植物,促进水生态平衡。经过治理,为园区水体维持较好水质及受游客大众欢迎的景观效果。     

基于GF-1卫星数据的洱海干季水质时空变化监测

为探究2014～2019年洱海干季水质变化规律及其驱动因子,选用2014～2019年1月和11月GF-1号卫星遥感影像资料,以叶绿素a浓度、透明度、富营养化指数这3个指标为研究标的开展洱海水质反演。结果表明:(1)时间上,2014～2019年洱海叶绿素a浓度和富营养化指数逐年降低,透明度逐渐增加,洱海干季水质呈好转趋势。(2)空间上,洱海2014～2019年11月份整体上呈现叶绿素a浓度和富营养化指数北部低、南部高,透明度北部高、南部低,北部水质较好,南部水质偏差的趋势;1月份整体上呈现叶绿素a浓度中部较高,南、北部偏低,北部水质较好,透明度由北向南递减,富营养化指数由北向南增加的趋势。(3)洱海叶绿素a浓度和富营养化指数均与水体总氮、总磷含量呈显著正相关关系(P0.05),水体透明度与总氮、总磷含量呈显著负相关关系。     

水生态修复在大淀湖整治中的应用

大淀湖是一个小型、浅水、吞吐型的半人工湖泊。本文通过大淀湖及周边水系的综合整治工程的实施.重建湖泊水生生态系统,增强水体自净能力,使大淀湖主水体水质等级在2006年底达到标准的Ⅳ～Ⅴ类.1～2年(2007～2008年)后水质达到Ⅲ～Ⅳ类水质标准。     

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。     

城市人工湖动态换水水位对流速分布影响

水位和流速是人工湖维持生态的关键因子,为探究人工湖水位对流速分布的影响,基于二维水动力模型对雁鸣湖流场进行数值模拟,研究单因素水位对流速影响和实测换水水位对流速时空分布的影响。结果显示:水位是水动力影响因素之一,低水位时的湖泊流速大于高水位时期,水位变化时的平均流速介于高低水位流速之间,水位对环流影响较小。在实测换水期间,高水位时水位分布无明显差异,水深自上游至下游逐级递增;低水位时水位分布出现差异,河滩裸露,水深分布差异较大;水位变化时,湖泊上游至下游水位呈梯度变化,水深随水位变化;流速时空分布验证了单因素水位对流速的影响,并表明不同水位对流速大小及分布影响有所差异。雁鸣湖水位和流速的模拟结果表明,人工湖水位变化能改善湖泊水动力,可为人工湖水情管理提供科学参考。     

鄱阳湖水文情势过程对典型湿地景观动态变化的影响

以鄱阳湖赣江主支口三角洲湿地1973年~2009年16景遥感影像为基础,利用决策树分类分析近40年来赣江主支口三角洲不同湿地景观类型的组成结构及其演变趋势;并结合遥感影像对应的当天水位,探明水情变化与赣江主支口三角洲湿地景观类型面积之间的动态响应关系。结果表明,近40年来鄱阳湖水位变化以及4种特征水位的淹没天数都是呈现下降的趋势;植被面积呈增长趋势,而水体和裸露洲滩的面积均呈现减少趋势,且裸露洲滩的面积下降速率大于水体面积;水位变化与水体面积拟合关系最优,植被次之,与裸露洲滩拟合最差。研究结果能够进一步阐明鄱阳湖水情变化对典型湿地景观类型空间格局的影响,有助于维持鄱阳湖湿地生态系统结构与功能的稳定。     

武汉大东湖水网构建工程对生物多样性影响研究

由于江湖通道隔截,武汉大东湖各湖泊变得相对“孤立”,水质污染严重,生物多样性明显下降,为此,武汉市实施了大东湖水网构建工程,将长江与大东湖各湖泊连通起来。根据大东湖目前的污染现状、工程引水规划以及长江和东湖的水质和水生生物情况,分析了工程实施对湖泊生境、水生生物、鱼类及鸟类的影响。工程的实施,将增强水体的流动性、提高湖泊的水体置换能力、减少死水区、扩大湖泊环境容量,为水生生物多样性的恢复创造适宜的生境。     

黑河尾闾东居延海连续12年不干涸

正本刊讯截至8月20日,通过黑河流域水量统一管理和调度,黑河尾闾湖泊东居延海已连续12年不干涸,再次刷新历史记录。目前,东居延海水面面积保持在40 km~2左右,蓄水量达到5 050万m~3,周边地区生态环境得到显著改善,湖滨地区地下水位升幅明显,芦苇等水生植被面积不断扩大,植被退化区域经过灌水、抚育等人工措施的实施也已逐步恢复。多年维持一定水面面积的东居延海,初步遏制了额济纳绿洲生态恶化的趋势。     

两大淡水湖“脱困”亟待加强水资源综合利用

<正>继2016年9月19日鄱阳湖星子站水位跌破12m大关,较历史同期提前54天进入低水位期后,鄱阳湖水位持续走低。由于枯水期严重缺水,鄱阳湖水生植被面积减少近400km~2,大量底栖动物旱死。鄱阳湖、洞庭湖与长江连为一体,江湖两利一直是长江治理、开发和保护的重大课题。但近20年来,"江湖关系"发生显著变化,两湖出现枯水期延长、水位超低等情况的频率渐高,破解"两湖"生态之困正变得愈发迫切。