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近40年红河流域(中国部分)水源涵养功能动态演变特征及驱动因素 被引量：1
1
作者 张洪波 尹班 +4 位作者 李春勇 崔松云 和艳 李小红 邓丽仙 《生态环境学报》 北大核心 2025年第4期556-569,共14页
水源涵养是生态系统的重要服务功能,对维持区域生态安全和水资源的可持续利用至关重要。明确水源涵养的时空分布特征、变化趋势及驱动因素,对于科学制定水资源保护规划、推进区域生态保护与修复具有重要的理论和实践价值。基于In VEST... 水源涵养是生态系统的重要服务功能,对维持区域生态安全和水资源的可持续利用至关重要。明确水源涵养的时空分布特征、变化趋势及驱动因素,对于科学制定水资源保护规划、推进区域生态保护与修复具有重要的理论和实践价值。基于In VEST模型计算红河流域(中国部分)1981-2020年8个时段(每5年为1个时段)的水源涵养功能,采用Sen+MannKendall及自然间断点法分析时空变化特征及其内部差异,并结合地理探测器方法分析其驱动因素。结果表明,1)红河流域(中国部分)多年平均水源涵养深度为68.7 mm,涵养量为5.77×10^(9) m^(3)。近40年间,水源涵养深度以-0.097 mm·a^(-1)的平均速率波动下降、水源涵养量以-7.5×10^(6) m^(3)·a^(-1)的平均速率波动下降。Sen+Mann-Kendall分析结果显示,水源涵养功能变化趋势以基本不变、轻微降低和轻微上升为主。林地、灌木林地和草地在水源涵养中占据主导地位,分别贡献了74.5%、13.8%和7.93%的水源涵养量。主要涵养区域集中在高程400-2 400 m和坡度5°-35°的区间,空间分布呈现东南高、西北低的格局。2)自然间断点法分析结果显示,水源涵养重要区面积为8.24×10^(3) km^(2),占研究区总面积的10.8%,但其水源涵养量占总量的20.2%,水源涵养率高达1.53×10~5 m^(3)·km^(-2)。3)地理探测器分析结果显示,降水量是水源涵养功能变化的主要驱动因素,土地利用变化则为次要因素。降水量与土地利用类型的交互作用对水源涵养功能空间异质性具有显著影响,超过任何单一因素或其他交互因素。红河流域(中国部分)水源涵养功能呈现出显著的时间演变规律和空间分布特征,降水与土地利用共同构成其时空异质性的关键驱动因素。 展开更多
关键词 水源涵养 红河流域(中国部分) InVEST模型 Sen+Mann-Kendall 地理探测器
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长江源区水源涵养能力多尺度时空变化特征研究
2
作者 任化准 吴光东 束龙仓 《人民长江》 北大核心 2025年第7期76-83,共8页
长江源区是长江流域重要的水源涵养功能区,是中国重要的生态安全屏障。揭示长江源区水源涵养能力时空变化规律及其影响因素,对推进生态保护与修复工程、维持长江源生态功能和保护河湖健康具有重要意义。应用SWAT水文模型模拟了长江源区... 长江源区是长江流域重要的水源涵养功能区,是中国重要的生态安全屏障。揭示长江源区水源涵养能力时空变化规律及其影响因素,对推进生态保护与修复工程、维持长江源生态功能和保护河湖健康具有重要意义。应用SWAT水文模型模拟了长江源区水文过程,结合统计及地统计方法,定量识别了长江源区水源涵养能力多尺度时空变化特征及主要影响因素。结果表明:(1)1963~2020年长江源区年降水量、实际蒸散发量、径流量和产水量呈现显著的上升趋势,上升速率分别为1.35,1.00,0.12 mm/a和0.36 mm/a;年水源涵养能力呈现不显著上升趋势,上升速率为0.24 mm/a,但年内、年际变化却极为明显,水源涵养能力主要集中在秋季和暖季。(2)水源涵养能力空间上呈现从上游到下游增加的趋势;通天河水源涵养能力最高,当曲河其次,楚玛尔河和沱沱河水源涵养能力较小。(3)水源涵养能力主要受降水量、产水量、地下径流量、干旱指数、蒸散发能力及土地利用类型等因素的综合影响。研究成果可为长江流域水资源管理及生态环境保护提供参考。 展开更多
关键词 水源涵养能力 降水量 蒸散发量 径流量 产水量 时空特征 SWAT模型 长江源区
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基于GA-SVR-MODIS的季节性冻土区入湖地下水排泄区识别
3
作者 苏小四 杜思楠 +3 位作者 梁海婷 郑昭贤 杨敬爽 李阳 《安全与环境工程》 北大核心 2025年第3期266-280,共15页
湖泊富营养化是目前公众和政府关注的热点问题之一。热红外遥感技术被广泛应用于识别入湖地下水排泄区,但传统热红外遥感方法并未考虑冻结湖泊表面覆盖的积雪和冰层对反演湖水表面温度的影响,限制了其识别入湖地下水排泄区的精度和适用... 湖泊富营养化是目前公众和政府关注的热点问题之一。热红外遥感技术被广泛应用于识别入湖地下水排泄区,但传统热红外遥感方法并未考虑冻结湖泊表面覆盖的积雪和冰层对反演湖水表面温度的影响,限制了其识别入湖地下水排泄区的精度和适用性。基于遗传算法-支持向量回归(genetic algorithm-support vector regression,GA-SVR)模型和中分辨率成像光谱仪(moderate resolution imaging spectoradiometer,MODIS)遥感数据开展了对东北季节性冻土平原区典型湖泊查干湖湖水表面温度的反演与预测研究,识别了不同时期入湖地下水的排泄区。结果表明:GA-SVR模型可将冰封期热红外遥感法反演湖水表面温度的R^(2)由0.69提高到0.95,其识别的入湖地下水排泄区与湖泊中高^(222)Rn浓度的分布区域一致。研究结果可为有效识别查干湖营养物质主要来源和查干湖水环境安全管控提供科技支撑。 展开更多
关键词 季节性冻土区湖泊 湖水表面温度 MODIS GA-SVR模型 地下水排泄
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水文要素对河湖生态环境的调控效应研究进展
4
作者 姜翠玲 许睿亭 《水利水电科技进展》 北大核心 2025年第5期119-128,147,共11页
鉴于关键水文要素如水位、流速、流量对河湖生态环境调控的重要作用,在参考大量国内外相关研究成果的基础上,结合典型案例,系统阐述了水位、流速、流量以及水文连通性对水环境和水生生物的影响,分析了水文要素对生态环境的调控效应。水... 鉴于关键水文要素如水位、流速、流量对河湖生态环境调控的重要作用,在参考大量国内外相关研究成果的基础上,结合典型案例,系统阐述了水位、流速、流量以及水文连通性对水环境和水生生物的影响,分析了水文要素对生态环境的调控效应。水位通过改变光照强度、泥水界面的氧化还原条件、生物栖息地面积等,影响水体和沉积物中污染物的分解转化以及水生植物的光合能力;流速与流量的变化则通过改变物质输移能力、沉积物状态、水生生物生长和繁殖需求,影响生物栖息地的适宜性,具有明显的阈值效应;水文连通性反映了水文要素之间的协同作用和动态变化过程,影响水生植被的分布格局以及鱼类的洄游和繁殖行为。最后介绍了相关研究采用的新技术和新方法,展望了研究的发展动向。 展开更多
关键词 水文要素 水文连通性 水生生物 河湖生态环境 生态修复 调控效应
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日喀则市河流生态流量阈值与计算方法研究
5
作者 鲁程鹏 高齐泽 袁珍欢 《水资源保护》 北大核心 2025年第5期308-318,共11页
以日喀则市年楚河、多雄藏布和湘河为研究对象,构建河流-生物-社会耦合框架,以确定河流适宜生态流量阈值;采用水生态偏离指数对不同水文学法计算的河流生态流量结果进行评价,并基于河流健康指数对频率曲线法进行改进,最终得到维持日喀... 以日喀则市年楚河、多雄藏布和湘河为研究对象,构建河流-生物-社会耦合框架,以确定河流适宜生态流量阈值;采用水生态偏离指数对不同水文学法计算的河流生态流量结果进行评价,并基于河流健康指数对频率曲线法进行改进,最终得到维持日喀则市河流生态系统健康的生态流量计算结果。结果表明,年楚河、多雄藏布和湘河枯水期适宜生态流量下限分别为3.06、12.91、1.16 m^(3)/s,其中湘河在4—5月为保障鱼群繁殖产卵,需将生态流量最小值提升为1.25 m^(3)/s;汛期为确保河流输沙过程的正常运行,需水量阈值分别确定为1.5亿~1.8亿m^(3)、4.3亿~5.4亿m^(3)和0.5亿~0.6亿m^(3);年楚河、多雄藏布及湘河基于频率曲线法的水生态偏离指数分别为0.76、1.27、0.11,与当地生态环境特征的契合度较高;通过对频率曲线法所得每月生态流量的结果进行调整,改进后的频率曲线法可使每月的河流健康指数均达到0.4以上,符合当地河流生态流量的需求。 展开更多
关键词 生态流量 适宜生态流量阈值 水文学方法 水生态偏离指数 河流健康指数 日喀则市
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流域水电梯级开发环境累积效应研究方法综述
6
作者 敖燕辉 庄艺玲 +1 位作者 顾凯业 车慧楠 《东南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第3期688-696,共9页
为探究流域水电梯级开发环境累积效应方法的发展方向,对累积效应的基本问题进行探讨,包括概念、组成、特征和方法等方面,并回顾了累积效应概念产生和发展的过程,提出了定义累积效应必须包括的核心内容。对国内外累积效应研究现状进行梳... 为探究流域水电梯级开发环境累积效应方法的发展方向,对累积效应的基本问题进行探讨,包括概念、组成、特征和方法等方面,并回顾了累积效应概念产生和发展的过程,提出了定义累积效应必须包括的核心内容。对国内外累积效应研究现状进行梳理,归纳总结出10种关于环境累积效应评价的方法。以天全河流域和洮河干流中游段为例,分析累积效应在我国流域水电梯级开发项目中的应用和实际案例。累积效应研究备受关注,预计未来对该领域的研究需求将显著增加,进而提出了未来累积效应研究的方向与展望。 展开更多
关键词 水电梯级开发 累积效应 评价方法 水环境
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典型人工景观池塘水体甲烷释放特征及其对富营养化的响应 被引量：2
7
作者 赖世平 刘佳 +4 位作者 肖尚斌 陈敏 张博文 孟江槐 李元正 《湖泊科学》 EI CAS 北大核心 2025年第1期122-131,I0003-I0010,共18页
富营养化水体的碳通量过程是全球水域生态系统中的前沿和热点问题。本研究以三峡大学校园内景观池塘(莲心湖)为研究对象,开展为期一年的水气界面CH_(4)通量监测,并在此基础上进一步探讨水体富营养化水平对CH_(4)释放的影响。结果表明,... 富营养化水体的碳通量过程是全球水域生态系统中的前沿和热点问题。本研究以三峡大学校园内景观池塘(莲心湖)为研究对象,开展为期一年的水气界面CH_(4)通量监测,并在此基础上进一步探讨水体富营养化水平对CH_(4)释放的影响。结果表明,莲心湖水气界面CH_(4)平均排放通量为5.06 mg/(m^(2)·h),整体表现为CH_(4)的源,且以冒泡释放为主导(占比为88.56%)。CH_(4)排放通量呈现时间异质性,表现为夏季(8.70 mg/(m^(2)·h))>冬季(4.80 mg/(m^(2)·h))>春季(3.88 mg/(m^(2)·h))>秋季(2.87 mg/(m^(2)·h)),白天(0.11 mg/(m^(2)·h))略高于夜晚(0.09 mg/(m^(2)·h))。CH_(4)排放通量在各个季节及昼夜的差异与温度、风速和叶绿素a等环境因素变化有关。随着水体富营养化水平的提高,CH_(4)排放通量呈现非线性增加的趋势,重度富营养化水体的CH_(4)排放通量是中度富营养化水体的2倍,这表明降低水体富营养化水平可有效减少水体的CH_(4)排放。研究结果可为其他同类型水体的温室气体减排提供参考。 展开更多
关键词 富营养化 甲烷释放 池塘 冒泡通量 叶绿素A
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大渡河适宜生态流量评价研究 被引量：1
8
作者 卫仁娟 潘妮 +1 位作者 赵璐 史雯雨 《节水灌溉》 北大核心 2025年第3期24-29,35,共7页
生态流量是保障流域水生态环境可持续发展的重要指标。为科学确定大渡河的生态流量,基于大渡河泸定站1993-2022年实测日流量资料,采用Tennant法、枯水频率法、月保证率法等8种水文学法计算大渡河泸定站生态流量值,并建立基于偏差指数和... 生态流量是保障流域水生态环境可持续发展的重要指标。为科学确定大渡河的生态流量,基于大渡河泸定站1993-2022年实测日流量资料,采用Tennant法、枯水频率法、月保证率法等8种水文学法计算大渡河泸定站生态流量值,并建立基于偏差指数和满足率的综合指数评价各方法的适宜性。结果表明:①大渡河泸定站径流变化呈现不显著的增加趋势,水文情势变化较低,径流序列一致性较好;②各水文学法计算生态流量评价结果各有优劣,月保证率法和变化范围分析法(RVA法)的综合指数最高,水文节律表现较好,推荐月保证率法和RVA法作为大渡河泸定站的生态流量计算方法。③月保证率法推荐的生态流量最小值为167.1 m^(3)/s,最大值为1942 m^(3)/s,均值为801.8m^(3)/s;RVA法推荐生态流量最小值为161.9m^(3)/s,最大值为1217m^(3)/s,均值为549.6m^(3)/s。 展开更多
关键词 生态流量 水文学法 综合评价 大渡河
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基于IHA-RVA法的黔中喀斯特流域水文情势变化分析 被引量：1
9
作者 杨梅 贺中华 《水生态学杂志》 北大核心 2025年第2期91-102,共12页
以贵州省黔中喀斯特流域乌江上游干流三岔河龙场桥站为研究站点,采用IHA-RVA生态水文指标变化范围法对水电梯级开发条件下龙场桥站1979—2020年水文情势变化进行量化评估,并根据双累积曲线法分析降雨和人类活动对龙场桥站径流量变化的... 以贵州省黔中喀斯特流域乌江上游干流三岔河龙场桥站为研究站点,采用IHA-RVA生态水文指标变化范围法对水电梯级开发条件下龙场桥站1979—2020年水文情势变化进行量化评估,并根据双累积曲线法分析降雨和人类活动对龙场桥站径流量变化的影响。结果表明,龙场桥站年均径流量变化呈显著下降趋势,32个生态水文指标中,5个为高度改变,3个为中度改变,24个为低度改变,整体水文改变度为40.51%,属于中度改变;随着流域梯级开发的不断推进,下游龙场桥站径流量降幅逐渐增加,人类活动导致龙场桥站年均径流量降低,降雨在一定程度上消减了人类活动的影响;1985年以来,流域内土地利用转移主要表现为耕地、建设用地的增加,林地、草地、灌木、水域等地类面积的减少,表明土地利用变化对地表径流的截流作用不强,但因耕地面积增加导致的农业用水需求增长可能是龙场桥站径流减少的另一重要原因;龙场桥站上游梯级水利水电工程的修建及调度对下游水文情势产生了影响,增加了流域两岸生态系统的不稳定性,不利于流域两岸生物多样性的维续。研究结果可为梯级开发条件下黔中喀斯特流域水文水资源高效可持续利用及生物多样性保护提供科学依据。 展开更多
关键词 水文情势 水文改变度 土地利用转移 乌江
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基于博弈论-云模型的湖北省汉江中下游地区水资源承载力评价 被引量：1
10
作者 邓乐乐 郭生练 +1 位作者 王俊 向鑫 《水资源保护》 北大核心 2025年第2期200-208,共9页
针对现有水资源承载力评价方法单一赋权和主观选择不确定性的局限,构建了水资源承载力综合评价指标体系,考虑到水资源承载力评价的不确定性,采用博弈论融合单一赋权法生成指标权重,基于灰色关联-TOPSIS法获取贴近度,并对云模型进行优化... 针对现有水资源承载力评价方法单一赋权和主观选择不确定性的局限,构建了水资源承载力综合评价指标体系,考虑到水资源承载力评价的不确定性,采用博弈论融合单一赋权法生成指标权重,基于灰色关联-TOPSIS法获取贴近度,并对云模型进行优化,提出了基于博弈论-云模型的评价方法,综合评价了湖北省汉江中下游地区8市2010—2020年水资源承载力时空变化。结果表明:水资源承载力水平上游高于下游,具有较强的聚集特征,空间分异性明显;2011年水资源承载力水平最低,2020年最高,总体呈波动上升趋势;各市水资源承载力水平以中等为主,部分年份达警戒水平。 展开更多
关键词 水资源承载力 博弈论 云模型 汉江中下游 湖北省
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香溪河库湾甲烷气体传输速率昼夜过程及其影响因素研究
11
作者 赖世平 刘佳 +3 位作者 肖尚斌 陈巍 纪道斌 陈敏 《三峡大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第5期26-33,共8页
以香溪河库湾为研究对象,通过对水-气界面CH4浓度及扩散通量进行昼夜监测,同步监测水环境因子及气象因子,探究气体传输速率的变化过程,进而探讨薄边界层理论应用中的关键性因子.研究发现:观测期间香溪河水体表现为大气CH_(4)的源,全天CH... 以香溪河库湾为研究对象,通过对水-气界面CH4浓度及扩散通量进行昼夜监测,同步监测水环境因子及气象因子,探究气体传输速率的变化过程,进而探讨薄边界层理论应用中的关键性因子.研究发现:观测期间香溪河水体表现为大气CH_(4)的源,全天CH4平均扩散通量为0.081mg·(m^(2)·h)^(-1),白天平均扩散通量[0.108mg·(m^(2)·h)^(-1)]高于夜间[0.043mg·(m^(2)·h)^(-1)],呈现昼高夜低的变化趋势;水体溶解CH4浓度为0.059μmol·L^(-1),变化范围为0.046~0.102μmol·L^(-1),其中白天表层水体溶解CH_(4)浓度标准差较大,夜间较小;香溪河库湾k_(600)在0.41~37.54cm·h^(-1)之间变化,白天k_(600)(7.49cm·h^(-1))大于夜间(3.82cm·h^(-1)),呈现明显的昼高夜低现象.k_(600)受到多种因素影响,U10仅是其中一个因子,在U10相近的条件下,水气温差造成的水体垂直混合是一个重要因素,可导致气体通量相差3.9倍,这进一步表明在估算三峡库区碳排放时,不能忽视水气温差对k_(600)的影响. 展开更多
关键词 香溪河库湾 气体传输速率 风速 水气温差 三峡库区
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基于无人机影像识别冰封水库CH_(4)冒泡分布热点区域
12
作者 胡天超 金业 +4 位作者 陈小强 金亢 孙源 李志军 许士国 《湖泊科学》 北大核心 2025年第6期2132-2145,I0012,I0013,共16页
冒泡作为湖库等淡水生态系统中温室气体甲烷(CH_(4))排放的主要方式,具有高度时空异质性。水库库尾浅水区沉积物易产生CH_(4),并以冒泡的形式释放,但在开放水体中很难捕捉到CH_(4)冒泡的排放热点区域。冰封水库在冰的生长过程中会冻结... 冒泡作为湖库等淡水生态系统中温室气体甲烷(CH_(4))排放的主要方式,具有高度时空异质性。水库库尾浅水区沉积物易产生CH_(4),并以冒泡的形式释放,但在开放水体中很难捕捉到CH_(4)冒泡的排放热点区域。冰封水库在冰的生长过程中会冻结捕捉由沉积物产生并上浮富含CH_(4)的气泡,在冰面上形成一定规模的“冰封气泡”,这使得基于冰封气泡特征识别CH_(4)冒泡分布热点区域的规模、空间分布成为可能。本研究以我国东北地区大型水库——东风水库为调查对象,基于冬季水库冰面的无人机影像与现场冰封气泡特征调查,结合面向对象的图像分析,构建了冰封气泡影像提取分割方法,利用空间自相关分析探究冰封气泡空间分布模式,识别冰封气泡聚集的热点区域。研究结果表明:(1)东风水库库尾冰封气泡直径范围为1~10 cm,无人机15 m飞行高度空间分辨率为0.4 cm,能够满足识别冰封气泡的质量要求;形态学顶帽变换方法能够有效改善光照不均的图像,显著提高正射影像图片资料的合成质量。(2)利用气泡、冰裂纹在长宽比、亮度、密度等特征值的差异性能够进行冰封气泡的有效提取分类,受调查的3个气泡区分类总体提取精度均为0.8以上,显示了较高的冰封气泡提取效果。(3)3个冰封气泡密集区域总气泡面积占库尾总面积的0.24%,3个区域内部共10个调查样带的气泡面积占比分布范围为2.6%~7.8%。冰封气泡空间分布均呈现显著的聚集模式,被划分为冒泡分布热点区域占库尾总面积的0.9%,说明在整个水库范围内,CH_(4)冒泡热点可能仅存在于有限的区域内。研究成果对揭示湖库甲烷排放热点区域分布特征具有重要指示意义。 展开更多
关键词 冰封水库 无人机 CH_(4)冒泡 热点区域 面向对象的图像分析 东风水库
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海南岛生态清洁小流域功能分区与治理措施功能匹配性研究
13
作者 陈家东 张鹏 +5 位作者 郭建超 齐实 卢旭东 左琴 吴慧 陈益壮 《生态环境学报》 北大核心 2025年第5期743-753,共11页
为探究小流域治理措施与国土空间管控主导下流域水土保持功能的匹配性,以海南岛为研究对象,提出基于地方国土空间管控和水土保持规划等政策的小流域功能分区方法,将海南岛小流域进行水土保持功能分区,并以近年来建设的42条小流域为研究... 为探究小流域治理措施与国土空间管控主导下流域水土保持功能的匹配性,以海南岛为研究对象,提出基于地方国土空间管控和水土保持规划等政策的小流域功能分区方法,将海南岛小流域进行水土保持功能分区,并以近年来建设的42条小流域为研究对象,基于投资建立措施与功能的匹配性评价模型,评估小流域的治理措施与其所在功能分区的匹配性。结果表明,1)在绿色农产、水源涵养、生态保护、和谐宜居、休闲康养五类功能分区中,绿色农产分区面积最大,占海南岛总面积的37.2%,功能定位是改善农业基础设施条件,主要措施是生产道路建设、保土耕作等。2)绿色农产分区是近年来小流域建设的主要分区,但措施布设、投资与其功能定位存在偏差。20条小流域中有16条匹配性等级为“中等”以下,其他分区功能匹配性较高。3)总体上,匹配性等级为“中等”及以上的占59.5%;“中等”以下的占40.5%,且主要集中在绿色农产分区。未来在绿色农产分区内建设生态清洁小流域时应增大农业基础设施建设等重要措施的投资比重,提高措施投资与流域功能的匹配性。该研究为海南岛及类似地区的小流域功能分类及建设方向提供了理论参考和实用方法。 展开更多
关键词 水土保持功能分区 投资评价法 功能匹配性 生态清洁小流域建设 海南岛
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河流岸边排放口允许排污负荷的伴随方程反演法
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作者 时晓燕 张红 +3 位作者 陶春华 卢聆江 万欣 刘昭伟 《工程科学与技术》 北大核心 2025年第4期176-184,共9页
岸边侧向排放是河流接纳污水排放的主要方式,污染混合区控制的允许排污负荷是排放口管理的重要指标。伴随方程法在解决水力学反问题上表现出较大优势,但预测浓度和观测浓度误差的优化目标无法直接应用于允许排污负荷的反演,限制了伴随... 岸边侧向排放是河流接纳污水排放的主要方式,污染混合区控制的允许排污负荷是排放口管理的重要指标。伴随方程法在解决水力学反问题上表现出较大优势,但预测浓度和观测浓度误差的优化目标无法直接应用于允许排污负荷的反演,限制了伴随方程法在该问题上的应用。为此,提出一种伴随方程法误差源项的计算方法,进而构建河流岸边排放口允许排污负荷的反演模型。该方法在排放口水质模拟的基础上,利用伴随方程法,建立对流扩散方程边界条件的反演方法,进而分析河流岸边排放污染混合区的分布特点;以污染混合区长度为控制目标,设计伴随方程中优化目标的计算方法,实现基于污染混合区长度的排放口允许排放负荷的反演计算。将该方法应用于长江上游某典型支流排污口的允许排污负荷的反演,基于河段的水功能区划和污染混合区管理目标,得到排放口的允许排放负荷。模拟结果显示:正问题方法可以很好地预测岸边污染混合区的高锰酸盐指数(COD_(Mn))分布,预测误差为16.7%,能满足实际工程中水质模拟的精度要求。所提出的伴随方程反演法能快速反演允许排污负荷,只需迭代6步即可使得污染混合区的长度达到1 m的精度,可以满足工程应用;继续迭代至18步,计算精度可达到0.01 m以下。该方法在实际问题中具有计算精度高、收敛速度快的特点,有广阔的工程应用前景,可为天然河流排放口的管理提供技术支撑。 展开更多
关键词 河流岸边排放 允许排污负荷 伴随方程法 水质模拟 反问题 BFGS算法
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基于Meta分析的中国内陆水体沉积物产甲烷潜势驱动因子识别
15
作者 汪万府 刘流 +4 位作者 范雨春 刘少达 马健荣 黄丝傲 陈光杰 《湖泊科学》 北大核心 2025年第6期1871-1882,共12页
内陆水体是大气中温室气体甲烷的一个重要自然来源。沉积物在厌氧条件下的产甲烷潜势是决定水体甲烷排放规模的一个关键指标。然而,截至目前尚缺乏针对内陆水体沉积物产甲烷潜势的跨系统比较研究,对其驱动因子的认识尚不清晰。本研究收... 内陆水体是大气中温室气体甲烷的一个重要自然来源。沉积物在厌氧条件下的产甲烷潜势是决定水体甲烷排放规模的一个关键指标。然而,截至目前尚缺乏针对内陆水体沉积物产甲烷潜势的跨系统比较研究,对其驱动因子的认识尚不清晰。本研究收集了我国内陆水体(包括水库、湖泊、河流和湿地)的沉积物产甲烷潜势数据,结合部分未发表自有数据(共210条数据),探索了4种不同水体沉积物产甲烷潜势的时空分布,并识别了其关键水环境驱动因子。研究发现,沉积物产甲烷潜势季节性明显,呈现雨季显著大于旱季态势(约3.5倍);拦河筑坝会导致沉积物的产甲烷潜势增加十倍以上,水库、湖泊沉积物产甲烷潜势显著大于河流或湿地。相关分析表明,人类活动引起的水体富营养化对沉积物产甲烷潜势驱动作用显著,水温、水深、沉积物有机质含量均对沉积物产甲烷潜势有显著促进作用,而水体盐度对沉积物产甲烷潜势存在显著抑制作用。本研究表明,在全球气候变化背景下,预测未来内陆水体的碳排放,除了全球升温这一自然过程,一些强人类活动干扰(如拦河筑坝、水体富营养化等过程)也必须给予充分考虑。 展开更多
关键词 内陆水体 厌氧产甲烷 温室气体 碳循环 富营养化
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资水温室气体时空排放特征及其影响因素研究
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作者 崔玉 张辉 +6 位作者 邓正苗 张赐成 谢永宏 李峰 邹业爱 刘泽麟 段丽洁 《湖南林业科技》 2025年第3期1-10,共10页
河流是温室气体的重要排放源,其时空分异机制亟待阐明。本研究基于资水丰水期和枯水期的水样数据,采用薄边界层模型解析CO_(2)、CH_(4)、N_(2)O排放通量的时空特征及其影响因子。结果表明:时间特征方面,丰水期的CH_(4)和N_(2)O排放通量... 河流是温室气体的重要排放源,其时空分异机制亟待阐明。本研究基于资水丰水期和枯水期的水样数据,采用薄边界层模型解析CO_(2)、CH_(4)、N_(2)O排放通量的时空特征及其影响因子。结果表明:时间特征方面,丰水期的CH_(4)和N_(2)O排放通量(分别为364.48、12.41μmol·m^(-2)·d^(-1))显著高于枯水期(分别为185.59、2.74μmol·m^(-2)·d^(-1)),而丰水期与枯水期的CO_(2)排放通量(分别为18.46、23.63 mmol·m^(-2)·d^(-1))无显著差异。环境因子分析显示,丰水期CH_(4)和N_(2)O排放通量主要受水温、总磷含量和电导率的影响,而溶解性无机碳含量是影响CO_(2)排放通量的主要因素。空间特征方面,中下游温室气体通量沿程递增,与人工地表和耕地扩张引起的水体碳、氮、磷及叶绿素a含量升高密切相关。就干流和支流的差异而言,丰水期干流的N_(2)O排放通量显著高于支流,主要受总氮含量的影响,而CO_(2)和CH_(4)的排放通量在支流与干流间无显著差异。河流温室气体排放强度与流域土地利用变化存在显著关联,特别是中下游城市周边区域。建议未来重点解析生物地球化学过程的耦合机制,建立精准的排放估算模型,为流域综合治理提供科学依据。 展开更多
关键词 水-气界面通量 时空特征 土地利用 影响因子 资水
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洱海中北部水体DOM的同位素和荧光特征及其地球化学指示意义
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作者 陈玥 赵青峰 +2 位作者 张灿 李祥忠 何毓新 《湖泊科学》 北大核心 2025年第2期481-495,I0008,共16页
洱海作为一个受人类活动影响强烈的典型湖泊,经历了富营养化和人为生态修复的过程,其碳库特征和碳循环模式可能随之改变。溶解性有机质(DOM)是湖泊有机碳循环过程的直接参与者,不同来源DOM具有不同的生物地球化学过程和归宿。因此,研究... 洱海作为一个受人类活动影响强烈的典型湖泊,经历了富营养化和人为生态修复的过程,其碳库特征和碳循环模式可能随之改变。溶解性有机质(DOM)是湖泊有机碳循环过程的直接参与者,不同来源DOM具有不同的生物地球化学过程和归宿。因此,研究洱海水体DOM的组成和来源特征,有利于更好地理解湖泊富营养化和环境修复过程的有机碳循环模式。本研究以洱海中北部4个区域的水柱为研究对象,利用稳定碳同位素、紫外-可见吸收光谱和三维荧光光谱技术,解析洱海中北部水体DOM浓度、组成和来源的空间分布特征,并探究其地球化学指示意义。研究结果表明,洱海中北部水体DOM浓度整体稳定,变化范围为4.21~4.66 mg/L(均值为(4.37±0.12)mg/L)。对比洱海早期DOM浓度结果发现,周期性的富营养化对DOM表现出季节性波动但长期不断积蓄的特征;与云南其他高原湖泊相比,洱海DOM浓度处于中等水平,DOM浓度记录了湖泊生产力的强度并与营养类型有一定的响应关系。洱海中北部水体稳定碳同位素变化范围为-26.8‰~-26.2‰(均值为-26.4‰±0.2‰),吸光系数a 355值、紫外吸光度SUVA 254值、荧光指数FI值和自生源指数BIX值变化范围分别为1.36~2.58 m^(-1)(均值为(1.78±0.33)m^(-1))、3.10~3.38 L/(mg·m)均值为(3.20±0.08)L/(mg·m)、1.57~1.69(均值为1.64±0.03)和1.13~1.34(均值为1.19±0.06)。稳定碳同位素和光谱参数结果表明有色溶解性有机质、荧光溶解性有机质和总DOM在来源上存在一定的相似性,受到浮游藻类等内源物质和陆源腐殖类有机物输入的共同影响;对比其他湖泊发现光谱参数的绝对值主要用于判断水体DOM的整体背景特征,参数波动则可能表征了水体DOM的变化。空间分布上,近岸区域具有较高的新鲜内源DOM输入,与北部农业活动导致的近岸初级生产力提升有关;湖心区域内源DOM对水体的贡献逐渐减弱,水体更多体现为腐殖化更强的残留DOM特征。水柱变化上,近岸区域的水柱有机碳降解较快,表层富营养化产生的内源DOM在水柱过程会被一定程度地消弭,最终导致近岸区域深层水的DOC浓度和其他点位的差异相对于表层水变小;湖心区域受控于多因素的共同影响,但DOM特征总体变化不大。因此,洱海富营养化导致的初级生产力对水体DOM碳库有直接贡献,但这种效应主要体现在表层水体,对湖泊水体长期碳汇的影响可能并不显著,而DOM的性质除了受到初级生产力和有机质来源的影响之外,地理、水文、生态环境等属性对DOM的影响也不容小觑。 展开更多
关键词 洱海 溶解性有机质 碳同位素 紫外-可见吸收光谱 三维荧光光谱 富营养化
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水文连通性视角下面向水质改善的感潮河网生态流量研究
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作者 张济显 艾丽莎 +2 位作者 杨盈 张宇健 徐志豪 《水生态学杂志》 北大核心 2025年第5期63-77,共15页
研究面向水质改善的感潮河网生态流量阈值,探讨径潮耦合作用下水文连通性与水质响应机制,为感潮河网水质改善与生态流量管理提供科学依据。研究以东江三角洲感潮河网为例,识别关键水质因子TN、TP,构建动态水文连通性指标,再运用MIKE HYD... 研究面向水质改善的感潮河网生态流量阈值,探讨径潮耦合作用下水文连通性与水质响应机制,为感潮河网水质改善与生态流量管理提供科学依据。研究以东江三角洲感潮河网为例,识别关键水质因子TN、TP,构建动态水文连通性指标,再运用MIKE HYDRO River建立一维水动力-水质耦合模型,模拟不同径潮情景下的水文连通性与水质响应,最后采用Tennant法设置生态流量方案。结果表明:河网水文连通性对径流变化更敏感,其对径流变化的响应强度(27.7%)显著高于潮位变化(7.3%);流量对污染物的削减作用强于潮汐,潮汐在低流量时期易引发污染物振荡滞留;保障生态流量≥451.47 m^(3)/s(约多年平均径流的60%)可有效提升河网水文连通性,并在一定程度上改善水质;TN和TP的最优改善率分别约为8%和20%,但仅靠流量管理提升水质的空间有限。未来需结合污染源减排等综合措施以实现更高水平的水环境质量提升。 展开更多
关键词 感潮河网 水文连通性 水质改善 生态流量 东江三角洲
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基于电阻率法的砂土介质中DNAPL修复过程监测
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作者 汤紫荆 刘汉乐 +2 位作者 王奥博 王祖伟 韦江涛 《桂林理工大学学报》 北大核心 2025年第2期243-250,共8页
为探究电阻率法动态监测砂土介质中重非水相液体(DNAPL)修复过程的可行性,以及表面活性剂浓度和注入速率对DNAPL修复效果的影响,选择三氯乙烯(TCE)作为典型DNAPL污染物,十二烷基硫酸钠(SDS)作为表面活性剂,利用电法仪开展一维砂柱中阴... 为探究电阻率法动态监测砂土介质中重非水相液体(DNAPL)修复过程的可行性,以及表面活性剂浓度和注入速率对DNAPL修复效果的影响,选择三氯乙烯(TCE)作为典型DNAPL污染物,十二烷基硫酸钠(SDS)作为表面活性剂,利用电法仪开展一维砂柱中阴离子表面活性剂冲洗三氯乙烯的修复实验。根据视电阻率值计算出TCE饱和度变化和累计修复效率,并与实际排出体积进行对比。通过电阻率数据分析了不同表面活性剂浓度和冲洗速率对砂土介质的电阻率和TCE修复效果的影响,结果表明:增大表面活性剂浓度或提高表面活性剂的注入速率时,砂柱内视电阻率及TCE饱和度值会随着冲洗时间的延长而降低;将TCE实际排出体积与估算体积对比发现,不同流速时相对误差在-24.509%~7.337%,不同含量时相对误差在-27.146%~0.785%;表面活性剂含量为1.0%,注入速率为1 mL/min时修复效果最好,此时累计修复效率达到89.48%,说明利用电阻率法监测DNAPL修复过程是可行的,为地下水有机污染场地修复过程监测提供了一种新的技术手段。 展开更多
关键词 砂土介质 重非水相液体 电阻率法 TCE饱和度 地下水修复
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1985-2020年辽河口湿地水文连通性变化及空间格局演变
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作者 王浩东 苏芳莉 +1 位作者 孙迪 杨玉成 《水生态学杂志》 北大核心 2025年第5期78-89,共12页
探究辽河口湿地水文连通变化,对维持湿地生态系统整体功能具有重要指导意义,也为湿地生态保护提供理论支持。利用1985—2020年遥感影像数据,基于辽河口湿地不同景观类型及其时空动态性,结合整体连通性指数(I_(IC))、可能连通度指数(I_(P... 探究辽河口湿地水文连通变化,对维持湿地生态系统整体功能具有重要指导意义,也为湿地生态保护提供理论支持。利用1985—2020年遥感影像数据,基于辽河口湿地不同景观类型及其时空动态性,结合整体连通性指数(I_(IC))、可能连通度指数(I_(PC))、重要性指数(I_(DPC))与形态学空间格局分析模型(MSPA),从时间和空间2个方面分析不同年份辽河口湿地水文连通性动态变化,识别湿地水文连通性重要区域并总结水文连通性变化的空间分布规律。结果表明:1985—2020年间,I_(IC)和I_(PC)在0.1左右浮动,呈现先减少后增加的趋势,辽河口湿地水文连通性处在较低水平且不稳定的状态;通过MSPA分析可知辽河口湿地景观在研究期间发生巨大变化,对辽河口湿地水文连通性变化起主导作用的核心区湿地呈现先减后增的趋势,水文连通性随着核心湿地面积的变化呈现相同的变化趋势。1985—2010年期间为衰退期,此阶段以湿地景观向非湿地的转变为主,核心区湿地面积降低,景观破碎化程度加剧,湿地水文连通性下降;2010—2020年期间为恢复期,此阶段以非湿地向湿地景观的转变为主,核心区湿地面积增长,水文连通性逐渐恢复;水文连通性较高的区域主要分布于近海潮滩与主潮沟内,这些区域对维持辽河口水文连通起到重要作用,需要重点关注与优化。 展开更多
关键词 水文连通性 形态学空间格局分析 连通性指数 辽河口湿地
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