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基于湖库水质目标的流域氮、磷减排与分区管理——以天目湖沙河水库为例 被引量：38
1
作者 李恒鹏 陈伟民 +1 位作者 杨桂山 聂小飞 《湖泊科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第6期785-798,共14页
湖库水环境保护在保障生产与生活用水、维系生态平衡、发展旅游等方面发挥着重要的作用.水质目标管理是保护湖库水质的最佳管理办法.本文以天目湖地区沙河水库及其流域为研究区域,建立模型模拟沙河水库流域的水文与水质,评估入库污染通... 湖库水环境保护在保障生产与生活用水、维系生态平衡、发展旅游等方面发挥着重要的作用.水质目标管理是保护湖库水质的最佳管理办法.本文以天目湖地区沙河水库及其流域为研究区域,建立模型模拟沙河水库流域的水文与水质,评估入库污染通量和主要来源;依据水质目标测算氮、磷污染的容量和减排量,结合土地的生态保护与开发适宜性评估,提出氮、磷污染分区减排和土地管控的对策和措施.研究结果表明,沙河水库氮、磷污染物入库通量分别为206.01和3.29 t/a,面源总氮和总磷分别占总入库量的85.7%和67.5%.不同土地利用类型氮、磷输出强度有显著差异,总氮输出强度依次为茶园>耕地>建筑用地>裸地>草地>退耕地>林地>河湖漫滩,总磷输出强度与地表覆盖度有关,依次为裸地>建筑用地>茶园>耕地>草地>退耕地>林地和河湖漫滩.从氮、磷输移过程来看,沙河水库流域总氮排放量为321.64 t/a,进入河流的为255.53 t/a,在河道输送过程中损失19.4%,最终有206.01 t/a进入水库;沙河水库流域总磷排放量为13.42 t/a,进入河流的为7.90 t/a,在河道输送过程中损失58.3%,最终有3.29 t/a进入水库.不同分区河流氮、磷滞留降解率有很大的差异,中田河总氮、总磷滞留降解能力最强,分别为34.71%和84.31%.2009年的通量计算结果显示,沙河水库总氮达到Ⅳ类水质目标需要的入湖减少量为32.01 t/a,入湖削减比例为15.50%,总氮达到Ⅲ类水质目标需要的入湖减少量为59.66 t/a,入湖削减比例为29.00%;总磷达到Ⅲ类水需要的入湖减少量为0.682 t/a,入湖削减比例为20.70%,总磷达到Ⅱ类水需要的入湖减少量为1.479 t/a,入湖削减比例为44.90%.为了实现基于土地利用的面源污染减排管控,选定植被覆盖度、水源涵养能力、地形坡度、土地利用、氮磷分区贡献量、与道路和村落距离等指标综合评估生态保护价值和开发适宜性 展开更多
关键词 水质目标管理 面源污染 源解析 沙河水库 丘陵地区 流域分区 天目湖
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中国东南丘陵山区水质良好水库现状与天目湖保护实践 被引量：26
2
作者 李恒鹏 朱广伟 +5 位作者 陈伟民 高荣平 聂小飞 虞左明 刁亚芹 李新艳 《湖泊科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第6期775-784,共10页
东南丘陵山区是我国水库分布最为集中的区域之一,这些水库在保障区域供水安全方面具有极其重要的作用,应该优先保护.然而,水库水环境保护正面临丘陵山区开发强度持续增加,开发方式和空间布局不合理,氮、磷污染及富营养化趋势严峻,缺乏... 东南丘陵山区是我国水库分布最为集中的区域之一,这些水库在保障区域供水安全方面具有极其重要的作用,应该优先保护.然而,水库水环境保护正面临丘陵山区开发强度持续增加,开发方式和空间布局不合理,氮、磷污染及富营养化趋势严峻,缺乏完善监测和管理体系等众多问题.本文以2000年以来天目湖水库保护实践过程为例,从库体水环境治理、流域污染物削减和综合管理3个方面介绍天目湖沙河水库保护的措施和成效,在此基础上提出良好湖库优先保护的建议:建立具有部门协调能力的水库管理机构,实行基于湖库水生态目标的水质目标管理,治理丘陵山区茶果园的面源污染,注重流域生态系统整体的恢复,禁止上游水源涵养区和临湖地带的开发,划定生态保护红线,明确禁止和限制的开发类型与规模,加强湖库及流域的监测和预警,开展必要的水库水体治理工程,并针对性地制定湖库管理条例.天目湖十几年的保护实践中有效地解决了流域开发与水库水质保护之间的矛盾,使天目湖水质由快速恶化转为稳步好转,为东南丘陵山区经济发展过程中水库的环境保护探索了一条道路. 展开更多
关键词 东南地区 丘陵 水库 水质 流域管理 天目湖
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天目湖沙河水库水质对流域开发与保护的响应 被引量：22
3
作者 朱广伟 陈伟民 +7 位作者 李恒鹏 任理 顾钊 赵林林 高永霞 贺冉冉 张运林 崔扬 《湖泊科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第6期809-817,共9页
利用长期水质监测资料,对苏南地区天目湖沙河水库十多年来的开发与保护工作的水库水质影响情况进行了分析.结果发现:大规模放养鳙鱼等不合理的渔业开发对水库硅藻、蓝藻等浮游植物异常增殖有较大的促进作用;在营养盐处于中富营养水平下... 利用长期水质监测资料,对苏南地区天目湖沙河水库十多年来的开发与保护工作的水库水质影响情况进行了分析.结果发现:大规模放养鳙鱼等不合理的渔业开发对水库硅藻、蓝藻等浮游植物异常增殖有较大的促进作用;在营养盐处于中富营养水平下,利用不同食性鱼类的组合调控,能够较快地抑制浮游植物的异常增殖,但当浮游植物生物量下降到一定程度以后,其控制能力下降,营养盐和气候因子的影响变得更为重要;流域的旅游开发和农业开发都对水库营养盐、透明度等水质指标产生较大影响,特别是坡地大规模茶叶种植等农业开发对水库氮的影响十分明显;春季少雨等气候变化因子对水库氮等营养盐浓度影响较大,但影响是短时段的.研究表明,合理调控水库渔业养殖,控制流域农业、旅游等开发活动强度,减少农业化肥施用量,恢复和扩大湿地等流域营养盐削减途径,是沙河水库水质保护的关键,也对同类水库水质保护具有示范价值. 展开更多
关键词 天目湖 沙河水库 富营养化 生物操纵 氮磷比 气候变化
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天目湖沙河水库溶解氧分层的季节变化及其对水环境影响的模拟 被引量：22
4
作者 成晓奕 李慧赟 戴淑君 《湖泊科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第6期818-826,共9页
溶解氧（D0）是水体能否维持生态平衡的重要指标,是湖泊初级生产力与水动力条件的综合反映.研究DO及其分层的季节变化对认识湖库的富营养化过程有重要意义.本研究以天目湖沙河水库为例,运用西澳大学开发的三维水动力-水质模型-ELCOM-CAE... 溶解氧（D0）是水体能否维持生态平衡的重要指标,是湖泊初级生产力与水动力条件的综合反映.研究DO及其分层的季节变化对认识湖库的富营养化过程有重要意义.本研究以天目湖沙河水库为例,运用西澳大学开发的三维水动力-水质模型-ELCOM-CAEDYM对天目湖的水温、DO和总磷（TP）进行了为期1年的数值模拟.结果表明,模型较好地模拟出了水体温度和DO分层过程以及TP的时空分布,3个指标在水体表层、中层和底层的模拟值与实测值拟合良好,均方根误差分别在1.8℃、1.8 mg/L和0.003 mg/L以内,Nash-Sutcliffe有效性系数均在0.7以上,相对误差均低于10％.沙河水库不同季节的DO垂向分层与温跃层协同变化：冬季垂向混合;春季（4月）温跃层开始发育,底部出现氧不足;夏季（7月）温跃层位于4～10m之间,同时底部低氧区（DO ＜2 mg/L）面积达35％;秋季（9月末）低氧区随着温跃层的消失而消失;冬季再次垂向混合.全湖DO和TP的时空分布表明,南半库区磷的来源主要是外源输入,而北半库区磷的来源主要是由水体底部低氧导致的磷内源释放.DO季节分层还有可能通过影响藻类活动而对水环境造成影响. 展开更多
关键词 溶解氧 热力分层 天目湖 数值模拟 总磷 沙河水库
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天目湖沙河水库水质时空分布特征及其与浮游植物群落的关系 被引量：27
5
作者 崔扬 朱广伟 +2 位作者 李慧赟 陈伟民 周万平 《水生态学杂志》 北大核心 2014年第3期10-18,共9页
基于2012年天目湖沙河水库逐月水质及浮游植物群落结构的监测,采用主成分分析及典范对应分析,对沙河水库水质时空分布特征及其对浮游植物群落演替的影响进行了分析。结果表明,沙河水库透明度(SD)、悬浮物(SS)、高锰酸盐指数(CODMn)、叶... 基于2012年天目湖沙河水库逐月水质及浮游植物群落结构的监测,采用主成分分析及典范对应分析,对沙河水库水质时空分布特征及其对浮游植物群落演替的影响进行了分析。结果表明,沙河水库透明度(SD)、悬浮物(SS)、高锰酸盐指数(CODMn)、叶绿素a(Chl a)、总磷(TP)、总氮(TN)等主要水质因子既有明显的季节变化,也存在显著的空间分布差异,浮游植物生物量和群落结构也表现出显著的季节演替。从丰度上看,蓝藻门的席藻全年都是优势种,但冬、春季节硅藻门和隐藻门藻类丰度显著增高。从生物量上看,春季的优势种为硅藻门的针杆藻,是沙河水库水体透明度的主要影响因子。主成分分析表明,沙河水库的氮和磷具有明显不同的时间变化规律。典范对应分析表明,水温、pH、溶解性总氮、SD与藻类生物量的季节演替关系密切,蓝藻、硅藻生物量与水温、溶解性总磷呈正相关,与硝态氮浓度呈负相关。研究结果表明,天目湖沙河水库水质时空差异与浮游植物种群结构的时空分布关系密切,降低氮、磷浓度对沙河水库富营养化控制及水质的保护都非常重要,但在不同季节氮、磷的相对重要性不同。农业活动,如茶园的大面积开发及旅游业活动是影响天目湖水质的两个重要因素。 展开更多
关键词 天目湖沙河水库 富营养化 浮游植物 主成分分析 典范对应分析
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天目湖流域丘陵山区典型土地利用类型氮流失特征 被引量：18
6
作者 聂小飞 李恒鹏 +2 位作者 黄群彬 刁亚芹 姜加虎 《湖泊科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第6期827-835,共9页
天目湖丘陵山区农业综合开发持续推进,大量林地转变为茶园,迫切需要认识茶园扩张对流域氮流失的影响.本研究选取茶园、次生马尾松林和毛竹林开展自然降雨条件下的径流小区实验,分析天目湖丘陵山区典型用地类型径流氮流失规律,为评估丘... 天目湖丘陵山区农业综合开发持续推进,大量林地转变为茶园,迫切需要认识茶园扩张对流域氮流失的影响.本研究选取茶园、次生马尾松林和毛竹林开展自然降雨条件下的径流小区实验,分析天目湖丘陵山区典型用地类型径流氮流失规律,为评估丘陵山区综合开发的水环境影响提供实测参数.研究表明：茶园、次生马尾松林和毛竹林地表径流TN浓度分别为11.25、2.83和3.60 mg/L,均以溶解态为主;壤中流TN浓度分别为27.16、3.59和1.06 mg/L,茶园和次生马尾松林均以溶解性无机氮（尤其是硝态氮）为主,毛竹林以溶解性有机氮为主;茶园、次生马尾松林和毛竹林的小区尺度地表径流系数均不到0.03,壤中流是丘陵山区径流的主要来源;茶园开发加剧了丘陵山区的氮素流失,茶园径流TN流失强度高达103.08 kg/（hm2·a）,分别是次生马尾松林和毛竹林的7.6和23.2倍,壤中流贡献了流失总量的86.7％ ～ 99.7％.防治茶园径流氮流失需重点关注壤中流输出,在减量施肥的基础上,采取坡脚构建毛竹林生态缓冲带/在小流域出口布设塘坝等原位拦截措施,实现流域氮流失综合防控. 展开更多
关键词 天目湖流域 茶园 次生马尾松林 毛竹林 氮 地表径流 壤中流 丘陵山区
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2000年以来天目湖流域茶园分布变化及趋势模拟 被引量：15
7
作者 刁亚芹 韩莹 李兆富 《湖泊科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第6期799-808,共10页
土地利用/土地覆被变化(LUCC)与区域的可持续发展密切相关,分析土地利用变化及其空间变量的关系,建立模拟模型来认识和揭示土地利用变化的特征和时空分布规律,为未来规划和政策的制定提供支持是LUCC研究的重点问题之一.本研究以太湖流... 土地利用/土地覆被变化(LUCC)与区域的可持续发展密切相关,分析土地利用变化及其空间变量的关系,建立模拟模型来认识和揭示土地利用变化的特征和时空分布规律,为未来规划和政策的制定提供支持是LUCC研究的重点问题之一.本研究以太湖流域上游典型丘陵山区茶园开发作为重点研究对象,结合中高分辨率遥感影像信息、1∶50000国家标准地形图数据和野外土壤采集分析数据获取2000年以来茶园及其它土地利用信息、研究区地形地貌数据和土壤数据,通过对2000年以来茶园及其新开茶园的区位分布分析,发现茶园的变化呈现快速增长的趋势,11年研究区茶园面积扩大了5倍,其中一半以上的面积是最后3年增长的;茶园在流域上不同分区的分布差异比较大,这些差异与分区自然条件、区位条件和开发条件有一定关系.根据Cramer V卡方检验结果值,比较不同的茶园区位影响因子对茶园分布的影响力,确定高程、坡度、水库、河流、村落、主干道路和茶园规模对茶园区位影响比较显著.用茶园区位影响显著性的7个因子通过迭代优化建立MLP神经网络模型,对研究区的未来茶园的分布区位进行模拟,并且用已开发茶园对模型进行验证,达到84%的区位预测精度.基于模型用现有茶园开发模式、2000年左右茶园开发模式和折中模式3种情景模拟未来茶园的分布,发现按现有的茶园开发速度,2020年茶园总面积将达到流域总面积的1/4,任何一种情景都改变不了茶园在重要功能区的增长趋势,因此迫切需要政府采取相应的措施对茶园面积的增长和区位的分布进行控制. 展开更多
关键词 天目湖流域 土地利用 茶园 时空特征 神经网络模型 情景预测
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