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湖泊科学 2025年第2期37卷 354-367页

作者：王超申田田陈邵柠付婷柳根徐建锋尹炜长江水资源保护科学研究所武汉430051 长江水利委员会湖库水源地面源污染生态调控重点实验室武汉430051 水环境污染监测先进技术与装备国家工程研究中心长沙410205 中国长江三峡集团有限公司武汉430014 长江经济带生态环境国家工程研究中心武汉430014

随着自动监测技术的快速发展,基于降雨径流事件开展农业面源监测成为可能。农业面源采样策略研究旨在通过合理设置采样时机和采样频率,提高径流事件的捕捉能力和效率。本文系统总结了农业面源输出特征和自动采样策略相关研究,结果表明:... 详细信息

随着自动监测技术的快速发展,基于降雨径流事件开展农业面源监测成为可能。农业面源采样策略研究旨在通过合理设置采样时机和采样频率,提高径流事件的捕捉能力和效率。本文系统总结了农业面源输出特征和自动采样策略相关研究,结果表明:(1)小流域是农业面源输出的基本单元,污染物通常呈现出脉冲式输出特征;(2)基于降雨径流事件的农业面源自动采样策略包含基流采样频率、径流事件启动阈值、径流事件采样间隔、样品混合方式等基本要素,其中基流采样频率可通过概率统计公式计算,启动阈值多以实时监测的水位或者流量作为依据,采样间隔包括时间间隔(如15 min)和流量间隔(如5 mm)两种类型;(3)采样策略的负荷估算误差对启动阈值十分敏感,启动阈值设置不宜太高,流量间隔采样的负荷估算精度通常高于时间间隔采样,分散样模式的平均偏差低于混合样模式,混合样的平均偏差会随着混合数量的增加而扩大;(4)采样策略首先应考虑对径流事件的捕捉能力(如覆盖90%以上径流量)和污染负荷估算精度(与真实通量误差小于20%),监测目标、流域水文特征和生产生活因素等也需要综合考虑。当前,基于降雨径流事件的采样策略多以理想径流曲线为基础,对径流多峰、水质异步等复杂水文水质变化过程的应用可能具有一定的局限性,未来可在水质变化过程的精细化考虑、流域水文模型的深度耦合、环境要素信息的实时更新等方面对采样策略不断优化完善。

关键词：降雨径流农业面源自动监测采样策略

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大型输水明渠水工建筑物对水质变化的影响分析

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人民长江 2025年第3期56卷 55-62页

作者：习刚正肖新宗张屹哲贾海燕王超长江水资源保护科学研究所湖北武汉430051 长江水利委员会湖库水源地面源污染生态调控重点实验室湖北武汉430051 中国南水北调集团中线有限公司北京100038

水工建筑物作为明渠输水的重要基础设施,改变渠道水动力条件和污染物迁移过程,可能对渠道水质造成影响。以南水北调中线总干渠为研究对象,通过对倒虹吸/渡槽、退水闸等典型水工建筑物的调查采样,分析水工建筑物对渠道水质变化的影响。... 详细信息

水工建筑物作为明渠输水的重要基础设施,改变渠道水动力条件和污染物迁移过程,可能对渠道水质造成影响。以南水北调中线总干渠为研究对象,通过对倒虹吸/渡槽、退水闸等典型水工建筑物的调查采样,分析水工建筑物对渠道水质变化的影响。结果显示:①时间尺度上,调查区水温、溶解氧(DO)、pH、高锰酸盐指数(COD_(Mn))、溶解态高锰酸盐指数(DCOD_(Mn))、颗粒态高锰酸盐指数(PCOD_(Mn))、总氮(TN)、溶解态总氮(DTN)、总磷(TP)、溶解态总磷(DTP)和颗粒态总磷(PTP)等指标季节差异显著(p<0.05),颗粒态总氮(PTN)季节差异不显著(p>0.05);空间尺度上,调查渠段水温、pH、DO、COD_(Mn)和DCOD_(Mn)等指标沿程出现显著上升或下降趋势(p<0.05)。②夏季倒虹吸/渡槽等水工建筑物出口端PCOD_(Mn)显著高于入口端(p<0.05),春、秋季均无显著性差异(p>0.05);春季退水闸处pH显著高于输水渠道(p<0.05),夏季和秋季均无显著性差异(p>0.05)。研究成果可为科学认识大型输水明渠水质变化规律、优化水质管理提供依据。

关键词：水质水工建筑物输水明渠南水北调中线总干渠

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南水北调中线总干渠藻密度变化及其驱动因子分析

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人民长江 2025年第2期56卷 17-23,57页

作者：张鋆肖新宗王超张屹哲习刚正贾海燕长江水资源保护科学研究所湖北武汉430051 长江水利委员会湖库水源地面源污染生态调控重点实验室湖北武汉430051 中国南水北调集团中线有限公司北京100038

南水北调中线总干渠是一个相对封闭的人工生态系统,藻类增殖是工程运行管理关注的重点。基于2022年总干渠8个典型断面的水质和浮游藻类的监测数据,使用相关性分析和结构方程模型,探究渠道藻密度时空变化特征及其驱动因子。结果表明:中... 详细信息

南水北调中线总干渠是一个相对封闭的人工生态系统,藻类增殖是工程运行管理关注的重点。基于2022年总干渠8个典型断面的水质和浮游藻类的监测数据,使用相关性分析和结构方程模型,探究渠道藻密度时空变化特征及其驱动因子。结果表明:中线总干渠藻密度沿程呈上升趋势,夏季藻密度最高,达1600万个/L;渠道藻密度与NH 3-N(p<0.001)、流量(p<0.001)和高锰酸盐指数(p<0.001)等显著相关;各环境驱动因子对藻密度的影响程度依次为理化因子(0.540)>营养盐因子(0.345)>水文因子(0.227),空间因子和水文因子对藻密度产生间接影响。研究揭示了中线总干渠藻密度的时空变化规律和主要影响因子,可为中线工程供水管理提供参考。

关键词：藻密度藻类增殖驱动因子相关性分析结构方程模型南水北调中线总干渠

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南水北调中线干渠浮游藻类对高锰酸盐指数的影响

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南水北调与水利科技(中英文) 2025年

作者：王超毕磊赵伦陈希袁思光唐文忠张鋆张屹哲长江水资源保护科学研究所长江水利委员会湖库水源地面源污染生态调控重点实验室中国科学院生态环境研究中心环境水质学国家重点实验室中国科学院大学中国南水北调集团中线有限公司河北分公司

高锰酸盐指数和藻类是南水北调中线总干渠水质管理关注的重要指标。渠道监测结果表明，高锰酸盐指数与藻密度密切相关，具有明显的阈值效应。总干渠高锰酸盐指数和藻密度均沿程上升，藻密度每年7—9月达到峰值，与高锰酸盐指数超2mg/L... 详细信息

高锰酸盐指数和藻类是南水北调中线总干渠水质管理关注的重要指标。渠道监测结果表明，高锰酸盐指数与藻密度密切相关，具有明显的阈值效应。总干渠高锰酸盐指数和藻密度均沿程上升，藻密度每年7—9月达到峰值，与高锰酸盐指数超2mg/L断面数量季节变化基本同步；藻密度大于1000×104cells/L时与高锰酸盐指数相关性增强，藻密度小于1 000×104cells/L时相关性减弱。结果表明：藻类生长对数期高锰酸盐指数快速增加，藻类生长稳定期和衰退期藻密度与高锰酸盐指数相关性减弱。总干渠过流时间与藻类的生长周期基本对应，藻类培养试验得到高锰酸盐指数释放率为0.017 mg/106cells，藻类对渠道高锰酸盐指数增量的平均贡献在50%以上。本研究表明浮游藻类是总干渠高锰酸盐指数的主要影响因素，研究结果可为渠道藻类防控阈值制定提供依据。

关键词：南水北调中线总干渠高锰酸盐指数浮游藻类时空演变

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基于适宜性诊断的湖泊湿地沉水植物恢复研究

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水生态学杂志 2025年第2期46卷 44-51页

作者：郝好鑫柳雅纯王岳飞仲夏杨宙李红清江波长江水资源保护科学研究所湖北武汉430051 长江水利委员会湖库水源地面源污染生态调控重点实验室湖北武汉430051 安徽省引江济淮集团有限公司安徽合肥230000 安徽省引江济淮生态发展有限公司安徽合肥230000

研究沉水植物群落恢复策略,提高沉水植物的恢复效率和降低恢复成本,对湿地生态修复工程至关重要。以引江济淮工程调蓄水体菜子湖为例,根据沉水植物生长的适宜水深和底质条件需求,提出基于适宜性诊断的菜子湖湿地沉水植物群落恢复策略。... 详细信息

研究沉水植物群落恢复策略,提高沉水植物的恢复效率和降低恢复成本,对湿地生态修复工程至关重要。以引江济淮工程调蓄水体菜子湖为例,根据沉水植物生长的适宜水深和底质条件需求,提出基于适宜性诊断的菜子湖湿地沉水植物群落恢复策略。结果表明,工程规划水平年恢复区域可供沉水植物生长的水深为0.50~2.98 m,速效磷是限制沉水植物幼苗生长的底质因素。基于上述结果,通过筛选适应恢复区水位波动的沉水植物,确定一种采用大茨藻(Najas marina)和小茨藻(Najas minor)进行营养土育苗移栽的恢复策略,及一种通过微地形改造满足苦草(Vallisneria natans)等多种沉水植物生长水深条件的恢复策略。考虑恢复工程效果和成本,建议未来充分利用菜子湖湖滨带地形条件,因地制宜开展多物种沉水植物的规模化恢复。

关键词：湖泊湿地沉水植物植被恢复水位变化菜子湖

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南水北调中线总干渠浮游藻类对高锰酸盐指数的影响

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南水北调与水利科技(中英文) 2025年第02期 284-292页

作者：王超毕磊赵伦陈希袁思光唐文忠张鋆张屹哲长江水资源保护科学研究所长江水利委员会湖库水源地面源污染生态调控重点实验室中国科学院生态环境研究中心区域环境安全全国重点实验室环境水质学重点实验室中国科学院大学中国南水北调集团中线有限公司河北分公司

高锰酸盐指数和藻类是南水北调中线总干渠水质管理关注的重要指标。渠道监测结果表明，高锰酸盐指数与藻密度密切相关，具有明显的阈值效应。总干渠高锰酸盐指数和藻密度均沿程上升，藻密度每年7-9月达到峰值，与高锰酸盐指数超2 mg/L... 详细信息

高锰酸盐指数和藻类是南水北调中线总干渠水质管理关注的重要指标。渠道监测结果表明，高锰酸盐指数与藻密度密切相关，具有明显的阈值效应。总干渠高锰酸盐指数和藻密度均沿程上升，藻密度每年7-9月达到峰值，与高锰酸盐指数超2 mg/L断面数量季节变化基本同步；藻密度大于1 000万L-1时与高锰酸盐指数相关性增强，藻密度小于等于1 000万L-1时相关性减弱。结果表明：藻类生长对数期高锰酸盐指数快速增加，藻类生长稳定期和衰退期藻密度与高锰酸盐指数相关性减弱。总干渠过流时间与藻类的生长周期基本对应，藻类培养试验得到高锰酸盐指数释放率为0.017 mg/10～6，藻类对渠道高锰酸盐指数增量的平均贡献在50%以上。研究表明浮游藻类是总干渠高锰酸盐指数的主要影响因素，研究结果可为渠道藻类防控阈值制定提供依据。

关键词：南水北调工程中线总干渠高锰酸盐指数浮游藻类时空演变

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汉江中下游水华防控生态调度研究

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湖泊科学 2022年第3期34卷 740-751页

作者：李建尹炜贾海燕辛小康王超长江水资源保护科学研究所武汉430010 长江水利委员会湖库水源地面源污染生态调控重点实验室武汉430051

汉江中下游1992—2021年冬春季节共计暴发了十余次大规模水华事件,水生态安全和饮用水安全频繁受到威胁.基于历次水华发生情况,分析总结了汉江中下游水华特征和暴发成因,根据水华与水文过程响应关系研究提出了抑制水华的关键指标及其调... 详细信息

汉江中下游1992—2021年冬春季节共计暴发了十余次大规模水华事件,水生态安全和饮用水安全频繁受到威胁.基于历次水华发生情况,分析总结了汉江中下游水华特征和暴发成因,根据水华与水文过程响应关系研究提出了抑制水华的关键指标及其调控阈值,构建了汉江中下游水利工程联合生态调度方案,明确了抑制水华的生态调度方式和调度持续时间,并结合2021年1月下旬抑制水华生态调度实践分析了调度效果.研究表明:(1)汉江中下游水华暴发时间主要集中在1—3月份,兴隆水库修建后水华发生河段已经从潜江以下向上游扩展至兴隆库区;(2)发生水华年份汉江下游流量明显小于不发生水华年份,兴隆库区河段和仙桃自然河段抑制水华的临界流速(流量)存在差异,分别为0.20 m/s(1160 m^(3)/s)和0.67 m/s(1040~1200 m^(3)/s);(3)丹江口水库加大下泄流量和兴隆水库水位波动式调节是抑制水华的关键调度方式,联合生态调度适合以5 d为一个调度周期.

关键词：汉江水华暴发成因水文阈值生态调度

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金沙江下游梯级水库对水温及鱼类适宜产卵时间的影响

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湖泊科学 2023年第1期35卷 247-256,I0009页

作者：郝好鑫杨霞杨梦斐王俊洲潘婷婷李志军长江水资源保护科学研究所武汉430051 长江水利委员会湖库水源地面源污染生态调控重点实验室武汉430051 中国长江三峡集团有限公司武汉430010

水温是重要的水文指标。气候变化和人类活动加剧背景下,水温变化已成为威胁全球水生态系统的重要因素。长江上游开发了世界上规模最大的梯级水库群,然而目前关于梯级水库和气候变化对下游水温及水生态的耦合影响仍不清楚。本文基于长江... 详细信息

水温是重要的水文指标。气候变化和人类活动加剧背景下,水温变化已成为威胁全球水生态系统的重要因素。长江上游开发了世界上规模最大的梯级水库群,然而目前关于梯级水库和气候变化对下游水温及水生态的耦合影响仍不清楚。本文基于长江宜宾重庆段长序列水温和气象资料,解析了气象因子和金沙江梯级水库对下游水温的影响,评估了长江上游珍稀特有鱼类国家级自然保护区重要鱼类适宜产卵时间对水温变化的响应,结果表明:研究河段近30年年平均水温显著增高,增幅约为0.5~1.1℃;向家坝溪洛渡水库蓄水后向家坝站、朱沱站和寸滩站年水温过程平均滞后约36、13和7 d,蓄水后下游河段春季“滞冷”效应明显,秋冬季“滞热”效应明显,各水文站旬平均水温最大增加和降低幅度分别为1.8~3.7℃和1.3~3.6℃,“滞热”程度大于“滞冷”程度;年内不同月份水温变化主要由梯级水库蓄水引起,年际间平均水温变化主要由气候变化引起;蓄水后向家坝站附近水温达到重要鱼类适宜产卵水温时间延迟了30~40 d,蓄水对达到重要鱼类适宜产卵水温的时间延迟程度为:黑尾近红鲌>长薄鳅、圆口铜鱼、岩原鲤>中华金沙鳅>长江鲟>胭脂鱼,且不同鱼类间生态位的重叠程度增加。研究结果可为减缓水电开发对水生生态的影响提供基础支撑。

关键词：长江上游梯级水库气候变化水温产卵时间

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光照、流速和水温对大型人工输水渠道自净影响

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中国环境科学 2021年第10期41卷 4792-4801页

作者：王超贾庆林贾海燕李超尹炜长江水资源保护科学研究所湖北武汉430051 长江水利委员会湖库水源地面源污染生态调控重点实验室湖北武汉430051 河海大学环境学院江苏南京210098

以南水北调中线总干渠为对象,通过实验室模拟培养测定污染物降解系数,分析了光照、流速和温度对渠道自净能力的影响.结果显示,避光和光照条件下,高锰酸盐指数的降解系数分别为0.026和0.022d^(-1),无显著性差异(P>0.05);氨氮的降解系... 详细信息

以南水北调中线总干渠为对象,通过实验室模拟培养测定污染物降解系数,分析了光照、流速和温度对渠道自净能力的影响.结果显示,避光和光照条件下,高锰酸盐指数的降解系数分别为0.026和0.022d^(-1),无显著性差异(P>0.05);氨氮的降解系数分别为0.006和0.012d^(-1),差异极显著(P<0.01).各流速条件下高锰酸盐指数降解系数分别为0.027d^(-1)(0.2m/s)、0.029d^(-1)(0.3m/s)、0.029d^(-1)(0.4m/s),氨氮降解系数分别为0.014d^(-1)(0.2m/s)、0.017d^(-1)(0.3m/s)、0.018d^(-1)(0.4m/s),不同流速之间无显著性差异,但均显著高于0m/s实验组(P<0.05).各温度条件下高锰酸盐指数降解系数分别为0.014d^(-1)(10℃)、0.018d^(-1)(15℃)、0.022d^(-1)(20℃)、0.029d^(-1)(25℃)和0.031d^(-1)(30℃),25~30℃差异不显著(P>0.05),其他各温度梯度之间均存在显著性差异;氨氮降解系数分别为0.002d^(-1)(10℃)、0.003d^(-1)(15℃)、0.010d^(-1)(20℃)、0.012d^(-1)(25℃)和0.020d^(-1)(30℃),10~15℃、15~20℃和20~25℃差异不显著,其他温度梯度之间均具有显著差异.高锰酸盐指数和氨氮的温度校正系数θ值分别为1.047和1.079.研究结果可为中线工程水质管理提供依据.

关键词：大型人工输水渠道自净降解系数影响因素南水北调

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长江流域重要饮用水水源地保护长效机制

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长江科学院院报 2024年第7期41卷 8-15页

作者：邓瑞邓志民王孟李斐刘扬扬肖洋李亚俊长江水利委员会长江水资源保护科学研究所武汉430051 长江水利委员会湖库水源地面源污染生态调控重点实验室武汉430051

指导重要饮用水水源地保护是《中华人民共和国水法》《中华人民共和国长江保护法》和“三定”规定赋予水行政主管部门的法定职责,也是维系流域供水安全保障的底线。通过对长江流域重要饮用水水源地保护管理现状的回顾分析,针对保护管理... 详细信息

指导重要饮用水水源地保护是《中华人民共和国水法》《中华人民共和国长江保护法》和“三定”规定赋予水行政主管部门的法定职责,也是维系流域供水安全保障的底线。通过对长江流域重要饮用水水源地保护管理现状的回顾分析,针对保护管理中存在的水源地名录准入退出机制不健全、安全评估制度不完善、资金投入保障机制不足等问题,提出了完善水源地安全保障规划体系、规范水源地名录管理机制、强化水源地安全评估和保护、严格水源地保护考核等长效机制构建思路和后续工作建议。研究成果对于落实《中华人民共和国水法》《中华人民共和国长江保护法》饮用水水源地保护要求、贯彻长江经济带绿色发展和长江大保护建设的要求、推动长江流域重要饮用水水源地保护长效机制建设具有重要意义。

关键词：重要饮用水水源地水资源保护水源地名录管理安全保障评估供水安全保障长江流域

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