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喀斯特地表水生生态系统生物碳泵的碳汇和水环境改善效应

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科学通报 2017年第30期62卷 3440-3450页

作者：陈崇瑛刘再华中国科学院地球化学研究所环境地球化学国家重点实验室贵阳550081 中国科学院大学北京100049

碳汇研究是全球碳循环研究的重要内容.近年来,陆地水生生态系统的碳汇日益受到重视,被认为是"遗失碳汇"的重要组成部分.最新研究发现,碳酸盐风化碳汇占岩石风化碳汇的94%,因此,喀斯特地表水生生态系统的碳汇显得尤为重要.生物碳泵效应... 详细信息

碳汇研究是全球碳循环研究的重要内容.近年来,陆地水生生态系统的碳汇日益受到重视,被认为是"遗失碳汇"的重要组成部分.最新研究发现,碳酸盐风化碳汇占岩石风化碳汇的94%,因此,喀斯特地表水生生态系统的碳汇显得尤为重要.生物碳泵效应作为一种稳碳和固碳过程,是形成长期稳定碳酸盐风化碳汇的重要机制,是碳循环的重要环节.生物碳泵效应的核心控制元素是碳元素,该效应在富含溶解无机碳(DIC)的喀斯特地表水生生态系统中发挥着重要作用.目前生物碳泵效应的研究主要集中在两个方面:(1)内外源有机碳的区分是准确评价和计算生物碳泵效应碳汇的关键;(2)发现生物碳泵效应影响水环境指标和水质状况.未来,一方面应精确地对陆地水生生态系统碳汇量进行估算,研究不同气候和土地利用对碳汇量的影响;另一方面,揭示生物碳泵效应与水环境的相互作用机制.重点包括以下4个方面:(1)验证地表水生生态系统"元素比值控制假说";(2)生物碳泵效应对水体元素化学计量比的调控潜力;(3)形成不同碳汇机制(生物碳泵效应和富营养化机制)的根本原因;(4)生物碳泵效应通过物理-化学-生物耦合作用改善水环境的可能机制.最后,探究微生物碳泵效应应用于陆地水生生态系统的可能性.

关键词：碳汇水环境改善生物碳泵效应碳酸盐风化富营养化缓解

面向水环境改善的城市河网综合调控研究进展与前沿

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天津大学学报（自然科学与工程技术版） 2017年第8期50卷 781-787页

作者：练继建杨阳马超天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室天津300072

面向日益突出的城市河网水环境改善需求,从支撑技术和管理决策两方面,总结了当前研究进展,并提出了3个待解决的技术难题:(1)城市河道高效适应性水质净化技术和装置;(2)城市河网精细水环境模拟和全局优化调控技术;(3)城市河网水环境改善... 详细信息

面向日益突出的城市河网水环境改善需求,从支撑技术和管理决策两方面,总结了当前研究进展,并提出了3个待解决的技术难题:(1)城市河道高效适应性水质净化技术和装置;(2)城市河网精细水环境模拟和全局优化调控技术;(3)城市河网水环境改善管理决策支持技术.在此基础上,提出了亟需突破和解决的前沿技术,包括城市河网联动水循环净化系统的集成水质净化技术、城市河网水循环净化系统的水动力-水质耦合数值模拟与综合调控技术、城市河网联动水循环净化系统管理信息平台构建技术,并阐述了技术的研究思路.

关键词：城市河网水环境改善综合调控水质净化耦合模拟管理信息平台

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面向水环境改善的城市河网动态水环境容量

水资源保护 2022年第1期38卷 167-175页

作者：张万顺李琳彭虹张潇夏函张紫倩武汉大学资源与环境科学学院湖北武汉430072 武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室湖北武汉430072 武汉大学中国发展战略与规划研究院湖北武汉430072 武汉大学水利水电学院湖北武汉430072

为掌握城市河网动态水环境容量变化规律,构建了基于"空-地-水"一体化模型体系的城市河网动态水环境容量计算模型,以粤港澳大湾区惠州市金山湖流域为研究区域,定量核算了2017年金山湖流域COD和TP动态水环境容量。结果表明,模型模拟的流量... 详细信息

为掌握城市河网动态水环境容量变化规律,构建了基于"空-地-水"一体化模型体系的城市河网动态水环境容量计算模型,以粤港澳大湾区惠州市金山湖流域为研究区域,定量核算了2017年金山湖流域COD和TP动态水环境容量。结果表明,模型模拟的流量、COD和TP浓度率定、验证的相对误差均在14.04%以内;2017年,金山湖流域COD和TP水环境容量整体呈先增大后减小的趋势,受降雨影响显著,逐日容量变化范围分别为238.55~3 027.49 kg/d和3.73~58.02 kg/d;枯水期水环境容量较小且与降水量负相关;丰水期的大雨或暴雨时期水环境容量明显提升,中小雨时期COD容量与降水量负相关,TP反之;保障生态基流能明显改善容量不足的问题,全年动态生态流量保障对金山湖流域水质达标率提升效果明显。

关键词：动态水环境容量城市河网生态流量水环境改善金山湖流域粤港澳大湾区

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平原地区城市河网水环境改善的补水调度策略研究——以天津市中心城区河网为例

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南水北调与水利科技 2017年第6期15卷 81-87页

作者：马超唐志波徐奎贺蔚赵明天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室天津300072

针对平原地区城市河网中存在的补水效果差、水质不达标等水环境问题,采取问题解析-方法优化的思路开展河网水环境改善的补水调度策略研究,提出了融合现状模拟和成因分析、补水调度策略验证、补水调度实施方案的研究思路。以天津市中心... 详细信息

针对平原地区城市河网中存在的补水效果差、水质不达标等水环境问题,采取问题解析-方法优化的思路开展河网水环境改善的补水调度策略研究,提出了融合现状模拟和成因分析、补水调度策略验证、补水调度实施方案的研究思路。以天津市中心城区环城河网进行实例应用,基于现状问题解析揭示了河网水质不达标原因,按照保持现有工程措施及增设工程措施的顺序提出了适用的推荐补水调度策略,并基于推荐补水调度策略提出了年度整体实施方案及实际实施方案,其中年度整体实施方案对应的年度补水调度总需水量为3.19亿m3。研究表明本文提出的补水调度策略研究方法可利用有限的补水资源有效地改善水环境,可在其他平原地区城市河网中进行推广。

关键词：城市河网补水调度策略水环境改善平原地区天津

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南京农村水环境改善居民参与行为研究

南京农村水环境改善居民参与行为研究

作者：孙娜南京农业大学

学位级别：硕士

自党的十九大提出乡村振兴以来,新农村建设是推进我国现代化建设的首要任务,而农村水环境改善是新农村建设中不可或缺的一部分。近年来,农村水环境污染问题越来越严重,水资源短缺、水质污染不断恶化等问题日益突出,对农村居民的生产生... 详细信息

自党的十九大提出乡村振兴以来,新农村建设是推进我国现代化建设的首要任务,而农村水环境改善是新农村建设中不可或缺的一部分。近年来,农村水环境污染问题越来越严重,水资源短缺、水质污染不断恶化等问题日益突出,对农村居民的生产生活乃至经济发展都产生了不可忽视的影响,在广大农村,农村居民是改善水环境问题的中坚力量,然而由于当地政府不够重视、政府政策宣传不到位、农村居民环保意识薄弱、当地技术水平有限等原因,农村居民对水环境改善没有充分参与,农村水环境问题一直未曾得到有效解决。因此,研究农村水环境改善问题,找到农村居民充分参与水环境改善所面临的困难,并提出可行性建议,对改善农村水环境,促进多方主体共同参与水环境的建设至关重要。南京地区经济发展迅速,同时,南京农村水环境污染问题也日益严重。本文通过对南京市典型农村地区实地调研,了解包括南京市农村水环境综合改善现状、南京农村居民对水环境改善政策评价、南京农村居民参与水环境改善现状以及南京农村居民对水环境改善的支付意愿,比较系统地掌握了南京农村居民参与水环境改善现状。调查研究显示,农村居民对水环境政策知晓率较低、政府政策宣传力度不大、居民对治理效果认可度较低、农村居民对水环境认知能力较低、农村居民的水环境行为及其改善的支付意愿积极性都不高。针对以上问题,对推动南京农村居民参与水环境建设提供对策建议:建设服务型政府保障农村居民参与水环境改善;加强沟通交流,提高农村居民参与水环境改善的可能性;约束和激励居民行为,提高居民参与积极性。通过本文的研究,农村居民在水环境改善中发挥着举足轻重的作用,推动农村居民参与水环境改善建设,能够有效改善南京农村居民的生产生活,促进经济发展,推动城镇化建设。

关键词：南京农村水环境改善农村居民参与水环境行为

枝江市金湖引江济湖方案优化及其水环境改善效果研究

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枝江市金湖引江济湖方案优化及其水环境改善效果研究

作者：吴庆三峡大学

学位级别：硕士

在全球气候变化和水资源形势日趋严峻的背景下,为了从根本上提高水资源统筹配置能力、改善河湖健康状况和增强水旱灾害的抵御能力,河湖水系连通作为国家新时期的一个治水方略被提出。对于正在大力发展的中国当代社会,借助科学的研究手段... 详细信息

在全球气候变化和水资源形势日趋严峻的背景下,为了从根本上提高水资源统筹配置能力、改善河湖健康状况和增强水旱灾害的抵御能力,河湖水系连通作为国家新时期的一个治水方略被提出。对于正在大力发展的中国当代社会,借助科学的研究手段,制定科学合理且行之有效的水系连通方案,缓解地区经济发展与水资源时空分布不均、湖泊供水不足、水质恶化等问题的矛盾,改善水生态环境,提高水体水环境的承载能力,为维持社会、经济、生态的可持续发展提供保障,已成为一个迫在眉睫、刻不容缓的研究课题。近年来,国内各地区政府、机关纷纷响应号召,为全国广大地区的以生态修复为目标的河湖连通工作起到了先锋带头作用,并提供了实践参考。外流域调水是水体修复的一种物理方法,对于缓解地区经济发展与水资源时空分布不均、湖泊供水不足、水质恶化等问题的矛盾,均有重要的支撑作用。枝江市金湖作为枝江市境内最大的景观湖泊,现存的水体流动性差、水量不足、水质严重超标等水环境问题亟待解决。依照当前的发展形势,仅仅依靠金湖自身的水体净化能力很难快速实现水质的恢复和改善。因此,针对金湖的自身特点及现具备的引水补水条件,通过建立二维水动力-水质模型对其生态补水过程进行模拟研究,发展集湖泊富营养化治理、水量调配和污染预防于一体的综合技术,通过建立MIKE-21水动力水质模型对不同引水路线的方案进行动态模拟,分析与比较各种调度模式的引水效果,为金湖水环境改善的补水工程的实施提供科学的决策依据,方案研究过程中的各种思考及尝试探索,将为其他类似水系连通工程研究、设计与工程实施提供技术及理论参考。本文利用金湖行洪过程中现场实测与收集获取的资料（包括地形高程、水位、流场、水质及水文气象等数据）,分析金湖水资源等水环境现状及其补水需求,考虑汛期补水与上游洪水遭遇问题,并引进景观水位的概念,充分考虑金湖景观功能规划需求,制定不同时期不同补水水位的动态补水方案,在此基础上,综合分析金湖附属可用水系设施及补水条件,设定了4种具有可行性的生态补水方案,基于丹麦MIKE21模型系统构建金湖二维水动力-水质模型,并通过与验证点实测数据的对比进行模型参数的率定以及模拟计算结果准确性的验证,模拟并对比分析各方案对金湖水体主要水环境因子的改善效果,筛选出较优的补水方案,从而为金湖流域水资源高效利用和管理提供参考。通过对金湖水资源现状及功能规划需求的分析可知,金湖作为景观湖泊,在保证泄洪安全的前提下,平时尽量保证湖内蓄有较多的水质达标的水量以满足良好的景观功能性。结合金湖防洪标准分析,确定在春季枯水期湖中可蓄最高景观水位为41.2m,相应补水量430万m3;汛前金湖可蓄最高湖水位即汛限水位为40.5m。金湖水资源量年内分配严重不均,水动力状况较差,水质基本全年不达标,主要超标因子为总氮、总磷;主要污染来源于周围农田化肥使用、居民区生活污水排放、鱼类饵料投喂、工业生产排放、底泥质中污染物的释放等。通过设定并模拟的4种生态补水工况,可知不同的补水方案对金湖水体水质改善效果差异较大,在客观条件允许的情况下,建议采用方案三,即从长江经高灌渠——西排水渠引水5m3/s进行生态补水,补水至第14d时,水体TP、TN平均浓度能达到Ⅳ类水标准。

关键词：金湖水环境改善补水方案优化引江济湖

城市内水环境改善与整体景观提升——以“十二五”国家科技重大水专项为例

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城市内水环境改善与整体景观提升——以“十二五”国家科技重大水...

作者：刘永西安建筑科技大学

学位级别：硕士

本文以“十二五”国家科技重大水专项为依托,在生态设计可持续发展的思想指导下,研究了城市内湖水环境的改善与整体景观提升。研究结果表明,景观元素在水环境改善中具有其生态学上的优势作用,将研究所获方法应用于实际案例,以期能够让... 详细信息

本文以“十二五”国家科技重大水专项为依托,在生态设计可持续发展的思想指导下,研究了城市内湖水环境的改善与整体景观提升。研究结果表明,景观元素在水环境改善中具有其生态学上的优势作用,将研究所获方法应用于实际案例,以期能够让景观手段在水环境的生态恢复上获得更多的认可。景观设计学科与生态环境紧密相连,但很多时候是作为一种后期的装饰而应用在生态环境之中。这样的局面造成了两个弊端,一方面,使景观设计学科被片面地认识。另一方面,景观设计与生态理论思想的结合仅仅停留在拼凑而不是融合的层面。造成这种问题的原因,经作者分析认为:第一,景观设计的过程中没有深层次地结合当地现状。第二,在景观设计与生态理论相结合的过程中缺少相关跨学科的知识储备。针对该结论,作者首先从三方面开展论文,首先,对国内外城市内湖的景观现状进行研究,分析评价其问题;其次,从护岸形式、植物选择及景观元素的应用等方面讨论其在生态设计中的可行性,从主观的美学造型和客观的实验数据中,寻找能对城市内湖水环境改善和景观提升的方案,并对相应的景观方式予以试验数据和原理上的支撑;最后,针对“十二五”专项课题的研究对象,提出适合的生态恢复方案。将所得结论与传统方案进行对比,通过试验数据及运行原理的解释,突出某些景观方式在解决内湖水环境和景观效应上的优势,达到改善水环境和提升景观效应的目标,在完成“十二五”国家重大水专项任务的同时,对以后的城市内湖的生态设计提供参考。

关键词：十二五生态设计城市内湖水环境改善景观提升