圩區水文調控作用與機制研究取得進展

2021-01-08 中國科學院
圩區水文調控作用與機制研究取得進展

2018-09-10 南京地理與湖泊研究所

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  圩區廣泛分布於人口密集、經濟發達的長江中下遊、珠江三角洲等水網密集區域,是南方沿江濱湖區重要的集水單元。以圩區水文模擬為重要技術支撐,深刻剖析圩區運行對水文循環、營養鹽輸移過程的調控作用與機制,是全面認識圩區水生態系統在洪泛平原體系中作用和地位的基礎與關鍵。然而在特殊自然環境和高強度人類活動的強烈影響下,圩區內外水循環十分複雜,過程機制不明確,缺乏有效的模擬手段,不能準確識別水系統各部分對圩區綜合調控的響應機制。

  在國家自然科學基金青年基金(41701031,41301574)、國家水汙染治理重大專項(2012ZX07501-001-03、2012ZX07506-001)等的聯合支持下,中國科學院南京地理與湖泊研究所高俊峰課題組助理研究員閆人華等,在典型實驗圩區開展長期水文、生態與環境要素監測實驗的基礎上,揭示了平原圩區水循環系統的特徵與演變機制;根據南方圩區特點對WALRUS降雨-徑流模型進行較大改進,並與PDP磷運移模塊耦合,研發出平原圩區水文過程與磷運移模擬系統PHPS,可準確反映圩區地下水與包氣帶動態耦合、地下水與地表水相互作用、水田頻繁灌排水、涵洞與泵站控制出水、複雜水體磷物理和生物循環變化等關鍵過程;基於情景模擬分析與對比,探討了圩區水管理模式對洪泛平原區水文過程與營養鹽交換過程的影響。研究結果表明,PHPS模擬結果準確、可信,具有較高的科研價值和應用前景;相對於自然出流單元,圩區可調蓄徑流,促使曲線呈「陡峰低谷」特徵,其生態系統能夠攔截吸附磷素,是長江中下遊區域的磷「匯」,可有效減少周邊河網湖泊的水環境汙染負荷。

  研究成果已發表在環境與水文科學類期刊Science of the Total Environment、Environmental Pollution、Agricultural Water Management 等,得到了審稿專家和同行的較好評價。

  論文連結:1 2 3

 

圩區水文過程與磷運移模擬系統(PHPS)結構概念圖 

 

圩區受控出流與自然出流的水文過程模擬結果對比 

 

圩區受控出流與自然出流的磷輸出結果對比 

  圩區廣泛分布於人口密集、經濟發達的長江中下遊、珠江三角洲等水網密集區域,是南方沿江濱湖區重要的集水單元。以圩區水文模擬為重要技術支撐,深刻剖析圩區運行對水文循環、營養鹽輸移過程的調控作用與機制,是全面認識圩區水生態系統在洪泛平原體系中作用和地位的基礎與關鍵。然而在特殊自然環境和高強度人類活動的強烈影響下,圩區內外水循環十分複雜,過程機制不明確,缺乏有效的模擬手段,不能準確識別水系統各部分對圩區綜合調控的響應機制。
  在國家自然科學基金青年基金(41701031,41301574)、國家水汙染治理重大專項(2012ZX07501-001-03、2012ZX07506-001)等的聯合支持下,中國科學院南京地理與湖泊研究所高俊峰課題組助理研究員閆人華等,在典型實驗圩區開展長期水文、生態與環境要素監測實驗的基礎上,揭示了平原圩區水循環系統的特徵與演變機制;根據南方圩區特點對WALRUS降雨-徑流模型進行較大改進,並與PDP磷運移模塊耦合,研發出平原圩區水文過程與磷運移模擬系統PHPS,可準確反映圩區地下水與包氣帶動態耦合、地下水與地表水相互作用、水田頻繁灌排水、涵洞與泵站控制出水、複雜水體磷物理和生物循環變化等關鍵過程;基於情景模擬分析與對比,探討了圩區水管理模式對洪泛平原區水文過程與營養鹽交換過程的影響。研究結果表明,PHPS模擬結果準確、可信,具有較高的科研價值和應用前景;相對於自然出流單元,圩區可調蓄徑流,促使曲線呈「陡峰低谷」特徵,其生態系統能夠攔截吸附磷素,是長江中下遊區域的磷「匯」,可有效減少周邊河網湖泊的水環境汙染負荷。
  研究成果已發表在環境與水文科學類期刊Science of the Total Environment、Environmental Pollution、Agricultural Water Management 等,得到了審稿專家和同行的較好評價。
  論文連結:1 2 3
 
圩區水文過程與磷運移模擬系統(PHPS)結構概念圖 
 
圩區受控出流與自然出流的水文過程模擬結果對比 
 
圩區受控出流與自然出流的磷輸出結果對比 

列印 責任編輯:葉瑞優

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