基于河湖关系的赣江尾闾河段水质演变机理与调控

The project meet the practical needs of the comprehensive water environment management and control in the changing environment. It focus on the area of Poyang Lake and the lower reaches of Ganjiang River, based on the hydrodynamic condition and water quality changes that caused by the river and lake water level fluctuation. The project aims to establish a completely theory and method system of hydrology, hydrodynamic and water quality change identification, comprehensive regulation and control technologies. The project scientifically define the area of the lower reaches of Ganjiang River by hydrodynamic method. It select COD, TN, TP as the pollution factors to eatablish the water quality model, to study the temporal and spatial variation rule of hydrology factors, hydrodynamic conditions and the water quality. The project analysis the response mechanism of river- lake water level relationship and the water quality. At last, it present the lake water level control threshold in different incoming water, and eatablish the multi-objective regulation model to guarantee the water quality security in lower reaches river.

项目围绕变化环境下水环境综合管理与调控的重大实践需求，以鄱阳湖-赣江尾闾地区为研究区域，以河湖关系对水动力条件与水质的影响为主线，以尾闾河段水环境安全为调控目标，旨在建立一套完整的赣江尾闾地区水文-水动力-水质演变规律识别与综合调控技术。综合考虑自然和人为因素对流域河流情势的影响，识别赣江尾闾地区水动力条件演变的驱动机制。从水动力学角度，科学界定赣江尾闾河段的范围。选择COD、TN、TP等作为污染因子，建立赣江尾闾河段水动力模型，探寻尾闾河段水文要素、水动力条件与水质的时空变化规律，解析河湖关系与水环境质量的响应机制。提出不同来水情景下，保障湖泊水环境安全的湖泊水位控制阈值，构建面向尾闾河段水环境安全的多目标综合调控模式。

以赣江流域为研究对象，基于赣江流域实测气象数据和区域气候模式RegCM4.6预估气象数据，运用SWAT模型模拟预测外洲水文站在RCP2.6、RCP4.5和RCP8.5三种排放情景下未来时段的径流数据，再利用MIKE二维水动力水质模型模拟三种排放情景下的氨氮情况，分析三种排放情景下赣江尾闾段的氨氮浓度变化情况。主要结论如下：.（1）对赣江流域的气温、降水和径流数据进行了分析，降水偏丰区在流域东南部、西南部和西北部，趋势变化为不显著上升，年代际变化明显，存在突变年份，流域的气温东西方向分布不均，趋势变化为显著上升，年代际变化先降温再升温，存在突变年份，径流年内变化与降雨接近，年内分布不均，差异较大，趋势变化为不显著上升，存在突变年份，降水对径流的影响最大；.（2）基于全球气候模式MPI-ESM-MR数据构建赣江流域区域气候模式RegCM4.6，对比分析历史时段的降水、气温和最高最低气温，结果满足误差要求，再预估RCP2.6、RCP4.5和RCP8.5三种排放情景下的未来降雨、气温和最高最低气温以及分析其变化规律。在未来70年气温、最高最低气温随着典型浓度的增加温度增加的越明显，而降水在RCP2.6情景下为不显著下降，在其他两种排放情景下不显著上升；.（3）利用赣江流域相关基础资料数据构建赣江流域的SWAT水文模型，利用外洲水文站径流数据判断其在赣江流域的适用性，其结果满足评价标准，证明SWAT模型可以用于模拟赣江流域的径流，再将三种排放情景下的降水、最高最低气温输入其中模拟未来时段内的外洲水文站的径流并分析其变化规律。随着典型浓度的增加径流的趋势是增加过程，RCP2.6排放情景多年月平均径流值最大，三种排放情景1-5月逐渐递增，5-12月逐渐递减；.（4）建立赣江尾闾段水动力水质模型，利用南昌水位站水位数据和滁槎水文站水质数据率定验证模型，其结果满足误差要求，在模拟三种排放情景下氨氮未来时段内的浓度变化，随着典型浓度的增加气温升温明显，而气候的升高会加速污染物的降解，减小河流污染负荷， RCP8.5排放情景的水质优于其他两种排放情景。