喀纳斯湖生态安全演变趋势及对策

为明确高原淡水湖泊的生态安全状况及其演变趋势,以喀纳斯湖为例,基于驱动力、压力、状态和响应组成的生态安全综合评估指标体系,应用多级灰色关联评估理论计算了流域生态安全指数。结果表明,2008~2012年生态安全指数呈下降趋势,通过实施流域产业结构调整、污染源控制、流域土地资源调控、湖泊生态保育等工程措施,缓解了安全指数下降趋势,保证了喀纳斯湖生态环境处于安全状态。     

洪汝河流域气候和径流响应及贡献率定量分析

洪汝河流域因气候、地形和人类活动的综合影响,旱涝灾害时有发生,因此研究其径流与气象因素的响应关系对灾害防治具有重要意义。基于流域出口站班台站1960~2016年的径流和气象资料,利用小波分析法揭示径流演变周期,综合运用有序聚类等方法诊断突变点。在偏相关分析基础上引入复相关计算定性分析径流和气象因子相关性,最后应用累积量斜率变化率和小波多元回归方程定量计算并对比气象因子对径流变化的贡献率。结果表明,洪汝河年径流存在4个较明显演变周期,检验出突变年份为2008年;气候对径流影响大小依次为降雨、蒸发、均温;气象和人为活动对径流变化的贡献率相近,且与小波系数回归方程算出的降雨、蒸发贡献比相似,均为1.7左右。     

黑龙江流域气温突变诊断及极值重现期分析

以黑龙江流域44个站点1954~2012年共59年的日气温资料为基础,应用Mann-Kendall法和启发式分割算法,分别对44个站点的年平均气温做气温突变诊断。根据气温突变诊断结果对比分析,选取启发式分割算法结果对年极值序列进行分割,并检验前、后子序列是否服从同一分布。由此应用GEV函数拟合黑龙江流域6个子区域年极值序列,研究其年极值的变化特征。结果表明,随着气温突变,黑龙江流域中部及西北部年最高气温产生明显增长;黑龙江流域中部年最低气温产生明显增长;黑龙江东部年极端气温受气候变化影响较小,无明显变化。     

基于NBS的流域绿色发展机制研究

认识NBS和生态水文学间的协同关系有助于制定和实施水生态保护策略,基于NBS的流域水生态保护关注未来的已知的-未知的和未知的-未知的流域生态健康问题,分析了NBS对流域管理、复原力和适应性各方面的潜在贡献,给出流域间实施水生态系统服务转移的过程,以求最大程度地减少流域水生态调控的净损失。从利用自然(系统)的生态服务供应和需求的过程出发,阐述了现有的流域水生态健康最优管理及最佳实践特点,给出NBS在管理目标制定及影响因素分析方面的功效。     

滦河流域径流演变及其驱动力分析

基于滦河流域三道河子站、承德站和滦县站1956~2009年的降水和径流资料,运用Mann-Kendall秩次相关检验等方法系统分析了滦河流域径流和降水的年际、代际、年内变化特征及变化趋势,并采用降水—径流双累积曲线法定量分析了降水和人类活动对径流变化的影响。结果表明,滦河流域径流年际变化剧烈,代际变化明显,径流年内分配极不均匀,主要集中在6~9月;滦河流域降水和径流的演变特征基本一致;不同时期降水和人类活动对径流的影响不同,人类活动是滦河流域径流变化的主要驱动因子。     

水文变异下湄公河河道生态流量评估

河流自然的水文情势是生态流量评估的重要参考,然而气候变化和人类活动影响下河流水文序列往往发生变异。因此,重点考虑湄公河径流年内分配变异,结合流量历时曲线移动法面向不同河流环境管理目标的生态流量进行评估。结果表明,湄公河干流清盛、琅勃拉邦站在2008年发生变异,廊开站于2012年发生变异,巴色、上丁站在2006年发生变异。维持最优生态条件管理目标所需生态流量占年均流量的72%～80%,实现保护河流生态系统基本功能目标所需生态流量占年均流量的33%～49%。水文变异后EMC-A、EMC-B等级生态流量满足率具有旱季增加、雨季下降的变化特征,EMC-C～EMC-F等级变化不明显。研究结果对于湄公河流域跨境水资源管理和生态保护具有参考价值。     

基于改进水生态足迹模型的深圳市水资源可持续利用分析

基于传统水生态足迹模型,在优化水资源均衡因子的基础上构建了基于市公顷的水生态足迹模型,计算了深圳市2004~2018年间水资源均衡因子、各区水资源产量因子、水资源生态足迹和水生态压力指数,对水资源可持续发展水平进行了研究。结果表明,深圳市水资源均衡因子逐步增加;水资源产量因子总体呈现由东向西递减趋势;水资源生态足迹周期性波动缓慢上升,各区的水生态足迹呈现明显的空间差异性;水生态压力指数整体大于1,水资源处于不可持续发展状态。     

基于层次分析法和模糊综合评价的突发水污染风险等级评估

针对突发水污染事件在发生地点、污染类型和危害程度等方面的不确定性,以科学判定流域突发水污染风险等级、保障流域水安全为目标,开展了突发水污染风险等级评估研究。结合水文响应单元和行政区边界,划分了突发水污染风险评估单元。在综合考虑环境脆弱性、污染源危险性和危险控制能力等因素的基础上,构建了突发水污染风险等级评估指标体系。采用层次分析法和模糊综合评价法评估了突发水污染风险等级。以永定河山区为典型案例,评估其水污染风险等级,发现永定河山区突发水污染高风险区域主要分布在山西大同和河北张家口,合理控制企业生产过程中的污染源,加强巡查是降低突发水污染风险的必要措施。研究成果有利于流域机构和各级水利部门实施管理。     

汾河流域降水量时空分布变化对汛期的影响

合理地确定汛期是进行水库洪水调度的前提,对于流域、水库防洪及水资源的合理应用等具有重大意义。基于1957~2014年汾河流域13个气象站降水量资料,采用Mann-Kendall检验方法、Cramer法、Yamamoto法及Pettitt法检测突变点,以此突变点为分界线,采用扫描式滑动t值法研究突变年前后汛期的起止时间,采用PCA-Fisher最优分割法研究气候突变年前后汾河流域汛期分期的变化。结果表明,汾河流域降水量突变发生在1982年,汾河流域降水量突变年后多年平均降水量明显减少。在汾河流域降水量减少的同时,流域内降水量的年际分配越不均匀,突变年后各年内汛期起止时间波动幅度上升,从而导致流域内汛期提前并延长。     

基于Mann-Kendall法的汉江上游水沙趋势分析

为了解汉江上游水沙变化趋势以指导水利工程规划建设,利用汉江洋县水文站1956~2008年还原后的天然年径流和年输沙量序列,采用非参数检验Mann-Kendall法,分析了汉江洋县水文站天然径流和输沙量的年际年内变化趋势和发生突变的年份,以及引起天然水沙序列变化的主要影响因素。分析结果表明,1990年代以后,汉江上游的径流和输沙量发生减小突变,且减小趋势显著;径流量突变发生在1993年,突变前后偏小的幅度为40%;泥沙量突变发生在1990年,突变前后偏小的幅度为85%。研究结果为流域的防洪治理、河道整治、水资源规划等提供了科学依据。     

1964~2012年晋西黄土丘陵区圪洞流域径流变化分析

为研究晋西黄土丘陵区圪洞流域的径流变化及其影响因素,基于圪洞流域1964~2012年的土地利用资料、降雨和径流等实测数据,运用变差系数、滑动平均法、累积距平法表征流域径流变化趋势,拟合建立年径流系数与土地利用变化的多元线性关系,定量评价不同土地利用类型对径流的影响。结果表明,圪洞流域年径流深变差系数在2001~2012年间最大,说明径流在该年段变化差异较大,这与流域开始大面积植树造林有关。流域年降水量下降趋势不明显,而年径流深呈明显下降趋势。1964~1979、1980~2000、2001~2012年三个阶段降水和径流的线性相关系数R2分别为0.887 6、0.799 7、0.698 5,呈明显的下降关系,这表明流域人类活动对径流影响逐渐加强。年径流系数与土地利用变化的多元线性关系表明林地可有效减少产流,流域径流主要来自草地与耕地和其他两个地类,草地产流率是耕地和其他部分的5倍。     

青海湖流域径流变化趋势及归因分析

针对青海湖流域近年来径流量增加的现状,根据流域内1976~2016年水文、遥感观测数据,采用滑动平均法、Mann-Kendall趋势检验及突变检验法、距平累积法和双累积曲线法研究了流域气温、降水、径流及积雪等的时空特性。结果表明,青海湖流域气温总体变化呈上升趋势,并在1998年前后发生突变;1976~2016年气温上升率为0.06℃/a;流域内降水量呈缓慢上升,2014年后降水量显著增加。布哈河流域近5年冰雪覆盖面积缩小较迅速且入湖径流量上升趋势显著;通过径流影响因素分析,2005~2015年冻土及冰雪融化对径流影响占主导地位,达75%,降水量占25%。这说明青海湖流域正向暖湿化发展,近年来青海湖湖泊的扩张主要是由降水和径流增加所致。     

浙江省大塘港流域水利工程建设的生态系统服务效应

为研究大塘港流域水利工程的流域生态系统服务效应,采用当量因子法估算流域生态服务价值变化并对其敏感性进行分析。结果表明,大塘港流域实施堵港蓄淡工程和水生态治理工程,近20年水域面积增加了29.7%;流域生态服务价值总体平稳上升;水域变化与生态服务总价值相关性显著;在建设用地不断扩大、生态用地逐年下降的情况下,合理的水利工程建设是保障水域稳步增加,维持流域生态服务价值不下降的有效途径。研究结果可为大塘港流域水生态管理提供参考,对流域水利工程建设和管理具有一定指导意义。     

流域水生态恢复优先序判定方法及应用

为保证流域水生态补偿机制的实施功效,促进流域整体目标的协调发展,基于流域水生态恢复优先序判定理论,综合考虑自然资源、生态环境和经济社会要素,利用分段线性收益方程,借助环境判定矩阵进行流域物种组成和环境因素间的变量分析,提出了流域水生态恢复优先序判定方法,并将其应用于永定河官厅水库以上流域。结果表明,研究区河岸水生态自然状况得分的平均值为60.8,洋河张家口市和桑干河册田水库以下张家口市为生态修复的首选区域。这反映了实施生态补偿对流域水生态的改善具有促进作用。     

西江上游流域年径流系数变化规律及其影响因素分析

掌握径流系数变化规律对于研究流域水循环问题及配置水资源等有重要意义。基于西江上游流域1967～2014年的降雨径流数据,采用滑动平均、M-K检验、小波分析、R/S分析等方法分析了西江上游流域近50年径流系数的变化特征。采用Spearman相关分析法分析了降水因子与下垫面各结构因子对径流系数变化的影响。结果表明,流域径流系数总体呈下降趋势,并在1980年代后出现明显突变;流域降水和下垫面结构改变对径流系数均有影响,其中降水因子的影响更为显著。研究结果对提高流域径流预报精度有积极意义。     

福州市某湖库型水源地水环境重金属健康风险评价

采用美国环保署(USERA)推荐的健康风险评价模型对福州市某湖库型水源地水环境重金属健康风险评价做了初步研究。结果显示:2012年~2014年,该水源地除了2012年铬的人均年度健康风险值高于USEPA推荐的最大可接受风险水平10~(-4)a~(-1),其他各类污染物的个人年度健康风险值均低于10~(-4)a~(-1)。基因毒物质健康风险值远超过躯体毒物质健康风险值,六价铬是最主要的风险因子。女性饮用该水源地水的健康风险大于男性。     

我国西南地区气象要素变化特征及预测

基于我国西南地区112个测站1961~2012年的逐月降水和气温观测资料,采用趋势系数法、线性倾向估计法、Mann-Kendall突变检验法、相关分析及逐步回归周期分析法等分析了我国西南地区近52年降水量和气温的时间变化特征,并在深入分析影响该地区年平均降水量的大气环流因子的基础上,建立了年平均降水量的多因子逐步回归周期分析预报模型,对当前及未来5年西南地区年平均降水量进行了预测。结果表明,西南地区年均降水量和秋季平均降水量呈显著下降趋势,年均降水量在2003、2009年出现突变,秋季平均降水量在1990年存在突变点;年均及四季平均气温都呈显著上升趋势且存在明显的突变点;副高、欧亚经向环流和极涡强度指数对我国西南地区年平均降水量影响较为显著;年平均降水量的多因子逐步回归周期分析预报模型的拟合预报合格率为100%,预测结果可信。     

沙颍河流域水生态监控框架体系及建设内容

加强河湖水生态监控工作对促进我国河湖健康、加快生态文明建设进程具有重要意义。为此,着眼于我国新时代历史方位下治水矛盾的战略转变,立足于"水利行业强监管"的新时代水利工作重心,分析了加强河湖水生态监控的必要性和高新技术在水生态监控工作中的适应性,结合沙颍河流域实际情况提出了新时代沙颍河流域水生态监控框架体系,明确了水生态监控的基本理念、基本原则、监控范围及对象、监控目标、实施方案、保障措施等,具体给出了水生态监控的工作流程,并详细阐述了其重点建设内容。研究结果有助于创新河湖水生态监控工作,为水资源管理一张图、一张网建设探索可行途径。     

基于生态足迹指数的汉江流域可持续发展评估

以汉江流域为例,分别计算了流域内12个地市2008年的生态足迹与生态承载力,并引入生态足迹指数,从流域层面初步分析了汉江流域的可持续发展状况。结果表明,该流域整体处于不可持续发展状况,流域自上而下可持续发展状况由强可持续发展逐步过渡为严重不可持续发展状态。     

基于水文过程的南京市城南河流域水生态系统修复方法

为积极响应国家生态文明建设及绿色发展战略要求,明确河湖生态保护与修复思路,以南京市城南河流域为例,针对滨江城市水生态系统现状,开展水生态系统修复方法研究。根据现状调查及水质采样分析结果,发现城南河流域水质污染严重、水体流通性差、生物多样性一般、水生态服务功能受限等问题,制定以控源截污、LID布设、水系连通等措施为主要组成的水质提升方案,因地制宜完善水生态修复方案。并构建MIKE11水量水质耦合模型,借助ECOLab模块模拟方案实施前后流域内各河道水质变化过程,预测评价城南河流域水生态修复效果。根据模拟结果,水生态修复方案的实施使流域水环境得到较大改善,对流域水生态修复效果总体良好。