基于“量-质-域-流”的太原市水资源承载力评价

在水资源多维承载要素解析的基础上,从“量-质-域-流”4个维度构建水资源承载力评价指标体系;引入“单指标量化-多指标综合-多准则集成”（SMI-P）综合评价方法,采用层次分析法和熵权法的主客组合赋权法确定评价指标权重,建立基于SMI-P法的水资源承载力评估模型。将建立的评价指标体系与评估模型应用于太原市水资源承载力评价,结果表明：2009—2018年太原市各维度水资源承载力指数均呈上升趋势,水资源综合承载力处于超载状态;未来太原市水生态环境保护工作应主要集中在污水治理、湿地修复、水土流失治理等方面,即主要提高太原市水质和水域维度承载力。     

太原市水资源承载力主要驱动因子识别

基于已有太原市水资源承载力评价结果,结合水量、水质、水域、水流各维度临界超载/超载原因分析和太原市水资源现状,定性分析太原市水资源承载力的驱动因子;采用主成分分析法、层次分析和熵权组合赋权法,定量识别影响太原市水资源承载力的驱动因子;综合定性分析与定量识别驱动因子方法的各自优势,取其交集,将共同影响因子作为太原市水资源承载力的主要驱动因子。结果表明,影响太原市水资源承载力各维度的主要驱动因子分别为：(1)水量维度：降水量、人均水资源占有量、引入水占用水比、地下水开采系数、农田灌溉水有效利用系数、万元工业增加值用水量、污水利用率;(2)水质维度：水功能区水质达标率、劣Ⅴ类水质占比;(3)水域维度：水土流失治理率;(4)水流维度：河流生态补水比例。研究结果可为太原市水资源承载力提升方案的制定提供参考。     

南水北调工程作用下的河南省节水型社会建设

在分析国内特别是河南省节水型社会建设现状的基础上,借鉴国内部分地区节水型社会建设的成功经验,提出了建立节水型社会的基本内容,包括完善水资源管理体系、完善工程建设体系、完善经济结构体系、完善相关法规制度体系,即“四个完善”。结合河南省的具体实际,考虑南水北调工程的影响作用,阐述了在河南省如何做到“四个完善”以建设节水型社会的具体内容。     

基于三角模糊数的贝叶斯供水管网评价模型改进及其应用

研究提出科学、实用的方法对城市供水管网健康状态进行评价,对于城市供水管网系统的维护更新和健康稳定具有重要意义。针对基于三角模糊数的贝叶斯供水管网评价模型中权重确定方法单一、管道健康等级确定方法不确定性较大的不足,对其进行改进:采用变异系数法和模糊层次分析法(FAHP)计算综合权重,通过计算综合得分判定管道健康等级。将改进后的模型应用于浙江省云和县供水管网健康状态评价,结果表明:53%的管道健康等级为Ⅰ级,44%的管道健康等级为Ⅱ级,3%的管道健康等级为Ⅲ级,现阶段中没有处于等级Ⅳ的管道,与传统的三角模糊数的贝叶斯供水管网评价模型相比,在表达模型结构和模型参数不确定性方面具有更明显的优势,所评价结果更符合实际情况。     

三峡库区水循环要素现状评价及预测

基于实测数据和统计资料建立三峡水库分布式水文模型,对三峡库区水循环现状进行评价, 以分析三峡库区范围内降水、径流等水循环要素的空间分布特征,并采用多个全球气候模式的集合平 均模拟结果,利用统计降尺度方法将气候模式与分布式水文模型藕合预估了未来气候变化条件下三峡 库区水循环要素的变化情况。研究结果表明:在现状条件下,除个别地区外三峡库区年降水量和年径 流量的空间分布相对较均匀,且在未来气候变化条件下,相对于历史多年平均值,预计:三峡库区年 平均温度将上升1. 3 qC,年蒸发量将增加2. 8 %,年降水量和年径流量将分别减少0. 8%和8. 2%,径 流量的减少幅度和蒸发量的增加幅度大于降水量的减少幅度,对库区未来的水资源综合管理提出了更 高的要求。     

不同水文年型海绵城市径流总量控制率特征研究

国家海绵城市试点已进入验收阶段,径流总量控制率是建设效果评估的关键指标之一。海绵城市建设技术指南中给出了径流总量控制率的计算方法,但它是通过长序列(一般30年以上)降雨数据排序计算得到的,是反映了长期降雨规律的一个综合平均值。海绵城市考核的年份往往对应具体的水文年型,用统一的综合平均值去考核具体的水文年型,在丰水年标准偏严,在枯水年偏松,不能客观反映海绵城市的建设效果。本文定量分析了海绵城市径流总量控制率的年际变化特性和概率分布特征,基于海绵城市建设技术指南核算了特定年份径流总量控制率的客观指标,可为海绵城市建设效果的考核提供参考依据。     

城市排水防涝基础设施应对能力的三个阈值

城市排水管网、沟渠、河湖水系是承纳、转输、调蓄暴雨径流的重要基础设施，在应对城市暴雨内涝中发挥着至关重要的作用。城市排水防涝基础设施受设计标准、运行维护水平、城市下垫面环境变化等多重因素的影响，其自身应对暴雨的能力差异较大。科学量化城市排水防涝设施的应对能力对城市洪涝预报、预警和应急调度十分必要。本文提出了城市排水防涝基础设施应对能力的三个阈值，即：雨水管渠排水能力阈值、内涝防治系统应对能力阈值和应急设施防御上限阈值。这三个阈值通俗讲就是“不积水”阈值、“不内涝”阈值和“不失防”阈值。基于郑州2021年“7·20”特大暴雨灾害的调研结果，对三个阈值的表征指标和确定方法进行了初步探讨。结合文献调研，对北京、东京、深圳等城市对应阈值进行了分析量化，对暴雨量级超过不同阈值标准后的防控策略进行了探讨，提出了城市排水防涝阈值协同提升途径，可为城市极端暴雨的防控提供决策参考。     

海绵体透水铺装水动力过程初步研究

为缓解城市内涝,提高透水铺装渗蓄排功能,搭建填充多孔纤维棉为铺装基层的海绵体透水铺装系统,基于 室内模拟降雨的物理试验,构建 Hydrus-1D 数值模拟模型。在不同降雨强度和降雨间隔条件下,通过产流试验获 得透水铺装的产流曲线并利用 Hydrus-1D 软件进行模拟验证,分析纤维棉透水铺装结构对降雨径流水量的控制特 性,初步探究透水铺装结构的一维水动力过程,并利用数值模型模拟不同结构层比例下峰值流量削减效果及出流 特征。结果表明：在间隔天数为 1～7?d 时 Hydurs-1D 数值模型对海绵体透水铺装具有较好的拟合度;纤维棉透水 铺装能有效削减峰值流量,具有较好的出流延迟性能,对于排水过程有明显滞缓作用,降雨强度越小,间隔时间越 长,效果越显著,在强降雨条件下效果大大减弱。在试验条件下降雨间隔 3?d 能发挥该透水铺装最大蓄水性能,降 雨间隔 9?d 表现出最佳峰值流量削减效果。在降雨间隔 9?d 时,多孔纤维棉层与碎石层比例为 1∶3 时水路畅通效 果最佳。     

丘陵区海绵城市建设模式研究——以凤凰县为例

针对丘陵区城市的地形地貌和降雨径流特点,从生态海绵流域的全局视角,以现代化湿地花园城市为目标,合理布设"渗、滞、蓄、净、用、排"等海绵建设设施,并在措施布设时考虑丘陵地区对水土流失防治、地质灾害防控、水系景观美化等特殊要求,提出丘陵区海绵城市建设方案。以丘陵区城市湖南省凤凰县为案例,具体分析了海绵城市建设的目标指标和适宜建设措施。研究结果表明:通过海绵城市建设,凤凰县新建区年径流总量控制率达到83%,总的年径流总量控制率为80%;丘陵区海绵城市建设不应局限于建成区内,应针对产汇流过程急速形成、易出现山洪和内涝灾害的"两碰头"等问题,通过低影响开发措施和建成区外海绵体措施,开展生态海绵流域建设;丘陵区海绵城市应区分建成区内和建成区外,设定相应的建设目标和控制指标,建成区外应对堤防达标、雨水排放、水源保护区、水土保持、地质灾害防治等开展系统性建设和整治,建成区内应对可渗透地面、下凹式绿地、污水集中收集处理、地表水体水质、非常规水源利用、城市管网等方面开展系统性建设和整治。研究成果对丘陵区探索海绵城市建设模式具有重要的参考意义和实用价值。     

超高效液相色谱-串联质谱法测定水中8种微囊藻毒素

微囊藻毒素主要是由水中蓝绿藻凋亡后产生的一类常见的环肽肝脏毒素,对水生生物及人体健康具有非常大的危害性。建立准确、快速检测微囊藻毒素的方法对中国民众饮水安全非常重要。对固相萃取、色谱和质谱等条件进行优化,建立了超高效液相色谱-串联质谱同时检测水中8种微囊藻毒素(LR、RR、YR、WR、LW、LA、LF、LY)的方法。该方法检出限为0.002～0.006μg/L,定量限为0.006～0.018μg/L,加标回收率为85.3%～107.5%,相对标准偏差小于11%。该方法可为地表水中微囊藻毒素的日常检测提供技术支持。