地下水补给对河流水质浓度衰减过程的影响

在河流上游或者枯水季节,地下水的补给作用对河流水质有着重要影响。对以忽略弥散的一维水质模型为基础、考虑地下水补给影响的新解析解,讨论其在两个特定条件下的数理意义。通过对比新解和不考虑地下水补给的经典解,讨论点源与线源之间的内在联系和本质区别,论证新解不是经典解的简单迭加;利用新解,定量研究了地下水补给强度对河流水质浓度沿河衰减过程的影响规律。以安徽省境内颍河为例,利用实测数据研究地下水补给对河流水质浓度的影响程度;研究表明,在枯水季节,忽略地下水补给的作用,将导致水质模型计算误差的理论值达到9.3%。     

地下水补给对河流水质扩散影响的数值模拟

为能够实时、量化研究地下水补给对河流水质扩散的影响,论文以某平原河流为研究对象,在地下水线源补给假定的基础上,通过基流分割方法对河流总流量进行了分割,借用MIKE11 AD对流扩散模块,分别建立了不考虑地下水补给作用的传统数值模型和加入分割后流量的新数值模型。通过分析河道沿程各点时间上的水质浓度变化过程,量化研究了两模型的差异及其产生原因。结果表明:在上游各点,两模型浓度曲线增长过程吻合度较高,但最终稳定值存在3%的差异;在下游各点,新模型浓度快速衰减,两模型浓度稀释差异巨大,可达到1000倍。由此得出结论,是否将河流流量进行分割研究对于河流水质扩散结果影响较大,这种影响会随地下水的沿程补给长度增加而快速变大。     

地下水补给影响下的河流水质模糊模拟

基于河流水环境系统的模糊性、不精确性,采用三角模糊数描述和表征沿岸地下水水文地质参数,建立了计算地下水补给量和补给强度的模糊模型。并进一步在三角模糊数的基础上,构建了考虑地下水补给影响的一维稳态河流水质模糊模拟模型。将该模型应用于淮河流域某支流的水质模拟研究。计算中采用α-截集技术,得到了各控制断面模糊数形式的污染物浓度值,并将其与确定性模型计算结果进行对比分析。分析结果表明,以三角模糊数原理模拟和表征考虑地下水补给影响的河流水体污染物浓度变化规律在理论上可行,其计算结果可信。     

地下水补给影响下的河流水质模糊模拟

摘 要：基于河流水环境系统的模糊性、不精确性，采用三角模糊数描述和表征沿岸地下水水文地质参数，建立了计算地下水补给量和补给强度的模糊模型。在将水质模型参数定义为三角模糊数的基础上，构建了考虑地下水补给影响的一维稳态河流水质模糊模拟模型。作为案例，将上述模型应用于淮河流域某支流水质模拟研究。采用-截集技术，计算得到各控制断面模糊数形式的污染物浓度值，并与确定性模型计算结果进行比较。实例研究表明，以三角模糊数原理模拟和表征考虑地下水补给影响的河流水体污染物浓度变化规律，理论上可行，计算结果可信，较好地弥补了传统确定性模型的不足。     

沙颍河干流与地下水水量交换研究

以沙颍河干流界首至阜阳段为研究区,建立河流与地下水水量交换的数值模型,研究其主要河流与地下水之间的水量交换关系。在研究中发现：排泄河流是地下水的主要排泄方式之一,地下水与地表水的水量交换主要表现为地下水补给地表水。河流与地下水的交换水量与河流水力传导系数C直接相关,基本呈指数关系。当C值为100 m²/d,沙颍河干流高洪水位期间,河流对地下水的补给强度为4.77×10^-6m³/（s·km）,在距离河流小于1000 m范围内的潜水水位受补给影响明显;在枯水季节,地下水对河流平均补给强度为7.26×10^-3m³/（s·km）。枯水季节地下水对河流的补给强度较大,过度开采可能引起地下水对沙颍河的补给量减少,对枯水季节沙颍河河道流量产生重大负面影响。     

北方山溪性河流径流量变化对水质影响分析

在北方地区,降水量时空分布不均,全年降水量的80%集中在汛期,径流量的年内变化与降水量基本一致。在时间分布上,不同时期的河流水质,受补给水源的作用,不同时期有较大的差异。枯季河流水源补给主要以地下水排泄补给,水质受地质结构和地质构造的影响较大;洪水期水源主要以地表径流为主,地表径流携带大量污染物进入水体,河流水质主要与流域下垫面因素有关。     

城市河流污染物的去除率研究

从水质管理方案的生物降解和人类健康两个方面对城市河流的有效恢复问题进行了讨论。分别对2003～2008年和2008年的生化需氧量BOD5和粪便污染指示菌(FIB)进行了逐月监测,并对监测结果进行了评价,以探讨污染物浓度的时空变化。根据取水口和排放口水质浓度的季节性特征和彼此浓度之间的相关性,提出增加环境流量和湿地,以减少BOD5和FIB的浓度。该方案通过QUAL2E模型和假设(已纳入计划)的人工湿地分别进行了检验。结果显示,控制取水口水质可确保韩国光州川(Gwangju River)BOD5浓度下降,在排放口建造湿地可提高FIB的去除率。研究表明,两种方法结合不仅可以支撑可持续的城市水资源管理,而且可以提高城市河流恢复的质量。     

地表水污染对地下水质影响试验研究

为探索地表水污染对地下水质的影响程度,本研究选取平原区污染严重的河流——古宋河河段作为试验区域,布设河流观测断面和观测井,进行地下水位、水质及地表水质监测,渗透系数实验等,分析污染物浓度之间的相关性,探索河流污染对地下水质影响范围和程度.     

多沙河流中石油类污染物迁移的一维数学模型(Ⅱ-解吸模型)

本文建立了一维河流石油类污染物“解吸为主”的动态水质模型。模型方程中考虑了河流悬移质、推移质泥沙和底泥与石油类之间发生的吸附\解吸的动态过程，以及河流弥散作用对石油类污染物在多沙河流中迁移的影响。模型还考虑了底泥解吸与泥沙解析在速率上的差别，使模型更加精确实用。运用拉普拉斯变换，求得了模型方程法的解析解。用室内烧杯试验的方法确定出了研究区域内的污染底泥解吸常数kdw；结合室内水槽动态试验，对解吸模型进行了验证。结果表明，该模型能够较好地描述一维多沙河流污染沉积物中石油类污染物的解吸过程。     

确定河流横向扩散系数的直线图解法

文中以二维稳态河流水质扩散基本方程的解析解为基础，通过理论推导，提出了在忽略河流纵向弥散作用，沿河流横向与纵向取水样测定河水污染物浓度确定河流横向扩散系数的直线图解方法和相应的计算公式，与此同时还可以求出河流的平均流速．最后，通过数字算例说明了方法的具体应用     

宝象河雨季径流pH值及其对环境因子响应研究

水体pH值是水体水化学特征的综合反映,是评价水质的重要指标之一,对水体酸化和富营养化等都有最直接响应。为弄清城市纳污河雨季径流pH值变化机理及其与水环境因子的响应关系,选取滇池第二大入湖河流宝象河为研究对象,结合流域土地利用类型,对雨季宝象河径流pH值及主要水环境指标展开系统监测和研究。研究结果表明:宝象河径流pH值空间特征为上游呈弱酸性,下游呈弱碱性,城市化程度越高,pH值越高;时间特征为雨季期间自上游向下游,人为干扰越明显,变化幅度越大;滇池宝象河径流水质参数指标和营养盐指标总体呈现出自河源到入湖口不断积累的过程;雨季滇池宝象河径流pH值与温度、溶解氧呈非常显著正相关,与BOD5呈显著正相关,与氧化还原电位呈非常显著负相关。研究结果可为快速城市化区域水资源及水环境保护提供参考和依据。     

瓯江水源水质安全性分析

全面分析瓯江水源及其上游河段的水质及变化趋势，调查计算现状主要污染物，评估潜在的有机有毒污染隐患，指出瓯江水源的水质安全性不容乐观。     

南水北调西线对引水河流径流的影响

南水北调西线工程规划总调水170亿m^3。其中,从通天河调水80亿m^3,雅砻江调水65亿m^3,大渡河调水25亿m^3,并分三期实施。调水减少了“三江”年径流总量,改变了径流的年内分配,调水对径流的影响上游河段大于下游,汛期大于枯期。     

1996年汛期黄河水情简析

１９９６年汛期,黄河流域平均降雨量比多年同期均值偏多３．６％,但干支流来水来沙量普遍偏少,属枯水沙年份。黄河上游主要水库蓄水量偏少。花园口站出现洪峰流量大于３０００ｍ＾３／ｓ的洪水共３次,其中最大洪峰流量为７６００ｍ＾３／ｓ。“９６．８”洪水虽然洪峰流量、含沙量并不大,但其洪水位之高,传播时间之长、漫滩之严重在许多河段均超过历史记录。渭河华县亦亦出现有水文记载以来的最高水位。     

西江下游流域水质与不同空间尺度土地利用的响应关系

基于西江下游流域2005—2017年11个监测断面水质数据和2005年、2010年、2018年遥感影像数据,通过不同空间尺度和土地利用类型的划分,利用Spearman秩相关系数法、冗余分析等方法分析了不同空间尺度下土地利用结构对西江下游流域水质的影响。结果表明:2005—2017年西江干流、贺江及罗定江水质较为优良,新兴江、南山河水质恶化明显,西江干流汛期总磷浓度明显高于非汛期;流域尺度下,河流水质指标与城镇用地呈显著正相关关系,与水体呈显著负相关关系;河岸缓冲区尺度下,河流水质指标与林地、水体呈负相关关系,城镇用地对河流中COD解释度较高,800 m缓冲区城镇用地对氨氮和总磷解释度最高,河流水质指标与旱地相关性在缓冲区达到 1 500 m后显著上升,800 m缓冲区内水田坑塘对河流水质指标影响较大。建议对西江下游流域河岸800 m宽度范围内城镇用地、水田坑塘以及1 500 m缓冲区外旱地加强污染管控。     

Stream temperature dynamics within a New Zealand glacierized river basin

Knowledge of river thermal dynamics for glacierized basins is limited, despite the high sensitivity of these systems to climatic change/variability. This study examined spatio‐temporal water column and streambed temperature dynamics within a New Zealand glacierized river basin over two melt seasons. Water column temperature was recorded at three sites along the mainstem channel and four hillslope/groundwater‐fed tributaries. Air temperature, precipitation and stream discharge were monitored to characterize hydroclimatological conditions. Streambed temperature was monitored at the upper and lower main river sites at 0.05, 0.2 and 0.4 m depth. Water column temperature rose on average 0.6°C km^?1 along the glacier‐fed mainstem. Temperature was elevated during warmer periods but the downstream increase was reduced due to greater meltwater production (consequently a larger total stream flow volume for atmospheric heating) plus a proportional reduction in warmer groundwater contributions. Hillslope/groundwater‐fed tributaries yielded a range of temperature patterns, indicating variable sourcing (meltwater or rainfall) and residence times. In the upper basin, streambed temperature was warmer than the water column, suggesting groundwater upwelling; however, during high runoff events, water column and streambed temperature converged, indicating downwelling/heat advection by channel water. At the lower site, streambed temperature mirrored the water column, suggesting greater surface water/atmospheric influences. Key drivers of stream thermal regime were: (1) relative water source contributions, (2) prevailing hydroclimatological conditions, (3) distance from source, (4) total stream flow volume and (5) basin factors (specifically, valley/channel geomorphology and riparian forest). High magnitude precipitation events produced a contrasting stream thermal response to that reported elsewhere. In contrast to European alpine research, streams showed a reduced thermal range owing to the relatively mild, wet melt season climate. This New Zealand case study highlights the importance of understanding basin‐specific modification of energy and hydrological fluxes for accurate prediction of stream thermal dynamics/habitat and ecological response to climatic variability and change. Copyright © 2007 John Wiley & Sons, Ltd.     

Ecological effects of groundwater pumping and a natural drought on the upper reaches of a chalk stream

The ecological effects are examined of a three-month test of a groundwater pumping scheme, which augmented flow in a chalk stream in autumn 1975. The impact on the macrophytes and invertebrates in the upper perennial stream which received pumped water were found to be minimal. After pumping ceased, a dry winter and spring led on to a major drought in summer 1976. This prompted operational use of the groundwater pumping scheme in late summer 1976 prior to heavy winter rains which resulted in a return to the normal pattern of discharge in 1977. The ecological effects of the drought, the operational pumping and its aftermath are assessed on three channel reaches: the intermittent zone of the stream, which remained dry throughout 1976; the upper perennial channel where changes in flow regime were most severe; and the lower perennial section of the stream. Drying of the intermittent section for over one year had more severe effects on the invertebrates and fish populations than on the macrophytes, which recovered rapidly after the return of flow. In the upper perennial section, the drought led to siltation of the river-bed, loss of macrophytes and limited habitat diversity for the invertebrate fauna. Further downstream, effects were still detectable, though less severe. Operational pumping brought immediate benefit to the perennial stream by increasing the river width, removing silt and encouraging growth of macrophytes, which provided habitat and food resources for invertebrates. However, in the upper perennial reach, where siltation and loss of macrophytes had been severe, regrowth of macrophytes was slow and the effects of the drought on both macrophytes and invertebrates were still apparent in autumn 1977. It is proposed that a pumping policy that maintains river flow above the level at which siltation and subsequent loss of macrophytes occurs could minimize undesirable ecological effects of extreme low flows.     

潮汐河网区闸泵联合调度引水冲污数值模拟

在建立西北江三角洲潮汐河网区水量水质数学模型基础上,以COD为水质模拟因子,模拟分析了枯水期沙口、石啃水闸泵站联合调度引水下佛山水道水环境效应。研究表明：(1)上游沙口泵站引水对河道上、下游水质均有一定改善效果;(2)中游石啃泵站引水能明显改善下游水质,但由于其引水对佛山涌涌口以上河段的水流造成明显的顶托作用,当沙口泵站引水量小于10m3/s时,随着石啃泵站引水量的增加,街边断面水质反而变差;(3)综合考虑各种引水方案下的水量水质模拟结果,要使达到较好的水环境效应,沙口泵站抽水流量应在30m3/s左右,而石啃泵站抽水流量应控制在20m3/s以下。本文研究为潮汐河网区引水冲污决策提供科学依据与理论支撑。     

辽河干流河道演变与维持河道稳定的输沙水量研究

在对辽河干流河道冲淤演变特性观测研究的基础上,对维持河道稳定的输沙水量进行了分析计算。研究成果表明,辽河河道输沙水量与来沙量大小成正比,上中游河段输沙水量为16.15亿m3,下游河段输沙水量为26.22亿m3,辽河干流下游河段多年平均输沙水量小于不淤(高效)输沙水量,说明现有的来水量不足以维持下游河道的冲淤平衡,要保证下游河道不发生持续性淤积,还需要采取其它措施增加输沙水量,以便维持下游河道的相对稳定。     

黑河地表-地下水交互作用对水量调度的影响

地表-地下水交互作用关系对于水资源调度管理具有重要影响,深入理解这一关系是进行科学调度的基础.本文基于MODFLOW建立了黑河中游地区的地表-地下水联合模拟模型,通过1995-2000年间的实测资料对模型进行了参数率定和模型验证,并模拟了 2001-2006年黑河水量调度实际情况.结果表明,黑河流域地表-地下水之间的交...