官厅水库水化学特征的演化及原因探讨

趋于咸化是淡水湖泊退化的重要标志之一。自2003年以来,官厅水库库区矿化度明显增加,咸化趋势明显。通过对官厅水库水化学特征演化规律的研究,发现官厅水库水体由中等矿化度水逐步向较高矿化度水转变,由软水逐步演化到硬水,水化学类型从重碳酸盐类转变为氯化物类,分析水库上游来水、水库蓄水量等因素对水化学特征带来的影响,提出了保持水库水化学稳定的合理建议。     

博斯腾湖湖流及矿化度分布研究

根据大型内陆湖泊水动力、气象、水环境特征，建立了博斯腾湖二维水动力、矿化度数学模型，预测分析了不同风场、水文条件、水资源调度方案对湖流、矿化度空间分布的影响。研究发现：风场是湖流、矿化度空间分布的主要影响因素：吞吐流对流场、矿化度分布的影响居次要地位，但在静风条件下，吞吐流对取(进)水口附近的局部水域水流流态及矿化度空间分布特征有较大影响；水资源开发利用将对湖泊环境产生一定影响，在进行水工建筑物布设时，应综合考虑风力、风向、吞吐流等各种因素，进行方案比选。     

1955—2020年博斯腾湖水盐收支估算与水盐平衡分析

为了探讨变化环境下开都河来水、人类水土开发和水利工程调节等对博斯腾湖水盐收支变化规律的影响,根据开都-孔雀河流域河流-湖泊-水利工程间的水力联系及水盐运移转化过程,构建了博斯腾湖水盐收支平衡模型,基于1955—2020年气象、水文、矿化度、开发利用的观测资料,分析了博斯腾湖逐年、分阶段和多年平均水盐收支变化规律。结果表明,受开都河来水和人类活动的影响,1955—2020年博斯腾湖水盐变化具有明显的4阶段特征。1987年以来水盐变化速率明显升高;焉耆盆地和孔雀河引水量较为稳定,开都河入湖水量占总入湖水量的81.89%,在1955—2020年博斯腾湖水位变化中起主导作用;1955—1987年农田排盐量占总入湖盐量的37.24%,其中1972—1986年农田排盐量接近总入湖盐量的50%,农田排盐量是湖水矿化度急剧升高的主要原因;1983年博斯腾湖西泵站运行后,湖水矿化度整体处于下降趋势,2020年降低到1.0 g/L以下。新时期在对开都-孔雀河流域严格遵守水资源三条红线控制的同时,加强扬水泵站、宝浪苏木分水闸及达吾提闸的联合运行,完全可以将湖水矿化度控制在1.0 g/L水平以下。研究结论可为博斯腾湖可持续利用和管理提供参考。     

干旱区内陆湖泊水盐变化和生态需水量研究

根据所建立的水量平衡方程和盐量平衡方程,研究了内陆湖泊多年水盐演变,重点分析了源流气候变化对湖泊的影响。研究表明,长期的水盐不均衡使湖泊水量和盐量发生变化,其中气候变化是水盐不均衡的主要原因,人类活动对湖泊也有强烈的干扰作用。针对干旱区的特点,探讨了内陆湖泊生态需水量的计算方法,以维持湖泊面积长期相对稳定并与社会经济协调发展为目标,计算出博斯腾湖的生态需水量为8.93亿m3,艾比湖的生态需水量为5.03亿m3,乌伦古湖的生态需水量为7.82亿m3。     

内蒙古河套灌区地下水水盐动态探析

文中对河套灌区地下水水盐动态进行了探析,同时对各灌城灌溉引水量、灌溉枯、丰水期矿化度、地下水矿化度进行了分析对比。     

新疆恰拉水库下游土壤水盐运移数值模拟

以新疆尉犁县恰拉水库下游荒地为研究对象,分析荒地土壤水盐的运移机理.根据野外监测资料和室内数据的机理分析,选取典型剖面进行土壤水盐运移规律模拟,并在此基础上运用数值模拟对土壤剖面水盐分布及不同地下水因素进行了预测.模拟结果表明:在强烈的蒸发条件下,土壤盐分在0～20cm表土层内积累最为明显;在不同地下水环境值预测中,地下水埋深在1.8m时全年积盐期0～40cm土层平均含盐量17.03g/L,较3.5m地下水埋深14.78g/L高15.22％;40g/L的地下水矿化度水在全年的积盐期0～80cm土层平均含盐量6.35g/L,比5g/L处理5.86g/L高8.36％.增大地下水埋深和降低地下水矿化度值,以减少土壤中的积盐量.     

咸淡水交替淋溶下土壤盐分运移试验

为确定咸淡水交替灌溉后土壤盐分的运移规律,采用2 g/L,4 g/L两种矿化度的咸水分别与淡水连续、交替淋溶室内土柱,初步研究了咸淡水交替淋溶下土壤盐分的变化规律。研究结果表明:咸淡水交替淋溶下土壤表层盐分逐渐下移,两个试验处理的土柱都出现积盐情况,且4g/L时的积盐量大于2 g/L时的积盐量,土壤溶液中Na+,Ca2+的分布与EC值的变化规律基本一致,在此条件下盐分的增加没有引起土壤的碱化,灌水结束后,两个试验处理的土壤溶液EC值都小于4 dS/m,在作物耐盐的范围内,可推广应用到大田咸淡水交替灌溉中。     

长江口盐水入侵研究

根据长江口盐水入侵的历史和现状 ,指出流域大量蓄引提供水工程、北支入流条件恶化、湖泊和河槽调蓄能力减弱等是导致长江口盐水入侵加剧的主要原因 ,而南水北调工程将使入海径流减少以及北支河势继续恶化、海平面上升加剧 ,河口整治与开发是今后所面临主要的问题。在总结长江口盐水入侵研究现状的基础上 ,提出了一些初步想法。     

基于GPS的洪泽湖水流流场质点示踪及数值模拟

针对不同水文气象条件下湖泊真实流场描述的难题,通过在洪泽湖主要入口分别投放GPS示踪器,实现了对湖泊表层水流轨迹、方向的实时监测,形成洪泽湖初步流场图。野外示踪实验结果表明:流经湖泊中心区域的水流运动轨迹均为自西向东的曲线;入湖流量较小时水流难以进入湖泊中心流场,入湖流量较大时流速空间分布不均,流场较复杂;小流量入湖条件下水流运动受到湖泊表面风场的影响,流量较大时水流流动的主要影响因素为湖泊自身的流场。同时,构建了不同入湖流量条件下的洪泽湖二维水动力数值模型,水动力模型模拟的流场分布基本符合水流质点GPS示踪实验的结果,两者拟合较好。本次研究揭示了洪泽湖的真实流场,基于GPS的示踪方法可用于分析河流湖泊的水动力空间变化,为泥沙、污染物质的输移和扩散提供了重要参考依据。     

人类活动对乌伦古湖环境演化的影响

基于水量平衡方程,通过水位还原计算,反演了乌伦古湖天然情形下的水位变化,大致区分出人类活动对湖水位变化的贡献约为70.01%;结合湖泊盐量平衡方程,反演了乌伦古湖1960年以来的矿化度变化,初步推断出湖区流域范围内农业灌溉引水量增加是造成入湖淡水补给量减少、湖水咸化加速的主要原因.     

内陆河流健康评价探讨

基于内陆河流水量遵循增长—顶峰—衰退—消失过程的演变规律和延时变化关系,结合内陆河流域水土资源开发利用程度和因水量变化引起的生态环境变化,提出了评价河流健康状态的水量演变指标判别标准。结果表明:石羊河、黑河、疏勒河分别处于病态、不健康和亚健康状态。     

Coupled water and salt balance models for Lake Urmia: Salt precipitation and dissolution effects

Investigating the dynamic evolution of storage volume and salinity of Lake Urmia (LU), which is crucial to present more reliable estimations of water balance components, needs to be furthur studied. We aimed to fill this gap by developing a coupled lumped mathematical model that considered the two-way effect of salt and water balance components on each other. Through the coupled water and salt balance model, salt precipitation and dissolution components were incorporated, and vaporation was calculated dynamically based on the lake’s salinity. The final model was then used as a tool to estimate the groundwater flux. Results indicated that during the lake shrinkage period (2009–2015), substantial salt precipitation with an average rate of 6.79 g/100 g/year (6.79 g of salt per 100 g water per year) occurred. In this period, the lake’s salinity increased to more than 450 g/l, and a negative trend of −0.200 km³/year in evaporation was detected. From 2016 to 2019, LU’s water level rose, and although great salt dissolution with an average rate of 4.27 g/100 g/year occurred, the lake’s salinity decreased. In 2019, with the least lake's salinity values (annual average of 266.1 g/l), the evaporation rate was 1.45 times greater than the average evaporation rate through the rest of the simulation period. While LU’s connection with groundwater resources varied temporally, the average groundwater flux (-0.203 km³/year) was higher than it could be neglected. Results of this study are expected to enhance the understanding of LU crisis and to improve the plan to prevent further shrinkage of the lake.     

衡水湖渗漏损失量计算分析

湖泊渗漏量是湖泊水量平衡的一项重要因素。湖泊渗漏量计算方法采用水量平衡法,以湖泊月平均水位相应水面面积落差计算蓄水量变化,再考虑引水、用水、蒸发、降水等水量变化,其差值为湖泊渗漏量。采用2003-2012年衡水湖水位、降水量、蒸发量、引水量、用水量等观测资料,筛选出对渗漏量较小的月份,建立月平均水位与月平均渗漏量相关关系,计算出衡水湖年平均单位面积渗漏量为13.1万m^3/km^2。准确计算湖泊渗漏量,对合理开发利用水资源、制定水资源调度方案由重要作用。     

海水入侵淡水运河与湖泊的耦合数学模型研究

江海连通运河中的船舶过闸时,海水中的盐分会在异重流作用下向淡水水域入侵,进而影响淡水水域的水质及淡水生物的生存环境。为了分析船闸运行过程中盐分沿程交换与输运特征,以尼加拉瓜运河上的拟建船闸为例,通过建立耦合的盐分交换分析模型和三维数值模型,模拟计算了海水逐级入侵各级闸室并向上游淡水水域输运的过程。模拟结果表明：各闸室与上游航道各断面的盐度呈周期性变化,在船闸运行一段时间后逐步趋于动态平衡;上游航道盐度输运可分为异重流段、过渡段和扩散段;一个循环内入侵上游航道的盐量随着船闸运行时间的增加逐渐减小并趋于恒定值。基于耦合数学的模拟结果,建立微分方程对尼加拉瓜湖的湖水平均盐度进行了预测,计算结果表明湖水远期盐度远小于环境承受盐度。      

长距离调水对沿线及受纳水体水环境的影响

以艾比湖生态保护工程—从南疆喀什河经精河引水入艾比湖为背景,进行调水工程对受水区高盐度湖泊艾比湖水环境影响的研究。通过建立一维水质模型和二维湖泊盐度预测模型,分别研究调出河道、输水沿线河道在调水前后水质变化情况以及高盐度受水湖泊盐度随引水延长的变化规律和规划水平年25%保证率下入湖淡水对盐分的稀释程度及稀释度空间分布规律,并进一步分析平、枯水年水文情势下调水对盐度的影响。结果表明:调水工程实施后,调出河道和输水沿线河道原有的水质类别均未改变,河流水质功能均未下降;引水后3d内,入湖口附近水域盐度有较大变化,3d后,盐度变化不明显;引入淡水对湖泊盐分稀释影响较小,稀释度为20%、10%的水域均在入湖口附近,影响范围不大,平、枯水年水文情势下,调水对湖泊盐分的稀释影响不明显。     

河套灌区耕地-荒地-海子间水盐运移规律及平衡分析

内蒙古河套灌区引水量逐年减少,输入灌区的盐分无法有效排出,灌区内部盐分迁移规律发生了较大变化。针对此现状,通过2年现场观测试验,开展了耕地-荒地-海子间水力联系及水盐动态研究。采用土壤水动力学与溶质动力学方法,对耕地—荒地—海子系统分别构建水量和盐量平衡模型,进而揭示了耕地—荒地—海子系统间水分和盐分运移关系。结果显示:在作物生育期,土壤非饱和带及地下储水量?S分别平均减少了35.05、138.2和195.7 mm,耕地、荒地和海子均处于水分消耗状态。基于Surfer软件Grid Vector Map与耕地—荒地—海子系统水量和盐量平衡模型,发现在2017年和2018年作物生育期,耕地地下水向荒地的迁移率平均值分别为78.75%和79%;荒地地下水向海子的迁移率平均值分别为44.3%和46.3%。耕地腾发量ET平均值比荒地和海子边界的分别高32%和29.15%,海子亏水631.2～706.3 mm,如果没有水分补给,海子将会面临干涸危险;在灌溉条件下,耕地地下水盐分平均增加861.45 kg/(hm~2/a),耕地地下水迁移给荒地的平均盐量为3231.90 kg/(hm~2/a),荒地地下水迁移给海子的平均盐量为3139.7 kg/(hm~2/a)。研究结果为灌区水盐调控提供了基本依据。     

冰川亏损对哈拉湖流域湖泊水位波动的影响

青藏高原的内陆湖泊水位和冰川变化和其流域内冰川质量亏损对湖泊水位波动的影响及其贡献对水量平衡研究具有重要意义。以哈拉湖流域冰川为例,基于2000-2015年星载雷达测高资料和Landsat卫星多光谱遥感资料分别提取湖泊水位和面积变化;结合附近的托勒台站气象观测资料,进一步分析其水位波动变化原因和冰川亏损对湖泊水量贡献。结果表明:受年降水量和夏季降水量增加影响,哈拉湖水位呈增加趋势,但哈拉湖流域冰川亏损加速趋势不明显;与2000年相比,湖泊面积增加了(21.4±4.8)km~2,湖泊水位增加了(1.68±0.26)m,相应的湖泊水容量增加了(16.1±0.3)×10~8m~3水当量。流域冰川亏损量达对哈拉湖水量的贡献率为39.65%,降水量增加对湖泊水量贡献了22.82%。     

宁夏阅海湖生态需水量计算与保障对策研究

阅海湖是银川市内最大的人工湿地,近年来随着经济社会的发展,湿地生态环境面临严重威胁,维持湖泊生态水量是保证湖泊生态系统健康的关键。本文采用水量平衡法,计算出阅海湖的基本生态需水量及适宜生态需水量,并从节水、开源截污、制度保障3个方面提出生态水量的保障对策,可为水行政主管部门合理配置水资源、保护生态环境提供理论支撑。     

宁夏阅海湖生态需水量计算与保障对策研究

阅海湖是银川市内最大的人工湿地,近年来随着经济社会的发展,湿地生态环境面临严重威胁,维持湖泊生态水量是保证湖泊生态系统健康的关键。本文采用水量平衡法,计算出阅海湖的基本生态需水量及适宜生态需水量,并从节水、开源截污、制度保障3个方面提出生态水量的保障对策,可为水行政主管部门合理配置水资源、保护生态环境提供理论支撑。