西安市城市化与水资源环境耦合关系研究及预测

基于西安市2005-2017年的统计数据,构建了城市化与水资源环境间的耦合模型,对二者间的耦合关系及影响因素进行了分析、预测。结果表明:2005-2017年西安市城市化与水资源环境的耦合协调度介于0. 3299～0. 9675之间,整体呈波动上升趋势,70%的年份属于高协调度耦合; 2005-2012年为城市化发展滞后于水资源环境阶段,2013-2017年为城市化发展超前于水资源环境阶段,得益于西安市采取一系列富有成效的措施,使水资源环境状况不断改善,但与城市化的高速发展相比还是显得不够,水资源环境指数将长期低于城市化综合指数; 2020年水资源环境状况虽有所改善,但仍不能满足未来城市化的快速发展,水资源短缺将是西安市城市发展长期面临的重大问题,因此加强水资源保护、提升市政供水和污水处理能力及增强市民节水意识刻不容缓。     

泾河长系列水沙变化规律与归因研究

近些年泾河径流量及来沙量大幅减少,在一定程度上影响到流域的水资源开发利用,为了厘清水沙减少程度及变化特征,探寻其变化背后的驱动因素,采用联合滑动t检验、距平累积曲线法和Copula等方法,从不同层面对泾河长系列水沙规律进行了研究。同时,建立分布式水文模型,分情景对泾河流域径流泥沙对气候和土地利用变化的响应进行了模拟。结果表明:气候变化对径流和泥沙减少的贡献率约为21. 20%和6. 08%;土地利用变化对径流泥沙减少的贡献率约为4. 04%和11. 08%;泾河流域径流泥沙变化除受气候变化影响外,还与土地利用(覆被)类型、面积比重等有关。研究结论表明:人为拦蓄和引水是河川径流减少的主要原因,而泥沙减少的主因除了退耕还林还草之外,通过淤地坝等水保措施直接拦沙也起到了重要作用。     

陕西省吴堡县岔上水源地地下水允许开采量评价

根据陕西省吴堡县岔上水源地水文地质条件,确定了研究范围和边界条件,建立了研究区水文地质概念模型和地下水二维非稳定流数学模型,利用基于有限差分法的Visual MODFLOW进行地下水流数值模拟计算。经过模型的识别和验证,获取可靠的水文地质参数,然后对水源地地下水资源进行定量评价。通过对比设计了9种开采方案,选取了最为合理的开采方案,最终得到岔上水源地平枯期允许开采量均为6 880m3/d。根据模型预报结果,水源地目前的设计开采量是可行的。研究结果为研究区地下水资源的合理开发利用提供了依据。     

EB预辐照对制备PANACF表面形貌的影响

提出了利用电子束（electron beam, EB）预辐照聚丙烯腈基纤维（polyacrylonitrile-based fiber, PANF）后再进行炭化活化制备聚丙烯腈基活性炭纤维（polyacrylonitrile-based activated carbon fiber, PANACF）的方法。吸收剂量为160 kGy并用w=10%KOH溶液浸渍30 min的PANF在450 ℃下模拟炭化活化30 min后,SEM分析显示其表面出现了与未辐照PANF不同的密集的蜂巢状结构,其BET法比表面积（specific surface area, SSA）约为未辐照样品的9倍,BJH法计算结果显示其为孔径分布集中在2～10 nm的介孔材料。该结果表明,EB预辐照对制备PANACF的表面形貌具有调控作用。     

平原水库渗流场模拟及渗漏量计算——以斗门水库试验段为例

以陕西省斗门水库试验段为例,通过野外取样及室内试验分析计算了库底沉积物的渗透系数,运用解析法求得了库区渗漏量和渗漏强度,采用数值法模拟了水库蓄水条件下的地下水流场变化。结果表明:库底沉积物渗透系数量级为10~(-3)m/d,渗漏强度约为14. 97 mm/a,库区东北部渗透系数及渗漏强度较大;库区渗漏量约为7 070. 05 m~3/a,约占总库容的4. 6‰,渗漏量变化受降水量影响较为明显;水库蓄水5年后区域地下水位整体抬升0. 1～0. 5 m,库区东北部地下水水力梯度明显增大,地下水流向发生偏转。     

非完整大井法和水平廊道法计算矿坑涌水量

完整大井法和完整水平廊道法是目前矿坑涌水量预测中广泛使用的方法,但是受其概化条件限制,计算的涌水量往往偏大。通过某矿山实测矿坑涌水资料与不同方法计算结果的比较,系统论证了将非完整大井和非完整水平廊道分别概化为完整大井和完整水平廊道带来的矿坑涌水量预测误差,并研究了非完整方法中参数的敏感性。研究结果表明:非完整水平廊道法计算结果是实际排水的105. 24%,而非完整大井法计算结果则是实际排水量的127. 24%。采用完整水平廊道法计算的涌水量是实际排水量的149. 92%,而完整大井法则是实际排水量的344. 08%。因此非完整水平廊道法更适合本矿区及条件相似的其他矿山的矿坑涌水量的预算。另外非完整方法中参数的灵敏性分析表明,渗透系数对涌水量计算结果影响最大,是最为敏感的参数。     

1956-2016年沣河径流量变化特征分析

以沣河流域内秦渡镇水文站1956-2016年实测径流数据为基础,分析年内变化特征;用M-K方法对沣河年际、丰水期、枯水期3个时期的径流量进行了突变分析,再用滑动t检验突变点的可信度.结果表明:沣河年径流量在1956-2016年中整体呈减少趋势,减少率为175.71×104 m3/a;径流年内分配在20世纪70、80年代...     

西安市2010-2018年水生态承载力评价

为研究西安市在城市建设快速发展过程中水生态系统的健康情况,选取与之相关的24项指标构建西安市水生态承载力评价体系,采用主成分分析法(PCA)评价西安市2010-2018年水生态承载力变化情况.研究结果表明:西安市2010-2018年水生态承载力总体呈现增强趋势,由2010年的Ⅳ级(超载),恢复为2018年的Ⅱ级(良好)...     

人类活动干扰对灞河流域设计洪水的影响研究

我国干旱半干旱地区,强烈的人类活动干扰引起城市河流洪水过程的显著变化,影响防洪与水资源规划设计结果。基于改进的网格化分布式降雨径流模型MCDRM(Modified Cell Distributed Rainfall Run-off Model),定量研究土地利用变化、水库建设运行对不同重现期暴雨洪水过程变化的影响。以秦岭北麓城市型河流灞河为例,结合流域典型人类活动干扰产汇流下垫面条件的实际情况,构建暴雨洪水模型,并依据推理公式法计算结果率定模型参数。研究结果表明:2000年后,西安市城镇加速扩张,并启动"八水润长安"工程建设,使得流域内城市用地及水域面积增加、水资源开发利用强度增加明显。强烈的人类活动改变了流域降雨产流、汇流的下垫面条件,引起流域洪水过程变化;秦岭北麓灞河流域1980-2015年设计洪水洪峰、洪水总量均减少。与1985年相比,2015年流域内重现期为10、20、50、100年一遇的设计洪峰流量平均减少22. 98%,设计洪水径流总量平均减少约21. 4%。其中,100年一遇标准设计洪峰径流减少23. 88%,20年一遇标准设计洪水径流总量减少21. 51%。基于改进的网格化分布式降雨径流模型,开展城市河流人类活动干扰的暴雨洪水模拟与响应变化研究,结果可为干旱半干旱区中小流域设计洪水复核与计算提供新的参考。     

铜矿尾矿库污染物在地下水中运移规律数值模拟

尾矿库是矿山生产环节的必建场所,对周边生态环境有深远影响。以甘肃南畔铜矿为研究对象,运用Visual MODFLOW建立三维可视化水文地质模型,并通过MT3DMS溶质运移模块对4种特征污染物在无防渗和防渗破损两种非正常工况下进行污染物运移规律模拟和预测,从而验证尾矿库的可靠性,为尾矿库周边环境污染治理提供依据。结果表明:污染物在地下水中沿水流方向运移,随运移距离的增大,污染物浓度逐渐减小;总磷和氨氮运移距离远,对水环境的影响超过总砷和六价铬;相对于尾矿库无防渗,尾矿库采取防渗措施,可以有效降低对地下水污染的风险。