基于生态需水的水资源供需平衡分析

以山东省莱芜市为例,考虑河道内生态需水和河道外生态需水,分析了其水资源供需平衡状况。结果表明:2005年莱芜市用水量约等于供水量,社会经济用水稳定供应,社会经济系统的发展未因水资源问题而受到影响,水资源总量供需平衡;未来莱芜市水资源需求平衡指数大于1,且有变大趋势,说明其缺水将越来越严重;若加强需水管理,则未来平水年平衡指数小于1,基本能保持水资源供需平衡。     

可渗透反应墙原位修复污染地下水研究进展

可渗透反应墙是一种替代抽提技术的创新型地下水原位修复技术。在实际工程中大量不同种类的填料被应用在墙体上,通过吸附、沉淀、氧化还原和生物降解等作用,可处理包括重金属、苯系物、卤代烃、芳香烃、农药以及无机阴离子等污染物。综述了可渗透反应墙的结构、去除污染物机理、优缺点以及活性填料的应用,详细介绍了可渗透反应墙技术的最新研究进展,指出该技术虽已得到广泛认可,但其长期性能尚待实践证明。     

近50年来额济纳三角洲气象要素变化对蒸发皿蒸发量的影响

识别蒸发皿蒸发量与气象要素的关系是认识气候变化对水循环影响的重要基础。根据额济纳旗气象站1961年-2001年的常规气象数据,建立了额济纳三角洲地区蒸发皿蒸发量与相关气象要素关系的Penpan模型,并据此估算了2002年-2011年的蒸发皿蒸发量,延展了蒸发皿蒸发量的时间序列,进而分析了1961年-2011年研究区蒸发皿蒸发量和相关气象要素的变化趋势及其相互关系。研究结果表明:(1)1961年-2011年期间,额济纳三角洲蒸发皿蒸发量呈下降趋势(气候倾向率为年-215.5mm/10a),而平均气温呈上升趋势,风速、总辐射、相对湿度则均呈下降趋势;(2)总体上,蒸发皿蒸发量对各气象因子的敏感程度从大到小依次为风速、相对湿度、太阳总辐射、平均气温;1961年-2011年,蒸发皿蒸发量对风速、相对湿度的敏感性呈下降趋势,对太阳总辐射、平均气温的敏感性呈上升趋势;(3)风速变化对蒸发皿蒸发量变化的贡献度最大,其次是相对湿度、平均气温、总辐射。     

黄河吴堡-潼关河段洪水传播时间的沿程分布

黄河中游洪水传播时间的研究多侧重于统计洪水资料来获得龙门站洪水传播至潼关的时间,而忽略了洪水传播时间的沿程分布。以吴堡-潼关河段2010年地形资料为基础,采用一维水动力学模型分析了河段内洪水至潼关的时间及其与洪水量级的关系。分析发现,由于龙门-潼关河段的游荡型河道特点,吴堡-潼关区间的洪水传播时间沿程分布存在一个下包络线。若以潼关站洪水30h预见期作为实践需求,无定河以下的各主要支流都需要一定的洪水预见期。分析得到吴堡-龙门段及龙门-潼关段洪水传播时间与距潼关距离及洪水流量的关系式,可为潼关站洪水预报提供参考。     

土地利用变化下北京市热通量的时空演变

探究土地利用变化对城市热通量的影响,对城市用地规划和城市热岛缓解具有重要指导意义。利用混合像元组分排序对比和分层能量切割方法,通过Landsat系列数据反演的地表参数,结合气象再分析资料,估算了2004、2009、2014和2017年4期9月份的北京市地表瞬时热通量,依据同期的北京市土地利用图,分析了北京市热通量随土地利用变化的时空演变。结果表明：①北京市地表温度和热通量分布具有明显的空间异质性,山区和平原、平原不同土地利用类型之间差异明显;②在不同时期,土地利用类型间的地表温度和热通量的高低次序具有一致性,瞬时潜热通量,林地最高,为347.85~546.95 W/m²,其次为耕地、草地,建设用地最小,为225.23~349.03 W/m²,感热通量和地表温度则相反,建筑用地最高,分别为94.06~189.28 W/m²和25.18~32.25 ℃,耕地和草地次之,水体的最低,分别为28.15~102.55 W/m²和19.25~28.38 ℃;③土地利用类型转变引起的城市热通量变化方面,自然表面转为建设用地时,潜热通量急剧减少,感热通量增加,城区周边耕地的潜热通量受城市热辐射影响而增加,城市绿地能有效缓解城市热岛效应。     

昆明市水资源短缺空间格局综合分析

水资源短缺是影响昆明市区域经济高速、稳定发展的核心问题之一。依据2001—2012年《昆明市水资源公报》数据,采用基尼系数、人均水资源量、水资源开发利用率、水资源负载指数等方法分别对昆明市的水资源变化趋势、时空分布特征、匹配性、短缺格局进行分析。研究结果表明:昆明市人均水资源量不及云南省及全国平均水平,且内部差异明显,多年平均人均水资源量极值比高达10.78,最少的地区为主城四区(299 m³/人);水资源量与GDP、人口匹配性较差,与耕地匹配性相对较好;昆明市水资源主要呈现出“南缺北丰”格局,且缺水地区数量不断增多,多数地区缺水等级逐渐加重。雨洪利用、多方面节水、跨区域调水、产业结构调整等是缓解昆明市水资源短缺的有效措施。     

考虑主体功能需求的地下水资源用途管制模式设计

地下水资源用途管制在缓解区域各行业之间的用水矛盾、实现优水优用及有效保护地下水资源等方面具有重要作用。从我国的基本国情水情出发,提出进行地下水资源用途管制的总体设想,并分析了我国主体功能区划与地下水资源用途管制之间的内在联系。再结合我国地下水资源开发利用状况,比较分析地下水资源承载能力与区域用水需求,提出适应区域主体功能的地下水资源用途分区管制模式,分区域剖析开发利用地下水的限制条件,并给出在考虑主体功能需求下的地下水供水优先次序。     

淮河中上游流域基流时空变化特征及闸坝调控影响

基流作为河川径流的重要组成部分,对维系河流生态系统稳定起着关键作用。以淮河中上游流域为例,采用Chapman-Maxwell、Lyne-Hollick和Boughton-Chapman三种数字滤波法对淮河干流和支流沙颍河不同闸坝调控的7个站点2001-2015年日径流序列进行基流分割;采用Mann-Kendall趋势分析检测基流量在年际、汛期和非汛期多种时间尺度下的变化,对比分析闸坝调控的影响特征。结果表明:(1)Chapman-Maxwell数字滤波法对基流过程分割更合理,沙颍河水系站点的基流系数在0.23～0.46之间,淮河干流站点系数在0.36～0.50之间,沙颍河水系站点基流系数均小于淮河干流站点;(2)沙颍河和淮河干流的站点基流量均呈现出减少的趋势,其中沙颍河的基流量减幅明显高于淮河干流;沙颍河槐店、阜阳闸和淮河干流王家坝的年平均基流量,以及沙颍河白龟山、槐店和阜阳闸的汛期基流量减少趋势显著;(3)闸坝拦蓄导致下游的径流和基流量均呈现减少的趋势,沙颖河站点影响较严重,特别是在汛期8月减少趋势具有统计显著性;淮河干流站点受闸坝调控较弱,减少并不显著。研究可为认识淮河中上游流域的水循环特征及其转化关系提供技术支撑,也可为流域地下水资源可持续利用、人类活动影响评估等提供依据。     

黑河流域生态输水对下游植被变化影响研究

通过对2000—2009年的MODIS/NDVI序列分析,研究了黑河下游额济纳地区实施生态输水后该地区的植被时空变化格局。基于不同时空分辨率的遥感影像和实地考察资料,分析了形成植被变化空间差异的主要原因。研究结果表明：（1）研究区内80.4%的绿洲区植被和91.5%的荒漠区植被呈恢复趋势。绿洲区内季节累积植被指数序列趋势度大于0.14a-1的区域都存在农田开垦或弃耕地复播现象;荒漠植被的显著恢复主要发生在西河中、下游和东河下游地区。（2）研究区内19.6%的绿洲区植被和5.1%的荒漠区植被进一步退化,退化区主要分布在衬砌渠系两侧和一些干涸或径流减少的自然河流两岸,植被退化主要是乔木林的退化。（3）大范围的植被恢复主要原因在于地下水环境的整体好转,以及生态保护措施的实施;地下水环境的整体好转取决于黑河中游来水量的增加和下游输水方案的实施。（4）研究区内植被退化的直接原因在于目前输水方案实施后引起的局部地表水环境恶化。因此基于植被动态监测和局部植被对全局生态的重要性评价,确定合理的输水方案,对于区域生态环境演变进入良性循环意义重大。     

华北山区东台沟小流域沟道土壤水分动态特征

通过利用2004年-2007年华北山区密云水库上游东台沟小流域沟道土壤水分监测数据,分析沟道土壤水分季节和年际动态变化,并采用最大熵谱分析法分析了沟道土壤水分的周期特征.结果表明;2004年-2007年东台沟流域沟道土壤体积含水量(<100 cm)变化范围在5%～30%之间,季节性波动明显.土壤水分季节动态过程表现为春季土壤水分显著回升,上游上升幅度大于10%;夏季受降雨影响波动剧烈;秋季下降并趋于稳定,波动幅度小于2%;冬季土壤处于冻结状态.方差分析显示沟道土壤水分在不同水平年间差异显著.平水年土壤含水量变异系数最大值均出现在100 cm深处;枯水年,在沟道上游表层20 cm深处土壤含水量变异系数为最大值.沟道各层土壤水均具有明显的年周期和5～6个月的季节性变化周期.