2017, 33(5):1-4. DOI: 10.3880/j.issn.1004-6933.2017.05.001
摘要:为探讨干旱与水资源短缺之间的相互作用与发展规律,归纳总结干旱与水资源短缺的概念、内涵及评价指标,综述国内外关于两者间相互关系的研究进展,并展望干旱及水资源短缺的未来研究方向,以期为今后的研究提供一定的理论基础和借鉴。
2017, 33(5):5-12. DOI: 10.3880/j.issn.1004-6933.2017.05.002
摘要:介绍了加拿大城市流域雨洪规划管理的发展进程以及加拿大最大城市——多伦多市雨洪管理的政策、原则和标准,与中国的海绵城市建设技术指南进行对比,对指南中存在的一些问题,如指南未给出LID设计的检验和校核方案,也未充分考虑降雨等问题进行讨论,旨在为中国的雨洪管理提供新的研究思路和参考。
2017, 33(5):13-18. DOI: 10.3880/j.issn.1004-6933.2017.05.003
摘要:结合文献资料及各地规划建设工作,初步梳理了水生态文明城市和海绵城市的区别与联系。结果表明,水生态文明城市和海绵城市虽然具有一定交叉性,但在技术源流、基本内涵、建设内容及构建途径上均有明显差异:水生态文明城市注重城市人水关系的整体和谐与协调,其服务目标的多元性和建设内容的综合性明显超过海绵城市;而海绵城市则专注于城市雨洪综合管理,其核心是将雨洪管理及低影响开发贯穿于城市规划建设,构建综合性城市雨污水系统;海绵城市是对城市雨洪管理的细化和深化,可视为水生态文明城市的一个重要组成部分;水生态文明城市建设应充分吸收融合海绵城市建设的经验与成果,更加有效地推动我国城市水问题的系统解决。
2017, 33(5):19-24. DOI: 10.3880/j.issn.1004-6933.2017.05.004
摘要:分析都江堰工程的水力学原理、规划管理理念和人文思想,认为都江堰工程自动分水排沙、泄洪引水的水力学原理和反映在规划管理上的科学哲理,以及天人合一、可持续发展的人文思想,能给人们以水利工程建设以至人类发展模式的启示。
2017, 33(5):25-30. DOI: 10.3880/j.issn.1004-6933.2017.05.005
摘要:选取西安市人均占有水量、人均供水量、水资源开发利用率等10项定量指标,结合云模型理论构建水资源可持续利用预警分级指标体系,借助熵权法确定各个指标的权重。结果表明,与模糊物元法和模糊层次分析法相比较,基于熵权的分级预警云模型结果更为合理,西安市的水资源利用处于一个较为正常的阶段,根据综合云隶属度进行水资源可持续利用预警从高到低排名依次为:临潼区、西安全市、长安区、鄠邑区、主城区、周至县、高陵区、蓝田县。
2017, 33(5):31-37. DOI: 10.3880/j.issn.1004-6933.2017.05.006
摘要:从设计原则、总体架构设计、系统功能设计几方面对临安市水文水资源信息系统开发进行了思考,提出了基于B/S架构,运用Quartz、Ehcache和WebSocket开源框架技术,解决海量水文水资源数据检索查询效率、高并发用户访问的系统响应速度和预警信息实时传递等关键问题。结果表明,开发的临安市水文水资源信息系统能提供包括水雨情、工情及水资源信息查询、预警预报发布、公文报表自动生成、站点维护等分析处理工具,实现了水文日常业务的智能化,为决策部门与社会公众提供实时水文水资源信息服务。
2017, 33(5):42-47. DOI: 10.3880/j.issn.1004-6933.2017.05.008
摘要:采用考虑非期望产出的数据包络分析(slacks based measure-data envelopment analysis,SBM-DEA)方法测算出我国30个省市2005—2014年的工业用水效率,运用探索性空间数据分析(exploratory spatial data analysis,ESDA)方法对我国工业用水效率的空间关联特征进行了定量探讨。结果表明:10年来,我国工业用水效率平均值从2007年开始呈现逐年上升的趋势,且总体呈现出东部大于中部大于西部的趋势。各省市区工业用水效率10年间均出现显著的空间正相关,相邻地区工业用水效率高的地区和低的地区出现相对集聚的现象,高高集聚区主要分布在东部地区,低低集聚区主要分布在西部地区。不同省市之间工业用水效率的改善途径和潜力不尽相同,应从实际情况出发制定差异化政策,提高工业用水效率。
2017, 33(5):53-60. DOI: 10.3880/j.issn.1004-6933.2017.05.010
摘要:基于SWAT(soil and water assessment tool)模型,对东江流域天然状态下的降雨径流过程进行模拟,进而评估流域蓝水、绿水的时空分布特征。结果表明:东江流域蓝水、绿水资源量都非常丰富,多年平均蓝水资源量274.67×108m3,绿水资源量178.72×108m3(主要以绿水流为主),蓝水资源是绿水资源的1.54倍。东江流域以蓝水为主的水资源构成体系主要是由流域湿热多雨的气候条件决定的。从时间变化来看,近年来东江流域蓝水资源、绿水资源、绿水流、绿水储皆无显著增加或降低趋势。从空间分布上来看,蓝水资源格局主要受降雨格局控制,而绿水资源不但受气候条件影响,还受流域下垫面的自然属性以及人类活动干扰,如土地利用方式、土壤类型等,分布格局较为复杂。
王磊之 , 胡庆芳 , 戴晶晶 , 王银堂 , 葛慧 , 李伶杰
2017, 33(5):61-68. DOI: 10.3880/j.issn.1004-6933.2017.05.011
摘要:为强化上海市黄浦江供水系统的重要组成部分金泽水源地取水安全,又兼顾太湖流域及太浦河沿线区域防洪、供水需求,开展了太浦河太浦闸与沿线88个闸控口门的多目标联合调度研究。在分析太浦闸及两岸河道现有调度方式的基础上,拟定了两类共10个联合调度方案。采用细化后的太湖流域水量水质模型,对各调度方案进行了模拟。然后,构建了反映防洪、供水、水环境需求的多目标函数,采用蚁群优选算法对所有调度方案进行了优选。结果表明:与现状调度方案相比,太浦闸同时根据太湖水位和金泽断面水质情况加大下泄流量,同时太浦河沿线河道闸门有序控制,可显著提高金泽水源地关键水质指标达标率、抬升金泽水源地最低水位,又基本不影响流域及区域其他调度需求。
朱永华 , 张生 , 赵胜男 , 田清起 , 韩知明 , 胡建峰
2017, 33(5):69-74. DOI: 10.3880/j.issn.1004-6933.2017.05.012
摘要:为揭示乌梁素海面临的湖泊沼泽化问题与其驱动因素,针对2013年8月乌梁素海浅水湖泊沼泽化现状及成因,进行了实地勘查和采样,利用基于植物生物量与沉积速率、植物种类和泥深的2种评价方法进行分析。结果表明:乌梁素海沼泽化程度存在空间差异,部分区域属于沼泽化后期,分别分布在总排干入湖口处和湖区的中东部,其中,沼泽化综合指数在近入湖口处各点最大,沼泽化综合指数处于3~4,向湖区中东部逐渐减小,但仍然大于湖区中南部的下游区,该区域的沼泽化综合指标数为2~3,仍属于沼泽化盛期,直至湖区下游的最南端,属湖泊沼泽化不显著区。造成乌梁素海浅水湖泊沼泽化的主要原因很可能是在湖水流速缓慢和富营养化的综合作用下,外源物质淤积和水生植物蔓延,淤积物质和植物残体逐年累积形成底泥泥炭,随着泥炭的增厚和湖水变浅,从而演化为沼泽。
2017, 33(5):75-80. DOI: 10.3880/j.issn.1004-6933.2017.05.013
摘要:依据窟野河入黄控制站——温家川水文站1955—2013年实测径流和降水数据,通过线性趋势、累积距平曲线、R/S等分析方法,分析了窟野河年、汛期、非汛期径流变化特性。同时,采用M-K秩相关检验、双累积曲线法分析了降水及人类活动对年、汛期、非汛期径流变化的影响。结果表明:(1)年、汛期、非汛期径流量总体上均表现出减少趋势,且未来一段时间3个时段径流量均有持续减少的态势;(2)年、汛期和非汛期径流量的阶段性变化特征为1955—1978年处于明显上升阶段,1979—1995年在微弱的波动中下降,1996—2013年呈现显著的下降趋势;(3)1979—1995年,降水对年、汛期径流量减少的影响值分别为0.868亿m3和0.810亿m3,是影响径流量减少的主要原因之一;1996—2013年,人类活动成为影响年、汛期径流量减少的主导因素,影响值分别高达4.622亿m3和3.198亿m3。对于非汛期,1979年以来,人类活动一直是影响径流量减少的主导因素且呈增加趋势。
2017, 33(5):81-85. DOI: 10.3880/j.issn.1004-6933.2017.05.014
摘要:针对海绵城市径流总量控制目标,提出一种在城市规划体系中控制性详细规划和修建性详细规划阶段分解落实年径流总量控制率的方法。在控制性详细规划阶段分解径流总量控制指标时,分步骤先后确定各项低影响开发措施的面积率和下沉深度;在修建性详细规划阶段,配合径流总量控制指标分解结果,给出适宜的各项低影响开发措施的技术实施导则,以保证各单项指标的正确实施,并以某项目为例介绍了技术实施导则的构建方法。
2017, 33(5):86-90. DOI: 10.3880/j.issn.1004-6933.2017.05.015
摘要:为了解春季雨水径流对巢湖水体营养素储备和藻类繁殖的影响,2013—2015年3—5月期间,对合肥草地、生活区和交通干道3类下垫面的12场降雨径流进行监测分析。结果表明,生活区和交通干道的TN、NH+4-N、COD以及TP径流事件平均浓度值分别是GB 3838—2002《地表水环境质量标准》中Ⅴ类标准限值的4.8、2.5、4.3、2.4和3.7、2.0、3.6、2.3倍,其SS 平均浓度分别是GB 8978—1996《污水综合排放标准》中二级标准限值的7.5和13.5倍,NOx-N均值分别为1.63、2.39 mg/L。Person系数分析显示不同形态氮浓度之间强相关,COD与氮浓度强相关。跟踪分析生活区COD、TN、TP和SS指标,其浓度-时间变化曲线以及M(V)曲线分析显示春季径流有初始冲涮效应,可以通过控制初期径流控制径流污染。
2017, 33(5):91-97. DOI: 10.3880/j.issn.1004-6933.2017.05.016
摘要:基于北京市1984—2013年的日降雨资料,以北京林业大学林业楼及其周边绿地为研究区,设置3种用水情景(冲厕、绿地灌溉及冲厕+绿地灌溉),采用连续模拟法,分别绘制3种用水情景下雨水收集利用工程的雨水截留率、自来水替代率、供水保证率以及效益费用比变化曲线,并通过综合分析这些曲线的变化特征确定雨水蓄水池最佳设计容积(60~82 m3)。同时采用设计暴雨法计算1~5年不同重现期的蓄水池设计容积(77~248 m3)。结果表明,连续模拟法计算过程相对复杂,但可用于综合衡量雨水收集利用工程的雨洪管理效益,以及缓解水资源短缺效益、供水可靠性及经济可行性分析。
2017, 33(5):98-105. DOI: 10.3880/j.issn.1004-6933.2017.05.017
摘要:利用灞河流域蓝田气象站和马渡王水文站1960—2012年的气象、水文实测资料,分析灞河流域气候及水沙变化规律,同时运用相关性分析、灰色关联分析、多元线性回归模型等多种方法探讨了该流域水沙变化与气候变化的关系。结果表明:灞河流域降雨量、蒸发量、径流量和输沙量皆呈显著下降趋势,而气温呈上升趋势;降雨量与水沙都有重要的相关关系,1960—1990年影响径流量的气候因子敏感度由大至小依次为降雨量、气温、蒸发量,而1991—2012年则为降雨量、蒸发量、气温,当气温和蒸发量不变时,降雨量每增加1 mm,两阶段的年径流量分别增加0.14亿m3和0.08亿m3;1960—2012年影响输沙量的气候因子敏感度由大至小依次为降雨量、气温、蒸发量,当气温和蒸发量不变时,降雨量每增加1 mm,年输沙量增加0.668万t。
胡玉恒 , 荣艳淑 , 魏佳 , 李崇浩 , 唐红兵 , 李树山
2017, 33(5):106-116. DOI: 10.3880/j.issn.1004-6933.2017.05.018
摘要:利用1961—2014年共54年的降水及海温资料,采用相关分析、奇异值分解和合成分析方法,研究了印度洋海温与华南前汛期降水的相关关系及海温异常影响华南前汛期降水量的途径。结果表明,印度洋海温与华南前汛期不同月份降水存在不同的相关性,且华南4月降水与前期印度洋海温存在显著的负相关关系。印度洋中部海区(64°E~80°E,18°S-EQ)是影响华南4月降水量的关键海区,前一年7—8月是关键时段。当印度洋关键海区前一年7—8月异常偏冷时,华南4月降水量显著增多;反之,华南受大陆偏北气流控制,4月降水减少。
2017, 33(5):117-122. DOI: 10.3880/j.issn.1004-6933.2017.05.019
摘要:在继承全国地下水超采区现有分类分级体系的基础上,从超采区治理的角度出发,结合江苏省地下水超采区发生、发展的实际情况,对地下水超采区进一步细分,以完善现有地下水超采区分类体系。提出地下水超采区分类治理模式和适用条件:对地下水超采引发严重地质环境问题并具备替代水源条件的地质灾害型地下水超采区,采用以禁止开采为主导的超采区治理模式;对现状超采型及前期超采型中目前水位仍在下降或虽然趋稳,但仍在预警线之下的地下水超采区,采取以压缩开采为主导的治理模式;对目前水位已回升至预警线之上的前期超采型地下水超采区,可采用以维持现状开采为主导型的超采区治理模式。
2017, 33(5):123-129. DOI: 10.3880/j.issn.1004-6933.2017.05.020
摘要:运用Visual-MODFLOW软件建立东光县地下水流数值模型,对不同压采方案下地下水水位回升效果进行预测,并分析其环境影响。结果表明:仅压采深层地下水(方案1)时,承压含水层水位整体明显抬升,升幅为2.0~11.7 m,其中处于超采区的东光县城区升高幅度最大;同时压采浅层和深层地下水(方案2)时,承压含水层水位增幅在1.4~11.6 m,城区水位增幅依然最大。两种压采方案对潜水含水层的影响有限,潜水位前期出现不同程度的波动,后期水位较为平稳。总体上,两种方案下整个区域主要潜水位埋深为3~4 m;方案2下,个别地段水位埋深为1.8 m,低于本区防盐碱化临界水位埋深2.0 m,可能造成次生盐碱化风险。
2017, 33(5):130-137. DOI: 10.3880/j.issn.1004-6933.2017.05.021
摘要:基于苏浙沪77个跨界动态监测站点布局信息及监测数据,分析了当前多机构、多监测形式复杂的苏浙沪跨界监控体系及其存在的主要问题,针对监测点位重复设置、重要跨界断面监测频次不足等缺点,综合考虑苏浙沪跨界处水文特征、污染物迁移规律,以及上下游水环境敏感区分布等诸多因素,进行跨界区域水环境监控点位布局优化;形成了包括自动站在线监测、手动监测等多种监测手段相结合的跨界水环境动态监控点位布局体系,在满足监测点位代表性、监控全面性、经济合理性的优化原则下,更好地为太湖流域跨界污染事故处理及跨界行政区水环境管理提供数据支持和决策依据。
2017, 33(5):138-144. DOI: 10.3880/j.issn.1004-6933.2017.05.022
摘要:结合国内外相关文献,综述了紫外线辐照对不同典型藻类的影响、紫外线辐照除藻技术的发展利用现状,并分析了紫外线辐照技术除藻的机理,以期为后续深入研究和推广利用提供理论依据。
2017, 33(5):145-153. DOI: 10.3880/j.issn.1004-6933.2017.05.023
摘要:为了保护白洋淀生态环境,合理规划养殖规模与范围,通过夏、冬两季对鸭养殖区及周边水样的采集、测试,结合Suffer软件分析,对白洋淀鸭养殖区水质的时空变化、扩散和消减特征进行研究。结果表明:鸭养殖区水质超过《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)V类水标准,主要污染物为TN、TP、NH+4-N和COD,质量浓度分别为9.51~14.20、0.92~1.77、7.33~9.06和54.10~83.45 mg/L,夏季污染物浓度显著高于冬季;养殖废水在淀区南部消减效果明显优于北部,这主要是由于南部地区水面开阔,水生植物分布面积广,有利于湖泊的自净作用的发挥。养鸭废水中铜的消减效率最高,夏冬两季的削减效率分别为每km 15.5%±11.0%和14.8%±12.9%,硝酸盐的消减效率最低,夏冬两季分别为每km 8.7%±5.8%和5.0%±4.3%,养鸭废水消减效率与扩散距离呈负相关关系,铜的消减效率随扩散距离的增加下降最快,硝酸盐最慢。
2017, 33(5):154-158. DOI: 10.3880/j.issn.1004-6933.2017.05.024
摘要:选取8项水质指标,对2005—2013年焉耆盆地内的7条主要农田排渠的水质进行评价,并采用主成分分析法寻找主要污染物。结果表明,2005—2013年7条主要农田排渠的水质基本处于Ⅴ类水状态,并以微咸水和咸水为主;各排渠水体中以TN和NH+4-N为主要污染物,CODMn和BOD是农排渠水体中第二污染物,TDS是农田排渠水体中第三污染物。农业活动和工业废水以及博斯腾流域气候是造成农排渠水体中矿化度成为污染物的因子。
2017, 33(5):159-163. DOI: 10.3880/j.issn.1004-6933.2017.05.025
摘要:在对天津典型居民区域的不同下垫面雨水径流水质进行监测的基础上,以典型降雨为例,探讨了雨水径流污染物的特征和事件平均浓度(event mean concentrations,EMC)。结果表明,天津典型居民区主干道和菜市场雨水径流中的污染物质量浓度随着降雨历时的延续呈降低趋势,冲刷效应明显;屋顶雨水径流中污染物的质量浓度随降雨历时的延续变化较小,冲刷效应较弱。3种下垫面雨水径流中污染物质量浓度大小差异明显,菜市场和主干道雨水径流中SS质量浓度相差不大,且都远远超过屋顶雨水径流;雨水径流中COD和TP质量浓度的顺序由大到小依次为菜市场、主干道、屋顶;雨水径流中TN质量浓度的顺序由大到小依次为菜市场、屋顶、主干道。以EMC中值计,菜市场雨水径流中污染物平均浓度要高于主干道和屋顶,菜市场雨水径流中TP的质量浓度是主干道的3倍、屋顶的24倍。天津典型居民区雨水径流污染比较严重,如不经截留或处理直接排入城市河道等接纳水体,会严重影响河道的水质和城市的环境。
2017, 33(5):164-169. DOI: 10.3880/j.issn.1004-6933.2017.05.026
摘要:为研究氧气对零价铁(Fe0)去除水中三价砷(As(Ⅲ))过程的影响,通过曝氮气、空气和氧气的实验研究了pH为4.0和6.0时As(Ⅲ)的去除动力学,并采用X射线精细吸收结构谱(XAFS)和X射线衍射谱(XRD)等表征手段探究其影响机制。结果表明:尽管高浓度的氧气有利于As(Ⅲ)被氧化为更容易被铁氧化物吸附的五价砷(As(Ⅴ)),但曝空气对于As(Ⅲ)的去除相对于曝氧气更为有利。在pH为4.0时,高浓度的氧气能够促进Fe0的溶解,从而抑制As(Ⅲ)的去除;而在pH为6.0时,高浓度的氧气会导致Fe0表面钝化,从而阻碍反应的进行。此外,曝氮气则几乎完全抑制了Fe0对水中As(Ⅲ)的去除,这是由于无氧条件不利于吸附性铁氧化物的生成;调控氧气的量可改进Fe0对As(Ⅲ)的去除效果。
2017, 33(5):170-176. DOI: 10.3880/j.issn.1004-6933.2017.05.027
摘要:针对平原河网地区河流生态系统问题日益严重的状况,总结了河流生态修复的国内外研究进展,阐述了目前主要应用的河流水质改善、生态护岸建设和河流生态景观建设3个方面的河流生态修复技术,结合江苏省丰县的生态水利建设实例,提出我国河流生态修复的建议。
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