2021, 37(3):1-6. DOI: 10.3880/j.issn.1004-6933.2021.03.001
摘要:针对基于专家判断的层次分析法(AHP)等主观定权方法存在一定的主观随意性,会导致区域水资源承载力评价结果具有不确定性的问题,提出采用投影寻踪(PP)方法优化AHP确定的指标权重,再结合减法集对势理论,构建了基于PP-AHP方法定权的水资源承载力评价模型,并以安徽省水资源承载力评价为例加以验证。结果表明:该模型能够进一步优化AHP法确定的指标权重,挖掘AHP法定权结果的不确定性信息,更好地将AHP法主观定权与PP法客观定权的优点相结合,所得权重更接近最优解,降低了指标权重不确定性带来的评价结果不合理的风险,评价结果更为稳健,验证了模型的有效性和合理性。
2021, 37(3):7-12. DOI: 10.3880/j.issn.1004-6933.2021.03.002
摘要:为了解张福河浮游植物群落结构特征,于2019年7月(夏季)、9月(秋季)和12月(冬季)进行3次调查与取样,利用改进的Levins生态位宽度和Petrailis生态位重叠指数测度浮游植物优势种的生态位。结果表明:共鉴定到浮游植物140种,其总平均密度大小顺序为秋季、夏季、冬季;优势种共16种,以硅藻门和绿藻门为主且多为中富营养指示物种,季节更替显著,优势度指数的变化范围为0.021~0.360;优势种生态位宽度的变化范围为0.333~0.966,生态位重叠指数的变化范围为 0.000~0.998;张福河浮游植物种类较丰富,但具有潜在水华风险。
2021, 37(3):13-19. DOI: 10.3880/j.issn.1004-6933.2021.03.003
摘要:为对低影响开发(LID)措施综合效益进行量化评价,综合考虑生态、经济及社会等因素,选取径流量削减率、污染物削减率、成本投资、运行效益、雨水利用、生态价值等16项LID措施评价指标,采用层次分析法和熵权法确定指标权重,基于云模型构建了LID措施综合效益评价体系。将评价体系应用于南京一住宅小区的4个LID措施初步设计方案量化评价,结果显示,功效最大型方案截污减排效益最优,社会效益良好,对于“较优”的隶属度最大,为最优方案。
2021, 37(3):20-25. DOI: 10.3880/j.issn.1004-6933.2021.03.004
摘要:采用江苏省2008—2017年统计资料,从经济、生态环境和水资源三方面构建水资源承载力评价指标体系;采用改进的层次分析法确定评价指标权重,利用改进的TOPSIS模型综合评价江苏省水资源承载力,并利用障碍度模型系统诊断了影响江苏省水资源承载力的障碍因子。结果表明:2008—2017年江苏省水资源承载力整体呈逐渐上升趋势,水资源的可持续利用有效支撑了经济社会的高质量发展;供水模数和耗水率是制约水资源承载力水平的两个主要障碍因子。
2021, 37(3):26-31. DOI: 10.3880/j.issn.1004-6933.2021.03.005
摘要:为研究不同LID设施组合对区域雨洪控制效果的影响,以南京市雨花台区一区域为研究区构建了暴雨径流管理模型,在模型中分别设定4种LID设施组合来模拟分析研究区2年一遇、3年一遇、5年一遇、10年一遇降雨条件下的地表径流、排水管网溢流及污染物排放情况。结果表明:不同LID设施组合对研究区均有减小径流量、缓解节点溢流和削减污染物排放量的作用,但随着降雨重现期的增大,对雨洪控制效果降低;以绿色屋顶和透水铺装为主,加以适当比例生物滞留设施和雨水花园的LID设施组合对研究区的雨洪控制效果较好。
2021, 37(3):32-42. DOI: 10.3880/j.issn.1004-6933.2021.03.006
摘要:基于5个地面通量站点观测数据,对ET-EB、MOD16、GLEAM、Zhang-ET和GLDAS共5种地表温度蒸散发产品开展了验证工作,继而选取精度较好的产品,采用经验正交分解方法研究了西南河流源区2001—2013年地表蒸散发的时空变化特征。结果表明:5种产品中,GLEAM的精度较好,均方根误差为23.4 mm/月;西南河流源区的地表蒸散发夏季最高,冬季最低;从东南向西北,西南河流源区的地表蒸散发逐渐降低;2001—2013年,长江上游和黄河上游地表蒸散发均呈增加趋势,黄河上游上升幅度最大;整体上看,比湿与源区地表蒸散发的相关性最强,但不同流域地表蒸散发与气温、比湿和降水的相关性不同:怒江流域、澜沧江流域、长江上游和黄河上游春秋两季的地表蒸散发与比湿相关性较强,雅鲁藏布江流域、藏南诸河、青海湖水系春秋两季的地表蒸散发与气温的相关性较强;源区地表蒸散发随着高程的增加而降低,随着坡度的增加而增加,在坡向为东南和西北时,地表蒸散发较高。
2021, 37(3):43-49. DOI: 10.3880/j.issn.1004-6933.2021.03.007
摘要:为划分镇江市降雨场次和分析暴雨特性,基于丹徒站1981—2016年汛期5—10月的逐分钟降雨资料,确定了降雨间隔时间,筛选了暴雨场次,分析了汛期各月暴雨次数和暴雨量的变化特性,解析了不同历时和不同强度暴雨的演变规律。结果表明:镇江市合理的降雨间隔时间为2 h;汛期总暴雨次数呈略微上升的趋势,总暴雨量以每10年43.4 mm的速度增加;汛期暴雨主要集中在6—8月,其暴雨次数占汛期总暴雨次数的73.0%,其暴雨量占汛期总暴雨量的73.5%;7月和8月的暴雨量及其对总降雨的贡献率呈增加趋势,其他月份呈减少趋势,暴雨集中度增强;不同历时的暴雨中,一般暴雨占比最大,特短、短暴雨次数增长趋势显著,且特短暴雨的强度呈增加趋势;不同强度的暴雨中,弱暴雨占比最大,中、强暴雨次数均有不同程度的增长。
2021, 37(3):50-55. DOI: 10.3880/j.issn.1004-6933.2021.03.008
摘要:针对利用遥感影像结合经验阈值提取水体信息需要进行大量试验,难以客观地确定水体与非水体分割阈值的问题,在最大类间方差法的基础上提出了最大类间方差迭代法来优化提取水库水体信息。基于高分一号(GF-1)卫星影像数据,使用归一化差分水体指数(NDWI)法初步提取了水体信息,通过形态学膨胀算法建立缓冲区,采用多次迭代最大类间方差法计算自适应阈值,用于分割水体与非水体,从而实现水体最优提取。实例验证结果表明,提出的优化方法可以有效地消除建筑等非水体地物信息的干扰,较准确地提取水库水体信息在不同时期的特征,总体分类精度与Kappa系数较最大类间方差法提取结果分别提高了9.36%和24.09%,综合精度平均提高了10.42%。
余亚飞,温忠辉,商金华,张曼琦,王鑫,束龙仓,王小博,倪寒茜
2021, 37(3):56-60. DOI: 10.3880/j.issn.1004-6933.2021.03.009
摘要:运用皮尔逊相关系数法分析了明水泉域各水文站月尺度最佳降水滞时,依据最佳降水滞时在旬尺度和日尺度条件下分别计算了2006—2013年泉群流量与各水文站降水量的皮尔逊相关系数,得出与泉群流量关系相对密切的水文站点,从而识别出明水泉域强径流带。结果表明:各水文站最佳降水滞时均为5个月;明水站、闫家域站和旭升站降水量变化与泉群流量过程有较大的一致性,对泉群流量的影响相对较大,3站所在位置可能存在明水泉域岩溶水强径流带。
2021, 37(3):61-65. DOI: 10.3880/j.issn.1004-6933.2021.03.010
摘要:基于淮河流域潢川、淮滨两个水文站1952—2012年的日平均径流数据,采用滑动平均法和Mann-Kendall检验方法分析潢河径流年际变化,采用集中度、集中期、不均匀系数和极值比分析潢河径流年内分布变化,采用IHA法分析泼河水库建成前后潢河河道水文情势的变化。结果表明:泼河水库未对潢河年际径流变化趋势产生显著影响,而对潢河径流的年内分布影响则十分明显,年内分配趋于均匀化,流域生态系统的稳定性有所提升。
2021, 37(3):66-73. DOI: 10.3880/j.issn.1004-6933.2021.03.011
摘要:基于1986—2018年环太湖入出湖水量、降水量、引排水量资料,采用TFPW-MK趋势检验法分析了环太湖各水资源分区年入出湖水量及太湖换水周期的变化特征,并讨论了湖西区年入湖水量以及望虞河和太浦河年出湖水量显著变化的影响因素。结果表明:环太湖年入出湖水量、净入湖水量与各水资源分区年入出湖水量及占比呈现不同的变化趋势;望虞河年入湖水量、出湖水量、入湖水量占比及湖西区出湖水量占比的年际变化最显著;不同年代湖西区年入湖水量及占比均值为各分区最大,太浦河在20世纪80年代后年出湖水量及占比均值为各分区最大;湖西区入湖水量增长贡献率最大,浙西区出湖水量增长贡献率最大;降雨对湖西区年入湖水量及望虞河、太浦河年出湖水量的年际波动影响均较大;太湖换水周期呈递减趋势,从20世纪80年代平均200 d减小为21世纪10年代的154 d。
2021, 37(3):74-79. DOI: 10.3880/j.issn.1004-6933.2021.03.012
摘要:针对不同尺度下地形指数以及蓄水容量的差异问题,以流域栅格地形为依托,提出了蓄水容量的一种尺度校正方法。以地形指数作为辅助因子,通过引入分辨率因子和分形理论分别对决定地形指数的上游集水面积和坡度两个变量进行尺度校正,并根据地形指数与蓄水容量之间的关联关系,计算地形指数校正后的不同尺度蓄水容量。实例验证结果表明,校正后的尺度蓄水容量均趋近于目标尺度蓄水容量,蓄水容量面积分布曲线逼近目标曲线;在仅考虑地形因素下,所提出的校正方法不仅能够有效降低尺度对地形指数和蓄水容量计算的影响,而且能够大幅减小计算工作量,提高计算效率。
2021, 37(3):80-86. DOI: 10.3880/j.issn.1004-6933.2021.03.013
摘要:基于中亚阿姆河流域4个分区1990—2015年间土地利用变化和水资源等数据,运用耕地变化速率、洛伦兹曲线和基尼系数法以及水土资源匹配系数对阿姆河流域耕地变化和水土匹配状况进行了综合分析。结果表明:1990—2015年阿姆河流域耕地以146.74 km2/a的速度在扩张,且各时期、各分区扩张的速度不同;在不考虑咸海来水不断减少、生态持续恶化的前提下,绿洲区匹配状况属比较公平和相对合理状况;阿姆河流域水土资源空间分布存在明显的错位现象;全流域生态用水被农业用水严重挤占,阿姆河流域灌溉面积、灌溉用水量成为影响咸海水量及面积变化的重要因素,是一种不可持续的用水方式。
何振芳,郭庆春,邓焕广,刘加珍,梁天全,于泉洲,姚昕,肖燕,段艺芳
2021, 37(3):87-95. DOI: 10.3880/j.issn.1004-6933.2021.03.014
摘要:基于Landsat与HJ1A/1B多源遥感数据、实测水质数据、光谱数据,利用悬浮颗粒物(SPM)、叶绿素a(Chl-a)质量浓度与水体光学特性之间的关系构建反演模型,模拟SPM、Chl-a质量浓度的时空演变规律及其影响因素。结果表明:1985—2015年,随着南水北调工程的实施,东平湖春季SPM与Chl-a质量浓度变化呈现3个阶段显著变化的特点,且SPM与Chl-a质量浓度总体上呈现负相关趋势,SPM质量浓度较高区域的负相关趋势尤为显著,相关系数最高达-0.86;调水过程中,径流导致的底质再悬浮使得SPM质量浓度增高,而调水注入的稀释作用使得Chl-a质量浓度降低;第一、二阶段SPM与Chl-a质量浓度分布规律主要受大汶河流域污染、围网养殖等综合因素影响,第三阶段主要受水体流速、流向等调水期水动力因素影响。
2021, 37(3):96-101. DOI: 10.3880/j.issn.1004-6933.2021.03.015
摘要:为优化面向市政道路径流污染控制的生物滞留设施填料,运用多目标评价方法对填料的渗透性能、污染物去除效果和经济成本进行综合评估。以我国华北地区的地理特征和市政道路径流污染特征为依据,开展生物滞留柱试验研究,得到填料优化配比为土壤、河沙、草炭土、给水厂污泥(含铝盐)、蛭石、沸石的质量比为30∶24∶6∶20∶10∶10,该填料组合能够维持较好的渗透性能,在污染物(SS、CODCr、TN、NH3-N、TP)去除效果良好的同时,具有填料本地化和固废资源化的特点。
2021, 37(3):102-107. DOI: 10.3880/j.issn.1004-6933.2021.03.016
摘要:为研究初期雨水弃流后不同降雨重现期条件下屋面雨水的污染物质量浓度变化规律,以板房屋面为例,采用3 mm的初期雨水弃流深度,基于暴雨径流管理模型(SWMM),构建了板房屋面径流模型,在采用雨水收集箱中污染物质量浓度实测值对模型验证后,模拟分析了不同降雨重现期板房屋面雨水的污染物质量浓度衰减规律。结果表明:雨水收集箱中污染物质量浓度衰减过程可分为骤降段、过渡段和稳定段3个阶段;衰减曲线符合一阶衰减指数函数分布,决定系数超过0.93;对于同一种污染物,雨水收集箱中污染物稳定质量浓度随降雨重现期增大而减小。
2021, 37(3):108-114. DOI: 10.3880/j.issn.1004-6933.2021.03.017
摘要:为了探究涉水工程建设对湖泊系统的影响,基于二维非稳态水动力模型,对阳澄西湖水动力进行数值模拟,并在水动力模拟正确的基础上建立悬浮物预测模型,模拟了不同风向、施工工况下阳澄西湖隧道围堰施工扰动水体所引起的阳澄西湖悬浮物输移扩散,分析了围堰施工对水域环境的影响。模拟结果表明:围堰抽排水引起的悬浮物浓度增加对水生态影响最为严重,消散时间达到48 h;东北风条件下有利于阳澄西湖南湾悬浮物的消散,抽排水和围堰拆建时的消散时间分别为 40 h 和16 h且高浓度面积小,东南风和西北风为最不利条件,东南风条件下抽排水时的消散时间超过48 h且高浓度面积为0.07 km2,西北风条件下围堰拆建时的消散时间超过28 h且高浓度面积为0.1 km2,都将对水域产生较大影响。建议一期围堰抽排水在春夏季施工,围堰拆除在秋冬季施工,以减少对环境的不利影响。
2021, 37(3):115-120. DOI: 10.3880/j.issn.1004-6933.2021.03.018
摘要:为了解决农村农药面源污染问题,利用小流量渗透法将毒死蜱降解菌负载在微孔渗水型混凝土上,研究不同降雨强度下不同孔隙率混凝土对毒死蜱的降解截留效果。结果表明:对于3种不同透水系数的微孔混凝土,微孔渗水型混凝土负载生物量和生物活性随孔隙率增大呈先升高后降低趋势;对于两种不同的降雨强度,毒死蜱降解率最优的都是孔隙率为48.1%的试样;降雨强度较大时,土壤中毒死蜱析出质量浓度较高,且降雨强度越大析出速度越快,试样对析出的毒死蜱降解效果越差。微孔渗水型混凝土对土壤中残留毒死蜱具有较好的去除效果,材料本身具有高强度、高寿命、低成本等特点,在土壤护坡、河流护岸等方面具有较好的应用前景。
2021, 37(3):121-126. DOI: 10.3880/j.issn.1004-6933.2021.03.019
摘要:为研究丙二酸对铜绿微囊藻的抑制效果,测定了不同浓度和不同投加方式的丙二酸作用下铜绿微囊藻藻细胞密度和叶绿素a质量浓度的变化;在此基础上,通过丙二酸添加后藻细胞藻胆蛋白含量及超微结构的变化,分析了丙二酸的抑藻机理。结果表明:丙二酸对铜绿微囊藻有较强的抑制效果;当丙二酸质量浓度达到60 mg/L时,在试验末期即第12天时对铜绿微囊藻的抑制率达到了87.26%;在相同的作用时间内,与分批投加相比,采用一次性投加丙二酸的方式抑藻效果更强;在丙二酸作用下,藻细胞叶绿素a及藻蓝蛋白质量浓度下降,光合作用受到抑制;在扫描电镜下能够观察到藻细胞结构遭到破坏,胞内物质外泄,从而导致了藻细胞死亡。
2021, 37(3):127-135. DOI: 10.3880/j.issn.1004-6933.2021.03.020
摘要:为探讨硅藻在不同环境中对昼夜温差变化的响应机制,以梅尼小环藻为代表,研究了在高光照与低光照两种条件下,3种不同昼夜温差对梅尼小环藻生物量、光合活性、营养盐吸收利用的影响。试验结果表明:在5~10 ℃范围内,昼夜温差的减小能促进梅尼小环藻细胞密度与叶绿素a的增长,使其比生长速率增加;在高光照下,各组梅尼小环藻的最大量子产量(Fv/Fm)差异显著,降幅范围为36.3%~65.2%(P<0.05),而低光照下各组Fv/Fm的组间差异不显著(P>0.05);此外,随着温差减小,培养基中PO3-4-P的净减小值越大;不同处理组梅尼小环藻对硅的亲和力也表现出差异:高光照下,5 ℃温差组的硅亲和力最高,其半饱和常数(Km)为1.755 ng/L,而低光照下,恒温组的亲和力最高,其Km为4.673 ng/L;不同光照条件下,梅尼小环藻的生理习性对昼夜温差的响应不同,但总体上一定范围内昼夜温差减小有利于梅尼小环藻的生长繁殖。
2021, 37(3):136-144. DOI: 10.3880/j.issn.1004-6933.2021.03.021
摘要:为推进长江大保护,针对长江流域河流生态修复的需求,梳理了美国杜瓦米什河、欧洲莱茵河和德国德莱萨姆河等河流生态修复的实践做法:重视立法和标准化建设,严格制度管理,健全工作机制,强化科技支撑,鼓励全民参与等;分析了长江大保护现状与面临的挑战:政策法规和行业标准不完善,顶层设计与整体谋划不足,工作机制和监管体系不完善,修复工作难点较多且科研能力薄弱,社会力量参与长江生态修复的主体意识不强;提出了长江流域开展河流生态修复工作的建议:健全法规、完善制度、强化机制、创新技术、立体宣传。
2021, 37(3):145-151. DOI: 10.3880/j.issn.1004-6933.2021.03.022
摘要:选取河流的物理特征、水文情势、水环境质量、生物多样性4个方面建立河流健康综合评价指标体系,构建基于复合模糊物元与熵权法的河流健康综合评估数学模型,对淮河干流关键断面进行实例应用研究。结果表明,淮河干流淮滨、王家坝、鲁台子与蚌埠4个关键河段的河流健康指数分别为0.470、0.435、0.462和0.432,河流综合健康水平整体不高,自上游到下游呈下降趋势,由于国家政策和人类活动影响,鲁台子河段的河流健康状况明显升高。
2021, 37(3):152-157. DOI: 10.3880/j.issn.1004-6933.2021.03.023
摘要:为探究生物扰动作用对滨海湿地物质交换的影响,以螃蟹为研究对象进行室内控制试验,模拟了潮汐条件下不同螃蟹密度时沉积物地貌变化和水盐运移情况。结果表明:螃蟹能够将大量地下沉积物搬运至地表,形成起伏多变的微地形,使沉积物表面积明显增大;螃蟹活动能促进地表水与地下水交换,加快浅层土壤的盐分运移过程;地表水与地下水交换量和盐分运移量均随螃蟹密度的增大而明显增大。生物扰动作用是造成沉积物地貌改变的重要因素,进而促进了滨海湿地的水盐交换。
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