2021, 37(5):1-8. DOI: 10.3880/j.issn.1004-6933.2021.05.001
摘要:针对粤港澳大湾区城市河湖水质变化规律复杂、机制不确定等问题,建立了金山湖流域耦合陆面单元、河网、湖泊等不同尺度的“空-地-水”一体化模型,模拟了2017年水量、COD质量浓度和TP质量浓度的变化规律,3个指标的相对误差均在15%以内。模型模拟结果表明,金山湖流域内水质超标严重,枯水期相对丰水期水质较差,典型枯水月12月湖区逐日劣Ⅴ类面积占比大于96.66%;年内中小雨共出现31次,在中小雨后的1~3 d易出现水质下降现象;大雨共出现8次,在大雨后水质得到改善;金山湖流域水质指标浓度与耕地、农村居民点面积呈显著正相关关系,与林地面积呈显著负相关,人类活动强的区域水质相对较差。
2021, 37(5):9-15. DOI: 10.3880/j.issn.1004-6933.2021.05.002
摘要:基于珠海市1981—2010年逐日降水资料及2011—2018年CMADS中国大气同化驱动数据集V1.0及V1.1,利用Manner-Kendall检验法、小波分析法分析不同等级降水分布频率、变化趋势及周期特征,根据NASA GPM IMERG 0.5 h分辨率的降水数据分析香洲城区51场大暴雨及特大暴雨的时程分配特征,并依据城区土地利用类型及气溶胶粒子的变化规律进行成因分析。结果表明:1981—2018年,香洲城区总降水量呈波动减小趋势,下降率每10 a为65.70 mm,主要原因是大雨及暴雨量级雨量的减少;年降水日数及总降水量均经历了增多—减少—增多—减少—增多的4次周期振荡变化,主周期均为25 a左右;场次暴雨持续时间为4.5~23 h,且降水时长有增加趋势,暴雨峰值的出现时间的概率由大到小为夜间、上午、午间、午后;城市化进程引起地面粗糙度增大对移动的降雨系统产生了阻碍效应,对城区降雨时长的增加有一定影响,且暴雨峰值的出现时间与空气中气溶胶粒子的日变化规律相关。
2021, 37(5):16-21. DOI: 10.3880/j.issn.1004-6933.2021.05.003
摘要:通过构建流域水资源、水环境与水生态功能评价指标体系,采用ArcGIS自然间断点分级法分析广东省东江流域水资源、水环境与水生态3类涉水功能的空间格局特征,采用Spearman等级相关系数定量分析3类涉水功能间的交互作用,识别各地区显著水问题类型,并提出相应管控策略。结果表明:广东省东江流域水资源、水环境与水生态功能评价等级空间格局体现出显著的空间差异性;流域水资源、水环境与水生态功能间的交互作用类型为兼容;基于3类涉水功能评价等级及功能间交互作用类型,将广东省东江流域10个评价单元划分为水资源、水环境、水生态、水资源-水环境、水生态-水环境及非显著型6个显著水问题类型。
2021, 37(5):22-29. DOI: 10.3880/j.issn.1004-6933.2021.05.004
摘要:选取位于粤东、闽西南地区的韩江流域为研究对象,基于CA-Markov模型对2050年流域土地利用空间格局进行预测,构建SWAT分布式水文模型,以未来土地利用情景和气候变化情景为变量进行水文模拟,分析不同情景下韩江生态流量的时空演变特征。结果表明,未来城镇化扩张将使梅江支流中上游成为韩江流域内生态流量对土地利用变化最为敏感的区域;土地利用和气候变化将导致韩江流域枯水期流量整体减小,枯水期流量对环境变化更加敏感;韩江流域生态流量变化特征将呈现从西南到东北由升到降的趋势,梅江支流中上游地区的生态流量将得到改善;梅江和汀江两大支流上游区域生态流量对气候变化更为敏感;韩江流域径流总量下降,但丰枯流量分化加剧,长期来看枯季生态流量保障风险可能进一步增大。
2021, 37(5):30-35. DOI: 10.3880/j.issn.1004-6933.2021.05.005
摘要:基于水资源、社会、经济和生态环境4个系统提出了水资源承载力评价指标体系,以系统宏观行为为研究对象,通过引入影响系统演变过程的序参量,构建了基于系统协调性的水资源承载力评估模型,并以2019年广州市水资源承载力评估为例对模型进行了验证。结果表明,从化区、中心区以及番禺区区域处于水资源超载水平,黄埔区和南沙区具有较好的水资源承载力,花都区、增城区在不同程度上面临着水资源紧张的问题,存在超载的风险,该评价结果符合广州市实际,验证了模型的有效性和适用性,可为区域水资源规划与管理提供参考。
2021, 37(5):36-42. DOI: 10.3880/j.issn.1004-6933.2021.05.006
摘要:为研究珠江口城市河流水体高光谱特征与城市河流水质指数(CWQI)的关系,对中山市典型河流开展了高光谱监测和同步水质分析,基于偏最小二乘回归(PLSR)建立了高光谱数据与CWQI的反演模型,并研究了反演模型的最佳光谱分辨率和最优主成分数。结果表明:基于化学需氧量、总磷、氨氮和溶解氧4项水质指标质量浓度值计算得到的CWQI值可较好地反映研究区河流水质状况;水体不同波段的光谱反射率与CWQI存在一定的相关性,可用于区分不同CWQI的水体;光谱分辨率为50 nm、提取主成分数为8时的反演模型效果最优,验证集均方根误差和平均相对误差分别为0.768和18.1%。将该反演模型与无人机高光谱监测数据结合,可较好地反映河流水质的空间差异。
2021, 37(5):43-47. DOI: 10.3880/j.issn.1004-6933.2021.05.007
摘要:为有序推进污水资源化建设,应用层次分析法,从水资源开发利用需求、用水效率提升需求和水环境质量改善需求等角度构建了广东省各地市污水资源化建设需求评价层次结构模型,对不同地市开展污水资源化建设的需求动力进行了分析。结果表明:深圳、东莞和广州对开展污水资源化建设需求强烈,珠海、汕头、佛山等9个地市需求一般,汕尾、韶关、河源等9个地市需求较弱。
2021, 37(5):48-55. DOI: 10.3880/j.issn.1004-6933.2021.05.008
摘要:基于2015—2019年粤港澳大湾区8个主要入海河口断面的水质监测数据,选取BOD5、NH3-N、COD、TP、TN 5种常规水质指标和Hg、Pb、Cu、Zn、Cr6+、Cd 6种重金属指标,依据GB 3838—2002《地表水环境质量标准》,应用污染指数法和季节性Kendall检验法,对粤港澳大湾区入海河口进行水质评价与变化趋势分析。结果表明:当前粤港澳大湾区入海河口污染类型主要为氮磷污染,主要污染物为TN,东江流域入海河口污染程度大于西北江三角洲流域;有机污染和重金属污染较轻,重金属元素Hg的污染指数在2019年呈快速上升趋势;2015—2019年,BOD5浓度下降趋势最为显著,NH3-N和COD浓度下降明显,TP和TN污染无好转;东江流域入海河口污染呈好转趋势,西北江三角洲流域入海河口污染呈加重趋势。
2021, 37(5):56-61. DOI: 10.3880/j.issn.1004-6933.2021.05.009
摘要:为服务长三角生态绿色一体化发展示范区建设及精细化管理,保障示范区水资源安全,梳理了示范区水资源保护协作现状及其存在问题,分析了水资源保护协作机制的新要求,借鉴国外跨区域水资源保护协作典型案例的实践经验,提出了基于示范区的信息共享、相关标准衔接、水资源保护协调联动等3项机制和完善重点领域法制保障、加强跨界水体联合监测、强化联合执法监管、引入多元化市场投资模式等4项配套政策措施,可进一步推动示范区水资源精细化管理与保护。
2021, 37(5):62-67. DOI: 10.3880/j.issn.1004-6933.2021.05.010
摘要:为全面细致地评估上海市长宁区的除涝能力,基于翔实的基础资料构建了苏州河水系精细化河网水动力模型,并对模型进行了率定和验证,采用该模型模拟分析了现状和规划两种工况下,长宁区的面平均最高水位的特征值和主要河道的最高水位。结果表明,长宁区在现状工况下,除涝能力为10~20年一遇;在规划工况下,除涝能力达到20年一遇,但仍未达到上海市《治涝标准》要求的30年一遇标准。经过进一步分析计算,建议增加0.504 km2临时滞蓄区来提高区域调蓄能力,可使长宁区除涝能力达标。
2021, 37(5):68-74. DOI: 10.3880/j.issn.1004-6933.2021.05.011
摘要:为解决长期以来信息化建设存在的资源分散、条块分割、标准不统一、无法共享共用、重复建设等问题,塔里木河流域管理局以水利部信息化资源整合共享总体思路为指导,开展以流域水资源管理为核心的信息化资源整合工作。通过流域标准体系建设、数据资源整合、应用资源整合,建立了流域一张渠系拓扑图、一套业务关系表、一套业务流程和一套信息化规约,基于塔里木河流域云平台,建成了塔里木河流域一个库、一张图和服务于全流域统一管理调度的塔里木河流域管理局综合业务应用平台,实现了“总量控制、协同管理,一级部署、多级应用”的资源整合共享目标,逐步实现了流域精细化管理与调度,为实现塔里木河流域智慧化管理打下了坚实基础。
2021, 37(5):75-80. DOI: 10.3880/j.issn.1004-6933.2021.05.012
摘要:针对目前城市区域内涝频发且传统内涝积水监测方法具有危险性大、成本较高及时效性较低等问题,提出了一种利用深度学习技术的城市道路积水快速监测方法,该方法基于卷积神经网络,可对输入积水图像数据集进行积水特征提取。选取西安理工大学校内积水情况进行验证,结果表明该方法对数据集的训练和验证的平均准确率分别为96.1%和90.1%,能较准确实现图像积水面积自动提取,从而实现城市内涝监控图像中的积水区域自动识别和积水面积自动获取。
2021, 37(5):81-88. DOI: 10.3880/j.issn.1004-6933.2021.05.013
摘要:为了给沉积物-水界面通量的原位长效观测研究提供技术支撑,对水环境涡动相关技术的实现路径和应用方向进行了系统梳理。回顾了水环境涡动相关技术的发展历程并对比分析了其技术特征,从理论基础、系统构建和数据处理三方面介绍了该技术的实现方法,并总结了该技术的应用方向和目前面临的挑战。水环境涡动相关技术具有底质适用类型多样、不干扰沉积物结构、测量足迹大且时间精度高等特点,适用于河流、湖泊、水库、海湾及深海等环境的沉积物-水界面通量观测,能够为水体环境修复、生态系统代谢评估及潜流交换等研究提供支持。
2021, 37(5):89-93. DOI: 10.3880/j.issn.1004-6933.2021.05.014
摘要:针对水文模型与GIS平台数据结构不一致这一数字流域集成的最大障碍,从模型角度研究地理数据与GIS融合的标准方法,并设计了标准化地理数据接口和可复用地理数据组件。自定义GIS兼容的地理数据结构,解决了GIS与水文模型高度集成的时空特征和拓扑结构不匹配问题。以软件工程中常用的组件接口技术为核心方法,提炼水文模型所采用的地理数据共同点。提出ArcGIS平台能够接受的模型通用地理数据标准并编列相应的标准接口和组件,推动GIS与水文模型紧密耦合的研究与应用。
2021, 37(5):94-101. DOI: 10.3880/j.issn.1004-6933.2021.05.015
摘要:为了提高地表地下双重人类活动干扰下的流域洪水模拟精度,基于调蓄水库概念提出了考虑地表水利工程和地下水超采影响下的网格化降雨径流模拟方法,通过在栅格新安江模型基础上引入地表地下双调蓄模块,构建了栅格新安江-地表地下双人工调蓄分布式水文(GXAJ-DAR)模型,将该模型同半分布式新安江-海河模型在海河的典型流域清水河流域进行了验证比较。结果表明:GXAJ-DAR模型在清水河流域的模拟精度高于新安江-海河模型;基于栅格的双调蓄结构能根据水利工程控制区域和地下水埋深的实际空间分布对地面和地下径流人工调蓄过程进行准确模拟;GXAJ-DAR模型对自由水蓄水库蓄水容量参数的取值较新安江-海河模型更加合理,能有效提高清水河流域的洪水模拟精度。
2021, 37(5):102-111. DOI: 10.3880/j.issn.1004-6933.2021.05.016
摘要:基于多层次投入产出法,核算了京津冀地区各部门的三层次体现水强度及体现能源强度,分析了京津冀地区水与能源的“源”与“汇”流通特征,构建了水-能源贸易间接消耗资源压力指数,对贸易引发的资源压力进行了定量化分析。结果表明,京津冀三地全行业平均体现水强度分别为69.90 m3/万元、68.51 m3/万元和103.13 m3/万元,体现能源强度分别为28.58 GJ/万元、22.84 GJ/万元和38.29 GJ/万元,资源利用效率天津最高、河北最低;北京和天津受限于资源禀赋条件,倾向于调入原产品和最终消费品,其经济和资源之间的脱钩发展得益于将资源密集型产品的生产转移至其他省份,河北则为京津地区资源安全使用提供了保障;体现水贸易对北京和天津各部门水资源压力的缓解作用显著强于河北,体现能源贸易对北京各部门能源压力的缓解作用显著强于天津和河北;体现水贸易对京津冀地区能源压力的影响显著低于体现能源贸易对水资源压力的影响,能源耗水在水-能源纽带关系中起到主导作用。
2021, 37(5):112-116. DOI: 10.3880/j.issn.1004-6933.2021.05.017
摘要:依据山西省自然地理及经济发展状况,从自然、人为、承载力等三方面影响水资源脆弱性的因素中选取8个指标构建水资源脆弱性评价体系,运用基于熵权的模糊集对法对山西省11个地级市2012—2018年水资源脆弱性进行评价,并比较了模糊综合法、灰关联分析法和基于熵权的模糊集对法3种方法2018年的评价结果。结果表明,山西省存在用水效率较低、地下水超采、水污染、水土流失等主要问题,整体水资源脆弱性属于比较脆弱和严重脆弱等级;提出通过调整产业结构、优化配置水资源、提高污废水回收利用率、恢复植被等对策改善山西省水资源脆弱性状况。
2021, 37(5):117-123. DOI: 10.3880/j.issn.1004-6933.2021.05.018
摘要:针对现阶段我国在矿井水资源化政策制定、科学研究、人才培养及宣传等方面存在的问题,在总结全国53处煤矿矿井水利用率、利用方式、利用价格等现状的基础上,分析了矿井水资源化利用的制约因素,提出了出台落地性政策、加强创新人才建设培养、分质分类利用、加大宣传和发挥行业协会作用等政策方面的建议,指出高质量矿井水的开发、矿井水资源热能利用、产业化和规模化经营、废弃矿矿井水资源化利用等是矿井水热能利用的方向。
2021, 37(5):124-130. DOI: 10.3880/j.issn.1004-6933.2021.05.019
摘要:选取2000—2018年作为研究期,以石河子市、玛纳斯县和沙湾县为主要研究对象,归纳出玛纳斯河流域现状用水结构的演变特征,利用信息熵理论、基尼系数和洛伦兹曲线分析了流域的水资源空间匹配程度。结果表明:2000年以来流域的用水总量整体呈上升趋势,用水量增加了11.76%,整体变化程度较小,用水结构的信息熵总体持续增长,信息熵水平从2000年的0.209增加到2018年的0.448,用水总量得到一定控制,用水系统均衡度也逐渐增强,生活、生态用水的空间分布不均衡程度提高,总体来看,水资源与人口和降水较为匹配,与耕地相对匹配,与工业产值较不匹配,各区域工业耗水情况差异度增加,生态用水空间分布趋于均衡,需调整产业经济结构,缩减高耗水企业数量,发展低耗水产业,对水资源进行集约利用,重视生态保护工作,完善水管理机制,实现流域经济社会的健康发展。
2021, 37(5):131-139. DOI: 10.3880/j.issn.1004-6933.2021.05.020
摘要:为了探究低影响开发(LID)措施对城市雨水-径流-污染过程的改善效果,以广州市某区域为例,提出了4种LID改造措施(绿色屋顶、生物滞留池、透水铺装、3种LID组合),并构建了SWMM模型来模拟分析5种暴雨重现期下不同LID改造措施的水文水质效应。结果表明:单一LID改造措施下,暴雨重现期较大时透水铺装效果最好,该情景下洪峰削减率、峰现时间延迟和总流量削减率都达到了最大;3种LID组合对总流量削减率最高,为26.12%~34.40%;单一LID改造措施下,透水铺装对COD与NH3-N质量浓度峰值削减和峰现时间延迟效果最佳;3种LID组合对COD和NH3-N总量削减率最高,分别为50.51%~60.83%和53.16%~58.47%。LID改造措施对城市内涝、COD和NH3-N都有不同程度的减轻或削减,其中LID组合改造措施的效果最好。
2021, 37(5):140-146. DOI: 10.3880/j.issn.1004-6933.2021.05.021
摘要:从流域尺度研究北京市水环境时空特征,综合分析流域水环境现状。研究结果表明:北京市流域水环境质量时空异质性显著,上游流域地表水水质显著优于下游流域,地表水体流经中心城区后,水质开始恶化,表明中心城区仍是流域污染的主要来源。2018—2019年地表水水质类别月际间波动明显,表明地表水体并未持续改善,为陆域非点源和点源污染输入、内源污染释放与河流生态环境用水严重不足等多重因素所致。提出加大流域污染源头整治力度、全面推进中心城区海绵城市建设、继续增加河流生态环境用水补给、探索水环境治理领域市场有效引入机制、强化流域水环境综合协同管理等北京市流域综合治理措施。
2021, 37(5):147-152. DOI: 10.3880/j.issn.1004-6933.2021.05.022
摘要:为了解海河流域中部表层沉积物中重金属分布特征和污染现状,分别测定了17个采样点表层沉积物中Cr、Ni、Cu、Zn、As、Cd、Hg、Pb共8种重金属元素质量比,并采用相关性分析法、富集系数法、地累积指数法分析其同源性、污染来源及污染程度。结果表明:海河流域中部表层沉积物中重金属质量比整体上较历史水平有所下降,8种重金属元素的污染系数从高到低依次为Cd(1.98)、Hg(1.80)、Cu(1.37)、Zn(1.18)、Pb(1.12)、Ni(1.07)、Cr(1.02)、As(0.77),Cd污染相对严重;Cd和Hg的富集系数平均值均高于1.5,污染来源以人为输入为主,其余6种重金属元素则主要以自然来源为主;海河流域中部重金属总体上污染较轻,个别点位污染等级达到中度污染。
2021, 37(5):153-158. DOI: 10.3880/j.issn.1004-6933.2021.05.023
摘要:针对传统GM(1,1)模型存在灰色偏差和抗干扰能力弱的问题,建立一种等维新息灰色马尔科夫模型。该模型采用灰色马尔科夫模型改进传统GM(1,1)模型,再利用等维新息思想更新建模所需数据序列。运用该模型对南四湖2019—2021年的水质状况和水质演变趋势进行预测,结果表明:灰色马尔科夫模型的相对误差小、精度高、预测结果合理;2019—2021年南四湖水质整体呈现由北向南逐渐变好的趋势,其中CODCr、NH3-N、CODMn质量浓度呈下降趋势,TP、TN质量浓度有上升现象,存在超标风险,应加强对南四湖流域TP、TN的控制。
2021, 37(5):159-168. DOI: 10.3880/j.issn.1004-6933.2021.05.024
摘要:系统梳理了灌区水生态环境污染物来源及类型、污染物迁移转化过程和风险评价方法,从地表水生态环境风险评估、地下水生态环境风险评估、土壤生态环境风险评估和人体健康风险评估4个方面,系统总结了灌区水生态环境风险评估的研究进展,提出今后应加强灌区水生态环境污染治理及相关管理制度研究、加大灌区水生态环境风险评估机理研究、加强灌区水生态环境和农产品质量安全风险预警技术研究以及加强生态灌区建设与评估。
2021, 37(5):169-176. DOI: 10.3880/j.issn.1004-6933.2021.05.025
摘要:为提升山东省菏泽市郓城南湖的水质,根据南湖的现状条件,定量计算了年入湖污染负荷总量,并结合文献调研的常见净水植物和动物的去污能力,以GB 3838—2002《地表水环境质量标准》中的Ⅳ类水为目标,设计了基于水生态系统平衡的南湖水体综合净化方案。方案中根据入湖污染负荷量计算了芦苇、荷花、黄菖蒲等水生植物的种植面积,并基于MIKE21模拟得到的南湖氮浓度场分布进行了生态浮岛的平面布置;提出了适宜的水生动物(鱼类和底栖动物)放养种类和数量。根据设计的水体净化方案,评估结果表明,未来湖水水质除COD指标外,其他指标都能够达到Ⅳ类水水质标准;COD主要来源于旅游污染,因此旅游污染的控制对保证湖区水质十分关键。
总访问量: 今日访问:
水资源保护 ® 2024 版权所有