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    [摘要] (122) [HTML] (0) [PDF 9.20 M] (356)
    摘要:
    从平衡的概念出发,针对经济社会与生态用水竞争问题,提出了经济社会与生态用水平衡的概念,并论述了其内涵及特性;构建了经济社会与生态用水平衡计算规则框架,包括遵循四大规律、基于六大理论、考虑六大因素、符合三大准则;提出了经济社会与生态用水平衡的计算思路,包括资料处理、量化计算、结果检验3个步骤,并给出了其计算方法和计算结果表征方式。以2019年沁河流域为例,量化了流域经济社会与生态用水平衡;在求解一次平衡点以及经济社会用水刚性约束、生态用水刚性约束、综合效益刚性约束条件下平衡结果的基础上,综合考虑六大因素以及总需水量与水资源总量关系,确定了沁河流域经济社会与生态用水平衡点,即经济社会用水与生态用水的比例为0.71∶0.29。
    2024,40(3):11-19, 27 DOI: 10.3880/j.issn.10046933.2024.03.002
    摘要:
    基于供水服务“供流需”(供给流动需求)的研究思路构建水安全框架,采用水生态系统服务供需比测度水生态系统供需服务盈余和赤字状态,提取水生态“源”“汇”区,采用最小累计阻力模型识别“源汇”廊道和脆弱节点,进而分析东北地区水安全格局。结果表明:2000—2020年东北地区产水量和需水量均呈增加态势,空间上产水量大致呈东多西少分布,需水量的空间分布与人口密度、社会经济发展程度高度一致;整体而言,研究期内水生态系统供需服务主要表现为盈余状态,且盈余面积逐渐增加;水生态“源”区主要分布在东部及中部地区的耕地和林地,水生态“汇”区主要集中在西部地区的耕地、林地和未利用地;东北地区的水生态“源汇”廊道主要为松花江、绥芬河、辽河、图们江、大凌河、太子河等河流及其支流;辽宁中部、长春、哈尔滨等地多个供水节点较为脆弱,黑龙江中部的供水节点需要加强保护。
    2024,40(3):20-27 DOI: 10.3880/j.issn.10046933.2024.03.003
    摘要:
    为降低黄河上游水电站群调度中新能源消纳对河流径流情势和生态完整度的影响,以河流径流情势变化最小、水电站群发电量最大、发电出力平稳性最高为目标,建立了风水光多能互补系统生态调度模型,采用多目标进化算法求解,探讨了多能互补系统发电出力、新能源消纳及河流生态保护之间的均衡关系。结果表明:水电站群发电量和河流生态保护目标之间呈现明显的竞争关系,多能互补系统的发电出力波动越大,水电站群发电量越大,径流情势变化也越大;入库径流量越大,水电站群生态调度对径流情势的影响越小;多能互补系统生态调度对径流情势的影响主要集中在年发生高/低流量脉冲次数和流量平均增加率/减少率这两项指标,在枯水年发电量最大的调度结果中,年发生低流量脉冲次数和流量平均减少率指标的变化最大。
    2024,40(3):28-34, 51 DOI: 10.3880/j.issn.10046933.2024.03.004
    摘要:
    为了提高干旱半干旱地区植被变化影响下的水文模型模拟精度,结合植物根系的垂直分布与气候、土壤条件,提出了基于流域气象和土壤性质等下垫面特征的流域根系平均深度估算方法,以黄土高原地区无定河流域为例,构建了考虑植被根系深度动态变化的可变下渗容量(VIC)径流模拟模型(VIC-DR模型)。将该模型径流模拟结果与有汇流演算的VIC模型(VIC-R模型)结果进行比较。结果表明:与VIC-R模型相比,VIC-DR模型模拟精度显著提高,VIC-DR模型对无定河流域月尺度、日尺度径流量模拟结果的纳什效率系数分别提高了10.6%和8.7%,相对误差分别下降了15.4%和5.1%,与实测值相关系数均大于0.6;VIC-DR模型的模拟结果符合流域实际情况,模型适用性良好。
    2024,40(3):35-43, 70 DOI: 10.3880/j.issn.10046933.2024.03.005
    摘要:
    为探究子牙河流域干旱时空分布特征,基于2001—2021年逐月降水和遥感蒸散栅格数据,采用标准化降水蒸散指数(SPEI)和标准化蒸散发亏缺指数(SEDI)表征流域干旱情况,运用Sen斜率估计和Mann-Kendall检验法分析了流域2001—2021年季尺度干旱时空分布及变化趋势,统计了干旱面积、干旱次数、干旱历时和干旱烈度等特征变量。结果表明:SPEI对子牙河流域旱情发生时间、程度和范围识别的准确率更高,2001—2021年流域SPEI呈上升趋势,表现出湿润化态势,冬季SPEI呈下降趋势,表现为干旱化态势,忻州、阳泉市等地存在显著干旱化的区域;流域各季节干旱面积占比呈现波动变化,部分年份出现大范围季节性干旱,夏旱和秋旱干旱面积占比最高,超过90%;忻州和阳泉市部分区域、石家庄市西部区域和衡水市北部区域呈现干旱次数少、历时长、烈度大的特点,邯郸和邢台市部分区域、衡水市南部区域、石家庄市东部区域表现为干旱次数多、历时短、烈度小的特征。
    2024,40(3):44-51 DOI: 10.3880/j.issn.10046933.2024.03.006
    摘要:
    利用植被总初级生产力和高精度分层土壤含水量数据分析了2001—2020年黄河流域生长季总初级生产力时空分布和变化特征,量化了流域不同深度土壤湿度之间的相关关系,探究了不同植被类型在生长季的总初级生产力对土壤连续水分亏缺事件的响应关系。结果表明:黄河流域总初级生产力空间上呈东高西低、南高北低的分布特征,生长季耕地累积总初级生产力最大、林地次之、草地最小,研究期内流域总初级生产力整体呈上升趋势,耕地相对增速最大、草地次之、林地最小;流域土壤湿度在空间和时间上均有显著差异,表层土壤含水量波动对深层土壤含水量的影响随深度增加而减小,林地和耕地表层与深层土壤含水量的相关性远高于草地;流域草地和耕地总初级生产力对土壤水分的深度敏感区间为0~40cm,林地的深度敏感区间为0~100cm,在深度敏感区间内,随着土壤连续水分亏缺天数的增加,草地和耕地总初级生产力依次经历短暂平稳、加速下降、降速趋缓的变化过程,而林地总初级生产力则表现出短暂下挫、长时间平稳、加速下降的变化特征。
    2024,40(3):52-60 DOI: 10.3880/j.issn.10046933.2024.03.007
    摘要:
    基于东江流域上、下游控制断面龙川站和博罗站1956—2010年逐月流量及流域内枫树坝、新丰江和白盆珠水库逐月入库和出库流量数据,采用水库调控流量还原法,结合动态阈值法和固定阈值法识别水文干旱,系统分析了两类阈值法识别的水文干旱形成与演化过程的差异及其对大型水库调控的响应规律。结果表明:两类阈值法针对的干旱本底概念不同,识别的水文干旱年内分布和干旱开始、峰值和终止月份差异显著;动态阈值法识别的水文干旱在年内各月均匀分布,固定阈值法识别的水文干旱集中分布在枯水季(10月至次年3月),干旱峰值多出现在11月至次年2月,干旱终止月份以汛前期3、4月为主,干旱开始、峰值和终止月份与研究区水文丰枯转换月份较吻合;两类阈值法均能较好地表征水文干旱的发展和恢复过程及其对大型水库调控的响应特征,即水库调控在缩短干旱历时、降低干旱烈度、延后水文干旱开始和峰值月份以及提前干旱终止月份等方面发挥重要作用。
    2024,40(3):61-70 DOI: 10.3880/j.issn.10046933.2024.03.008
    摘要:
    为研究2022年长江流域不同类型干旱的时空响应关系,基于三维时空聚类识别方法在月尺度下提取2022年长江流域气象、农业和水文干旱事件,在候尺度(5d)下利用三类型干旱事件对匹配规则识别2022年长江流域存在时空联系的气象农业水文干旱事件对,定量揭示各类型干旱之间的时空响应关系。结果表明:三维时空聚类识别方法在月尺度下识别出历时大于2月的气象、农业和水文干旱事件分别为3、2和2场,能够清晰地刻画出各类型干旱在时空上的发生、发展、消亡过程;利用三类型干旱事件对匹配规则在候尺度下识别出2022年长江流域1场气象农业水文干旱事件对,即由气象和农业干旱事件共同引发的水文干旱事件,该场干旱事件对中各类型干旱事件迁移路径均为长江上游至中下游迁移,最终分别在湖北,重庆和湖北结束。
    2024,40(3):71-77 DOI: 10.3880/j.issn.10046933.2024.03.009
    摘要:
    为实现未来不同时间尺度下的水资源空间均衡与动态调控,创建了一套完整严谨、可动态调控的“四水四定”模型体系。通过模糊信息粒化窗口的支持向量机模型预测区域未来总用水量,利用基于时间序列相似性分析的自回归支持向量机模型预测区域未来分用水量,并对两类数据进行不确定性分析;构建了复杂回归函数对各类用水指标进行情景预测,经统计检验后将其作为当前用水模式下未来用水指标;构建了“四水四定”水资源承载力模型和水资源空间均衡模型,基于未来总用水量、未来各分用水量、未来用水指标,选用水资源负载系数、用水效益和水土资源匹配系数3个指标,结合基尼系数量化水资源空间均衡度,分析当前用水模式下未来水资源均衡度;构建了最优化模型,以最小化基尼系数为目标函数调整未来用水模式,实现水资源动态调控。所创建的模型体系可以实现未来不同时间尺度下的水资源空间均衡与动态调控。
    2024,40(3):78-89 DOI: 10.3880/j.issn.10046933.2024.03.010
    摘要:
    针对现行干旱区绿洲尺度灌溉用水效率评价对生态服务效益考虑不足的问题,提出了在绿洲尺度上考虑生态耗水的灌溉用水效率评价指标和方法,并应用于宁夏引黄灌溉绿洲。结果表明:宁夏引黄灌溉绿洲农田蒸散消耗水量中的灌溉水量平均占比达74.7%,生态系统蒸散消耗水量中的灌溉水量平均占比达39.8%,灌溉水对生态系统的支撑作用显著;考虑生态耗水前后的灌溉用水效率差为0.052~0.074,占未考虑生态耗水灌溉用水效率的13.9%~16.1%,灌溉水的生态服务效益明显;提出的评价指标与方法合理可行,能客观反映干旱区灌溉用水的综合效益。
    2024,40(3):90-97, 148 DOI: 10.3880/j.issn.10046933.2024.03.011
    摘要:
    为确定径流序列相空间重构后的水文学含义并提高径流中长期预测精度,基于混沌理论进行径流序列相空间重构,并对径流影响因素与重构后相空间列向量进行相关性分析。在此基础上建立了混沌理论与人工神经网络耦合(Chaos-BPNN)的径流预测模型,并应用于黑河上游莺落峡水文站和正义峡水文站。结果表明:径流序列重构后相空间列向量具有明确的水文学含义;Chaos-BPNN径流预测模型仅需径流序列数据就可进行建模和预测,规避了径流预测过程中主控因素难以确定和不易量化的问题;黑河上游降水量、输沙量、水位和气温分别与重构后相空间的第1、3、6、7列具有较高的相关性,风速与任何一列都不相关,推测雪线高程、植被覆盖率以及土地利用类型等因素与第2、4、5列存在相关性;构建的Chaos-BPNN径流预测模型在黑河上游莺落峡水文站和正义峡水文站的径流预测精度均在86%以上。
    2024,40(3):98-105, 124 DOI: 10.3880/j.issn.10046933.2024.03.012
    [摘要] (108) [HTML] (0) [PDF 10.17 M] (297)
    摘要:
    为了评估高度城市化建设背景下暴雨侵袭时城市街区内涝灾害的演变过程,以北京市海淀区清河流域某典型排水分区为研究对象,构建了基于SWMM与LISFLOOD-FP模型的水文水动力耦合模型。选择P20210712、P20210718和P20210823 3场实测降雨率定和验证模型参数,并应用于P20210703实测降雨的预测,同时选取降雨重现期分别为10、20、30、50a的长历时(24h)设计降雨情景进行内涝模拟分析。结果表明:3场实测降雨条件下模型的纳什效率系数分别为0.76、0.68、0.71,模型参数设置合理;P20210703实测降雨条件下,模型模拟所得淹没范围、淹没水深与实际观测情况较为吻合,耦合模型精度较高;4种不同降雨重现期的长历时设计降雨情景下,溢流节点数和溢流总量均随降雨重现期的增大而增加,淹没深度大于1.00m的淹没面积从降雨重现期为10a的0.024km2,增大到降雨重现期为50a的0.345km2,主要集中在上地下凹桥区、安宁庄西路、安宁庄中街、安宁庄路等位置,与观测情况吻合较好。
    2024,40(3):106-115 DOI: 10.3880/j.issn.10046933.2024.03.013
    摘要:
    选取CMIP6中5种全球气候模式,利用算术平均、权重平均、多元线性回归、BP神经网络、长短期记忆(LSTM)神经网络和随机森林(RF)等6种多模式集成方法,基于黄河流域水源涵养区历史降水量和气温数据,评估不同集成方法的模拟效果,并选取模拟效果最好的多模式集成方法预估未来SSP1-2.6、SSP2-4.5和SSP5-8.5 3种情景下黄河流域水源涵养区的降水和气温变化趋势。结果表明:多模式集成能很好地再现基准期降水和气温变化,3种机器学习算法表现相对较好,其中LSTM神经网络最好;在未来3种情景下,多年平均降水量均有所增加,四季降水量变化各有差异;SSP1-2.6情景下年降水量峰值出现在各时段初期,SSP2-4.5和SSP5-8.5情景下的年降水量呈增长趋势,远期下降趋势较明显;3种情景下气温都呈上升趋势,但变化差异较大,增温幅度和速率由小到大为SSP1-2.6、SSP2-4.5 、SSP5-8.5,秋季气温增幅最大,冬季最小;多模式集成方法对未来降水量和气温的预估存在较大的不确定性,均表现为中远期大于近期,降水量预估的不确定性比气温大,其中降水量秋冬季不确定性明显大于春夏季。
    2024,40(3):116-124 DOI: 10.3880/j.issn.10046933.2024.03.014
    摘要:
    采用层次分析法识别博斯腾湖景观关键点,基于湖泊特征水位分析,构建了景观关键点水位和景观适宜度的模糊隶属度分布函数,计算了不同季节博斯腾湖景观适宜水位范围。结果表明:湖泊水质、年旅游业收益是识别博斯腾湖景观关键点的主要因素;博斯腾湖最佳景观水位为1046.70m,低警戒水位为1045.00m,高警戒水位为1047.90m,低、高破坏边缘水位分别为1045.40m和1047.40m;不同季节博斯腾湖景观适宜水位存在差异,春季和秋季景观适宜水位范围为1045.90~1047.16m,夏季为1046.00~1047.00m,冬季为1045.85~1047.25m。
    2024,40(3):125-132 DOI: 10.3880/j.issn.10046933.2024.03.015
    摘要:
    基于3种卫星降水产品,提出了一种基于随机森林模型的长江流域分区多源融合降水模拟算法(FCM-RF算法)。采用模糊C均值算法,结合地面观测站点资料对长江流域进行降水区域划分,引入降水比降刻画降水空间性,进一步通过普通克里金插值法优化融合结果,得到一套长江流域空间分辨率为0.25°×0.25°的多源融合降水产品,并对其进行了评估。结果表明:FCM-RF算法在长江流域具有良好的表现,可以有效提高原始卫星降水产品对于降水事件的捕捉能力,在验证站点模拟降水量与实测降水量的相关系数可达到0.76;FCM-RF算法在年际上具有相似变化特征,对于春秋季降水的敏感性较高,在夏季由于强降水影响表现欠佳,冬季由于雨量稀少、存在固态降水,呈现出误差小、相关系数较低的特点;FCM-RF算法在东南地区具有较强的降水捕捉能力,在青藏高原地区的准确性较低。
    2024,40(3):133-139, 148 DOI: 10.3880/j.issn.10046933.2024.03.016
    摘要:
    采用粗糙度量化沥青道路的表面特征,通过模型模拟、相关性分析等方法分析了道路表面粗糙度对降雨径流颗粒物冲刷输出特性的影响。结果表明:道路粗糙度、降雨强度是影响道路表面径流颗粒物冲刷输出过程的关键因素,道路粗糙度越低、降雨强度越大,道路表面径流颗粒物冲刷效应越强烈、场次降雨径流颗粒物累积冲刷量越大、径流颗粒物冲刷输出总体水平越高;道路粗糙度与降雨强度、径流历时共同影响径流颗粒物粒径分布,道路粗糙度为影响径流颗粒物粒径分布的主导因素,道路粗糙度越低、径流历时越长、降雨强度越大,径流中粒径不小于150μm的颗粒物体积占比越高,粒径小于75μm的颗粒物体积占比越低。
    2024,40(3):140-148 DOI: 10.3880/j.issn.10046933.2024.03.017
    摘要:
    基于空间数据和属性数据,构建了汉江安康断面以上流域环境水文预测(HYPE)模型,模拟了2012—2016年安康水文站的降水量和径流以及研究区非点源总氮、总磷污染负荷。结果表明:HYPE模型日径流量和月径流量模拟结果率定期纳升效率系数分别为0.78、0.90,验证期分别为0.69、0.87;总氮、总磷负荷模拟结果率定期纳什效率系数分别为0.71、0.69,验证期分别为0.68、0.63,表明HYPE模型在研究区具有良好适用性;汉江安康断面以上流域总氮和总磷非点源污染负荷主要集中在6—10月,主要来源于农业化肥施用与水土流失;研究区总氮单位面积负荷流失量为0.354~6.139kg,总磷单位面积负荷流失量为0.012~0.395kg,总氮、总磷流失最严重的区域主要分布在流域偏南部,合理使用化肥、加强防治水土流失是控制研究区非点源污染的有效措施。
    2024,40(3):149-156 DOI: 10.3880/j.issn.10046933.2024.03.018
    摘要:
    为研究锁磷剂(LMB)与增氧剂CaO2联合应用对富营养化湖泊沉积物中砷(As)污染的去除效果,理清联用技术对沉积物水界面As的去除机制,以太湖梅梁湾底泥为研究对象开展模拟试验。结果表明:LMB与CaO2联用对沉积物中的As的去除效果优于LMB、CaO2单独使用;在试验第45天,LMB与CaO2联用对沉积物溶解态As去除率最大,为39.31%,在试验第90天,LMB与CaO2联用对As的去除效果较差;为实现沉积物中As的高效去除,可在加入LMB和CaO245d后对LMB和CaO2进行回收;LMB与CaO2联用去除As的主要机制为LMB和CaO2中的La3+、Ca2+与砷酸根离子络合形成LaAsO4和Ca3(AsO4)2沉淀以及Fe(Ⅲ)、Mn(Ⅳ)氧化物的协同吸附作用;Fe和Mn氧化还原在控制沉积物As的释放中起着关键作用。
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      摘要:
      海绵城市生物滞留设施是适用于分散式雨水处理与利用的代表性生态技术,但目前仍旧存在一些问题制约其运行效率及寿命。综述了海绵城市建设中生物滞留设施关键技术及国内外研究进展,指出高效净化能力填料的研制、污染物迁移转化模型的建立及设计参数的优化、有机微污染物累积风险评价及修复技术的构建等将成为海绵城市生物滞留设施未来的研究热点。
      摘要:
      在分析现有水文站流量在线监测实现途径的基础上,综述了流量在线监测中流速面积法和水力学法的最新研究进展。依据通过局部流速计算断面流量原理的不同,将基于流速面积法的水文站流量在线监测方法分为指标流速法、流速分布模型法和表面流速法3类。并对比分析H-ADCP法、V-ADCP法、二线能坡法、雷达法、粒子图像法、量水建筑物法及水工建筑物法的优缺点,指出在提高在线监测精度、改善稳定性和促进应用3方面应进行进一步深入的研究。
      摘要:
      在分析流域综合治理发展历程基础上,提出了流域综合治理的基本概念,构建了流域综合治理系统的多维嵌套理论构架,即主要体现在时间维、空间维、要素维、过程维以及调控维5个维度的耦合关联,提出了流域综合治理的三大关键技术体系:机理辨识技术体系、定量综合模拟技术体系以及优化决策技术体系,旨在为我国流域综合治理实践提供支撑。
      摘要:
      近百年来全球治水取得了巨大成就,为保障可持续发展提供了关键支撑;然而,全球水问题愈演愈烈,亟待进一步创新治水模式。结合水问题发展历程,剖析了水问题的根本症结;从治水目标、总体路径和治理措施等方面解析了全球治水模式的不足,认为当前的全球治水模式未能充分融合水循环及多要素过程的自然属性,存在末端治理和过程分离等突出问题。对下一步治水模式提出了发展建议:从耦合流域水循环多过程互馈机制的角度,提升自然属性和自然力的作用,协调多要素多过程的功能,建设富自然-功能协调流域,系统治理复杂水问题。
      摘要:
      针对黄河流域九省区构建了涵盖水资源、生态环境、经济社会3个准则层的评价指标体系,采用层次分析法和熵权法组合赋权的TOPSIS模型对九省区2002年、2007年、2012年、2017年的水资源承载力进行了综合评价,并对2017年评价结果进行了障碍因子诊断。结果表明:时间维度上,九省区水资源承载力呈现出增大趋势,河南、山东、内蒙古水资源承载力提升趋势最为明显,水资源承载力的提升与生态环境、经济社会两准则层相关指标的改善密切相关;空间维度上,九省区水资源承载力均未达到Ⅰ级(可承载)水平,空间差异性明显;产水模数、人均水资源量、供水模数、生态用水率、植被覆盖率、万元工业增加值用水量、万元GDP用水量为7大主要障碍因子,部分障碍因子在不同省区存在明显差异。
      摘要:
      为定量分析评价水资源空间均衡状况和空间差异,采用联系数和耦合协调度相结合的方法对区域水资源空间均衡进行评价。综合考虑水资源-经济社会-生态环境的复合关系,构建了由水资源承载支撑力和承载压力2个系统、15个评价指标组成的水资源空间均衡评价指标体系,并采用基于加速遗传算法的模糊层次分析法计算了评价指标权重,提出了基于联系数和耦合协调度的水资源空间均衡评价方法。以安徽省为实例进行了验证,结果表明:该评价方法应用于水资源空间均衡评价较为合理,能弥补传统耦合协调度无法体现不确定性问题的缺陷,准确反映系统间的协调作用和整体发展水平。
      2015,31(6):76-80, DOI: 10.3880/j.issn.1004-6933.2015.06.012
      摘要:
      对全国4 493个重要江河湖泊水功能区纳污能力进行了核定,结合水功能区水质状况、纳污能力和现状污染物入河量,提出了限制排污总量确定的原则,制定了水平年2020年和2030年的限制排污总量控制成果:2020年,COD 585.20万t/a,氨氮 52.57万t/a;2030年,COD 542.97万t/a,氨氮 46.54万t/a。对各省级行政区限制排污总量成果进行分析,结果表明,大多数省级行政区各水平年限制排污总量呈逐步递减趋势,与规划水平年水功能区水质达标率逐步增加的目标要求总体协调。根据限制排污总量方案,提出了加强水功能区限制排污总量管理的对策、措施和建议:加快开展水资源监控能力建设;切实加强水功能区监督管理;严格控制入河湖排污总量;不断加大水资源保护投入力度;完善政策法规和管理制度体系;强化宣传教育和公众参与。
      2020,36(4):40-46, DOI: 10.3880/j.issn.1004-6933.2020.04.007
      摘要:
      2016年7月(有引水)和9月(无引水)分别对郑州贾鲁河水系9个断面进行了采样分析,采用综合水质标识指数法和因子分析法分别进行水质评价和污染来源分析。结果表明,贾鲁河郑州段上游水库综合水质为Ⅱ类或Ⅲ类,中游湖泊水质为Ⅳ类,下游为Ⅳ~劣Ⅴ类;索须河和七里河水质分别为劣Ⅴ类和劣Ⅴ类并黑臭;通过杨桥干渠向贾鲁河引黄补水只能暂时改变最近受水区的水质,对出郑州断面水质无明显影响。2个因子可解释5个水质指标的信息;在干流下游和支流,第一污染因子代表性指标TN、TP、NH+4-N主要与市政污水处理厂排水相关,第二污染因子代表性指标CODCr和CODMn主要与未处理污水相关;贾鲁河上、中游主要为面源性和内源性污染。
      摘要:
      简述了地表水环境数学模型,包括水动力学模型、水质模型和水生态模型的发展历史、应用现状及国内外最新研究成果,深入探讨了模型敏感性和不确定性分析、模型模拟精度等应用中被广泛关注的疑难问题,指出模型系统化、综合化和平台化,大数据支撑下的与新兴技术结合创新,以及模型法规化等将成为水环境模拟与预测领域未来的研究热点。
      2015,31(2):7-14, DOI: 10.3880/j.issn.1004-6933.2015.02.002
      摘要:
      基于干旱监测理论,根据新疆测站1961—2010年逐日降水资料,对比分析了基于不同时间尺度(1、3、6、9、12、24个月)标准化降水指标(SPI)与有效干旱指数(EDI)对干旱监测的有效性与实用性。结果表明:不论针对短期干旱还是长期干旱,EDI监测能力均明显优于SPI。短时间尺度的SPI受短时间降水影响较大,能反映短时间新疆地区的干旱变化特征;随时间尺度的增加,SPI对短时间降水的响应能力较差,但仍可反映长时间序列下明显的干旱变化趋势。与SPI相比,EDI能够很好地反映出短期干旱和当时降水量的影响;同时能够随时间迁移,给每日降水量分配以不同权重,考虑前期降水量对当前干湿状况的影响。相关研究结果可为湿润区及其他气候区洪旱灾害监测提供重要理论依据。
      2019,35(2):1-12, DOI: 10.3880/j.issn.1004-6933.2019.02.001
      摘要:
      根据实际资料分析了近年鄱阳湖环境面貌剧烈变化的原因和湖口建闸的影响,结果表明:当前鄱阳湖汛后提前干枯主要是长江上游水库群改变了河川径流节律,减少汛后水量,使河湖提前入枯和河道大幅冲刷,全线汛后水位平均降低2~4 m(湖口2.76 m),径流减少是主要原因;鄱阳湖大量采砂已经破坏了入江水道的自然水力顶托机制,使枯季(2—3月)湖区(都昌)平均水位降低2 m,这是鄱阳湖连续出现极低水位的原因;鄱阳湖流域水库拦截和长江汛期洪水减少、湖水位降低和持水量减少等,也使近年8—10月湖口入湖和出湖流量大幅度减少,加剧了湖区汛后水位降低,特别是鄱阳湖七河尾闾干旱。上述变化已经对湖区生态环境和周边生产生活影响很大,但鄱阳湖基本自然特征没有改变。湖口建闸是可控制湖区汛后水位消落和抬高枯水位,但是建闸隔断江湖,对洄游鱼类生存、鸟类生境和湖区环境影响很大;长江受三峡大坝隔断后,再在湖口建闸将严重肢解流域自然生态系统,使长江生境多样性彻底丧失;而且建闸还将进一步加剧长江下游水位降低,改变河湖面貌,降低环境容量和河口抵御咸潮能力。解决鄱阳湖问题应该在长江流域层面统筹寻找对策,建议严格坚持三峡工程规划确定的主要防大洪水原则,适当调整流域总体规划,提高湖区流域水利工程调节能力和增加汛后补水,修复鄱阳湖入江水道,加强鄱阳湖及周边适应能力建设等。
      摘要:
      针对海绵城市建设面临的问题和挑战,提出了以水循环为纽带、将城市暴雨-径流、水污染治理和城市生态绿地、湿地建设与市政建设(排水、排污)规划管理联系为一体的“城市水系统”的概念与方法。基于水文学原理,分析了目前海绵城市建设中最为关键、也是质疑较多的年径流总量控制率概念,指出现行的年径流总量控制率的计算实质是年降水总量控制率。如果回归到水文学概念,年径流总量控制率就必须与水文系统响应的增益因子,即径流系数建立内在的联系;需要研究径流系数并非常数,而是与土壤湿度、降水强度和下垫面组合的时变非线性理论问题。此外,对比分析了现行海绵城市建设低影响开发措施和改进后的年径流总量控制率之间的关系,深入剖析了“城市看海”发生的条件与风险。最后就海绵城市建设与规划的水文学基础亟待改进的方面:径流系数非线性、区分自然条件和城市化后的蓄水量变化的差别、考虑河湖水系调蓄和陆地蒸散发、与流域大海绵调控结合、风险管理等,进行了研讨,并提出了未来我国海绵城市建设的若干建议。
      2015,31(6):8-17, DOI: 10.3880/j.issn.1004-6933.2015.06.002
      摘要:
      对自然界中地下水深循环的研究进展进行了综述。西藏内流区的湖泊与河流存在渗漏,水量呈现出巨大的不平衡,估算每年通过渗漏流出西藏高原的地下水超过了1 000亿m3;与此同时,中国北方的地下水也呈现出极大的不平衡,降水量较少的火山与裂谷地区有大量的泉水涌出形成了河流与湖泊,内蒙古高原与东北地区的河流与湖泊在北东方向上呈现出串珠状的分布。通过对长白山天池地下水补给源区的各项分析确定,补给天池的地下水来自于外源水,能够同时满足补给源区高程、降水同位素、渗漏等特征条件的地区只有西藏内流区。北方地下水中的锶、氦同位素特征关系揭示了深循环地下水与地幔玄武岩等发生了水岩反应。贝加尔与山西裂谷地区中地壳高导低速层可能是深循环地下水的导水通道,玄武岩孔洞构成了导水构造。深循环水在火山及裂谷附近向地表排泄形成河流与湖泊,河流源头附近的地温梯度偏低。西藏内流区的渗漏水通过深循环方式补给内蒙古高原、鄂尔多斯、阿拉善、华北平原、东北平原、贝加尔湖、东海、南海等地区,地下水的年龄自西向东呈增加趋势,一般在20~40 a之间。
      2020,36(1):31-37, DOI: 10.3880/j.issn.1004-6933.2020.01.005
      摘要:
      基于30 m×30 m分辨率陆地卫星(Landsat)遥感数据分析1987—2018年岔巴沟流域植被覆盖度的时空演变特征并生成流域土壤面蚀等级图,分析其对流域产流产沙的影响。结果表明:岔巴沟流域植被覆盖度整体呈现快速增长趋势,从1987年的24.7%增加至2018年的53.1%;流域植被覆盖度构成发生很大转变,2002年以后中、高覆盖度区域比例大幅上升,增长主要集中在丘陵沟壑地区;随着植被覆盖度的增长,流域产流产沙呈现减少趋势,地表面蚀有所减少,植被对产沙影响大于对产流影响。
      2015,31(1):22-29, DOI: 10.3880/j.issn.1004-6933.2015.01.004
      摘要:
      全面梳理、解读日本河川治理在各阶段所采取的措施,尤其对其 “多自然河川”治理工程进行总结和分析,明确不同阶段的河道治理思路和技术措施,旨在为我国河流治理中水利工程与生态修复、水质改善密切结合等提供思路和技术方法上的借鉴。
      2016,32(6):156-162, DOI: 10.3880/j.issn.1004-6933.2016.06.025
      摘要:
      总结了国内近年来鱼道规划和建设情况,以长洲水利枢纽鱼道和崔家营航电枢纽鱼道为例分析国内鱼道的建设和运行现状,并从技术、监督管理、运行维护和政策制度等方面分析我国鱼道建设和运行面临的制约性因素,提出了加强关键技术研究、严格制定和落实流域生态环境保护规划、推行适宜性管理和加快完善相关政策制度等建议,以促进我国鱼道的健康快速发展。
      2019,35(1):6-13, DOI: 10.3880/j.issn.1004-6933.2019.01.002
      摘要:
      为量化冬小麦对水资源的消耗、合理利用区域水资源,基于彭曼公式、日尺度土壤水量平衡与通径分析法核算了1958—2016年海河流域冬小麦水足迹,分析了气象、农业生产投入因素对冬小麦水足迹的直接和间接影响。结果表明:流域冬小麦多年平均总水足迹为239.6亿m3,平均水足迹为1 840 m3/t;海河流域冬小麦水足迹呈整体下降趋势,空间上京津地区最高,山西次之,山东、河南地区最低;农业机械总动力、化肥施用折纯量对冬小麦水足迹直接影响最大;气象因素主要通过农业生产投入因素对冬小麦水足迹产生影响。可通过提高农业生产力的方式降低冬小麦水足迹,京津等灰水足迹较高的地区应减少施肥。
      2020,36(3):46-51, DOI: 10.3880/j.issn.1004-6933.2020.03.009
      摘要:
      为了解“一带一路”沿线中欧国家地表水环境现状,梳理了近年来中欧国家地表水污染物数据,分析了地表水环境的污染状况。结果表明:20世纪70年代以来维斯瓦河等4个流域中氮、磷等常规污染物污染程度呈下降趋势,但仍需进一步治理;流域中抗生素等新兴污染物污染程度日渐严重,主要来源于中欧地区城市的污水排放。认为应根据不同污染物类型进行针对化治理,加强国家之间关于水环境污染治理的合作,以促进中欧地区地表水环境的改善,为“一带一路”沿线国家经济和社会发展提供坚实的基础。
      2015,31(1):41-47, DOI: 10.3880/j.issn.1004-6933.2015.01.007
      摘要:
      为了提高农村地区防洪能力、提升灌溉供水保障以及改善农村人居环境,从我国农村河道的现状和问题入手,分析了我国农村河道整治工程的政策措施及工程投资情况,并探讨了我国农村河道整治相关技术的现状及发展趋势,提出了农村河道整治的对策和工程措施,以及河道整治的治理思路与发展方向,为未来农村河道整治提供一定的借鉴。
      摘要:
      针对受污染底泥原位或异位修复技术存在需引入外来材料或长期占用土地和易产生二次污染等问题,提出了将疏浚底泥脱水干化及无害化处理后,烧结成陶粒并回填至原疏浚区域的受污染底泥陶粒化回填技术,并从增强床面稳定性、清晰泥水界面、改变底泥中溶解氧垂向分布和减少底泥污染物释放通量等方面,探讨了该技术修复底泥的潜力。底泥疏浚可直接去除大部分表层污染物,而陶粒制备过程中的高温烧结会降低疏浚底泥的污染程度;陶粒回填后,床面稳定性增加,相同水动力条件下颗粒不易再悬浮,底泥释放通量明显减小,床面溶解氧渗透深度增加。

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      河海大学 中国水利学会环境水利专业委员会

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      王沛芳

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