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    [摘要] (553) [HTML] (0) [PDF 3.73 M] (612)
    摘要:
    为研究郑州市变化环境下的降雨-径流关系,利用1963—2012年郑州市年降水量和年径流量作为基础数据,运用时间突变理论确定径流突变点,将其作为降雨-径流关系的变化点,并将多时间尺度小波分析和集对分析结合研究降雨-径流在多时间尺度上的联系。结果表明:郑州市年降水量无明显变化趋势,年径流量在1985年和2002年发生显著突变,降雨-径流关系愈发复杂;郑州市年降水量具有准2Symbol~A@4 a、5Symbol~A@7 a、6Symbol~A@11 a、23 a、32 a的波动周期,而年径流量具有准2Symbol~A@4 a、4Symbol~A@9 a、8Symbol~A@11 a、17 a的波动周期;郑州市降雨-径流的不确定性关系在短、中、中长周期以同一性为主,在长周期以差异性为主,根据变异年份划分的3个时段基本符合这一规律。
    2021,37(6):7-12, DOI: 10.3880/j.issn.1004-6933.2021.06.002
    [摘要] (381) [HTML] (0) [PDF 9.79 M] (483)
    摘要:
    2020年6月底始,受持续强降雨和长江干流顶托倒灌影响,鄱阳湖水位暴涨,发生超历史纪录大洪水。基于水库、堤防、蓄滞洪区和非工程措施组成的鄱阳湖防洪体系现状,分析了2020年鄱阳湖洪水的雨情、水情和灾情特点,总结了鄱阳湖防洪体系在应对2020年洪水中取得的成效、存在的问题。提出要适应江湖自然节律,学会与洪水共生存,坚持束疏结合、重点防御、人力与技术防汛相结合、工程与非工程措施相结合,实施洪水风险管理,协调好湖泊治理与保护的关系等治水理念。
    2021,37(6):13-19, DOI: 10.3880/j.issn.1004-6933.2021.06.003
    [摘要] (358) [HTML] (0) [PDF 2.28 M] (446)
    摘要:
    为保证雨量预警指标阈值在有效周期范围内发挥预警作用,通过分析现有雨量预警指标阈值的确定方法,提出了基于区域临界雨量法-降雨灾害同频率法-R/S分析法的雨量预警指标阈值求解模型。将该模型应用于江苏省泰兴市降雨时间序列的分析,对最大日降水量时间序列进行阈值确定、趋势分析,并用指标阈值进行预警验证。结果表明,该模型的雨量预警指标阈值确定结果相较单一模型更为准确,且具有一定的时效性,可为农村基层防汛预报预警提供参考。
    2021,37(6):20-26, DOI: 10.3880/j.issn.1004-6933.2021.06.004
    [摘要] (338) [HTML] (0) [PDF 3.81 M] (471)
    摘要:
    为了探究综合管廊雨水舱缓解内涝的效果,以广州市杨梅河为例,建立了杨梅河区域现状排水系统、现状排水系统结合综合管廊雨水舱两种工况的暴雨洪水管理模型(SWMM),计算了4种降雨重现期下各工况杨梅河出口流量和典型内涝点溢流量。结果表明:雨水舱较优断面为宽4 m、高3.3 m,此时各降雨重现期下雨水舱对研究区总溢流量的缓解效果已达上限;综合管廊雨水舱可缓解杨梅河下游内涝,对下游两处典型内涝点的溢流量平均削减率分别为86.5%和42.2%,但对杨梅河上游内涝几乎不起作用;综合管廊雨水舱会增大杨梅河出口的峰值流量,在20年一遇降雨条件下杨梅河出口达到最大出流能力。
    2021,37(6):27-33, DOI: 10.3880/j.issn.1004-6933.2021.06.005
    [摘要] (373) [HTML] (0) [PDF 9.37 M] (464)
    摘要:
    基于高时空分辨率的降雨产品,采用RainyDay暴雨生成器生成具有不同时空分布情景和降雨历时的设计降雨,通过分布式水文模型GSSHA模拟分析径流峰值对降雨时空异质性的响应规律,结合协方差分析方法和所构建的降雨时空异质性指标体系,定量研究不同降雨时空异质性指标对径流峰值的影响。结果表明:耦合短时序(2008—2016年)栅格降雨数据和RainyDay暴雨发生器,可以生成与实际降雨时空分布相似的流域设计降雨;降雨时空异质性对径流峰值具有显著的影响,其影响比降雨历时和降水量对径流峰值的影响大;雨峰系数、降雨集中度、1 h最大降水量对径流峰值的影响较大,其中雨峰系数的影响随着降雨历时或降雨重现期增大而减小,而降雨集中度则相反。
    2021,37(6):34-39, DOI: 10.3880/j.issn.1004-6933.2021.06.006
    摘要:
    为分析TL矩法在洪水频率分析中的普适性,以陕北地区神木、绥德、杏河、刘家河、黄陵和志丹6个水文站的年最大洪峰流量序列为例,选取广义Pareto分布、广义极值分布和广义Logistic分布,对线性矩法、极大似然法与TL矩法3种参数估计方法进行拟合优度评估。结果表明:除杏河站用广义极值分布外,其他5个水文站的年最大洪峰流量序列用广义Pareto分布拟合效果更佳;与线性矩法和极大似然法相比,TL矩法在各水文站均表现出更佳的拟合效果,是一种洪水频率分布参数估计的较好方法。
    2021,37(6):40-48, DOI: 10.3880/j.issn.1004-6933.2021.06.007
    [摘要] (355) [HTML] (0) [PDF 7.24 M] (490)
    摘要:
    以2006—2019年中国知网和Web of Science核心合集数据库收录的140篇旱涝急转研究文献为数据基础,利用CiteSpace软件,采用文献计量可视化分析方法,通过文献发表的时间分布、研究机构、代表作者、关键词等方面的分析,综述了旱涝急转研究发展状况及趋势。结果表明:近年来,旱涝急转研究热度上升较显著;中国在该领域的发文量明显领先,中国科学院、中国水利水电科学研究院、武汉大学、河海大学等是该领域的领军机构;从发展趋势看,该领域已形成了判别方法、成因分析、演变特征、灾害损害4个重要的研究热点和前沿方向。今后亟须进一步完善综合考虑土壤水和作物需水等因素的旱涝急转判别方法及其生态环境效应等方面的研究。
    2021,37(6):49-53, DOI: 10.3880/j.issn.1004-6933.2021.06.008
    摘要:
    引入无概率分布的区间数表示不确定性影响范围,选取经济效益、供需水效率和COD排放量分别构建经济目标、社会目标和环境目标优化函数,构建了玉环市不确定性模糊多目标规划(IFMOP)水资源配置模型,并计算了不确定性解集。结果表明:IFMOP配置计算成果可实现玉环市区域水量水质协调高效利用和社会-经济-生态系统均衡发展;在75%来水保证率下各行业配置总水量不确定性范围为14 375万~15 154万m3。IFMOP水资源配置模型在信息不充分的条件下能够全面使用各类数据信息进行水资源配置,更好地满足水资源在各行业配置过程中的动态管理需求。
    2021,37(6):54-59, DOI: 10.3880/j.issn.1004-6933.2021.06.009
    [摘要] (328) [HTML] (0) [PDF 2.54 M] (416)
    摘要:
    针对地下水功能评价中单独采用主观赋权法或客观赋权法存在的问题,结合二者的优点,采用基于主观赋权的层次分析法与客观赋权的熵权法相结合的级差最大化组合赋权法评价地下水功能,并通过计算不同赋权方法权重结果与平均值的相对偏差来衡量级差最大化组合赋权法的准确性。将该方法应用于伊犁河谷西北部平原区浅层地下水功能评价,评价结果基本符合评价区实际情况,验证了该评价方法在地下水功能评价中的可行性。
    2021,37(6):60-66, DOI: 10.3880/j.issn.1004-6933.2021.06.010
    [摘要] (322) [HTML] (0) [PDF 3.47 M] (445)
    摘要:
    针对青海乌兰盆地面临的以水定产的问题,为进一步了解乌兰盆地水文地质条件和地下水资源情况,评价其地下水资源量及可开采潜力,基于乌兰盆地地下水赋存规律,结合勘查结果和拟建水源地开采布局等情况,建立了研究区地下水资源数学模型。结果表明,乌兰盆地地下水可开采资源量为8.5万m3/d,地下水资源开采系数小于0.4,开采程度低,综合分析认为乌兰盆地地下水资源可开采潜力巨大。
    2021,37(6):67-73, DOI: 10.3880/j.issn.1004-6933.2021.06.011
    [摘要] (345) [HTML] (0) [PDF 1.33 M] (376)
    摘要:
    为筛选出代表性强、敏感度高的指标用于供水管网健康状态评价,对11个供水管网健康状态评价指标进行层次划分,并基于因子分析进行贡献度计算和敏感性分析。层次划分结果表明,评价体系包括外部环境对管道静态结构影响因素、管道内部静态结构影响因素、水质影响因素、水力影响因素;贡献度和敏感度分析结果表明,内外衬层、管径、节点流量与总流量比值、余氯、节点压力与服务最低压力比值、覆土厚度、管材、管龄8个指标应该作为基础的必选指标,并且应尽量提高内外衬层、管径、节点流量与总流量比值、余氯、覆土厚度、管龄数据的精度。
    2021,37(6):74-79, DOI: 10.3880/j.issn.1004-6933.2021.06.012
    摘要:
    为解决我国城市化进程中的水安全和水环境问题,结合海绵城市建设理念和河道综合整治目标,分析暴雨洪水管理模型(storm water management model,SWMM)和MIKE 11模型的适用范围、具备优势和存在不足。结果表明,SWMM广泛应用于径流总量控制和面源污染削减的模拟,但是无法模拟河道中污染物的对流扩散和生化过程;MIKE 11河网模型广泛应用于城市河道水量和水质模拟,可预测特定条件下的河道水环境变化情况,但是无法反映陆域面源污染对河道水质的冲击影响。构建SWMM-MIKE 11耦合模型,利用SWMM进行海绵设施和雨水管网模拟,将SWMM中管网排口径流作为边界条件导入到MIKE 11模型中,可以实现二者优势互补。
    2021,37(6):80-87, DOI: 10.3880/j.issn.1004-6933.2021.06.013
    [摘要] (354) [HTML] (0) [PDF 1.10 M] (416)
    摘要:
    在列举分析城市雨水资源化利用不同场景和阶段研究进展基础上,从直接利用与间接利用两个方面分析了各种利用方法的优缺点和未来发展方向。基于对国内和以美国为代表的发达国家的雨水管理体系的比较分析,对我国雨水资源化利用的研究和发展现状进行评价和总结,分析了雨水资源化利用的挑战与前景,针对我国现阶段城市雨水资源化利用,提出合理规划城市布局、开发高效的雨水资源化利用材料和设施、加强宣传以及引入社会资本等建议。
    2021,37(6):88-93, DOI: 10.3880/j.issn.1004-6933.2021.06.014
    [摘要] (307) [HTML] (0) [PDF 1.18 M] (379)
    摘要:
    在简要介绍城市河流系统治理策略的基础上,详细论述其在鹅颈水生态修复中的应用。鹅颈水治理以流域为空间单位,准确把握河流主要问题,综合考量水资源、水安全、水环境、水生态、水文化,坚持工程和非工程措施并重,分阶段逐步实现洪水风险管理、外源污染控制、河流水质修复、河流生态系统恢复的目标。结果表明,鹅颈水目前已基本消除黑臭,水质逐渐提升至国家地表水Ⅳ类水标准。提出进一步加强河流生态系统恢复、优化管理制度、逐步建立全过程和全指标生态监测评估体系、实施弹性管理等鹅颈水系统治理措施。
    2021,37(6):94-102, DOI: 10.3880/j.issn.1004-6933.2021.06.015
    [摘要] (304) [HTML] (0) [PDF 1.62 M] (384)
    摘要:
    利用考虑多维产出的零和收益-数据包络分析(ZSG-DEA)模型测算2000—2017年中国大陆31个省级行政区(以下简称省)在水资源污染排放总量固定下的污染综合分配效率及生产、生活与生态3个维度的产出效率,并基于效率最大化原则对2017年各省污染排放额度进行调整。结果表明:31个省污染综合分配效率的平均值由2000年的0.322上升至2017年的0.364,生产维度产出效率是拉动污染综合分配效率提升的主要动力;2000—2017年31个省污染综合分配效率的平均值为0.341,生态产出过量与生活维度产出不足导致污染综合分配效率处于较低水平;污染综合分配效率、生态维度产出效率与生活维度产出效率受经济发展水平影响较小,而生产维度产出效率受经济发展水平影响较大;污染综合分配效率分布由大到小为东部、西部、中部,生产维度产出效率分布由大到小为东部、中部、西部,生态维度产出效率分布由大到小为西部、中部、东部,生活维度产出效率分布由大到小为西部、东部、中部;各省污染排放调整额度与污染综合分配效率呈正相关关系,北京、天津、上海、浙江、青海与西藏等20个效率较高的省可增加污染排放额度,河北、安徽、河南、江西与湖北等11个效率较低的省需降低污染排放额度。
    2021,37(6):103-113, DOI: 10.3880/j.issn.1004-6933.2021.06.016
    [摘要] (306) [HTML] (0) [PDF 19.88 M] (465)
    摘要:
    针对目前青藏高原背景下的区域径流丰枯空间分布特征与其影响因素之间的联系仍不清楚,以及单站点或多站点平均的丰枯指标难以反映区域径流空间分布特征的问题,采用不同时间尺度的标准径流指数,结合经验正交函数、奇异值分解等方法分析了黄河上游1969—2012年径流丰枯的空间分布特征及其与青藏高原降水、气温和积雪3种气象因子的关系。结果表明:黄河上游径流丰枯情况具有区域一致的主要空间分布模态(主要受气象因子的影响)和东北—西南反位相分布的次要空间分布模态(主要受人类活动的影响);夏、秋季比冬、春季更可能出现多年径流量偏丰或偏枯的情形;青藏高原降水、气温和积雪是影响黄河上游径流丰枯空间分布的主要气象因子,降水对径流丰枯变化起主控作用,积雪和气温的季节性影响较明显;青藏高原东北部、东部、北部是影响径流丰枯变化的关键区。
    2021,37(6):114-120, DOI: 10.3880/j.issn.1004-6933.2021.06.017
    [摘要] (308) [HTML] (0) [PDF 2.73 M] (411)
    摘要:
    为了探讨水系连通性对荆南三口流域水资源开发利用的影响,采用Mann-Kendall趋势检验法分析1965—2017年长江荆南三口河系水位演变情势和径流量变化特征,重点剖析了水系连通性对三口地区水资源量、水文干旱、不同河系水资源开发利用的影响。结果表明:荆南三口流域特征水位变化趋势显著,年平均水位降低,不利于水资源开发;荆南三口流域多年平均径流量变化幅度大,水资源开发利用难度增大;荆南三口流域水文干旱次数呈增长趋势,干旱历时增长,水资源短缺问题严峻;荆南三口流域年径流量地区分配不均衡,年际相差大,对流域内水资源开发利用极为不利。
    2021,37(6):121-127, DOI: 10.3880/j.issn.1004-6933.2021.06.018
    [摘要] (313) [HTML] (0) [PDF 3.66 M] (437)
    摘要:
    采用综合指数法、主成分分析(PCA)法和BP神经网络法对洞庭湖上游平原浅层地下水雨、旱季水质进行了综合评价,并分析了3种方法的适用性。结果表明:洞庭湖上游平原浅层地下水存在大面积地质成因污染和局部人为成因污染;雨季西洞庭湖平原澧水和沅江之间以及南洞庭湖平原资江下游浅层地下水为Ⅳ类水,可用于灌溉,不适宜饮用,雨季后受到降水补给、稀释作用,各指标质量浓度普遍降低。BP神经网络法适合整体水质评价,评价结果最合理;PCA法较简单,水质综合评价的结果与BP神经网络法的结果更接近;综合指数法的评价结果受主要污染指标的影响较大,适用于严苛的水质评价。
    2021,37(6):128-134, DOI: 10.3880/j.issn.1004-6933.2021.06.019
    [摘要] (315) [HTML] (0) [PDF 3.07 M] (413)
    摘要:
    从污染物总量控制的核心——污染负荷分配的角度出发,对水系复杂的平原河网区点面源协同影响下污染负荷优化分配方案进行分析。通过引入水质达标保证率概念,将随机分析方法与确定性降雨产流、点面源产污及河网水动力、水质数学模型相结合,基于公平及可行性原则,以满足多控制断面水质达标保证率、点面源环境管控要求及污染治理水平为约束条件,构建了基于多控制断面水质达标保证率的点面源污染负荷优化分配模型。选取太湖某河网区域作为验证区域,区域点面源污染负荷优化分配后,各控制断面氨氮、总磷质量浓度均可达到全年90%水质达标保证率,表明所建模型是合理可行的,能够有效实现区域点面源污染负荷的优化分配,提高区域污染物全局管理效率。
    2021,37(6):135-141, DOI: 10.3880/j.issn.1004-6933.2021.06.020
    [摘要] (320) [HTML] (0) [PDF 3.67 M] (435)
    摘要:
    针对官厅水库水质评价缺乏时空整体性动态分析的问题,选取2010—2017年官厅水库7个断面的7项污染物指标监测数据,采用主成分分析法、反距离权重法、Spearman秩相关系数法对官厅水库开展水质评价与时空变化特征分析。结果表明:水环境中有机污染与可还原污染并存,以氮磷元素为主导致的水体富营养化是当前水库面临的最主要污染问题;官厅水库水质污染存在明显的区域性特点,出库区域水质较好,入库区域附近水质较差;年内不同时期官厅水库水质状况为汛期优于非汛期;2010—2017官厅水库总体水质变化情况波动较大,各断面水质年际变化呈现出不同规律。建议对水库水质实行分区管理,上游削减氮磷污染物的同时增大入库水量,入库区域扩大人工湿地。
    2021,37(6):142-149, DOI: 10.3880/j.issn.1004-6933.2021.06.021
    [摘要] (302) [HTML] (0) [PDF 2.70 M] (375)
    摘要:
    采用超声辅助溶胶-凝胶法制备对可见光(Vis)有良好响应性的LaFeO3晶体,将其与过二硫酸盐(PDS)结合,构建Vis/LaFeO3/PDS复合高级氧化体系,用以降解亚甲基蓝(MB)。结果表明:在PDS浓度为0.5 mmol/L、LaFeO3投加量为0.5 g/L时,Vis/LaFeO3/PDS体系30 min对质量浓度为30 mg/L的MB的去除率可达92.4%;复合体系对pH值有较强的适应性,Vis、LaFeO3、PDS三者复合,通过提高光生电子-空穴对的分离效率,促进Fe(Ⅱ)/Fe(Ⅲ)的氧化还原循环和氧空位向活性氧自由基的转化,提高了空穴(h+)、SO-4·、单线态氧(1O2)等活性物质的产生效率和氧化活性能力的发挥。Vis/LaFeO3/PDS体系是光催化和过硫酸盐高级氧化技术的高效结合,其协同效应在废水中难降解有机物的治理方面具有较好的应用前景。
    2021,37(6):150-156, DOI: 10.3880/j.issn.1004-6933.2021.06.022
    [摘要] (323) [HTML] (0) [PDF 3.78 M] (490)
    摘要:
    利用CiteSpace文献数据可视化软件分析了环境DNA技术在河流生态系统中的应用研究发文数量、发文趋势、关键词频次和突现状况;对环境DNA技术在河流生态中的应用研究重点进行了综述,主要包括生物入侵和珍稀物种检测与监测、生物量估测、生物多样性检测与分析和产卵繁殖调查等,指出环境DNA技术未来在河流生态系统中的应用应着重在环境DNA浓度与影响因素的量化关系、公共数据库的丰富、通用引物的设计以及环境DNA技术全过程标准的制定等方面。
    2021,37(6):157-161, DOI: 10.3880/j.issn.1004-6933.2021.06.023
    [摘要] (307) [HTML] (0) [PDF 3.24 M] (428)
    摘要:
    为促进高原城镇可持续发展,改善传统硬质护岸破坏高原脆弱的水域生态系统结构和城市景观环境现状,选取林芝市八一镇河道为研究对象,基于1970年、1982年、2009年、2014年地形图对尼洋河八一镇河段河道演变特征和生态护岸措施进行分析。结果表明,尼洋河八一镇河段河床具有明显的游荡特征,河道心滩发育、洲汊纵横、主流摆动频繁,致使堤防维护和加固难度凸显;结合林芝市八一镇硬质型护岸现状生态改造需要,应从尊重民族文化、遵守自然法则、采用原生材料、营造滨水景观、去直改缓、注重生物多样性的设计角度出发,综合采用植物护岸、松木桩-抛石生态护岸、生态格网挡墙、混凝土砌块护岸、生态混凝土护岸等生态护岸形式。
    2021,37(6):162-167, DOI: 10.3880/j.issn.1004-6933.2021.06.024
    摘要:
    为了探究营养水平对沉水植物化感抑藻作用的影响,选取室外条件下自然繁殖生长的沉水植物穗花狐尾藻(Myriophyllum spicatum)种植水,研究有害蓝藻铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)产毒株和非产毒株在两种营养水平下对穗花狐尾藻种植水的生长生理响应。结果表明:穗花狐尾藻种植水显著抑制产毒株和非产毒株的生长(P<0.05),影响生理过程,但低营养水平下的抑制作用更强(P<0.05);营养加富穗花狐尾藻种植水暴露9 d后,对产毒株和非产毒株生长的抑制率分别为23.5%和20.9%,对光合系统Ⅱ实际光合效能的抑制率分别为7.4%和17.6%,丙二醛浓度分别增大5.6%和9.1%;而直接将铜绿微囊藻接种到穗花狐尾藻原种植水中,对产毒株和非产毒株生长的抑制率分别为60.7%和49.3%,对光合系统Ⅱ实际光合效能的抑制率分别为15.4%和23.4%,丙二醛浓度分别增大11.1%和18.2%。
    2021,37(6):168-176, DOI: 10.3880/j.issn.1004-6933.2021.06.025
    [摘要] (308) [HTML] (0) [PDF 6.24 M] (452)
    摘要:
    选取1999年、2004年、2011年和2017年4期卫星遥感影像,采用网格分析法研究景观指数和人为干扰的时空分异规律,借助地理探测器和相关性分析相结合的方法,从人为活动和社会经济角度分析安徽菜子湖群湿地景观格局变化原因。结果表明:1999—2017年菜子湖群自然湿地面积减少,人工湿地面积增加;滩涂和沼泽草滩占比分别减少12.23%和13.84%,农田及养殖塘面积分别增加12.12 km2和20.71 km2,非湿地面积略有增加;湿地破碎化,景观斑块连通性下降,斑块形状趋于简单化,景观异质性增加;湿地人为干扰强度增加,较高、高干扰等级占比增大;农田、养殖、围网及围坝等人为活动对斑块数量分布的影响在时间及空间上存在明显差异,人为活动因子的交互作用较单个因子作用影响显著增强;景观指数与三大产业产值、国内生产总值、人口、渔业生产、耕地面积等社会经济因子有显著相关性。
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    2021-08-30 , DOI:
    摘要:
    多介质土壤渗滤(multi-soil-layering, MSL)系统作为低成本、易维护的农村污水处理技术成为新发展趋势。本文梳理了MSL系统的常见类型与运行原理,阐述了MSL系统去除典型污染物的效果及影响其消减污染物的关键因素,从经济、社会与环境效益角度对未来应用MSL系统进行了评估与展望,并明晰了MSL系统的应用现状及前景,掌握其处理农村污水的优劣势与限制因子。为提高农村污水中典型污染物去除效率、提升MSL系统技术实用性和区域适宜性、形成可推广的农村污水处理关键技术提供依据。
    2021-07-08 , DOI:
    摘要:
    在气候变暖背景下,极端暴雨事件特性发生了显著变化,为辨识沿海地区极端降水变化特性,并定量揭示其对暴雨-潮位遭遇风险的影响,以华南沿海地区的深圳市为例,采用Pettitt方法检测深圳市1965—2016年极值降水的变异情况,以变异年份划分研究时段,基于Copula函数构建了深圳市暴雨及外江潮位的联合分布模型,对比分析了不同时期暴雨-潮位遭遇的联合风险,定量解析了不同时期深圳市雨潮遭遇联合风险的变化情况。结果表明:1985年为深圳最大1日降水的突变点;受极端降水特性变化的影响,对同一重现期的雨潮组合而言,1985年之后深圳市雨潮遭遇风险较1985年之前已经显著增大;Copula函数求解简便、适应性强,能够定量求解沿海城市暴雨~潮位遭遇的联合风险。
    2021-07-06 , DOI:
    摘要:
    针对河流微孔曝气系统复氧效率较低的问题,基于单因素试验和响应曲面优化试验,以氧体积传质系数(KLa20)为评价指标,研究了曝气系统氧传质过程中的孔径、曝气水深、盐度、BOD5及表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(SDBS)质量浓度对充氧性能的影响规律,并建立了多元二次回归模型,对曝气参数进行优化。结果表明:5种因素对KLa20均有影响,其影响的显著程度大小顺序为曝气水深、SDBS质量浓度、盐度、孔径、BOD5质量浓度;微孔曝气器孔径和SDBS质量浓度、盐度和SDBS质量浓度之间存在显著的交互作用;模型预测值与试验值的相对误差在合理范围内,所建立的回归模型准确可靠。
    2021-06-30 , DOI:
    摘要:
    因人类活动大量排放CO2等温室气体,导致全球气候发生变化,气温升高、降水变率增大,强降水增多,风速及部分地区太阳总辐射呈下降趋势,这些波动将对水生生态系统造成一系列影响。CO2浓度升高,可以促进浮游植物大量增殖;水温升高引起水体分层现象加剧,底层缺氧更加严重,沉积物营养盐释放加剧,促进浮游藻类的生长,水体冰期变化将有利于藻类种群与结构的变化;降水变率、强降水发生的概率增加,会加剧土壤中氮的流失,导致水体营养盐浓度的增加;太阳辐射减弱会导致水下光照减少,加速沉水植物的衰亡,促进浮游植物的生长,进一步恶化水下光照环境;风速降低,可以延长水体分层时间,提高水体稳定性,造成底层缺氧,加大沉积物营养盐的释放;台风等热带气旋引发的强风浪可促进水体中氮、磷等营养盐释放,有利于蓝藻细胞团增大,获得更大的浮力,带来的暴雨还会将周围营养盐携带入水体,促进藻类生长。以上这些气候变化主要特征还会相互作用,加大水体富营养化的发生风险,继而对整个水生生态系统产生一系列间接影响。
    2021-06-29 , DOI:
    摘要:
    依据2009—2019年粤港澳大湾区经济社会指标和水资源数据,通过泰尔指数、基尼系数对人口、GDP与水资源空间分布的均衡性进行研究,并构建了水资源负载指数模型,分析了区域水资源开发程度。结果表明:2019年粤港澳大湾区人口与水资源量、GDP与水资源量的匹配程度较低,基尼系数分别达到0.520和0.651,属于“高度不平均”等级,且基尼系数呈现上升的趋势;通过泰尔指数得到了相同的结论,区域间差异对总体差异贡献率较大,而区域内的人口、GDP与水资源匹配差距不突出;2019年粤港澳大湾区水资源负载指数为4.0,等级为III级,属于开发利用程度中等,各城市水资源负载差距悬殊,且呈现逐年增加趋势,表现为经济总量大、人口密集、水资源条件相对不足的地区,开发利用程度高,潜力小。总体而言,粤港澳大湾区水资源空间分布与生产力布局不协调,且水资源空间不均衡性有进一步加剧的趋势。
    2021-06-27 , DOI:
    摘要:
    基于ABCD模型,提出了分离气候变化和人类活动对径流影响的分析框架,结合弹性系数法,在不同时间尺度上对北大沙河流域径流变化进行了归因分析。主要结论有:(1)从基准期(1980~1990年)到扰动期(2006~2018年),年尺度上,ABCD模型和弹性系数法得到的气候变化导致径流的增加量分别为43mm和32mm,人类活动的影响同气候变化相当,弹性系数法未考虑气象要素年内分配的变化,可能低估气候变化的影响;(2)月尺度上,气候变化使径流在汛期增加了4~19mm,非汛期增加了1~3mm,在夏、秋两季占主导地位;人类活动使径流9月增加了11mm,其他月份减少了1~11mm,在春、冬两季占主导地位。
    2021-06-25 , DOI:
    摘要:
    为了解长江口滨岸浅层地下水化学特征,利用数理统计和水文地球化学分析方法对长江口北南两翼(江苏启东、上海浦东)和崇明岛东部的滨岸浅层地下水时空分布特征及其影响机制进行探究。结果表明:长江口滨岸浅层地下水在丰水期和枯水期分别为硬水-极硬水和硬水,均以淡水为主。主要阳离子为Na+和Ca2+,HCO3-为阴离子中含量最高组分。丰水期主要化学组分含量大于枯水期,且各个组分的空间差异值较枯水期大;启东和崇明岛东部的滨岸浅层地下水化学类型与浦东滨岸相比,季节变化明显。基于氢氧同位素分析,地下水与地表水水力联系紧密,浅层地下水的主要补给来源为大气降水。基于Gibbs图和主要离子比值等分析,长江口北翼(启东)和崇明岛东部区域浅层地下主要受到土壤淋溶、岩石风化水解、阳离子交换作用和人为活动影响,同时受一定程度蒸发浓缩作用,且仅个别点位受到海水混合作用;长江口南翼(浦东)主要受到岩石风化水解和阳离子交换作用,基本不受到海水混合作用的影响,且农业活动对该区域影响较小。
    2021-06-25 , DOI:
    摘要:
    为提升浙江省水灾害防治能力,从流域和县区尺度分析不同历时各频率面雨量、统计参数及其在不同雨区、地形区分布特征和空间变化,并建立各区域面雨量历时-频率-面积-深度关系。结果表明:面雨量及其统计参数计算结果与相关规划设计值、暴雨图集结果符合性较好,结果较合理;梅台兼容区和台风雨主控区比梅雨主控区不同历时Cv平均值大,山区同一干支流同历时每个频率面雨量和Cv与集水面积负相关;平原、县区不同历时各频率面雨量台风雨主控区最高,梅台兼容区和梅雨主控区次之。
    2021-06-22 , DOI:
    摘要:
    基于2010—2020年洪泽湖逐月水质监测数据,采用最不利值法和距平系数法分析研究洪泽湖水质时空变化特征。结果表明:TN、CODMn和TP是洪泽湖水环境治理最重要的控制因子。从时间维度上看,洪泽湖TN浓度逐月下降,CODMn浓度逐月稳定,TP浓度逐月先升后降;2010—2020年TN浓度逐年显著下降,TP浓度逐年小幅下降;TN最不利值逐年下降,枯水期对TN浓度的增高作用明显大于汛期,TP最不利值逐年小幅上升,多出现在8、9和10月,出现概率高达81.8%。从空间维度上看,淮安湖区TN和CODMn距平系数多为正数,宿迁湖区TN和CODMn均为负数;淮安湖区TP距平系数多为负数,宿迁湖区TP多为正数。现阶段,控氮治理及降低CODMn排放总量是淮安地区亟待解决的重点问题,控磷治理是宿迁地区亟待加强的地方。
    2021-06-08 , DOI:
    摘要:
    利用1950—2018年历史洪涝灾情数据,选取农业受灾、成灾面积指标结合九点二次平滑、时间序列分析及聚类空间GIS技术对我国洪涝灾害农业致灾性时空分布进行了研究。结果表明:在时间尺度上近70年我国洪涝灾害对农业的影响整体有增加趋势,但是不同区域差异明显,洪涝灾害对农业发展影响较大且未来几年这种情况可能会持续下去;在空间尺度上,华南地区、东北部分地区和临海城市农业受灾情况较其他地区更为严重。
    2021-06-01 , DOI:
    摘要:
    湿地在调节气候、涵蓄水源和维持区域生态平衡等方面发挥着重要作用。本研究通过构建决策树模型划分黑河、白河流域沼泽化草甸湿地、沼泽湿地和湖泊等主要湿地类型,选取3种景观格局指标分析上述湿地类型的变化特征,采用主成分分析方法对湿地变化的驱动因素进行初步分析。结果表明:2000年以来,两河流域湿地总面积呈增加态势,沼泽湿地变化趋势与草甸湿地相反,存在此消彼长的特征;两河流域湿地变化的地域分异显著,黑河流域草甸湿地面积呈扩大态势,破碎化程度降低,沼泽湿地有所减少,但斑块密度降低,存在局部连片情形;白河流域沼泽湿地发生增加,适宜地形和水文条件下,草甸湿地和周边草甸均可转为沼泽湿地。主成分分析结果表明,两河流域湿地变化具有“社会经济+农牧业因素+气候变化”的交互作用特征,社会经济类因素对年代际尺度湿地变化起主导作用。
    2021-05-18 , DOI:
    摘要:
    为研究生物滞留设施水文调控效能,基于HYDRUS-1D建立生物滞留设施模型,通过设施试验数据率定模型参数,验证模型可靠性;利用验证后的模型开展模拟实验,采用径流总量和峰值削减率及产流和峰现延迟时间定量分析水力负荷参数、蓄水层高和初始含水率对生物滞留设施水文调控效应的影响。结果发现,生物滞留设施模拟值与实测值的RMSE最高仅为0.134,RE为-2.28%~7.59%,NSE和R2均在0.8以上,模拟结果可靠;综合考虑分析水力负荷参数,汇流比小于10:1的生物滞留设施对于重现期小于1a并且降雨时长小于120min的降雨过程有较好的调控效果,随着汇流比、重现期和降雨时长的增加,设施水文调控效果不断削弱;增加蓄水层高度会提升生物滞留设施水文调控效果,当蓄水层高度由0cm增加至25cm时,径流总量和峰值削减率分别增加86.16%、96.74%,产流和峰现延迟时间分别延长57.75min、36min;初始含水率的增大会降低设施水文调控效果,其径流总量和峰值削减率变化范围为48.81%~54.11%和22.40%~45.37%,产流和峰现延迟时间变化范围为24.1min~25min和1min~2.5min。
    2021-05-14 , DOI:
    摘要:
    研究铜锈环棱螺(Bellamya aeruginosa)不同密度条件(对照组、低密度组200个/m2和高密度组400个/m2)对两种沉水植物苦草(Vallisneria natans)和金鱼藻(Ceratophyllum demersum)生长及水质的影响。试验结果表明:铜锈环棱螺的存在显著促进了沉水植物的生长,苦草和金鱼藻的相对生长率高密度组分别是对照组的2.16和1.66倍,相对伸长率高密度组分别是对照组的1.18和1.25倍;铜锈环棱螺的存在对水质有一定负面影响,水体电导率随着螺密度的增加而升高,溶解氧浓度随着螺密度的增加而降低, pH、氧化还原电位和叶绿素浓度随着螺密度的增加没有一致的规律;水体氮的去除率随螺密度的增加呈下降趋势,高密度组水体氮的去除率相对于对照组苦草和金鱼藻系统分别下降了70.0%和64.5%,水体磷的去除率组间没有显著差异;铜锈环棱螺不同密度对水体氮浓度变化起主要作用,方差占比为64%,沉水植物不同物种对水体磷浓度变化起主要作用,方差占比为72.54%。
    2021-05-06 , DOI:
    摘要:
    水是生命之源,更好地提供水生态产品对增进公众水生态福祉,促进生态文明建设,进而保障经济社会的可持续发展,具有十分重要的意义。本文在构建舟山市水生态产品供给效率评价指标体系的基础上,采用基于时间序列数据的 RSBM-DEA 模型,实证分析了2000-2017年舟山市水生态产品供给效率的演化特征,并对其影响因素进行了研究,结果表明:(1)舟山市水生态服务价值以地表水调蓄与文化服务为主,呈现出波动上升的态势,水生态系统对舟山市经济社会可持续发展的支撑作用不断增强;(2)舟山市水生态产品供给效率呈维持在较高水平的波动发展态势,其中纯技术效率是关键要素;(3)在2003年和2013年,供给效率经历了两个“低谷期”,分别是由规模效率和纯技术效率影响导致;(4)不同因素对舟山市水生态产品供给效率的影响方向和影响程度不同,其中科技水平、城镇化率、陆地面积有十分显著的正向影响,而年均温度与硬化率呈负向影响,且硬化率影响程度较低。据此,提出(1)进一步注重文化服务的作用发挥;(2)加强水生态系统服务新种类的认知和技术研发工作;(3)充分提升水生态系统供给的纯技术效率,节约水资源,维护好生态环境,同时在控制好规模的前提下,注重水利相关设施、设备与工程等的建设,以精准做好舟山市水生态产品供给效率提升工作等政策建议。文章成果可以丰富相关研究的视角与方法,并为缓解海岛型城市水资源紧张,促进水资源的高效可持续开发利用及经济社会的高质量发展提供支撑。
    2021-05-06 , DOI:
    摘要:
    为了对比数理统计模型与机器学习模型在中长期径流预报中的特点与适用性,挑选逐步回归与随机森林两种方法构建中长期预报模型。以气象因子的物理机制为基础,结合了单相关系数及随机森林重要性分析识别关键气象因子,作为模型输入。训练了长江上游乌东德、瀑布沟两个水库1959—1998年的入库径流量,且预测了两个水库1999—2014年的入库径流量。结果显示,两种模型的训练效果良好,稳定性强,随机森林的预测结果比逐步回归的精度高,但精度的差距较小;随机森林能减少预测因子值的异常变化带来的拟合误差,但过拟合问题更为明显;研究方法对制定长江上游流域调度方案具有重要的应用价值,研究结果对理解数理统计与机器学习两类模型在中长期预报应用中的特点具有参考价值。
    2021-04-26 , DOI:
    摘要:
    在总结分析初期雨水的界定方式及其水质水量变化特征的基础上,比较分析国内外初期雨水管控的规范标准,指出国内初期雨水管控的不足与存在问题;同时通过对目前初期雨水收集转输设备的调研,分析其性能及优缺点;最后对今后初期雨水管控的研究重点与方向进行展望。
    2021-04-13 , DOI:
    摘要:
    为探究低影响开发(LID)设施对缓解城市洪涝灾害以及削减污染物负荷的效果,以淮南市某老旧小区为研究对象,基于SWMM模型构建了暴雨径流管理模型,分析了单个LID设施占研究区不同面积比例时的成本效益,针对4种LID设施组合方案,模拟不同降雨重现期的地表径流、排放口流量及污染负荷。结果表明,在单个LID设施下,占屋顶面积45%的绿色屋顶、占绿地面积10%的生物滞留设施以及占不透水面积60%的渗透铺装成本效益最高;不同LID设施组合均有较好的雨洪控制效果及污染物削减效果,但随着降雨量的增大,效果均有所减小。
    2021-04-06 , DOI:
    摘要:
    针对建设幸福河实现新时代河湖治理目标,基于ERG(existence relatedness growth)需求模型,建立包含23个核心指标和27个可选指标的幸福河评价指标体系,进行幸福河的综合评价。运用Matlab软件,以幸福河等级指数为目标,采用投影寻踪模型建立幸福河评价指标值与幸福河等级指数之间的非线性关系,构建基于改进的粒子群优化投影寻踪的幸福河等级评价模型,实现对幸福河的定量评价。以黄河甘肃段为例进行应用,分析其2010—2018年幸福河等级指数变化的趋势。结果表明,黄河流域甘肃段幸福河等级指数整体呈上升趋势,由2010年的E等级(不幸福)提升到2018年的B等级(幸福指数较高),评价结果与GRA-TOPSIS法吻合率达到88.9%,且能较好地反映黄河甘肃段实际情况;同时,该方法可以识别出水土流失、流域水患灾害、河流生态基流满足程度是制约黄河甘肃段幸福河等级指数的主要影响因素。
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    优先出版日期:  2022-01-04 , DOI:
    摘要:
    全球城市化进程不断加快,城市水循环过程受到深刻影响。为深刻理解城市化对水文过程与生态环境的影响机制,从水循环过程、暴雨内涝及水体环境变化三方面总结了国内外对城市化水文效应的研究进展,梳理了城市化水文效应的研究方法与技术体系,阐述了国内外应对城市化水文效应的基本思路与措施。最后,针对目前研究中的问题,展望了未来研究的重点方向,如城市化水文效应的机理解析、城市水文监测系统与智慧水务建设以及建立健全应急管理机制,以期为缓解城市化水文效应带来的负面影响提供一定的理论支撑。
    优先出版日期:  2021-12-28 , DOI:
    摘要:
    通过评价黄河流域河湖生态环境演变特征,探究其存在的问题,分析黄河流域河湖生态环境复苏目标与总体格局,探讨并提出黄河流域河湖生态环境复苏的实现路径。结果表明,黄河流域河湖生态环境系统正在由无序发展向有序发展转变。针对黄河流域河湖生态环境复苏面临的河湖生态环境脆弱、区域地下水超采、流域水土流失等主要问题,应从强化河湖监管、提升河流生态廊道功能、实施地下水超采治理与监管、加强黄土高原水土流失综合治理等4个方面入手,促进黄河流域河湖生态环境的全面复苏。
    优先出版日期:  2021-12-28 , DOI:
    摘要:
    为客观评价黄河流域城市群水资源利用效率,分析水资源利用效率差异的原因,以黄河流域7大城市群为研究对象,1989?2018年48个大中型城市GDP、人口、地区用水量等为统计指标,采用super-SBM模型评估黄河流域城市群静态水资源利用效率,结合Malmquist指数测算效率的动态分解,选用Tobit模型分析7大城市群整体水资源利用效率的驱动因子。结果表明:1989年以来,7大城市群水资源利用效率整体提升,2000年以来提升幅度较大;节水和技术进步共同推动了Malmquist指数的提升;经济发展水平对黄河流域水资源利用效率的提升有显著的促进作用,产业结构和人口密度分别有抑制和轻微抑制作用。
    优先出版日期:  2021-12-28 , DOI:
    摘要:
    针对沿海城市日益突出的内涝灾害防治需求,开展基于示踪思路的城市内涝防灾决策研究。以排水分区为分析单元,构建耦合示踪思路的城市内涝模型,显性化城市排水分区间复杂的水量关联性。以海口市龙昆沟排水系统为例,定量识别内涝积水来源及各排水分区对关注区域的贡献水量,提出考虑复杂河网系统水量交换的精细化内涝整治措施规划及调控方案。研究结果表明:基于示踪思路可得出不同排水分区对于关注区域内涝积水水量的“贡献”比例,精细化揭示排水分区间的水量关联性,并有效支撑分区防灾措施规划,实现最优防灾效果。量化结果得出基于示踪思路的适应性防灾措施规划与防灾策略可削减关注区域内涝积水水量的36.10%。研究成果可为城市内涝致灾机理分析、防灾措施规划与防灾策略制定提供参考。
    优先出版日期:  2021-12-28 , DOI:
    摘要:
    基于对河流微生物生态学研究中的微生物群落组成分布特征、生态功能机制、环境交互作用三个关键科学问题的分析,探讨了河流微生物群落时空分布格局、生态构建机理、环境响应机制、物质循环交互作用、食物网结构功能等基础前沿理论研究,总结了基于微生物群落的河流生态健康指示、评价、诊断体系构建,基于微生物溯源技术的污染物迁移轨迹追踪和基于微生物群落重构的生态修复等应用现状,展望了河流微生物生态学研究的发展趋势,即方法革新化、尺度宏观化、维度全面化和成果技术化,最后提出了对河流环境生态研究的初步思考。
    优先出版日期:  2021-12-28 , DOI:
    摘要:
    针对城镇内涝防治采用市政排水与水利排涝两级排涝模式,提出一套合理解决两级排涝标准 衔接的理论体系与方法。 通过剖析市政排水与水利排涝衔接的本质,揭示市政排水标准和水利排 涝标准的衔接存在两类风险:市政排水不能及时排除水利排涝标准内的暴雨,水利排涝不能将市政 排水标准内的暴雨有效蓄存或及时排出。 两类衔接风险存在的机理是客观存在两类暴雨过程:对 于高强度的短历时大暴雨,水利排涝历时暴雨不超标而市政排水历时暴雨超标;对于强度不高的长 历时大暴雨,市政排水历时暴雨不超标而水利排涝历时暴雨超标。 由此构建两级排涝标准的衔接 风险分析模型,基于 Copula 函数给出求解方法。 以广州市中心城区为例,对市政排水标准与水利 排涝标准的衔接风险进行研究,结果表明:第一类衔接风险较大,且随市政排水标准的提升而显著 减小;第二类衔接风险较小,且随水利排涝暴雨设计标准的提升而减小。 目前广州市中心城区市政 管网的排水标准为 1 年一遇至 3 年一遇,水利排涝标准为 20 年一遇,第一类衔接风险不低于 15. 63% ,第二类衔接风险不到 1% 。可通过排水管网完善、城镇涝水行泄通道建设和优化运行管理等综合措施共同应对以提高市政排水标准。若采用综合措施能使市政排水标准达到10年一遇、20年一遇标准时,则第二类衔接风险的均值分别可降为4.42%、2.26%。
    优先出版日期:  2021-12-28 , DOI:
    摘要:
    日益频发的极端暴雨事件使得城市道路积水问题愈加严峻,雨后交通拥堵甚至人员伤亡屡见不鲜,及时准确的积水数据成为城市暴雨内涝灾害防治的关键信息。本文从道路积水监测技术层面,梳理了人工监测、传感器监测、遥感和视频影像监测的技术原理及其相关改进,对比分析了不同传感器监测的优缺点。在此基础上,总结了道路积水监测技术的应用情况并就未来发展趋势进行了展望。分析认为,道路积水监测需充分利用现有的视频设备、改进遥感水体识别技术、构建多源立体监测网以及基于海量监测数据的雨洪物理-数字耦合模型等方面开展研发和应用,全方位提高城市的雨洪预警水平和能力。上述总结和展望为城市暴雨洪涝监测与预警研究提供了技术参考,为建设韧性城市提供了决策建议。
    优先出版日期:  2021-12-28 , DOI:
    摘要:
    基于对水利高质量发展的概念解析,提出了以水旱灾害防御、水资源集约安全利用、水资源优化配置、河湖生态保护治理4项能力为切入点的判断准则,构建了水利高质量发展评价体系,并基于熵-云模型对全国31个省市的水利高质量发展现状进行了评价。结果表明:水旱灾害防御能力方面,东部多数省份较优;水资源集约安全利用能力方面,黄河沿线各省份、海河流域及东南沿海表现较好;水资源优化配置能力方面,长江、珠江流域表现更好;在河湖生态保护治理能力方面,西南及中东部表现突出。水利高质量评价结果的不确定性分析表明,水利高质量发展系统复杂度较高,有进一步改进和提升的空间。
    优先出版日期:  2021-12-28 , DOI:
    摘要:
    以帕尔默干旱指数(PDSI)为基础,构建融合Penman-Monteith潜在蒸散发公式且具有短时间尺度效应的自适应帕尔默干旱指数scPDSIpm,分析了1951—2016年中国旱涝演变趋势及干旱特征的空间分布规律和历史干旱事件的时空演变过程,并结合实际旱情记录资料验证了指数的可靠性。结果表明:空间上,中国东北、华北、华中、西南呈变旱趋势,西部和东南少数地区为变涝趋势;中国大部分地区旱情开始时间主要集中在6—7月,北部地区干旱历时长且干旱烈度大,南部地区干旱历时短、干旱烈度小;scPDSIpm能够很好地指示旱情发生时间和区域,准确地捕捉到旱情中心的转移过程。
    优先出版日期:  2021-12-28 , DOI:
    摘要:
    为贯彻落实“十六字”治水思路的必然要求和重要任务之一——水资源集约安全利用的评价工作,在节水优先和生态优先方针指导下,探讨了水资源集约安全利用的评价指标体系,进而采用AHP-CRITIC综合赋权,引入对称交互熵多属性排序法,建立了水资源集约安全利用评估模型。应用于2019年中国31个省级行政区(不含港澳台)的研究结果表明:该31个省级行政区的水资源集约安全利用总体上处于中等水平,存在较大的提升空间;集约与安全之间存在互斥现象,北京、天津和新疆等多个省级行政区的集约利用和安全利用水平悬殊较大,亟需针对性地进行优化;因地制宜、精准施策是当前中国贯彻新发展理念,推进水资源集约安全利用的重要策略之一。
    优先出版日期:  2021-12-28 , DOI:
    摘要:
    在全球气候变化和城镇化迅速发展的背景下,极端气候事件频发,高度城镇化地区洪涝灾害问题日益突出。频繁的人类活动对区域水汽循环产生重要影响,人口、财富的高度集中使得承灾体的易损性日益凸显,深入研究城镇化发展对降雨的影响以及洪涝灾害风险的变化具有重要的科学价值和现实意义。以城镇化发展快、经济要素集中度高的珠三角地区为研究区域,梳理了区域城镇化发展进程和特点,分析了降雨结构时空变化特征及其与城镇化发展的关系。从降雨历时角度来看,降雨事件主要以6h以内的短历时降雨为主,但降雨量的贡献主体是6h以上的长历时降雨,降雨结构并未发生显著变化;从降雨等级角度来看,降雨事件主要以弱降雨为主,但降雨量的主要贡献则取决于发生次数较少的强降雨事件,降雨结构发生了显著变化,中、大雨发生率显著增加,小雨发生率显著减少。高度城镇化地区的降雨结构变化最为明显,中、大、暴雨发生率显著增加,小雨发生率明显下降。
    优先出版日期:  2021-12-28 , DOI:
    摘要:
    为提高岩溶区洪水的模拟精度,基于自由水蓄水库和线性水库的概念,建立了考虑表层岩溶带与深层地下溶隙调蓄作用下的降水-径流分布式模拟方法。在栅格新安江模型的基础上引入表层岩溶带及深层地下溶隙调蓄模块,构建了栅格岩溶分布式水文模型,将该模型和栅格新安江模型在典型岩溶流域(普厅河流域)进行应用和比较分析。结果表明:栅格岩溶分布式水文模型在普厅河流域的模拟精度高于栅格新安江模型,20场洪水的平均径流深误差降低了4.92%,平均洪峰误差降低了3.59%,平均确定性系数提升了0.23;基于栅格的表层岩溶带自由水蓄水库及深层地下溶隙线性水库可根据流域岩溶发育的空间分布情况,对表层岩溶带和深层地下溶隙调蓄过程进行精确模拟;栅格岩溶分布式水文模型的参数空间分布考虑了流域的石漠化情况;栅格岩溶分布式水文模型模拟的径流成分较栅格新安江模型更加合理;栅格岩溶分布式水文模型能有效提高普厅河流域的洪水模拟精度。
    优先出版日期:  2021-12-28 , DOI:
    摘要:
    水库通过改变径流对河流生态产生了复杂影响。为了准确量化小浪底水利枢纽对径流状态的影响,本文提出了水库生态影响与贡献率定量分析方法,对比分析时段有无水库两种情景下的径流状态,揭示水库对径流状态的影响;与实测径流状态变化对比,量化水库的贡献率。结果显示:2000―2019年,小浪底水利枢纽年均减少下游利津断面断流81.15d,减少生态基流、关键期最小生态流量和关键期适宜生态流量的不达标天数75.25d、31.35d和27.10d,增加关键期入海水量23.71亿m3。与1980―1999年相比,2000―2019年黄河天然径流量减少10.59%、三门峡断面实测来水量减少22.15%,同时下游用水量增加,不利于河流生态流量保障。小浪底水利枢纽扭转了来水和取水的不利影响,保障了黄河下游径流和生态状态持续好转,对利津断面防断流、生态基流保障和关键期入海水量增加的贡献率分别为187.85%、137.32%和125.83%。
    优先出版日期:  2021-12-27 , DOI:
    摘要:
    以三角洲湿地生态需水、河口及近海鱼类需水及河道泥沙输送为目标,针对不同需水目标的特点,基于生境模拟模型、函数型线性回归模型等方法,分别计算入海径流过程对三角洲湿地及河口区关键物种生境及生物量的影响、以及来沙系数对河道输沙的影响,遵循消耗性需水的加和性原则与非消耗性需水的最大性原则,提出满足三角洲湿地生态需水、河口及近海鱼类需水、泥沙输送等多目标的需水量及流量过程。结果表明,依时段对流量过程进行调控可更好地满足不同保障目标的需水需求,可在3月达到一定的流量过程,在4-5月的最小、适宜、最大流量分别为456.91 m3/s、634.04m3/s、1107.38 m3/s,其余月份的最小、适宜、最大流量分别为146.91 m3/s、559.79 m3/s、1107.38 m3/s,得到黄河口最小、适宜、最大需水量分别为71.05亿m3、181.51亿m3、349.85亿m3。通过在年内保障生态需水总量,同时在关键物种生长时期维持特定流量脉冲,可有效改善黄河三角洲湿地、河口及近海区域生境质量,为黄河口的生态保护和修复提供理论支持。
    优先出版日期:  2021-12-27 , DOI:
    摘要:
    为合理精准判别河流生态健康评价等级,应用集对分析原理和五元减法集对势进行河流生态健康评价,并用五元减法集对势判断北运河生态健康发展趋势,识别、诊断影响河流生态健康的脆弱性指标。结果表明:北运河生态整体处于亚健康状态,为改善北运河生态健康,应优先关注水质指数,在上游河段及时采取措施改善水质,并重视提升和增强全河段的河流连通性和防洪功能;基于减法集对势的河流生态健康评价方法简便、通用性强,评价结果合理,可为河流生态健康评价提供新途径。
    优先出版日期:  2021-12-27 , DOI:
    摘要:
    为掌握城市河网动态水环境容量变化规律,基于“空-地-水”一体化模型体系,构建了城市河网动态水环境容量计算模型,以粤港澳大湾区惠州市金山湖流域为典型区域,定量核算了2017年金山湖流域全年COD和TP动态水环境容量,流量、COD和TP浓度率定验证的相对误差均在14.04%以内。2017年金山湖流域COD和TP水环境容量整体呈先增大后减小的趋势,受降雨影响显著,逐日容量变化范围分别为238.55~3027.49 kg/d和3.73~58.02 kg/d;枯水期水环境容量较小且与降雨量负相关;丰水期的大雨或暴雨时期水环境容量明显提升,中小雨时期COD容量与降雨量负相关,TP反之;保障生态基流能明显改善容量不足的问题,全年动态生态流量保障对金山湖流域水质达标率提升效果明显。
    优先出版日期:  2021-12-27 , DOI:
    摘要:
    为了探究长三角高度城镇化地区河网水系生态调控方案,以秦淮河流域下游地区水系为例,采用生态功能设定法,计算了各河段生态水位和生态流量。通过构建一维水量水质模型,对枯水年非汛期水量调控及截污措施协同驱动下,水位、流量及污染物浓度的时空分布特征进行多情景数值模拟,并对生态水量保障率及水质改善效果进行评估。结果表明,水位调控措施对水质改善作用非常有限,无法保障河道生态基流需求;引水措施的调控效果较为明显,但水质改善率增幅随引水流量增加而下降;截污措施的水质改善效果优于水量调控方案,但存在显著的空间异质性,且无法提高生态基流保障率;将截污措施与引水措施结合,是满足城市水系生态水量及水质要求的最佳选择。
    优先出版日期:  2021-12-27 , DOI:
    摘要:
    能源安全和水安全是关乎政局稳定与经济发展的关键问题,能源水足迹能够表征能源生产、消费过程中的水资源占用情况。本文采用自下而上的能源水足迹评价模型,对中国与“一带一路”沿线国家的能源水足迹贸易规模进行测算,对其贸易结构和类型进行解析,并利用分形的方法深入探究其位序-规模分布和演化规律。结果表明:(1)2001—2019年,我国能源水足迹出口规模较进口小,出口呈下降趋势,进口增长迅速。煤炭和石油水足迹贸易占比大但呈下降趋势,天然气水足迹贸易占比小并持续提升。能源灰水足迹贸易占比高于能源蓝水足迹。(2)从贸易规模首位度来看,中国能源水足迹出口规模的首位分布从不明显逐渐趋于明显,进口规模的首位分布不明显且呈分散化趋势。(3)中国与“一带一路”沿线能源水足迹贸易位序-规模空间分布呈现多分形结构。出口结构中,高位序级别从集聚态演变为均衡态,中低位序级别空间分布较分散,东南亚是我国能源水足迹出口主要地区;进口结构中,高位序级别趋于均衡化,中低位序级别分裂化式微,主要进口地区为中东和东南亚。
    优先出版日期:  2021-12-27 , DOI:
    摘要:
    为快速实现流域突发水污染追溯,构建基于云边终协同架构的流域云溯源体系。将云端的全流域二维水动力水质预报结果与终端的水质监测数据进行实时过程对比,实现事故识别。边缘端在事故预警后进行事故区域多污染情景的水质快速模拟,形成基于源-质响应的情景数据库,通过对比分析监测信息和污染情景模拟序列的过程拟合度,确定污染源筛查范围。将该方法应用于长江重庆段突发水污染溯源研究,结果表明:在一定的污染情景下,排污企业A、B对下游监测断面1类污染过程的纳什效率系数分别为0.91 > 0.87,对2类污染过程的纳什效率系数为0.84 < 0.95,表明企业A、B均为可能的事故源,且造成1类监测结果的源头更可能为企业A,对于2类污染过程则企业B可能性更大。
    优先出版日期:  2021-12-27 , DOI:
    摘要:
    针对目前透水砖堵塞后引起径流颗粒物输出规律变化不清晰的问题,采用模型模拟、因素分析等方法研究透水砖堵塞对其表面径流颗粒物冲刷规律的影响。结果表明,堵塞程度、降雨重现期是影响透水砖表面径流颗粒物冲刷过程的重要因素,堵塞程度越高、重现期越大,初期冲刷效应越强烈、颗粒物累积冲刷量越大;结合不同降雨重现期下,各堵塞程度透水砖表面径流颗粒物冲刷过程,引入堵塞程度r这一动态变化量修正传统指数冲刷模型,建立了适用于不同堵塞程度透水砖的径流颗粒物冲刷模型;透水砖堵塞程度可显著影响径流中颗粒物粒径分布,且与降雨重现期、径流历时存在交互影响作用.
    优先出版日期:  2021-12-27 , DOI:
    摘要:
    针对城市化对极端降水空间分布的影响问题,利用城市冠层模型结合WRF(weather research and forecasting)中尺度天气预报模式对河南省2021 年“7·20” 特大暴雨进行数值模拟,并结合国家级地面观测站实测降水数据对该模型的模拟精度进行了验证。结果表明,考虑城市冠层影响的耦合模型能更好地模拟出区域极端降水的强度和落区,与实测降水的空间分布更为接近,耦合模拟得到的平均降水量比未考虑城市冠层影响的模拟结果高12. 1 mm;人工耗水改变了区域的水热耦合平衡,促进了城市区域对流性降水的形成。
    优先出版日期:  2021-12-27 , DOI:
    摘要:
    针对供水管网失效情况下,供水管网优化维护的问题,本研究系统地总结了供水管网优化维护的3个阶段;提出了供水管网优化维护的三大基础理论,即管道失效理论、管道可维护理论以及优化决策理论;探索建立了面向全生命周期的供水管网优化维护的一体化技术框架,具体包括数据融合、状态辨识、措施集合、优化决策以及方案实施5个方面。
    优先出版日期:  2021-12-15 , DOI:
    摘要:
    目前对于水系连通性评价指标体系的研究,主要考虑水系形态与结构连通性,忽略了水力连通性对评价结果的影响。水系中的泵站、水闸等水工建筑物在开启或关闭时,连接点处水位及水系连通性均会发生变化。因此本文在水系形态与结构连通性基础上,考虑了水系水力连通性,增加了包括水工建筑物数量在内的评价指标,构建更加全面的水系连通评价指标体系。利用该评价指标体系对廊坊市北运河-永定河区域三种水系连通方案进行评价,得出最优水系连通方案。结果表明,构建的评价指标体系能够更加全面地进行水系连通评价,并可为北方平原河网区水系连通评价提供参考。
    优先出版日期:  2021-12-10 , DOI:
    摘要:
    以广州长湴地区为例,基于SWMM和TELEMAC-2D模型构建一种新的耦合模型(TSWM),通过历史暴雨事件验证、模型对比等方式评估了模型的适用性和可靠性,并对不同重现期暴雨开展了数值模拟。结果表明:TSWM模型能较准确地模拟研究区的内涝情况,可实现城市内涝精细化模拟;与基于SWMM和LISFLOOD-FP、WCA2D的耦合模型相比,TSWM模型可得到更为精细的模拟结果;由于排水管网系统标准偏低,研究区在极端暴雨情况下容易发生内涝,建议采取升级排水管网系统标准、构建泵闸联合调度方案、布设LID设施等措施降低暴雨内涝影响。TSWM模型在复杂城区内涝数值模拟方面具有良好的适用性和较高的模拟精度,在内涝灾害防御方面值得推广和应用。
    优先出版日期:  2021-12-09 , DOI:
    摘要:
    为科学诊断京津冀水资源空间均衡状态、切实提高京津冀协同发展水安全保障水平,通过河道内外、地表地下水资源供需分析,计算各评价单元的综合缺水量和综合缺水率,以水资源空间均衡度为评价指标开展京津冀水资源空间均衡评价。评价结果表明现状情景下京津冀地区整体处于不均衡状态,沧州、衡水等6个评价单元处于严重不均衡状态,未来情景下随着调水和节水力度加大,水资源空间不均衡状态得以改善。基于评价结果从供、需两端提出“确定开发上限、强化节约用水、退减不合理用水,保障生态水量、多渠道增加供给、健全法制体制机制”等水资源空间均衡调控措施。
    优先出版日期:  2021-12-07 , DOI:
    摘要:
    为研究淮河中下游发生中小洪水时洪泽湖的泄流能力,建立淮河蚌埠至洪泽湖出湖口三河闸段一二维耦合水动力模型,模拟分析了重点河段切滩对洪泽湖中低水位下泄流能力的影响及切滩前后的流域行洪过程。结果表明:在5年一遇洪水过程下,洪峰时刻淮河干流蚌埠、临淮关、香庙、浮山、洪山头等站水位较切滩前分别下降0.02m、0.07m、0.21m、0.55m、0.7m,漫滩时间分别减少1d、4d、9d、9d和17d;洪泽湖三河闸站水位最高值为13.33m,相比切滩之前升高0.07m,湖泊对应的下泄流量为8300m3/s,较切滩前增加800m3/s,泄流能力提高11%。
    优先出版日期:  2021-12-07 , DOI:
    摘要:
    为评价长江下游平原河网地区生态护岸对河流生态系统的影响,构建了生态护岸对河流生态 系统影响评价指标体系。 根据生态护岸对河流生态系统的影响方式以及健康河流的特征,提出以 水质状况、生物状况、水文特征、地貌特征和社会经济5 个方面作为评价指标体系的准则层;采用频 度、相关性分析法,对现有关于生态护岸、河流生态系统评价等的研究成果进行分析,筛选出 18 项关键指标;提出了指标赋分、生态护岸综合影响指数计算方法以及影响等级标准,可用于长江下游平原河网地区生态护岸建设的评价。
    优先出版日期:  2021-12-06 , DOI:
    摘要:
    为更好地模拟水污染事件中多组分污染物输移衰减反应过程,本研究全面耦合了基于GPU加速技术的二维水动力模型与多组分污染物输移衰减反应模型,建立了一个可应用于复杂地形河道入流与溃坝洪水演进全过程及其多组分伴随污染物输移衰减反应的高性能耦合模型。模型中通过改进模型源代码实现多组分污染物输移模拟功能,在污染物输移控制方程中嵌入衰减项与反应项,实现多组分污染物衰减及其相互反应模拟功能。该模型优点在于适用于大区域复杂地形河道的水质衰减反应过程模拟,同时引入GPU技术加速计算。最后将耦合模型应用于一个理想地形静水算例和两个复杂地形河道的入流与溃坝算例,结果表明:多组分污染物输移衰减反应过程在理想算例中的计算结果与解析解基本吻合,在入流与溃坝算例中的模拟结果符合实际的物理过程,模型运行速度快且计算效率高。可用于合理高效的模拟各类突发水污染事件并进行预警和评估,为敏感水域水环境的治理和保护提供重要的技术与数据支撑。
    优先出版日期:  2021-12-06 , DOI:
    摘要:
    将时间序列模型ARIMA和Prophet作为基学习器,结合BP神经网络模型构建了水质预测集成学习模型。选取长江流域某断面2019—2020年的DO,CODMn,NH3-N,TP和TN等5指标的监测数据对该模型的有效性进行检验,结果表明5项指标集成学习模型的预测结果平均绝对百分比误差比时间序列模型的分别低35.0%,29.9%,4.1%,40.6%和17.1%,模型预测值和监测值的皮尔逊相关系数大于0.8。集成学习模型预测精度高于单一模型,可以更精确地进行水质预测。
    优先出版日期:  2021-12-05 , DOI:
    摘要:
    针对当前我国海绵城市指标体系存在的问题,在系统分析代表性发达国家城市雨洪管理指标体系的基础上,对比了国内外城市雨洪管理指标体系的异同,总结了发达国家指标体系对我国的借鉴意义。我国与发达国家的在项目自身设计指标以及衡量建设效果的控制指标方面均存在一定差异,今后可考虑在我国雨洪管理指标体系中新增入渗控制指标、洪水控制指标、舒适性指标和生态指标,以完善现有海绵城市指标体系;应充分结合各地水质条件、气候条件、经济发展水平,系统研究制定控制指标,同时应加强部门间的沟通与磋商机制建设,确保指标的实施效果。
    优先出版日期:  2021-11-25 , DOI:
    摘要:
    为分析西北地区地下水干旱时空演变趋势及对气象干旱的动态响应,利用GRACE和GLDAS数据定量评估地下水储量变化,构建地下水干旱指数GRACE-GDI分析地下水干旱的时空演变特征,并利用Pearson相关系数分析了地下水干旱对气象干旱的动态响应关系。结果表明:西北地区地下水储量总体上以0.25 cm/a的速率枯竭;河西走廊、六盘山区、青海南部地下水干旱发生频率较高,陕南地区、柴达木盆地地下水干旱发生频率较低,西北地区多年平均地下水干旱面积比例为29.0%;地下水干旱与气象干旱的响应关系存在明显的空间异质性,其中呈显著正相关的区域占59.3%,且由于气候变暖和植被改善,在准噶尔盆地、吐鲁番盆地、青海湖流域、阿尔泰山等地区响应程度增加;干旱响应时间主要为1~6月和19~24月。
    优先出版日期:  2021-11-24 , DOI:
    摘要:
    为评价珠江河口河网的水资源调度方案,以横琴中心沟水系为研究区域,针对原调度方案存在的调水规模问题,结合横琴中心沟水系特征、外江潮汐特征和水环境特征,优化了调度方案,提出以水体交换能力作为指标,对原调度方案和优化方案进行了评价。研究结果表明:原调度方案水体交换能力不足,优化方案调水幅度增加后,半交换周期普遍缩短,水交换率提高,可以满足规划水质目标。
    优先出版日期:  2021-11-21 , DOI:
    摘要:
    针对当前我国流域水环境治理过程中存在的综合治理逻辑不清、治理单元划分不科学、治理单元技术方案匹配性低和治理单元之间的衔接不足4个弊端,提出了以“治理效果持久化、治理成本经济化、治理体系全局化”的理念作为新时代流域水环境治理技术体系的核心理念,以“系统性诊断、区块化分解、匹配性施治、最优化成效”的治水“四步法”作为新时代流域水环境治理方法,并从源头控制、过程阻断、末端治理的空间维度和污染治理、生态修复的时间维度,分类列举了相应的治理技术子体系,并提出了专项领域的流域水环境治理技术体系。
    优先出版日期:  2021-11-21 , DOI:
    摘要:
    为辨析黄河流域突出的水资源问题,科学分析流域水资源利用状况,将能值理论和水生态足迹法相结合,构建能值水生态足迹模型,计算和分析了黄河流域2011—2018年的水生态足迹、水生态承载力和生态盈亏状况。结果表明:2011—2018年黄河流域水生态足迹呈平稳升高趋势,水生态承载力呈先下降后上升,但历年水生态承载力均小于水生态足迹,流域水资源生态赤字没有改变;农业用水足迹在流域总水生态足迹中所占比重最大,而生态用水足迹最低;流域不同省(区)水生态足迹与水生态承载力差异显著,除青、川、甘水资源生态盈余较大,其余省(区)水资源利用呈不可持续状态。黄河流域水资源安全形势不乐观,应合理调度水资源和提升用水效率,促进流域社会、经济、环境的协调发展。
    优先出版日期:  2021-10-20 , DOI:
    摘要:
    为了探究基流分割对城市雨洪模拟的影响作用。 以济南市主城区流域为例构建SWMM模型,采用2005—2010年7场基流分割前后的实测洪水资料校验模型,应用GLUE方法 ,以均方根误差为似然评判依据对模拟结果进行不确定性分析,探讨了基流分割前后流量数据对模拟结果不确定性的影响。结果表明:各场次暴雨基流占洪峰流量比均值为13.38%,对洪水模拟效果影响较大;GLUE方法能够有效提取高精度参数集,相比于原始流量序列,应用基流分割后流量作为校验模型依据,流量过程90%置信预报区间覆盖率增加100%,平均偏移幅度和对称性分别减小42.6%和87.47%。通过基流分割可有效降低流量数据作为模型校验数据导致的模拟结果不确定性,提升洪水预报性能 ,获取更精确对称的洪水预报置信区间。
    优先出版日期:  2021-10-16 , DOI:
    摘要:
    人水关系是人类与自然界关系中最重要的关系之一,人水关系学是专门研究人水关系的一门交叉学科。在对前期人水关系学学科体系简述的基础上,介绍了人水关系学的分支学科,总结提出了人水关系学的基本原理,包括人水关系交互作用原理、人水系统自适应原理、人水系统平衡转移原理、人水关系和谐演变原理;论述了人水关系学的理论体系,包括理论基础、基本理论两部分,理论基础有水文学、水资源、水环境、水安全、经济学、社会学等理论,基本理论有人水系统论、人水控制论、人水和谐论、人水博弈论、人水协同论、水危机冲突论、人水关系辩证论、人水关系持续发展论等,并分析了基本理论的应用前景。为进一步完善人水关系学内容、深入研究各种人水关系提供理论基础。
    优先出版日期:  2021-10-08 , DOI:
    摘要:
    为了解珠江口水系近年来水质变化特征,基于2018—2020年51个采样点的逐月水质数据,运用主因子分析法对评价指标进行筛选,结合不同赋权法对传统综合水质标识指数法的权重进行改进,对珠江口水系河道水质进行了评价并分析了水质时空分布特征。结果表明:组合集成赋权的综合水质标识指数法综合了超标污染物和其他指标的客观权重,结果合理可信,适合于时空尺度大的流域水质评估;各河道水质呈现出逐年改善的趋势,由以劣Ⅴ类为主转变为以Ⅲ类为主,满足水环境功能区划目标;研究区西部地区河道水质整体略低于东部地区,西部地区南山片区河道水质优于大空港片区,但大空港和前海片区河道水质提升效果显著;河道上游水质总体较下游好,入海口水质随季节波动较大且普遍受海水污染和挡潮闸运行的影响。
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      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:
      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:
      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。
      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。
      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。
      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。
      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。
      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(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。
      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。
      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。
      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):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。
      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。
      2015,31(2):40-44, DOI: 10.3880/j.issn.1004-6933.2015.02.008
      摘要:
      研究我国饮用水中剑水蚤体表携带细菌的来源,其细菌种属、优势菌属与自然水体中细菌种属、优势菌属的区别,以及细菌在剑水蚤体表分布的情况。结果表明:剑水蚤体表细菌主要来源于自然水体,其细菌种属与自然水体中的细菌种属相似度高达748 %,而剑水蚤体表细菌的优势菌属与自然水体中细菌的优势菌属存在的差别较小;[JP2]自然水体中的优势菌属在剑水蚤体表不一定是优势菌属;自然水体中自由细菌数量上比剑水蚤体表携带的细菌多。利用绿色荧光蛋白标记技术,发现标记绿色荧光蛋白的大肠杆菌在剑水蚤体表分布不均匀,细菌主要聚集在剑水蚤足部、尾部等长有刚毛的部位,剑水蚤背部与腹部关节部位也附着部分细菌,雌性剑水蚤的卵囊是细菌的重要载体。
      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。

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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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