黄土塬滑坡地貌演化与水文过程响应机理研究

中国黄土高原地区农业灌溉面积较大,使得地下水位显著上升。在甘肃省黑方台地区,因灌溉引起的黄土滑坡灾害达几十起,通过野外调查和数值模拟对黑方台滑坡灾害与地下水的响应规律进行研究。黑台地区滑坡具有明显的地貌演化特征,在此基础上,建立黑台水文地质数值模型。模拟结果表明,黄土泥流型滑坡的发生会影响地下水系统的边界条件,通过不断扩大的渗透面增加黑台地下水系统的排泄量,同时,因为塬面面积的变小进而减小地下水系统总的补给量。在给定的补给量的条件下,黑台地下水位首先随着滑坡的持续发生达到峰值,然后降低到接近2004年的水位,达到近似稳定状态,此时滑坡的累计体积达到了4 600万m~3。考虑到2004年的地下水位仍然高到足够引发泥流型滑坡灾害,此时黑台的塬面面积将会减少至7.8km~2以下。如果不采取有效的措施,滑坡还会继续发生,研究区的滑坡灾害风险将会持续很长时间。     

基于分段-综合评价法的闽江下游河道健康评价

为进一步深化入海河流感潮河道的健康评价研究,根据感潮河道水文、水环境及水生态特点,建立包括河流形态、水文、水质、咸潮入侵、生物和社会服务功能等6方面12个具体评价指标的感潮河道健康评价指标体系,提出河道分段与全河道综合的解决长河道自然特征与社会功能空间差异问题的评价方法,并以闽江下游河道为例进行健康评价。闽江下游河道可以分为水口坝下-分流口段、分流口-洪山桥(北港)段、洪山桥-汇流口(北港)段、分流口-汇流口(南港)和汇流口-闽江口段等5个河段,除了分流口-汇流口(南港)河段健康状态为亚病态,其他河段为一般,闽江下游河道总体健康状态为一般。基于分段-综合河流健康评价模型,获取河流健康等级标准及各河段健康状况,采用博弈论优化指标的组合权重,可降低因主观因素对评价结果带来的影响,值得进一步推广应用。     

塔城盆地北区承压地下水化学特征及其形成机制

基于2015年8月在研究区采集的81个地下水化学和同位素数据,分析了塔城盆地北区承压水化学类型分布特征,并结合研究区水文地质条件,采用背景比拟法、Gibbs图、氘盈余模型、离子比值法、氯碱指数及钠吸附比等水化学分析方法,分析了地下水化学形成作用及其演化机制。结果表明:承压含水层普遍赋存水质较好的淡水,水化学类型以HCO_3-Ca型(Ca·Mg型、Ca·Na型)水为主。随地下水径流方向,承压水TDS及水化学类型呈较好的水平分带规律,即从承压水的上游区,沿区域地下水流向,地下水TDS逐渐升高,水化学类型由HCO_3-Ca型水,演化为SO_4·HCO_3~-Ca·Na型和SO_4~-Ca·Na型水。承压水化学特征,主要受水岩作用控制,蒸发作用对其影响有限,而且基本未受人类活动影响。整体上,在上游区,承压水化学组成主要受碳酸盐矿物和正向阳离子交替吸附作用的影响,而在中、下游区主要受石膏溶解影响。在个别径流路径上,正向阳离子交替吸附作用对地下水化学组成的影响超过矿物溶滤作用。     

红层地区飞仙关隧道特大涌水模型试验

大型隧道涌水常发生于岩溶发育地区,在传统认为缺水、贫水的红层地区实属罕见。飞仙关隧道作为雅康高速公路关键性控制工程之一,在施工至K23+708标段时发生特大涌突水,涌水量高达1.74×10~6 mL/s,经过一个周期性涌水,稳定流量约为3.48×10~5 mL/s。以飞仙关隧道为例,结合前人对隧道涌水的水化学分析成果,采用自主研发的专门用于模拟隧道涌水过程的渗流试验槽装置,将飞仙关隧道K23+658～883段(225m)原型按一定比例缩小为模型,选取飞仙关向斜两个典型剖面进行物理模拟试验。通过对试验涌水量的拟合分析,对比隧道实测涌水特征,验证了顺层顺轴向、顺层绕轴向两种涌水模式,确定了涌水来源与通道。试验结果表明该模型稳定可靠,研究方法及结果对今后类似工程的研究具有指导和借鉴意义。     

干旱地区高盐纳污坑塘水生态修复——以阿拉尔氧化塘为例

针对干旱地区污染水体修复及资源化利用的关键问题,以新疆阿拉尔纳污坑塘生态修复及景观提升项目为例,探索不同水生态修复技术在干旱地区高盐水体水环境修复中的应用效果。通过前期调研、方法研究和技术论证,提出“控源截污、水质提升、活水循环、生态修复”的技术路线,阿拉尔氧化塘内废水采用“改性沸石原位修复+微生物降解+水生植被种植+曝气增氧”的协同技术体系改善水质,实现水生态系统的恢复和水体自净能力的提升。工程全面实施后,氧化塘内水体总磷、氨氮、化学需氧量、色度和总氮的去除率分别达80.73%、58.55%、62.63%、87.06%和68.61%,水体黑臭现象消失,生态效益显著,对我国西北干旱地区的水环境修复和水资源利用具有较强的示范作用。     

基于遥感的塔里木河植被变化规律研究

随着2000年以来塔里木河下游生态输水的实施,塔里木河下游的河岸植被得到了一定程度的恢复。基于MODIS遥感数据的NDVI值,对塔里木河英苏断面2000-2012年的植被变化规律进行了分析。借助这个数据集的高空间分辨率的优势,选择了离河岸1 500 m内相邻的6个点进行研究。使用数据集内的质量控制字段从2000-2012年间的296景中筛选出有效数据用于分析。NDVI的序列分析显示,距河岸1 000 m以内的C3、C5、C6、C7等4个点的NDVI呈显著的增长趋势,C3点NDVI的平均增长率达到5.34×10-6/d。在远离河道的方向上,从C3到C7的NDVI年平均值逐渐减小。C3、C5、C6和C7点的年NDVI相对增长率平均值在3.33%～1.36%。在分别离河岸1 150 m和1 500 m的C8和C9点,NDVI没有显著的变化。生态输水能够对植被有补偿作用的河岸两侧的范围很有限,生态输水显著改善植被的范围是距离河岸约1 000 m以内。     

毛乌素沙漠南部植被指数的变化规律研究

为了认识毛乌素沙漠南部植被的变化,基于MODIS的NDVI遥感数据分析了2000-2013年毛乌素沙漠南部植被的变化特征,NDVI年平均值呈上升趋势,年增长率为2.69×10~(-3)/a。各年均值的空间最大值变化幅度不大,基本表现为上升趋势。结合转移矩阵的方法,将NDVI值分为不同级别并建立植被指数转移矩阵,计算分析了NDVI值逐年的级别转移情况。由各年NDVI值较上年的变化及各年植被覆盖级别较上年的变化分析显示,总体NDVI都表现为较上一年变好的趋势,2013年相对2000年的72.37%的像元的植被级别变好。将2013年相对2000年转移矩阵中NDVI值在各等级所占个数进行统计显示,NDVI值由矩阵的下三角向上三角转移,上三角阵中NDVI像元的个数远大于下三角阵,说明NDVI值表现出由低等级向高等级转化的趋势,植被情况逐步转好。整体上,2000-2013年毛乌素沙漠南部整体植被情况在持续转好。     

南水北调中线水源地保护法制保障能力分析

法律是保护水源首要的和最有效率的一种方式,它直接影响着水源保护工作的成效。在对南水北调中线工程水源地3省8市水质保护法制保障能力现状及存在问题进行分析的基础上,提出了相关建议:梳理现行的水质保护法律法规,加快修订《南水北调工程供用水管理条例》;尽快制定并颁布《丹江口库区及上游饮用水水源保护区划定方案》和《南水北调中线工程管理条例》;构建统一的监测网络,加强综合执法等。     

湖北省荆南四河堤防加固工程设计总结

湖北省荆南四河(松滋河、虎渡河、藕池河、调弦河)是长江洪水分入洞庭湖区的重要行洪通道,上受长江洪水的压力,下受洞庭湖区水位顶托,洪涝灾害多发。为确保荆南四河周边人民生命财产安全,"98"大水后开始全面加固,包括堤身加高培厚、堤身隐患处理、护坡护岸、堤基渗流控制、穿堤建筑物加固等工程措施,重点介绍了拼装式防洪墙、生态护坡等一些新技术新工艺。工程实践表明,加固后的堤防近年险情明显减少,全面提升了荆南四河堤防防洪能力。     

淮北平原分布式除涝水文模型及应用

针对目前淮北平原除涝水文计算采用的经验排模公式仅考虑了设计净雨和排水面积两个因素,对于下垫面情况复杂的流域不能很好地反映峰量关系的情况,应用GIS技术根据DEM进行流域划分、水流方向确定等处理,并结合流域水文地质图、土壤分布图等建立GIS图层,进而构建淮北分布式水文模型。结果表明,该模型可用于无资料地区的排涝水文计算,应用历史数据对模型参数进行调试,模拟计算精度可达GB/T 22482-2008《水文情报预报规范》的甲级标准。