气候变化与人类活动影响下大清河流域上游河流径流响应研究

河北雄安新区的设立,引起了各界对雄安新区所在的大清河流域的广泛关注,特别是其水资源的变化特征与影响因素是了解雄安新区水资源情势的重要参考。研究解析了人类活动和气候变化对大清河流域上游径流过程的相对影响,采用SWAT模型模拟了大清河流域上游径流过程,并结合弹性系数法验证比对,分离了人类活动与气候变化对大清河流域上游径流过程的贡献率。结果表明,1981-2015年,大清河流域上游山区倒马关站及紫荆关站径流量均呈减少趋势,倒马关站及紫荆关站年径流量递减速率分别为0.10m3/s及0.07m3/s。人类活动为影响径流的主导因子,其贡献率为53.4%～60.8%;气候变化较人类活动影响径流稍小,其贡献率为39.2%～46.6%。研究结果可为支撑未来雄安新区建设区域水资源规划和管理提供依据。     

水旱灾害风险评估方法体系及其实证研究

针对水旱灾害系统的不确定性,从系统论角度提出了水旱灾害致灾因子的危险性、承灾体的暴露、灾损敏感性和防灾减灾能力这4个子系统组成的水旱灾害风险系统及其定量表征。从方法论角度,提出了由水旱灾害危险性分析评估、脆弱性分析评估、损失风险分析评估、风险评价、风险决策分析这5类方法组成的水旱灾害风险评估方法体系,并归纳分析本文作者以往的实证研究。结果表明该方法体系具有通用性和有效性,在自然灾害风险评估中具有参考应用价值;今后亟须进一步解析该方法体系的物理成因机制,进一步丰富、发展、完善这些水旱灾害风险评估方法,特别是基于水旱灾害损失风险形成过程的损失风险曲线评估方法。     

水电施工远程视频诊断的无线网络规划与应用

为满足水利水电工程远程视频诊断的需求,提出一种适用于偏远山区的无线网络规划方案。介绍了网络规划中,查勘选址的原则,Mesh多频组网的覆盖方式,链路预算和仿真设备选型,以及通过调整天线高度、下倾角和方向角等手段对网络进行优化的方法。规划方案成功应用于乌东德水电站施工现场,现场骨干网络达到1.4Gbps,满足了后方对高清视频诊断的需求。相较于传统的有线网络、卫星通讯和3G通讯方式,该网络成本更低,建设便捷,更适于偏远山区。     

舟山岛水库有机农药和抗生素残留特征及潜在风险评估

以舟山岛城北、虹桥和岑港3个水库及其周边区域为研究对象,对其表层水样、沉积物及周边土壤中有机农药和抗生素进行了监测和潜在风险评估。结果表明,3个水库表层水样中有机农药质量浓度为43.40～190.40 ng／L,平均值为105.74 ng／L,其中有机磷农药所占比例较大;在土壤及沉积物中有机农药的质量比为0.35～7.76 ng／g,平均值为4.32 ng／g,以有机氯农药污染为主。总体上岑港水库有机农药污染较为严重(水样质量浓度和沉积物质量比分别为 ρ =190.40 ng／L, w =7.76 ng／g),其次为虹桥水库( ρ =110.50 ng／L, w =6.30 ng／g),污染较轻的是城北水库( ρ =59.20 ng／L, w =4.35 ng／g)。抗生素在表层水样中的质量浓度为0.00～64.50 ng／L,平均值为22.30 ng／L,污染相对较轻;在土壤及沉积物中有机农药的质量比为13.50～101.70 ng／g,平均值为62.62 ng／g,处于中等污染水平,其中浓度相对较高的呋喃唑酮应当引起注意。建议构建植物缓冲带拦截和减少周边土壤径流中携带的有机农药和抗生素污染。     

长湖水质演变特征及水环境现状评价

利用湖北省长湖2001-2011年的水质监测资料,分析了长湖年际及月际的水质演变规律。结果表明,2005年长湖水质达到最差,然后呈逐渐好转趋势,至2011年,长湖水质已有明显改善。在1个水文年内,长湖的水质优劣顺序依次是：丰水期,平水期,枯水期。利用模糊综合评价方法对2011年长湖水质状况进行评价,结果表明,该年3个水期长湖水质状况的最大隶属等级为Ⅰ类,水质较好。利用卡尔森指数法对长湖2011年丰水期进行富营养化评价,结果表明,除习家口水域外,全湖水体基本上处于中度富营养化水平。对长湖水环境压力进行分析,结果表明,长湖的生态系统正面临衰退困境,而主要污染物的年入湖量已大大超出长湖的纳污能力。     

基于数值模拟的深圳民治片区暴雨内涝风险评估

以深圳市民治片区为研究对象,建立了基于SWMM模型和二维水动力学模型的城市雨洪水文水动力耦合模型,并采用历史调研资料对所构建的城市雨洪模型进行验证,结果表明该模型具有良好的精度和可靠性。利用所构建的城市雨洪模型模拟分析民治片区内涝情况,根据致灾因子和受灾体情况建立民治片区内涝风险评估指标体系,利用ArcGIS技术和层次分析法对民治片区内涝灾害进行风险评价,风险评价结果表明城市内涝灾害风险主要受淹没情况影响,民治片区高风险区主要集中在民强社区、民治社区、新牛社区内民治河沿河下游区域,低风险区主要分布在远离民治河的民乐社区、民泰社区和大岭社区。     

三种城市不透水地表沉积物采样装置应用比较

采用3种采样装置对不透水地表沉积物进行采样分析和比较。结果发现:单位面积SS累积采集量大小顺序为水洗采样装置、真空采样装置、框架采样装置;颗粒物样品中常规污染物总量大小顺序同样为水洗采样装置、真空采样装置、框架采样装置,但单位SS中常规污染物含量大小顺序为框架采样装置、真空采样装置、水洗采样装置,表明常规污染物大都存在于易于收集的地表颗粒物中。3种采样装置便携程度为框架采样装置、真空采样装置和水洗采样装置。实际应用时可依据采样距离、采样点地表性质和沉积物累积程度、样品保存和测定时限要求等情况选择不同的采样装置。     

GIS多源数据图层叠置法研究山东省干旱分区

为揭示山东省干旱孕灾环境的自然背景和干旱空间分布格局,通过基于GIS的图层叠置方法对山东省干旱分布进行区域划分。首先根据山东省干旱成因选取降水量、土壤含水量、植被指数NDVI和气温4个干旱因子进行GIS栅格数据处理,得到相应的干旱因子图层;然后利用层次分析法确定各干旱因子的权重,把上述归一化后的4个干旱因子图层进行加权叠置,得到综合干旱因子图;最后,将综合干旱因子图与山东省高程分布图层进行叠加,得到山东省5个干旱分区,即鲁西北平原北部的农业重旱区、鲁西北平原的南部和胶莱平原农业轻旱区、胶东半岛较湿润区、鲁中南山地丘陵湿润区、山东南部沿海区域的平原湿润区,并提出了各分区的适宜干旱指标。该研究可为山东省干旱监测预警提供孕灾环境方面的理论支撑。     

长荡湖水环境变化趋势及其主要影响因子

采用Mann-Kendall非参数统计检测法对长荡湖长序列水质参数进行分析,再利用模糊综合评价法评价历年水质状况,同时找出导致水质变化的主要影响因子。趋势分析表明：长荡湖pH、EC、DO、BOD 、COD、TP、CODMn、SS呈上升趋势,SD、NH3-N、TN、粪大肠杆菌群数和石油类呈下降趋势,其中SS近年急剧上升, SD下降,耗氧类参数上升明显,说明长荡湖近8年水质总体呈下降趋势。突变分析表明：SS有1个突变点位于极显著信度线（α＝0.01）之外,SS、BOD、COD还各有1个突变点位于显著信度线（α＝0.05）与极显著信度线之间,其余突变点均位于显著信度线之间。对突变次数及时间进行分析,结果表明：COD突变最复杂,SD和石油类变化趋势最简单,突变主要集中在2006、2008和2012年。模糊综合评价结果显示长荡湖水质2005—2009年变化不大,2009年后水质由Ⅲ类变为Ⅳ类,其主要影响因子为BOD 、 COD、TN和CODMn。     

河套灌区地下水埋深时空变异特征及其影响因素

选择内蒙河套灌区义长灌域作为研究区,利用研究区67眼监测井的地下水埋深资料,采用传统统计学、地统计学和灰色关联分析法,对灌域1990-2015年地下水埋深的时空变异性及其主控因素进行了分析,结果表明:(1)义长灌域26a来潜水位下降近0.4m,平均下降速率1.6cm/a;(2)义长灌域26a地下水埋深的最优变异函数有高斯、指数和球状模型,以高斯模型为主,区域地下水埋深具有较强的空间相关性,变程多在5～7km;(3)空间插值结果表明,不同时期地下水埋深的空间分布存在一定的差异性,但总体上以1.5～2.5m范围为主,平均占比60%;(4)根据灰色关联分析法和偏相关分析,发现蒸发量和地下水补给量是义长灌域地下水埋深的主要驱动因素。