沂沭泗流域降解系数及纳污能力测算研究

为了控制污染物排放、明确水功能区限制纳污红线,以沂沭泗流域境内的4个水功能区为例,分析了水体COD、氨氮的降解系数及其变化规律,拟合出了与流速相关的水体污染物降解系数的经验公式;采用一维水质模型,计算了2015年4个水功能区的COD、氨氮纳污能力,并核定75%和90%水文保证率下的COD和氨氮纳污能力分别为2020年和2025年限制纳污红线值,对其进行了预测。结果表明:2015年、2020年、2025年研究区的COD、氨氮纳污能力红线值分别为2 264.03、34.48,1 566.4、21.95 t与887.71、15.16 t,2020年和2025年的COD和氨氮应削减率为30.81%、36.34%与60.79%、56.03%。     

基于农作物水足迹的济南市农业用水评价

水足迹是评价一个地区水资源利用模式以及消费模式的新方法。基于水足迹理论,计算了1997-2013年济南市农作物用水量、进出口虚拟水量、水足迹值,分析了济南市农业水资源状况与农业水资源安全状况。结果表明:济南市水足迹组成中绿水、蓝水、灰水足迹均呈现逐年增加趋势;农产品水足迹中小麦、玉米、蔬菜3类作物对济南市农业具有支撑作用;农业水安全方面,济南市多年平均水资源匮乏度为536%,水资源压力指数高达789%,农业人均水足迹为717.9 m~3。总而言之,济南市农业水资源压力巨大,水资源匮乏严重,需要提高当地水资源的可调蓄性,优化种植结构与虚拟水进口种类,强化节水工作。     

卧龙湖水量平衡分析

强人类活动影响下缺资料平原区内陆湖泊的水量平衡研究一直是个难题。以平原区内陆湖泊卧龙湖为研究区,构建了分布式水文模型并分析水量平衡关系。模型模拟结果纳什系数大于0.75,径流相对误差均小于3%,模拟效果良好。通过对丰、平、枯、特枯等典型年的水量平衡进行分析,结果表明:在天然情况下,卧龙湖丰水年、平水年、枯水年以及特枯水年湖泊蓄变量分别为20 441.97万m3、7 911.09万m3、1 654.98万m3、687.05万m3。考虑上游截留后,丰水年湖泊蓄变量为15 424.78万m3,平水年湖泊蓄变量为1 943.47万m3,枯水年和特枯年东西马莲河出现断流情况,导致湖泊在枯水年、特枯年极度缺水。     

基于底栖动物完整性指数的小清河健康评价

为了建立河流生态系统健康的评价标准以保证河流的可持续性发展,以小清河为例,选用底栖动物完整性指数评价其健康状况。2014年5月—2015年10月,对小清河7个典型采样点的底栖动物共进行6次调查。通过分布范围、判别能力和Pearson相关性分析,从32个候选生物指标中筛选出适合于构建小清河B-IBI评价体系的5个参数,采用比值法将小清河健康状况按评分分为5个等级:3.70为健康,(2.77,3.70]为亚健康,(1.85,2.77]为一般,(0.92,1.85]为差,≤0.92为极差。结果表明:小清河吴家堡采样点处于"健康"状态,五柳闸和石村采样点处于"亚健康"状态,黄台桥和五龙堂采样点处于"一般"状态,梁府庄、岔河水文站采样点处于"较差"状态,且底栖动物完整性指数值与总氮、总磷成负相关,与香浓威纳多样性指数成显著正相关。说明构建的B-IBI评价指标与标准对小清河的健康评估具有较好的适用性。     

基于改进Tennant法的小清河生态基流计算

为拓宽Tennant法的适应性,针对北方地区部分河流丰枯期径流差异大的特点,提出了在一般用水期(11-次年3月)生态基流的确定方法;同时,为满足鱼类生存繁衍要求,确定了鱼类产育期(4-10月)所需的逐月最低流速,选取最低流速所对应的流量与传统Tennant法生态基流量较大者为最终生态基流量,更好地保障了鱼类的生存繁衍要求。以小清河为例,选取人类干扰较小的历史数据对生态基流量进行计算,并与其他计算方法的结果进行对比验证。结果表明:改进的Tennant法计算结果更为合理,同时兼顾了多方面需水要求,有利于生态保护和维持河道持续健康发展。     

那曲流域草地覆盖变化对降雨产流过程的影响

为了研究那曲流域草地覆盖变化对产汇流过程的影响,采用室内人工降雨模拟试验结合数据分析的方法,通过设置坡度和雨强等不同情景,研究草地覆盖度变化下地表径流和壤中流的变化规律。结果表明:随着草地覆盖度的增大,地表径流和壤中流开始产流的时间渐渐延长,草地覆盖度每增20%,地表径流和壤中流开始产流时间分别延长19.86%和13.36%;随着草地覆盖度增大,对应地表径流累积产流量减少,壤中流累积产流量增加,草地覆盖度每增加20%,地表径流累积产流量减少4.69%,壤中流累积量增加6.66%;雨强、坡度以及草地覆盖度都是影响径流开始时间和径流量的主要因素,但雨强对产流影响的贡献值最大,坡度次之、草地覆盖度最小。     

基于溶解氧平衡法的南四湖生态需水量研究

提出一种基于水体溶解氧平衡法的湖泊生态需水量计算方法。首先计算大气复氧量和水生植物光合作用产氧量,然后计算水生生物呼吸耗氧量和底泥中有机污染物降解耗氧量,根据湖泊产氧量与耗氧量的平衡方程,确定不同水质条件下逐月水生生物需水量。以南四湖为例,计算了大气复氧量和水生植物光合作用的产氧量以及水生生物呼吸耗氧量和底泥中有机污染物降解耗氧量,在综合考虑逐月蒸发、渗漏需水量的基础上,依据溶解氧平衡方程,确定了湖泊逐月基本生态需水量。     

南四湖流域平原区地下水位影响因子研究

以南四湖流域平原区3个监测点2000—2013年实测资料为基础,运用SPSS软件对影响地下水位变化的因素进行定量分析,利用主成分分析法找出影响地下水位变化的4个主要因子,并用人工神经网络模型模拟影响因子与地下水位之间的关系。结果表明:模型模拟结果与实际结果拟合较好,湖水位对平原区地下水位影响最大,其次为降水量和地下水开采量。针对研究结果,需对南四湖流域强化节水措施、提高当地再生水的利用率、科学合理配置有限的客水资源。     

山东省农业水足迹周期及趋势变化分析

农业用水状况及其周期趋势分析对合理制定农业用水分配、提高水资源利用效率有着重要的现实意义。依据水足迹理论,分别计算了山东省1978-2014年农业总水足迹及其分项,利用经验模态分解(EMD)分别分析了各水足迹值的波动周期,从多时间尺度分析了农业总水足迹值波动影响因素,并结合对数平均迪氏分解(LMDI)方法,分析了引起总水足迹增长的主要贡献因素。结果表明:林牧渔业水足迹以3.5a为周期波动,种植业水足迹以5a为周期波动,总水足迹以8a为周期波动;农业总水足迹值3a短波动周期主要受种植业影响,8a长波动周期在2002年前主要受畜牧业影响,2002年后则主要受种植业影响;农业总水足迹及各分项多年来均呈增长趋势;蓝水、绿水、灰水足迹值的变化均对总水足迹值的增长起正向促进作用,多年来农业总水足迹值的增长由绿水足迹主导逐渐转变为蓝水足迹主导。