典型表层岩溶水系统降水量与泉流量的交叉小波分析

利用2002年3月至2008年12月龙怀表层岩溶水系统降水量与2个表层岩溶泉泉流量资料,采用连续小波变换、交叉小波变换与小波相干方法,对龙怀表层岩溶水系统降水量及表层岩溶泉泉流量多时间尺度特征及相关关系进行了分析。结果表明:龙怀表层岩溶水系统降水量主振荡周期为0.77～1.16a,布洋1号泉与龙何下泉泉流量的主振荡周期均为0.82～1.23a,而其高频部分周期变化均不连续,其动态特征均以年际变化为主;交叉小波变换揭示COI区域外降水量与布洋1号、龙何下泉泉流量的主共振周期均为0.77～1.23a,且涵盖全部时域,2个表层岩溶泉对降水的响应是显著和稳定的;表层岩溶泉泉流量存在稳定的落后于降水量的相位变化,布洋1号、龙何下泉分别落后于降水量0.61d、2.63d左右,表层岩溶泉径流过程为其泉域特征所制约;小波相干谱表明降水量与布洋1号泉流量在0.17～2.45a的全频域均显著共振,与龙何下泉在0.17～1.55a的周期上显著共振,且二者均涵盖了大部分时域,降水量与泉流量动态高度相关。     

人类活动条件下娘子关泉流量的变化趋势预测

研究了娘子关泉的多年(1956～2000年)流量变化过程,指出人类活动在1988年以后对泉流量具有不可忽视的削减作用。在分析娘子关泉月流量(1988～2000年)动态特征的基础上,利用指数修匀法建立了泉流量拟合模型,模型精度验证表明该模型的拟合精度是可靠的。最后,通过所建模型对娘子关泉2001～2005年的月流量变化趋势进行预测,预测结果表明这5年月流量变化波动呈上升趋势。     

神头泉域人类活动的水资源-环境效应

神头泉是山西省朔州市的重要供水水源，泉域内的岩溶水开采引发了一系列环境地质问题。本文介绍了神头泉域岩溶水资源的开发利用历史及现状，对水资源开发导致的泉流量衰减、地下水位下降、地下水污染等水资源-环境效应进行了评述，并在此基础上提出了相应的岩溶水资源保护措施，为该地区岩溶水资源的可持续利用提供了理论依据。     

农药杀虫单的稻田流失规律研究

通过测坑、人工降雨等手段，对水溶性农药杀虫单的稻田消解动态、渗漏流失和径流流失等进行了研究。结果表明，(1)无水稻时，杀虫单在稻田水中消解的半衰期为0．76d；分蘖初期，杀虫单在稻田水中降解的半衰期为1．02d；平均为0．89d。(2)杀虫单的渗漏流失量在用药后8d内可达总用药量的7％—10％，平均为8．48％。(3)极端情况下，用药当天如果遇暴雨(50mm雨量)，杀虫单的径流流失量将达到用药量的30％左右。杀虫单的渗漏损失不可避免，故其流失控制应从径流损失着手，尽量避免在可能有暴雨的当天或雨前1—2d用药。     

雨水地面径流模拟的一种方法──运动流理论及其应用

雨水地面径流分析是确定雨水管道系统设计流量的重要步骤。本文对雨水地面径流过程进行了分析；介绍了运动流理论的基本原理，并运用该理论来模拟雨水地面径流过程，得到了较满意的分析结果；还通过与传统推理法的比较，找出了传统方法存在的不合理之处。     

薄壁堰式智能流量监测装置的设计及其应用

在海绵城市建设中,雨水径流流量是一项重要的基本参数。但由于径流雨水的水头低、流量不稳定等特点,使得雨水径流流量测量难度很高。针对雨水径流流量测量难的问题,设计出1种薄壁堰式智能流量监测装置。该装置基于三角形薄壁堰测流原理,结合1种水位实时监测模块,实现雨水径流流量的在线实时监测。水位测量是利用阿基米德原理,通过力传感器将内置的圆柱体浮筒所受浮力转化为薄壁堰的堰上水头高度,再通过三角堰流量率定公式,计算得到被测流量。通过物联网技术,将数据实时发送到网站,实现在线监测。对设计的三角堰进行率定,流量为0. 5871～6. 4741 L/s,率定实验结果表明,所建立的拟合公式R~2=0. 9983,相对误差<4. 7%,具有良好的测量效果。将装置应用于某海绵城市建设园区内进行测试,能很好地记录降雨过程中径流流量以及流量的变化、峰值时间等参数,并且满足精准度的要求,在海绵城市建设和信息化建设中具有广阔的应用和推广前景。     

无实测资料河流环境容量核算中设计流量推求

水环境容量核算过程中,经常遇到小流域没有实测径流资料,或者有短期实测径流资料但又无法展延的情况,其设计流量只能通过间接途经来推求。文章以颖河流域为例,应用等值线图法、水文比拟法和径流系数法推算该流域的年径流量,相互验证和比较上述3种方法的推算结果,并将成果用于计算设计流量。结果表明,计算方法能满足水环境容量核算的精度要求。     

以RISKE改进模型对辛安泉域岩溶地下水脆弱性评价

辛安泉域岩溶水作为长治城市生活及工业用水的重要供水水源,有力地支撑了区域的社会经济发展,对其进行脆弱性评价,对社会发展及岩溶水资源的保护具有重要意义。文章以辛安泉域为例,在RISKE模型的基础上,引入煤矿影响因子C,构建RISKEC模型对辛安泉域岩溶地下水进行脆弱性评价。结果表明:辛安泉域范围内,3%为高脆弱区,25%为中等脆弱区,14%为低脆弱区,58%为极低脆弱区。脆弱性高的区域主要分布在泉源区和河道渗漏段。该结果可为辛安泉域保护规划的制定提供一定依据。     

福建省河流枯水径流的自然地理环境影响研究

选取福建省内22个受人类影响和自然条件改变均较小的水文站控制流域,应用3S技术,对各流域的面积、河长、河流平均坡度、形状系数、植被覆盖率、流域平均坡度、平均高程、年均降水量等地理环境要素进行了定量分析;对22个水文站的年最小月流量及多年平均值、变差系数和年极值比进行了统计分析;应用多元回归模型,建立了多年平均年最小月流量与地理环境要素间的关系。研究表明,福建省河流枯水径流流量年际变化不大,枯水径流流量与流域面积和流域平均坡度显著相关,复相关系数达到 0.994;该模型可用于福建省类似条件无资料地区的枯水径流研究。     

天津市生态需水量分析

依据天津市河湖水系和水资源的特点,结合实际生态用水及供水情况,分区对天津市主要的一级河道、湖库湿地以及二级河道的生态需水量进行计算。采用以基础流量、河道蒸发损失量、河道渗漏损失量三者之和作为天津市的生态需水量。计算结果表明,2020年天津市的生态需水量为14.1×108m3,2030年为17.9×108m3。     

滇池东岸暴雨径流特征分析

2000年对滇池东岸地区前4场暴雨的监测表明，该地区农排沟和河流暴雨径流流量变化过程基本趋势相同，流量升高下降趋势明显；同一径流区内非溶解性污染物浓度随暴雨场次变化较小，受暴雨间歇期的影响较大，溶解性污染物浓度随暴雨场次下降明显。     

榆林地区能源基地建设水资源保证程度及供水措施

榆林地区是我国重要的能源基地，水资源贫乏是影响该地区工业发展的重要因素。本文通过对区内水资源及其开发利用条件、供需平衡分析后认为，只要兴建水库，调节径流及加强污水处理，增加区域供水能力，区内水资源可以基本满足近阶段经济发展的用水需求。     

贵州普定陈旗喀斯特泉的降雨-径流响应特征分析

本文以贵州省普定县陈旗喀斯特泉流量为研究对象,采用相关分析和谱分析方法,分析降雨-出口泉流量的响应特征,统计结果表明,该喀斯特流域出口处泉流量对降雨表现出三种响应滞时,分别为短时段、中等时段和长时段响应。对应的响应滞时长度分别为2~4 h、47~49 h和176~290 h。对比流域山坡上部和坡脚两处降雨-泉流量响应特征,结合野外水文地质调查与实验,分析了表层岩溶带发育厚度、多重裂隙渗透性等水文地质条件对降雨-泉流量响应特征的影响机制。山坡上部表层岩溶带厚度较薄,且表层裂隙更为发育,导致山坡上部泉对降雨的响应更迅速,各时段滞时均小于全流域对应时段滞时。     

洪山泉流量对气候变化和人类活动的响应

利用回归分析理论通过建立洪山泉流量的混合回归模型,揭示了洪山泉当年流量与自身前一年流量、前四年的降水量以及当年岩溶水开采量的相关性;通过分析加权平均降雨量与泉流量的关系,进一步揭示了1980年后岩溶水开采等人类活动对洪山泉流量衰减的影响,最终得出洪山泉流量对气候变化和人类活动的响应机制,并在此基础上进行了洪山泉流量预测。该研究可为合理开发洪山泉提供依据,对保护洪山泉岩溶水资源、恢复泉流量具有重要意义。     

雨水口径流流量计量方法的研究及应用

针对雨水口及其他跌落水流的流量测量问题,提出一种基于动量变化率而测定来流冲击力的计量流量的方法。具体步骤是通过力传感装置和称重变送器将下落水流冲击力转化为电压信号,依据率定实验过程中电压值的变化,最终换算成雨水口径流流量。结果表明,应用该计量方法进行雨水口流量测量,其获得的流量精度较高,适应雨水口的流量变化,是一种计量雨水口流量的有效方法。     

自然降雨条件下红壤坡地磷素随径流垂向分层输出特征

为研究自然降雨条件下红壤坡地磷素径流输出特征,采用野外大型土壤水分渗漏装置对活地被物覆盖、死地被物敷盖和裸露对照这3种处理的地表径流、壤中流和地下径流的磷素输出开展了为期一年的试验观测.结果表明:(1)3种处理下径流总磷和可溶性磷浓度变化趋势总体表现为地表径流略高于壤中流,并随着土层深度的增加有降低趋势;总磷累积输出量大小排序为裸露(1.61 kg·hm~(-2))敷盖(1.33 kg·hm~(-2))覆盖(0.82 kg·hm~(-2));(2)裸露对照坡地磷素输出以地表径流为主要途径,占总磷径流输出总量的57%,壤中流和地下径流输出量分别占6%和37%;有覆盖和敷盖措施的坡地磷素输出以地下径流为主,占总磷径流输出总量的71%以上,而地表径流输出量则不足14%;(3)各处理中地表径流、壤中流和地下径流磷素输出均以颗粒态为主,占磷输出总量的64%~97%.地下径流是红壤坡地磷素流失不可忽视的重要通道,覆盖和敷盖措施可控制磷素径流流失总量,但未能显著降低磷素径流流失浓度.     

柳林泉域岩溶地下水区域演化规律及控制因素

柳林泉是山西省著名的十大岩溶大泉之一,丰富的岩溶地下水资源对吕梁地区经济社会发展具有支撑作用,开展岩溶地下水化学演化规律及控制因素研究对于流域水资源可持续利用意义重大.本研究对补给区、径流区、排泄区、深埋区的29个岩溶地下水主要离子组分进行测试分析.结果表明,水温、Na~+、Ca~(2+)、Mg~(2+)、Cl~-、HCO_3~-、SO_4~(2-)质量浓度从补给区、到径流区、到排泄区、再到深埋区,随着径流途径增加不断升高. K~+、Na~+、Cl~-主要来源于盐岩的溶解;而Ca~(2+)、Mg~(2+)、HCO_3~-、SO_4~(2-)主要来源于方解石、白云石和石膏的溶解.受控于盐岩、石膏的不断溶解,Na~+、C~l-和SO_4~(2-)质量浓度增加幅度大,最大值分别为最小值的50、80和32倍;受去白云化作用的影响,Ca~(2+)、HCO3-质量浓度变化不大,最大值仅为最小值的2～3倍.在补给区、径流区,Na~+、Cl~-质量浓度较低,Ca~(2+)和Mg~(2+)、HCO_3~-为主要阴阳子,但在排泄区和深埋区,Cl~-、Na~+明显超过了HCO_3~-、Ca~(2+)和Mg~(2+),成为最主要的阴阳离子;水化学类型由HCO_3-Ca·Mg型转化为HCO_3·SO_4-Ca·Mg型和HCO_3·SO_4-Ca·Na·Mg型,最终演变为Cl·HCO_3-Na·Ca、Cl·HCO_3-Na型和Cl-Na·Ca型.     

水夹点技术用于石化行业水网络优化研究

运用水夹点技术,对某石化企业进行用水网络优化研究。在流量恒定和流量改变两种条件下,对某石化企业13个用水操作原有用水网络进行初始设计和优化改进。结果表明,在流量恒定和流量改变条件下,通过用水网络初始设计节约新鲜水用量分别为17.17%和13.72%,对初始设计用水网络的优化设计可简化用水网络,回用管路数分别由14条和16条减少为11条和8条,优化后的用水网络分别节约新鲜水用量17.25%和14.81%。水夹点技术在工业用水节约和废水减量方面具有实用价值和较好的应用前景。     

降雨过程中香溪河流域非点源氮素入库特征研究

在香溪河流域主要支流开展了典型降雨事件过程中的水质水量同步监测,采用数字滤波法得到的基流指数分割了次降雨中的直接径流和基流,并用流量加权平均法估算了基流和直接径流中的氮素浓度,估算了降雨径流过程中点源和非点源氮素的入库(香溪河库湾)变化特征。结果表明:氮素浓度与流量的动态变化趋势基本一致,在降雨初期径流冲刷效应使浓度升高,在流量峰值到达的同时出现浓度最大值,之后随流量的减小而减小,并逐步趋于稳定;各形态氮素直接径流的浓度均大于基流,输出负荷以非点源为主,所占比例均达到70%以上,负荷贡献率表现为:TN>DTN>NO3--N>NH4+-N,TN的输出以DTN为主,DTN的输出以NO3--N为主;氮素输出负荷与径流量存在显著的相关性,TN、DTN、NO3--N、NH4+-N输出负荷与径流量的相关系数R值分别为0.93、0.95、0.98、0.88。有效控制农业非点源氮素输出是防治香溪河流域水体富营养化的关键。     

娘子关泉岩溶地下水水化学特征分析

天然地下水系统中的水-岩相互作用是控制地下水水质的主要水文地球化学过程,地下水水质取决于水-岩相互作用的程度。本文通过对阳泉市娘子关泉岩溶地下水水文地球化学的调查,并利用水-岩相互作用理论,分析了娘子关泉岩溶水系统地下水的水化学特征及其水质恶化的原因。结果表明:造成该地区岩溶地下水水质恶化的主要影响因素是采矿活动,其作用方式主要表现为采矿排水下渗补给和矿坑水越流补给两方面,其作用结果导致地下水中SO24-和部分微量元素含量升高;此外来自生活或工业污水的渗漏补给对该地区岩溶地下水水质也有影响,主要表现为地下水中NO3-、硼等污染组分含量上升。