中原经济区平原区地下水脆弱性评价

以中原经济区平原区为研究区,根据研究区具体情况、结合DRASTIC模型和人类活动影响构建了地下水脆弱性评价指标体系,并对固有脆弱性和特殊脆弱性分别赋以0.4和0.6的权重进行综合脆弱性评价,最后通过ARC GIS绘制地下水脆弱性分布图。结果表明:中原经济区平原区地下水综合脆弱性以中等、较高和高为主,三类区域面积分别占24.88%、33.61%和23.44%,其中脆弱性高的区域主要集中在人类活动密集的海河流域和淮河流域中上游。通过与相关水质研究成果对比,地下水脆弱性高的区域也是地下水污染较为严重的区域,说明评价结果较为客观合理,可作为管理部门在未来地下水污染防治方面提供相关参考。     

基于化学与生物复合指标的流域水生态系统健康评价——以滇池为例

水生态系统在人类社会的发展过程中发挥着至关重要的作用,由于人类活动的干扰,水生态系统的健康状况受到严重威胁.因此,本研究在对滇池流域水生态系统状况深入调查研究的基础上,根据水质状态和生态特性,利用层次分析法构建以化学完整性和生物完整性为标准的滇池流域水生态系统健康评估指标体系,计算各样点健康评价指标,综合评价滇池流域水生态系统健康状态.结果表明:滇池全流域水生态系统整体健康状态处于中下水平,流域上游区域健康等级多为良好,流域中游区域健康等级多为一般,流域下游区域健康等级多为一般和极差;滇池湖体健康等级则多为一般和差,尤以滇池北部(草海)健康状况较差;滇池流域河流和水库的健康状态整体比滇池湖泊的健康状态好,河流和水库的健康状态差异性不显著;生物状况是滇池流域水生态系统健康状态较差的主要限制性因素.     

淮河中游北岸地区“四水”转化研究

针对近期强人类活动对区域水循环的影响,以淮河中游北岸典型区为研究对象,利用分布式水文模型研究该地区的"四水"(大气水、地表水、土壤水和地下水)转化定量关系。结果表明,研究区水循环受人类活动影响剧烈,产生了明显的自然-社会二元性特征,对"四水"间的相互转化产生重要影响;2003—2010年研究区地表水、土壤水和地下水存在正向补给趋势,增加了当地水资源可利用量;研究时段内研究区需要来自区域外的水汽补给来支持年均39.77×108m3的降水量。最后在定量分析的基础上给出了当地水资源管理与合理利用的若干建议。区域"四水"转化关系研究可为当地的水资源评价、规划和管理提供基础性的技术支持。     

永定河上游地表水-地下水水化学特征及其成因分析

永定河上游流域是冀西北重要的水源涵养区和生态屏障区,受气候变化和高强度人类活动影响,径流减少和水环境恶化问题日益突出.深入研究自然和人类活动共同影响下的地表水-地下水水化学特征及其成因,可为区域水资源可持续利用提供科学参考.本研究利用（δ²H和δ¹⁸O）氢氧同位素关系明确地表水和地下水来源,并在此基础上结合数理统计和水文地球化学方法,分析水化学特征及其成因.结果表明,地表水和地下水主要来源于降水.受自然因素及人类活动的共同影响,洋河和桑干河流域水化学类型差异显著.整体上,地表水离子浓度表现为：桑干河>洋河.桑干河流域地表水主要阳离子为Na⁺,主要阴离子为Cl^-和SO₄^2-,且水化学类型多样;洋河流域地表水主要阴阳离子分别为HCO₃^-和Ca²⁺,水化学类型分布相对集中.影响地表水水化学的自然因素主要为矿物溶解和蒸发,但人类活动却体现出流域差异,其中桑干河为支流的工业废水排放,而洋河流域为农业生产和城市.然而,由工业废水排放和酸雨输入导致的地表水Cl^-和SO₄^2-浓度持续增加,是地表水资源可持续利用的限制因素.因此,未来桑干河流域地表水资源利用要综合考虑总盐分和水化学组成的影响,而洋河流域主要考虑总盐分的影响.因地制宜地进行地表水资源利用,是永定河上游水资源可持续利用和恢复地下水位行之有效的措施.     

海河流域河流生态系统健康评价

随着经济发展,人类活动对河流生态系统的胁迫日益强烈,生态系统健康状况受到严重威胁.本研究以海河流域2010年73个采样点的水质、营养盐和底栖动物指标为例,采用指标体系法,从化学完整性和生物完整性两方面评价了流域内河流生态系统健康.结果表明,海河流域河流生态系统健康状况整体较差,有72.6%的样点处于"极差"健康状态,同时表现出明显的地区集聚效应;河流水质与人类活动强度密切相关;海河流域水体富营养化趋势明显;流域内底栖动物多样性低,清洁物种较少.氨氮、总氮、总磷等营养盐指标是影响河流生态系统健康的关键因子,应从控制上述指标入手,遏制海河流域河流生态系统健康恶化.对于河流生态系统健康评价,多因子的综合评价法优于单因子评价法.     

基于SWAT-WEAP联合模型的西辽河支流水资源脆弱性研究

气候变化与人类活动对水循环及水资源安全的影响是近代水科学面临的主要科学问题。以西辽河支流老哈河流域为研究区,探索了一种水文模型耦合方法(SWAT-WEAP),以水短缺量为指标,同等考虑水资源供给端与需求端,对气候变化与不同人类利用情景下水资源系统脆弱性进行定量分析,结果表明:①暖干化气候情景比暖湿化气候情景明显加剧了老哈河流域水资源系统的脆弱性,降水减少10%导致的水短缺量比降水导致10%所缓解的短缺量要多31.17%;②气候变化对流域农业灌溉用水影响最大,对城乡生活用水和工业用水影响相对很小;③老哈河流域水资源系统脆弱性的主要驱动力之一源自农业不合理灌溉,发展畜牧业、 改变种植结构与高效节水灌溉是缓解水短缺、 降低水资源系统脆弱性最为有效的措施,也是应对气候变化最为有效的方式;④基于供水端的措施(如水库)在暖干化气候时由于水资源供给来源受限,其缓解作用有所减弱。     

地表水与地下水相互作用研究进展

地表水与地下水的水量转化是水文循环的重要过程,地表水与地下水的相互作用及转化关系是水文地质等领域研究的热点和难点.为分析和掌握其规律特征,更好的进行水资源分析评价、物质迁移和能量变化的相关研究,本文对国内外近20年的地表地下水循环及其相互作用的相关研究进行了系统的分析和探讨.通过梳理自然因子和人类活动影响下地表水与地下水相互作用的研究热点及前沿问题,总结了该研究领域发展的主要研究方法与关键模拟技术.通过有关研究方法的分析对比,当前开始更多结合新技术对不同实验方法、解析法和数值模型的综合研究,耦合自然因子和人类活动影响的流域地表水和地下水相互作用的研究成为研究的前沿和热点.     

WWF水风险评估工具在中国的应用研究——以长江流域为例

针对中国目前的水资源、水环境的现状以及流域水资源管理、信息统计等特点,将世界自然基金会(WWF)和德国投资与开发有限公司(DEG)提出的水风险评估指标做了本土化调整,建立了适应中国国情的流域水风险评估指标体系.采用5 级5 分制计算每个指标的评分值,对部分指标的权重和计算方法做了调整,并采用综合指数加权求和法计算综合评分值.选取长江流域及其所辖的7 个二级分区进行了水风险评价.结果表明,2010 年长江流域及其二级区的水风险评分值均在1.1~1.8 分之间,风险等级为Ⅱ级,属低风险区;各二级区的风险存在一定的差异,其中,太湖水系和汉江属Ⅱ级区中评分值较高的流域,嘉陵江的评分值最低;不同指标分类对流域水风险的贡献率不同:影响较大的是物理风险,贡献率在45%~60%左右;其次是监管风险,贡献率在21%~32%左右;最小是声誉风险,贡献率在25%以下.最后,结合我国水风险评估过程中出现的新问题,展望了本领域的发展趋势.     

松辽流域生态流量赤字及其成因

水资源的过度开发导致了水短缺和水生态退化,因此,提供适宜的生态流量对维护河流健康具有重要意义.以往研究聚焦断面尺度的生态流量及其保障程度,尚未有效剥离上游子流域的影响.本研究以松辽流域为研究对象,运用VMF法、Tessmann-adapted法和Smakhtin-adapted法3种水文学法核算二级水资源区生态流量及1...     

永定河上游河流健康评价

永定河作为京津冀生态发展的主轴和重要的生态廊道,科学评估其健康状况可以更好地指导永定河生态修复。该文通过构建永定河流域水生态健康评价指标体系,对流域内水文、水质、水生生物及物理栖息地等指标进行评价,获得永定河流域水生态环境质量状况。根据流动的河、绿色的河、清洁的河和安全的河4个准则层对永定河健康状况进行总体评估,结果显示永定河整体处于不健康状态,生态功能受损。有4项指标处于病态(0～20分),包括流量过程变异程度、生态流量保障程度、水资源开发利用指标、防洪指标。因此建议有限合理配置水资源,改善河道内水量匮乏现状;加强再生水和外调水利用,保障生态流量,同时加强防洪薄弱环节治理,评价结果对以永定河为代表的北方缺水型河流生态修复具有一定的参考意义。     

我国西部水资源供需关系地区性差异变化研究

利用地理信息系统技术,对我国西部12个省(市、区)按流域进行了划分,结合1980年和1990年水文资料,比较了我国西部各流域两个时段可供水量、需水量、缺水量和缺水率变化,系统分析了西部水资源供需关系变化的地区性差异及其原因,并预测了未来我国西部缺水情况,这些研究为我国西部大开发战略的实施提供了基础性依据。     

中国七大河流水资源开发利用率阈值

从二元水循环角度分析地表水资源开发利用率的影响因素,说明地表水资源开发利用率与河道生态需水、回归水及其污染物浓度之间有着密切的关系。以河道生态需水、污径比为约束条件,分析了水资源开发利用率与消耗系数之间的关系,其呈现出logistic曲线增长趋势,随着消耗系数的增加,允许水资源开发利用率经历逐渐增加→最大值→下降的趋势,波动的范围从20%→50%→40%。以我国七大河流为例,估算了在当前水资源消耗水平下地表水资源允许开发利用率的阈值。结果表明:松花江、辽河、海河、黄河、淮河、长江、珠江的阈值分别是34%、38%、45%、36%、38%、31%、32%。与现状水资源开发利用率比较的结果是,松花江、长江、珠江等3条河流的水资源开发利用率在其阈值范围之内,辽河、海河、黄河、淮河等4条河流的开发利用率均超过了最大允许开发利用率。     

陕西省渭河流域生态环境需水量探讨

陕西省渭河流域地处我国西北干旱半干旱区,水资源开发利用与生态环境矛盾十分突出,生态环境需水量往往被国民经济需水量挤占,由此引发了一系列生态环境问题。因此,开展生态环境需水量研究,不仅已成为流域生态环境建设的紧迫要求,而且是实现流域水资源可持续利用的重要一环。论文立足于流域社会经济可持续发展,以实现生态环境良性发展为目标,探讨了生态环境需水量的定义,提出了生态环境需水量的“外部优先级”和“内部优先级”思想,首次系统地分析了陕西省渭河流域生态环境需水量的界定范围。在此基础上,从流域生态环境现状及未来需求出发,建立了流域生态环境需水量计算模型,分别计算了流域2000年、2010年、2020年的生态环境需水量。研究成果,丰富了生态环境需水量的理论研究,可为流域生态环境建设和水资源合理利用提供科学的决策依据。     

海河流域平原河流非常规水源补给特性及其成因分析

统计分析海河流域水资源量和污废水入河量数据(2001—2012年)、降水量数据(1956—2012年),以及水资源利用、污废水排放、社会经济、人口等数据(1980—2012年),探究了海河流域平原河流非常规水源补给的特性及成因.结果表明,非常规水源补给的河流具有污径比高的特性:海河流域河流污径比高,平均污径比为35.7%,其中海河北系污径比最高,达到90.5%,滦河及冀东沿海污径比最低,为25.6%.降水量的持续减少、山前水库带对水资源的截留以及平原区水资源开发利用率的增加导致河流径流量减少,是海河流域平原河流非常规水源补给的一个主要原因:降水量持续减少,1956—1980年平均降水量为559 mm,至2012年平均降水量降低至502 mm;水库、闸坝等水利设施的建设使得73%的山区河流流量被水库截留;流域地表水资源平均开发利用率高达63%,这些均导致平原河流径流量持续减少.人口和社会经济快速发展导致污废水排放量增加,是海河流域平原河流非常规水源补给形成的另一个主要原因:工业产值、城镇人口数量均与污废水排放量显著正相关,复相关系数均超过50%.海河流域中部平原区河流以非常规水源补给将长期存在,考虑非常规水源水质水量的协同保障,对满足生态需水量、改善缺水河流生态环境等具有积极的作用.     

塔里木河下游生态输水后地下水的响应研究

由于近50a来人类不合理地资源开发,造成塔里木河下游的生态环境问题日趋严峻.为拯救下游绿色走廊,恢复和重建受损的下游生态系统,于2000年7月始,实施了塔里木河下游应急生态输水工程,水流于2001-11-02流进塔里木河尾闾--台特玛湖,使干涸近30a的台特玛湖重新受到水的滋润.笔者根据近2a在塔里木河下游的监测结果,通过对塔里木河下游地下水在河道纵向、横向的响应,地下水位响应强度及地下水位的变化带来下游天然植被的变化等方面对塔里木河下游生态输水工程进行阐述,分析了生态输水后地下水位响应的初步规律.研究结果表明:地下水位在一定范围内对生态输水的响应很明显,并由此带来下游生态环境向有利的方向转变.      

安徽省地下水水资源特征与水环境问题

由于人类工程、经济活动对天然水体的改造作用以及地下水资源不合理的开发而产生环境地质问题。淮北地区阜阳、界首、淮北等城市由于超采深层地下水而形成区域性地下水位下降、产生地面沉降。两淮矿区、沿江铜陵等矿区由于采矿疏干排水和开采岩溶水造成地下水枯竭、水资源污染、因地下水位下降而引发岩溶、土洞塌陷。淮北的界首-利辛-固镇一线以北地区由于区域高氟水分布而引发地带性氟病和龋齿等疾病,大别山区和皖南地区因地形切割强烈,地下水径流排泄条件好,水交替快,水碘含量低,导致地方性甲状腺肿流行。淮河、巢湖水污染严重。江淮分水岭地区和淮北地区区域性缺水。水资源短缺、水污染严重以及各种水环境问题严重,破坏了人类赖以生存的生态环境。     

北京城市副中心新建景观水体的水生态环境变化规律

为研究新建景观水体水生态环境变化过程,以北京城市副中心镜河为研究对象,对2018—2020年河流水生态系统开展跟踪监测分析. 结果表明:①在水源变化和水动力条件影响下,与通水初期相比,水质指标中总磷浓度、高锰酸盐指数增加了2倍,叶绿素a浓度增加了约4倍,浮游植物密度增加3倍,与此同时透明度下降63.79%,水体转变为藻型浊水态;②底栖动物多样性指数(Shannon-Wiener指数)由0.26增至0.64,鱼类种类由0增至14种,大型水生植物覆盖度由6%增至40%. 研究显示,通过自然恢复与人工干预的共同作用,镜河水生态健康水平由不健康演变为亚健康,但富营养化是制约水体继续向好发展的主要因素. 研究成果可为新建河流的景观设计和生态修复提供科学依据.      

敦煌市水资源的可持续利用及调控对策

在综合评价敦煌市水资源数量与质量及其时空变化规律和特点的基础上,指出自然条件对敦煌水环境影响较小,而导致近期水环境发生变化的主要因素是人类活动,特别是水利工程建设活动,造成了河水断流、地下水位大幅度下降、土地荒漠化加剧等生态环境问题。为保证敦煌社会经济的持续健康发展,实现水资源的高效利用,必须做好以下几方面的工作:①调整和优化产业结构,大力发展旅游等生态型低耗水产业;②强化水环境保护,严格控制地下水开采;③发展节水灌溉技术,提高水的利用率;④重视生态用水,确保生态环境建设;⑤尽快实施引哈济党工程,优化配置水资源。     

浑太河流域鱼类生物完整性指数构建与应用

为了解决在不同区域和不同河流类型间等大尺度范围内F-IBI(鱼类生物完整性指数)评价方法体系的建立问题,以浑河-太子河(下称浑太河)流域为研究区域,构建符合区域性特征的生物完整性评价体系并进行应用研究. 于2014年5月对浑太河流域32个采样点的鱼类进行采样调查,根据鱼类群落特征的空间差异和浑太河流域水生态分区,将采样点分为中上游和下游区域两种类型. 通过综合栖息地和水质的标准化方法确定参照点和受损点,依据候选指标分布范围检验、敏感性分析和相关性检验,筛选出浑太河流域中上游F-IBI核心指标包括总物种数、Shannon-Wiener多样性指数、鲤形目鱼类物种数百分比、雅罗鱼亚科个体数百分比、鳅科鱼类物种数百分比、鲈形目鱼类物种数百分比、杂食性鱼类物种数百分比、肉食性鱼类物种数百分比、敏感性鱼类个体数百分比等9个指标;下游筛选出F-IBI核心指标包括总物种数、Shannon-Wiener多样性指数、鮈亚科鱼类物种数百分比、鲈形目鱼类物种数百分比、虾虎鱼科鱼类物种数百分比、中上层鱼类物种数百分比、东北特有鱼类物种数百分比、无脊椎动物食性鱼类物种数百分比、耐受性鱼类个体数百分比等9个指标. 分别提出了浑太河流域中上游和下游的参数标准化公式和健康评价标准,依此将浑太河流域健康状态划分为极好、好、一般、差和极差5个健康等级. 评价结果表明,浑太河流域健康状况整体偏差,在32个采样点中,健康状况处于差和极差的采样点占采样点总数的37.5%,一般的采样点占21.88%,仅有6.25%的采样点处于极好状态. Pearson相关性分析结果显示,F-IBI分值与电导率、ρ(BOD₅)、ρ(COD_Cr)、ρ(NH₃-N)和ρ(TN)均呈显著负相关,而与栖息地综合指数呈显著正相关,表明F-IBI可有效评估浑太河流域的健康状况.      

人类活动影响下的黄河流域水资源演化规律初探

应用分布式流域水文模型WEP-L模型初步分析了人类活动影响下的黄河水资源演化规律。通过2000年现状下垫面条件下的评价结果与历史系列条件下的评价结果比较,以及考虑与不考虑人工取用水条件下的模拟结果比较,初步发现:黄河流域在强烈的人类活动影响下,水资源量及其构成均发生了显著变化,地表水资源量衰减,而不重复地下水量增加;在狭义水资源衰减的同时,伴随着有效蒸散即降水有效利用的增加,流域广义水资源量有一定幅度增加。研究成果对黄河的治理规划和水安全战略具有参考价值。