浑河流域地表水地下水水质耦合模拟

以浑河流域为研究区,在现场调查、动态监测和资料分析的基础上,根据浑河流域的具体实际条件,包括水文和水文地质条件,分别建立了浑河流域地表水地下水水流耦合模拟模型及水质耦合模拟模型.模拟对象包括地表水、包气带水和饱水带水.运用HydroGeoSphere（HGS）技术系统对地表水和地下水进行联立并行同步求解.根据浑河流域地表水地下水同步动态监测资料,分别对地表水地下水水流和水质耦合模拟模型进行了校正和检验.之后,根据设定的情景方案,应用所建立的模拟模型对浑河流域地表水地下水未来的水质污染状况进行了预报.结果表明：基于HGS技术系统的地表水地下水水流和水质耦合模拟模型能够刻画流域地表水地下水各自的运动规律以及二者之间的水力联系与相互转换关系.若地表水受到污染（如农田施肥）,不仅会影响到地表水,也会对地下水造成影响,反之亦然.     

基于ArcGIS和Visual MODFLOW的黑河流域中游平原区地下水流数值模拟与预测

在系统分析黑河流域中游平原区地质及水文地质条件的基础上,利用Visual MODFLOW和ArcGIS技术,建立了研究区地下水系统数值模型,利用研究区2012年1月1日至2012年12月31日地下水位动态观测资料对所建立的模型进行求解与识别,并利用识别后的模型对现状开采和调整开采条件下地下水位动态变化趋势进行预测。结果表明:现状开采条件下研究区地下水处于负均衡,地下水位持续下降;调整人工开采量大小及空间分布,地下水位变化趋势发生明显改变。该研究可为区域地下水资源合理开发利用提供依据。     

地下水污染的数值模拟及污染预测研究——以迁安市某项目的Cr~(6+)污染为例

针对地下水污染的数值模拟及污染预测问题,以迁安市某项目为例,建立了厂区及邻近地区地下水渗流模型和溶质运移模型,选用该项目的特征污染物Cr6+作为模拟因子,介绍了研究区水文地质条件,包括厂区位置及地形地貌、场地水文地质条件和场地水文地质试验,给出了建立地下水渗流数值模型,主要有地下水渗流数值模型和数值模型构建及识别验证,对地下水污染模拟预测,包括源强设定及模拟预测原则、地下水污染模拟预测和对地下水中Cr6+的浓度变化。     

宜昌长江南岸岩溶流域典型区三维地质建模

宜昌长江南岸岩溶流域过河口地区存在库岸崩塌、工程性缺水、旱涝灾害、地下水污染、石漠化等水文环境问题,在地质资料匮乏的情况下,如何直观、立体、可视地表达水文地质结构特征,成为该地区地质灾害防治和环境保护等水文地质研究的难点。以宜昌长江南岸岩溶流域过河口地区作为主要研究区域,在分析研究区域地质环境概况与已有地质资料的基础上,基于QuantyView 3D平台,提出了一种以平面水文地质图数据为主的三维地质建模方法,构建了研究区的三维地质结构模型和水文地质结构模型,并依据地下水类型为水文地质结构模型赋值属性,以此划分了7个地下水类型。在此模型的基础上,通过对模型进行数据量算分析和模型空间结构分析等应用,为过河口地区水文地质研究提供了空间信息支持,揭示了地下水赋存空间和运动场所的基本结构特征,对地下水资源保护与利用具有重要的意义。     

地下水DNAPLs污染多相流的随机模拟及其不确定性分析

水文地质参数本身存在不确定性,为分析水文地质参数不确定性对地下水DNAPLs污染多相流数值模拟模型输出结果的影响,本文针对假想算例展开研究,首先建立了研究区地下水DNAPLs污染多相流数值模拟模型;然后,运用灵敏度分析法筛选对模型输出结果影响较大的参数作为随机变量;为减少反复调用多相流模拟模型产生的计算负荷,运用克里格方法建立多相流模拟模型的替代模型,利用替代模型完成蒙特卡洛随机模拟;最后,对随机模拟的结果进行统计分析并完成地下水污染风险评价.结果表明,利用污染物浓度分布函数可以估算单井遭受污染的风险;利用地下水污染风险图可以对全区地下水遭受不同程度污染的风险大小进行分区,为地下水污染防治提供更加科学、丰富的参考依据.     

污染场地地下水数值模拟的关键问题探讨

针对地下水数值模拟中重模型软件技术、轻水文地质条件分析的问题,结合我国污染场地地下水数值模拟工作日渐增多的实际,通过收集资料和总结经验,对污染场地地下水数值模拟中模型维数、边界条件、源汇项及不确定分析等关键问题进行了探讨。研究认为:1污染场地地下水数值模拟应尽可能建立三维或准三维流模型;2通用水头边界在污染场地地下水模拟中应用较广,尤其是处理源汇项变化问题时效果较好;3参数敏感性与模型不确定分析及后续检查验收在相关工作中不可忽视。正确认识和处理污染场地地下水数值模拟中的关键问题,可为污染场地地下水调查评估、修复与治理工作的有效开展提供科学保障。     

跨湖桥独木舟遗址区地下水渗流场模拟研究

独木舟遗址位于浙江省萧山区,是浙江省迄今为止发现最早的新石器时代文化遗存。现场踏勘发现,破坏遗址原址保护主要环境地质病害是水的问题。通过对该遗址区水文地质条件的分析,建立了遗址区水文地质概念模型和数学模型;运用地下水数值模拟软件Modflow模拟遗址区原始地下水分布;将模拟区地形图与模型模拟结果进行比较,发现它们具极大的相似性,这说明模拟的结果是符合实际情况的。     

工业项目地下水污染监测井布设方案的定量化研究

工业成品生产过程中各类装置所产生的污染源严重威胁着工业建设项目厂区及其周边地下水环境安全,对工业项目厂区及其周边地下水水质进行有效的监测则成为防控地下水污染风险的关键。以某石化项目为例,基于对研究区水文地质条件的剖析和概化,通过野外水文地质调查及现场试验获取水文地质参数,利用FEFLOW数值模拟软件建立研究区地下水三维非稳定渗流模型和溶质运移模型,分析预测设定工况下污染物随地下水的迁移规律,实现了地下水污染监测井布设方案在时间和空间尺度上的定量化分析,并提出了合理且有效的监控管理措施,可为工业项目地下水监测井的精细化布设提供参考。     

不同模拟软件在地下水环评中的应用对比研究

随着《环境影响评价技术导则地下水环境》的实施,工程项目地下水环境影响评价工作日渐增多,Visual MODFLOW和FEFLOW数值模拟软件已被广泛地运用于该类工作中,但很少以工程案例来指出二者的使用差异。文章以宁夏枣泉电厂地下水环境影响评价为例,在详细分析案例区地质及水文地质条件的基础上,通过对研究区范围、边界、含水层结构等概化,建立了水文地质概念模型;运用Visual MODFLOW和FEFLOW软件分别构建了相应的数值模型,并建立了符合案例区特征的溶质运移模型;利用模型对案例的污染工况分别进行了预测计算。对比2种软件的建模过程及计算结果,指出Visual MODFLOW在建模过程中需重视边界资料的获取并在保证计算量可接受前提下尽量提高模型的网格剖分精度,而FEFLOW在建模过程中则应对源汇项进行前期必要的叠加处理。     

浅层地下水污染敏感性评价——以泰安市为例

为了更好地量化地下水的污染敏感性,区别不同区段地下水对污染的敏感程度,根据泰安市区钻孔和地下水长期观测系列资料,利用GMS技术平台,建立了泰安市区三维水文地质结构实体模型;依据研究区实际条件,构建了DRATMIC模型,提出了研究区浅层地下水敏感性评价指标和评分值,并对研究区地下水进行了敏感性分区,绘制出研究区浅层地下水污染敏感性分区图,从而为研究区浅层地下水的利用与环境保护提供了科学依据.     

人类活动对干旱区内陆河流域景观格局的影响分析——以新疆和田河中游地区为例

通过对新疆和田河中游地区1959年及2000年景观格局的对比分析,结果表明,干旱区内陆河流域基本维持了原宏观景观格局。但在小尺度上,人类通过调控水资源在空间分布的格局,影响了水在景观格局发展中的生态作用,进而影响了区域景观格局。人工渠、水库、居民地、农耕区等人为景观的出现及增多越来越影响着区域内的景观格局。这说明人类活动虽不是区域内景观格局发展的主导因素,但它对干旱区内陆河流域景观格局的影响力度与影响范围却越来越大。     

基于水资源转化模拟的石羊河流域水资源优化配置

流域水循环过程是水资源合理配置对象依存和演化的基础。针对内陆河流域水资源多次转化多次利用的特点,建立以水资源转化过程为基础的流域水资源优化配置模型。按水力联系将内陆河流域系统分为独立的子系统。按水资源转化特点和用水格局将各独立水系统分渠灌区、井灌区和渠井混灌区三个一级计算单元,每个一级计算单元由若干灌区(二级计算单元)组成。运用水均衡模型和BP人工神经网络模型模拟一级计算单元间的水资源转化过程,分别模拟井灌区和渠井混灌区的来水量。建立一级计算单元和二级计算单元两层水资源优化模型,分别以灌溉用水效益最大和公平用水为配置目标。将一级计算单元的优化模型耦合到水资源转化模拟模型中。凉州区配置水量10.68×10⁸ m³,金川区为2.63×10⁸ m³,流域农业灌溉用水16.64×10⁸ m³,占总毛用水量的75％,相比现状有大幅下降。分别采用模拟寻优和遗传算法求解两层优化模型,将水量分配到灌区,进而分配到行政区,实现水资源的流域配置和行政区配置的统一,便于水资源统一管理。     

矿山疏干水排放对流域水环境影响分析

矿山疏干水的排放势必对流域水环境系统形成一定的影响。胜利煤矿地处海拉尔河流域,设计疏干排水量为5 810.26 m3/d,拟排入海拉尔河的一个支流中,矿山疏干排水作为流域人工"源"项,其水质、水量的控制和排放口、排放时间的选择是水环境影响的主控因素。在检测疏干水水质的基础上,对拟排入河段的河势、流量、水质和水生动植物等水文水环境条件进行勘查,利用河道水文测站资料和不同河道断面的流域控制面积,引入SWAT水文模型,测算断面的流量过程,分析了在不同断面设置排入口时,矿山疏干水对流域水文、水环境、地下水以及第三者的影响,结果表明,最终确定的排入口不仅对海拉尔河流域水文和水环境影响甚微,而且在一定程度上会改善排入口所在支流水资源利用条件。     

一种基于MMS的改进降水径流模型在中国西北地区黑河上游流域的应用

以黑河流域上游为研究对象,通过对山区自然产水区的产汇流机理的研究,基于分布式水文模型集成环境的开发思想,利用MMS(modular modeling system)模型库中与降水径流相关的模块,通过综合各种产流(包括超渗、蓄满产流)机理、并且根据寒区产汇流的特点对USGS开发的流域PRMS(precipitation-runoff models)模型进行了改进,增加了土壤水运动中降雨入渗补给的多层土壤滞后效应模块以及积雪融雪和冻土面积识别模型,建立了适合于寒区流域的分布式PRMS模型。利用该模型对黑河上游出山径流过程进行了模拟与预报,模型研究结果表明:利用MMS建立的黑河上游改进的PRMS模型不仅完全可以模拟和预测黑河上游的产汇流过程,在考虑了冻土的情况下,预测年出山径流量误差小于2.7%;而且模型可以对黑河上游径流组成成分进行分析计算,对黑河上游产汇流机理做进一步阐明。利用改进的PRMS模型,预测分析了黑河上游未来气候和土地覆盖变化情景下流域出山径流变化的趋势,为黑河流域水资源合理利用和管理提供科学依据。     

疏勒河中游绿洲生态环境需水时空变化特征研究

以疏勒河流域中游绿洲为研究区,借助统计分析法、RS和GIS技术方法,选择1970、1980、1990、2000和2013年疏勒河中游绿洲Landsat TM/ETM影像解译成果作为中游绿洲生态演变研究的基础资料,分析得出各种生态系统覆盖状况.根据疏勒河中游绿洲生态环境需水特征,建立了基于天然植被、河流、湿地和防治耕地盐碱化的疏勒河中游绿洲生态环境需水定量化模型,并估算了不同时段不同区域流域中游绿洲生态环境需水量,探讨了疏勒河中游绿洲生态环境需水时空变化特征,从而为区域水资源合理配置和生态环境协调发展提供参考依据.通过计算得出了疏勒河中游绿洲1970、1980、1990、2000和2013年天然植被、河流基本生态、河流输沙、河流渗漏补给、水面蒸发、湿地生态和防治耕地盐碱化生态环境需水量,同时得出总生态环境需水量分别为17.94×108、7.51×108、6.92×108、6.63×108、5.52×108m3.1970—2013年疏勒河中游绿洲总生态环境需水量呈现逐渐减少趋势,减少了12.42×108m3.1970—2013年疏勒河中游绿洲总生态环境需水量空间变化特征呈现瓜州敦煌玉门,同时各区域生态环境需水量均呈现减少趋势.     

新疆塔里木河流域洪水发生率非平稳性特征及气候变化影响研究

新疆洪水灾害近年来有加剧趋势,但其特征与机理尚未有深入探讨。论文利用核估计和Bootstrap方法深入分析新疆塔里木河（塔河）流域洪水发生率的非平稳性及不确定性,同时采用广义可加模型（GAMLSS）构建洪水发生频率与协变量（大气环流因子、降水和气温指标等）的关系并定量辨识主要影响因子。研究表明：1）塔河流域洪水在1960年代左右和1990年代左右两个时期高频发生,两个洪水高发期之间洪水发生次数多为2或3次,且与极端降水发生次数较为吻合;2）洪水发生率呈现显著非平稳性,从1990年左右洪水发生次数持续上升,并达到峰值,表明洪水发生频率及强度呈加剧趋势;3）冬季AMO和AO是影响新疆塔河流域洪水发生的重要因子,而冬季NAO和SOI则是影响塔河流域5个州的洪水发生次数最为显著的大气环流指标。论文研究可为新疆塔河流域洪灾预测与预警及流域洪水管理提供关键理论依据。     

新疆博尔塔拉河流域平原区地表水与地下水水化学特征及转化关系

博尔塔拉河流域地质条件复杂,地表水与地下水转化频繁,研究地表水与地下水水化学特征及转化关系对流域水资源合理开发和配置具有重要意义.基于2021年4～5月采集的15组地表水样和39组地下水样,采用APCS/MLR模型和稳定氢氧同位素与水化学相结合的方法,分析了地表水和地下水水化学类型和氢氧同位素分布特征、水化学组分源贡献率和地表水与地下水转化关系.结果表明,地表水水化学类型主要为HCO₃·SO₄-Ca型和HCO₃-Ca型,地下水水化学类型主要为HCO₃·SO₄-Ca·Na型、 HCO₃-Ca型和HCO₃·SO₄-Ca型;溶滤-迁移-富集因子、人类活动因子、环境因子和原生地质因子对地表水和地下水中离子的平均贡献率分别为28.8%、 17.7%、 12.0%和6.5%;博尔塔拉河河水中D和¹⁸O沿程呈富集趋势,北岸地下水中D和¹⁸O整体丰于南岸;在地质构造和水文地质条件等地质...     

干旱区内陆河流域土地利用程度变化与生态安全评价——以新疆玛纳斯河流域为例

以天山北坡玛纳斯河流域为例,在遥感与GIS支持下揭示了流域1989-2002年间土地利用程度变化状况,并进一步对流域生态安全进行了综合评价,最后分析了土地利用程度变化与生态安全的关系。结果表明：①玛纳斯河流域土地利用程度稳定上升,土地利用总体处于发展时期;②1989-2002年,流域生态安全状况整体有所好转,但局部生态环境出现恶化趋势;③流域土地利用程度综合指数在18~100间的区域生态安全等级有所提高,由1989年主体属于中警状态提高到2002年的预警状态;④不同土地利用程度下流域在较安全和预警状态面积之和有以下顺序：Ⅴ＞Ⅳ＞Ⅰ＞Ⅵ＞Ⅲ＞Ⅱ,表明Ⅴ级土地利用程度区即林草地是流域生态恢复和重建的首选和重要组成部分,而沙地则是生态环境治理的难题和关键。最后,提出了通过提高低利用程度区的土地利用程度来确保生态安全的观点。     

基于SWAT模型的挠力河流域地表径流数值模拟与不确定性分析

为探究水文模型参数敏感性及模型不确定性对径流模拟的影响,运用SWAT模型对挠力河流域地表径流过程进行了数值模拟,利用SUFI-2方法评价模型参数敏感性及不确定性对模拟结果的影响,选取决定系数（R2）与Nash-Sutcliffe效率系数（E_NS）对模型精度进行评价。敏感性分析结果表明:对挠力河流域径流模拟影响最大的4个参数是CN2（SCS径流曲线数）、SLSUBBSN （平均坡长）、SOL_BD （土壤湿密度）和SOL_K （土壤饱和导水率）,表明SCS径流曲线数、土壤与地形地貌是影响挠力河流域地表径流最重要的因素。月径流模拟过程与实测水文过程拟合较好,率定期和验证期R2与E_NS分别为0.68、0.67和0.76、0.44,均达到令人满意的结果。不确定性分析结果表明:p因子为0.78,r因子为0.94,模型不确定性较小,进一步验证了模型的适用性。研究结果可为其他相似流域SWAT模型的应用及参数的率定提供参考。     

国际水法对长江流域立法的启示和意义

随着长江经济带建设的推进,长江流域治理亟待法治化。由于调整对象、事项和目标方面的相似性,国际水法的理论、原则、规则和实践对于长江流域立法具有重要且有益的参考价值。长江流域立法面临着利益主体多元、生态环境和资源保护任务艰巨以及治理体制机制很不合理三个方面的巨大挑战。国际水法关于生态整体性路径、公平合理利用原则以及流域治理体制机制三个基本方面的理论、法律和指南以及实践,对于长江流域立法有效应对这些挑战具有重要启示。其意义体现在：直接促进长江流域治理的法治化,间接推进中国流域立法与国际水法之间的兼容性;直接示范国内其他流域,间接助推实现我国成为全球生态文明建设重要参与者、贡献者和引领者的战略。