下垫面条件对流域极端事件影响及综合应对框架

在剖析下垫面条件变化对流域极端水文事件演变影响的基础上,构建了流域极端水文事件综合应对技术框架,并阐述其中的关键研究命题。结果表明,自然植被条件能够提高流域干旱之前土壤含水量并降低干旱过程中土壤蒸发速率,在一定程度上起到减缓干旱的强度和持续时间的作用;水利工程通过调节流域水资源的时空分布,增加可利用水资源量,能够缓解甚至规避流域干旱事件,但同时可能加剧坝址下游地区的干旱程度。自然植被条件将延长降水坡面产-汇流历时、降低洪峰流量,对极端降水洪涝事件具有一定的消减作用;此外,流域水土保持和修建水利工程等下垫面条件改变有利于河道行洪过程,能够起到缓解洪涝事件的作用。基于下垫面条件变化的流域极端水文事件综合应对技术框架包括旱涝事件监测、机理识别、影响评价和综合应对四个方面的内容,其中的关键研究命题主要为下垫面条件变化对流域极端水文事件影响的定量评估、面向流域极端水文事件合理的水土资源配置及其集成管理等。     

基于水资源系统的流域干旱风险评价——以漳卫河流域为例

基于风险理论,从水资源系统的角度剖析流域干旱风险的构成,分别从降水、用水和水利工程调节的角度讨论构建干旱致灾因子的危险性指标、干旱承灾体的暴露性指标以及干旱孕灾环境的脆弱性指标,建立流域干旱风险评价方法框架,并以漳卫河流域为例进行了应用研究。评价结果表明,漳卫河流域13个评价单元中,有4个评价单元属于高风险区,3个单元属于低风险区,其他6个单元为中等风险区。各评价单元的干旱危险性因子指标值差别不大,流域干旱高风险区的主要贡献因素是较大的用水需求和缺乏稳定的供水水源。     

水利工程群应对干旱能力评价方法及应用

基于水利工程群应对干旱能力的影响因素分析,从水利工程的布局、规模和运行管理两个层面构建水利工程群应对干旱能力评价指标体系。综合层次分析法和熵值法两种确定权重的方法,确定各评价指标的组合权重,采用模糊综合评价法构建了水利工程群应对干旱能力评价模型。该评价模型在漳卫河流域的应用结果表明,该流域整体应对干旱能力水平较弱,未来需要加强对现有水利工程体系的科学调度管理,并充分利用流域外调水提高干旱应对能力。     

补充碳源提取液对人工湿地脱氮作用的影响

为了提高人工湿地的脱氮效率,在不同条件下分别对美人蕉、香蒲及稻杆进行稀硫酸水解,以获得相应碳源提取液.正交实验表明,稀硫酸浓度的提高和水解时间的增加都会导致碳源释碳能力的提高,稻杆在5%稀硫酸溶液中水解30 min以上,释碳能力最高.通过观察,前2 d是系统脱氮反应高峰时段.对以NH₄⁺-N和NO₃^--N为氮源的脱氮过程,随C/N比升高,NO₃^--N和TN去除率增长明显;而NH₄⁺-N受溶解氧制约,去除有限;随C/N比升高,碳源对系统溶解氧的竞争会进一步抑制硝化反应的彻底进行.而对以NO₃^--N为氮源的反硝化过程,补充碳源对TN和NO₃^--N的去除有明显作用;TN去除率由54%提高到95%,NO₃^--N去除率由48%提高到96%;中间产物NO₂^--N的积累与NO₃^--N去除率有关;当NO₃^--N去除率较高时,NO₂^--N无积累.此外,基质反硝化强度也随C/N比升高呈上升趋势,湿地填料细沙层的反硝化强度略高于碎石层.     

沈阳市大气中苯并[a]芘的环境特征

通过1996－2000年对沈阳市大气中苯并[a]芘的连续监测，结果表明：沈阳市大气中苯并[a]芘的污染程度不容乐观。大气中苯并[a]芘有明显的季节变化，夏季＜秋（春季）＜冬季；采暖期＞非采暖期。大气中BaP在工业区的含量最高，其次是居民区，商业区、文化区和清洁区。生活燃煤污染、工业污染和扬尘污染是沈阳市大气中BaP的主要来源，同时受到交通废气排放的影响较大，区域环境背景中BaP对大气中BaP的作用也十分明显。     

中国东北区水资源量天然可再生能力分异及其对土地利用变化的响应

从水循环的角度对水资源的可再生能力进行表征 ,并在GIS技术支持下 ,对中国东北区天然水资源量可再生能力时空分异进行了系统剖析 ;并结合东北区 1986～2000年间的土地利用变化 ,揭示了东北区天然水资源可再生能力分异对土地利用变化的响应 .1956～2001年间 ,东北区多年平均水资源量为 1991.52亿m³,具有显著的时空变化特征 ;且水资源变化具有33a、11a和 4a周期 .1980～2001年间 ,东北区水资源可再生能力呈现出下降趋势 ,下降幅度和年际间的变化强度具有显著的空间分异特征 .水资源可再生能力与土地利用的耦合变化表明 ,需在分布式生态 水文机理剖析的基础上 ,对中国东北区的土地利用格局进行科学调整 ,以使得在人类活动剧烈干扰的环境背景下 ,水资源的可再生能力仍能维持在一个较高的水平上 .     

非均质多孔介质对水平潜流人工湿地水力效率的影响

对比以不同粒径(4～9、8～12、11～17mm)非均质多孔介质(玻璃珠)作为基质的水平潜流人工湿地(以有机玻璃板材模拟)的水力效率、水力停留时间等参数,并参照其流态变化进行分析。结果表明:(1)均以上端为进水口、下端为出水口,水流流经不同粒径玻璃珠的水平潜流人工湿地会产生不同的流态。(2)玻璃珠粒径小(4～9mm)的水平潜流人工湿地中,染料在其中运动并最终能够迁移到出水口的有效空间最大,空间利用率最大,则有效体积比最大,染料流经区域面积最大;转角处染料呈圆角流过,死区范围小。(3)当玻璃珠粒径为4～9mm时,水平潜流人工湿地具有最长的平均水力停留时间(0.437 8h)和最小的水流散度(标准方差为0.052 5),使得水平潜流人工湿地的有效体积比最高(0.495 7),水力效率也最高(0.469 6)。随着粒径的增大,平均水力停留时间缩短,水流散度增大,而有效体积比和水力效率均呈减小趋势。(4)合理的水力停留时间分布能够提高有效体积比,而有效体积比越高,即污水在水平潜流人工湿地中运动并最终能够迁移到出水口的有效空间越大,污染物与基质以及附着在基质上的微生物的接触越充分,从而提高污染物的去除率。     

基于格网GIS的豫北地区干旱灾害风险区划

以豫北地区32个市县为研究区域,从造成干旱灾害的4个因子,即致灾因子危险性、承灾体暴露性、脆弱性和防灾减灾能力4个角度出发,选取了包括气象、土壤、人口、社会经济在内的17项指标,在格网GIS技术的支持下,对评价体系中的各指标进行10 km×10 km尺度的网格化表达。应用自然灾害风险指数法,熵组合权重法和加权综合分析法,建立了干旱灾害风险评价模型;通过选取典型案例年,运用最优分割理论确定了干旱灾害风险阈值,并利用GIS技术绘制了豫北地区的干旱灾害风险区划图。结果显示:豫北地区的高风险区主要集中在濮阳市区、濮阳县、清丰县、南乐县、新乡市区;而西部的济源市、孟州市,以及原阳县风险较轻。     

南水北调西线工程水源区降水时空特征

利用南水北调西线水源区内78个站点1956～2001年降水资料,运用Mann-Kendall秩次相关检验法、相关分析等方法,分析了降水的时空变化特征.结果显示:水源区多年平均降水在空间分布特征与大地形相关,青藏高原东部降水少,都在 1 000 以下;四川盆地西部降水一般在 1 000 以上,个别站点多年平均降水近 2 000 ;云贵高原西北部降水多在 1 000 附近.降水年际变化总体不显著.降水年内分配一致性较好,大部分站点以夏秋季为主要降水时间,夏秋两季降水占年降水量的76%～91%.78个站点中,年降水量增加的有55个,减少的有23个,通过帷糤TBZ =0.01显著水平检验的站点占总数的27%,总体上,降水变化趋势不明显.从大范围看,降水随海拔升高而减少;但从局地地形变化剧烈的山区看,降水量随海拔高度增加而增加的现象十分明显.