汾河流域地表水水化学同位素特征及其影响因素

汾河是山西的母亲河.由于水资源过度开发及社会经济发展影响,生态环境恶化.经过一系列治理保护措施,水质得到改善.利用统计学、Piper三线图和Gibbs模型等方法,分析了汾河流域地表水水化学和氢氧同位素特征及其来源,揭示了汾河流域地表水水质演化过程.结果表明,汾河干流地表水中主要水化学组分沿着径流路径含量逐渐增加;汾河上游地表水水化学类型主要以HCO₃·SO₄·Cl-Ca·Na·Mg为主,中游和下游地表水水化学类型主要以SO₄·HCO₃·Cl-Ca·Na·Mg为主.汾河流域地表水水化学组成主要受岩石风化作用和蒸发结晶作用影响,而降雨影响较小.Na⁺和K⁺主要来源于蒸发盐岩的溶解以及周边黄土中含Na矿物溶解,水体中Ca²⁺、Mg²⁺和HCO₃^-主要来源于碳酸盐岩的溶解,SO₄^2-除来源于石膏的溶解,还可能来源于汾河周边黄土层中硫化矿物的溶解.干流地表水δD和δ¹⁸ O平均值分别为-62.60‰和-8.42‰,氢氧同位素特征进一步表明其主要受蒸发作用的影响.流域内支流及岩溶水水化学组分差异较大.结果可为汾河流域生态修复保护及生态文明建设提供依据.     

古堆泉域岩溶地下水水化学特征及成因

古堆泉为山西省著名岩溶大泉之一,是唯一的中低温温泉,具有悠久的开发观赏历史,凝聚着丰厚的人文积淀.以古堆泉域岩溶地下水为研究对象,通过系统地样品采集与同位素分析,综合运用水化学（Durov图、离子比例、Gibbs图和氢氧同位素）同位素方法分析地下水水化学特征和地下水系统径流特征.古堆泉域岩溶地下水的⁸⁷ Sr/⁸⁶ Sr值在0.709~0.717之间,Mg/（Mg+Ca）值在0.27~0.74之间.通过分析Sr同位素组成和Mg/（Mg+Ca）、1/Sr变化特征,得出古堆泉域岩溶地下水为深部热水与浅部冷水的混合水,中条山南梁泉岩溶水子系统呈现碳酸盐岩地层径流特征,佛岭山-高显海头泉岩溶水子系统和侯马盆地深循环子系统呈现碳酸盐岩地层与火成岩地层径流特征,塔儿山-九原山古堆泉岩溶水子系统呈现碳酸盐岩地层与古老硅铝质岩地层径流特征.通过2014年样品与2021年相同位置取样点的氢氧同位素比对分析,得出古堆泉口水样变化原因是其受三泉水库补给随时间的积累的结果,三泉水库的变化原因是受引黄水的影响.研究区岩溶地下水水化学类型可分为SO₄-Na、SO₄-Ca、HCO₃-Na、HCO₃-Mg、HCO₃-Ca和Cl-Na型.岩溶地下水水化学类型从HCO₃-Ca·Mg→HCO₃·SO₄-Ca·Mg→SO₄·HCO₃-Na·Ca→SO₄·Cl-Na·Ca呈现明显的水化学成分分带.     

屋顶分布式光伏系统在铸造工业中的应用及经济环境效益

针对铸造工业企业200 kW的并网型分布式光伏系统,基于2020年10月至2021年9月的运行数据,分析了光伏系统发电量分布特征,考察了发电量与PM2.5、降尘量、温度、日照时数、短波辐射总强度等因素的相关性,探索了"自发自用,余量上网"模式下的实际效益.结果表明:2020年11月～2021年1月发电量较低,最低值出现...     

基于WRF模式的云南省干旱发生风险的预测分析

云南省作为西部大开发的典型省份之一,有着独特的自然环境和资源禀赋,但同时全省地形复杂多变且处于气候带的脆弱区,气候变率相当大.本研究在分析云南省近30年的土地利用/土地覆被变化的前提下,采用中尺度天气研究与预报Weather Researchand Forecasting (WRF)模式系统,对云南省未来40年干旱发生风险进行了预测分析.研究首先对WRF模式系统适用性进行了验证,重点分析了气温和降水两个主要干旱影响因子的未来时空变异特征.然后根据WRF模式系统的输出结果,选取了系列气象干旱指标因子,并采用综合气象干旱指数计算方法在空间和时间上对干旱发生风险进行了预测.从研究结果来看,加强对现用森林资源的保护,执行长期有效的生态工程建设,可以很大程度上减缓未来干旱发生频率.同时云南省当前“城市上山”等政策实施中也应考虑到建设用地扩张的不可逆转性,避免城市盲目上山.研究指出,未来区域发展规划应该对人为土地利用进行长期且合理有效部署,减少政策的不确定性,合理的区域发展规划是应对干旱风险的有效举措.     

代表性浓度路径情景下宁夏草地动态演变的预测与模拟

西部地区是我国乃至亚洲的重要生态屏障.因此,遏制由于长期过牧导致的草地退化,保障西部地区生态系统功能,促进西部地区畜牧业和经济社会可持续发展具有重要的研究意义.本研究以宁夏回族自治区作为典型区,收集了宁夏土地利用数据、自然环境数据和社会经济数据,创建了联立方程组模型,研究了自然环境条件和社会经济因素对草地过牧与退牧过程的驱动机制.驱动分析结果显示对于草地过牧过程,气候因素是草地面积退化的重要影响因素,人口压力也在这一过程中起着决定性作用,交通条件较发达的地区,人类活动较频繁,对于草地生态系统破坏也相对较严重;而宁夏退牧过程的主要驱动因素之一是区域原有生态环境,经济要素也是决定退牧意愿的重要影响因素,国家政策是退牧过程的外在推动因素.基于宁夏土地利用规划和1PCC公布的RCPs情景数据,设计估算了规划情景和气候情景下的土地利用需求,然后基于草地动态演变的驱动机理,本文应用土地系统动态(DLS)模拟系统预测了2010-2030年在RCPs情景和规划情景下研究区域草地面积和草地质量的空间分布特征和变化趋势.研究结果表明,规划情景下,研究区域草地面积随时间呈逐渐减少的态势,AIM气候模式下草地面积的变化态势与规划情景相似,但是减少的幅度比规划情景小,而MESSAGE气候模式情景下草地面积变化呈先减少后有小幅增加的态势.三种情景下,草地面积减少的区域主要集中在低密度草区,部分是在中密度草区.总的来看,无论是哪种情景,未来2010-2030年过牧与退牧这种相逆的现象不断减弱,但是并没有消失.这些研究结论将为西部干旱区生态环境保护、草地资源开发利用与保护、畜牧业发展规划提供重要的决策参考信息.     

高密市环境空气污染物浓度变化特征

基于2014—2018年高密市大气监测数据,分析了SO_2、NO_2、PM_(10)、PM_(2.5)浓度的变化特征及成因,对四项污染物及降雨量进行了相关性分析,利用GM(1,1)模型对高密市未来空气质量进行了预测。结果表明,2014—2018年高密市环境空气中SO_2、NO_2、PM_(10)、PM_(2.5)年际变化呈现出逐年下降趋势;污染物月均值变化均为冬春季浓度高,夏秋季浓度低;通过相关性分析发现,环保政策对高密市空气质量总体改善起到了决定性作用,自然地理因素对高密市大气污染物月均值的变化影响明显。     

龙子祠泉域地下水金属元素分布特征及健康风险评价

龙子祠泉是临汾市工农业和城市生活的重要水源,随着公众环境健康意识提高,地下水金属元素健康风险研究显得尤为必要.对龙子祠泉域内43个地下水样品中10种金属元素（As、Cd、Hg、Al、Pb、Co、Mn、Fe、Cu和Ni）进行检测和分析,运用多元统计分析方法和健康风险评价模型研究了地下水中10种金属元素分布特征及其暴露的健康风险.结果表明,研究区地下水中金属元素平均浓度由高到低分别为Fe、Al、Mn、Ni、As、Cu、Co、Pb、Hg和Cd,其中Al、Mn、Fe和As超出地下水质量标准（GB/T 14848-2017）Ⅲ类水标准限值.从泉域内不同地下水类型角度看,岩溶泉水水质较好,均达到了生活饮用水的标准;矿坑排水金属超标率（60%）最高,水质最差.多元统计结果表明,Pb、Ni、Co、Cd、Mn和Cu这6种元素主要受到地球化学背景的影响,Al、Fe、Hg和As主要是在山西特有的地质背景下,与人类矿业开采活动密切相关.健康风险评价表明,研究区内不同类型地下水中金属元素通过饮水途径和皮肤入渗途径对成人和儿童暴露的年均总健康风险排序均为：岩溶井>非岩溶泉>非岩溶井>岩溶泉,健康风险主要源于饮用水途径,经皮肤入渗暴露的健康风险不会对人体造成明显危害.泉域地下水中As是引起最大健康风险的金属元素,在水资源利用时应该给予重点管控,尤其在儿童饮水方面.     

基于土地利用变化的区域生态安全评价 ——以鄂尔多斯市为例

在人类活动导致的生态环境问题中,土地利用变化对区域生态安全起着决定性的作用。选择地处我国北方农牧交错带的鄂尔多斯市作为案例区,以GIS和SPSS软件为平台,通过区域生态安全评价指标体系的构建、指标标准阈值的确定、区域生态安全评价模型的建立,对研究区1988、2000及2008年的区域生态安全状况进行了研究。结果表明:①研究区20 a来整体生态安全状况呈现"先恶化、后改善"的趋势,与2000年后"退耕还林还草"、"禁牧和休牧"政策的实施直接相关;②高覆盖度草地是最安全的土地利用方式,其次是中覆盖度草地,林地的生态安全水平非常稳定,水域和低覆盖度草地的生态安全多处于"临界安全"水平,相比之下,耕地、建设用地和未利用地最不安全;③各旗区生态安全水平差异较大,鄂托克旗"较为安全",鄂托克前旗和准格尔旗为"临界安全",达拉特旗和东胜区的生态安全值最低。研究结果可为当地生态环境管理提供更为有效的理论依据。     

娘子关泉群水化学特征及成因

娘子关泉群流量7.19m³·s^-1,提水量约1.7 m³·s^-1,其是阳泉市区和平定县城主要供水水源.查明其泉群水化学特征及成因,对合理利用水资源与污染防治具有重要意义.以娘子关泉域岩溶大泉为研究对象,通过样品采集和水化学同位素,以地球科学系统理论为指导综合运用地质构造、水化学监测和同位素方法分析娘子关泉群水化学特征及成因.娘子关泉群其pH值7.2~7.5.钙离子112.1~135.2 mg·L^-1.硫酸根离子185.6~271.8 mg·L^-1.水化学类型为HCO₃·SO₄-Ca·Mg.泉群水化学特征总体表现为高Ca²⁺、Mg²⁺和SO₄^2-,低Na⁺、K⁺和Cl^-.城西泉的补给路径较短,其次是五龙泉.其余5组泉补给路径较远.娘子关泉群水化学特征表现为：煤矿酸性排水的污染有加剧趋势,生活污水的污染有减缓趋势.环境同位素示踪显示城西泉的SO₄^2-主要来源于大气降水和石膏溶解.五龙泉的SO₄^2-值增加,其变化主要受煤矿酸性水污染量的影响.