社会经济发展对永定河流域(北京段)与温榆河流域地下水的影响分析

以永定河流域（北京段）和温榆河流域为对象,通过历史数据收集、整理和统计分析,研究流域内地下水环境的历史变迁和社会经济发展对其的影响.结果表明,1978—2008年间永定河流域（北京段）和温榆河流域均存在地下水埋深加深、地下水资源和地下水开采量略增、地下水水质恶化的趋势.1940—2008年间两流域的地下水埋深、地下水资...     

合肥市环城水体的生态补水研究

合肥市的环城水体没有天然补给水源,极易引起水体污染,开展生态补水工程很有必要。由于水资源紧缺,拟采用中水补水。选用一维河道稳态水质模型及均匀混合水质模型研究了不同量的生态补水对银河、包河、雨花塘水体影响,以及流动后对南淝河亳州路桥一长江路桥段的影响,评估了生态补水工程的可行性,最终确定了最佳的生态补水量。     

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。     

人工补水条件下的缺水河流生态修复综合评价方法

构建了人工补水条件下的缺水河流生态修复多目标综合评价指标体系,对生态修复中影响评价指标量化结果的因素进行了综合考虑,提出了包含主、客观因子并反映层次关系的综合权重确定方法,进而建立了一种人工补水条件下的缺水河流生态修复综合评价方法,以更好地解决多目标决策中的总目标量化问题.最后,以正在建设的永定河生态修复工程为例,通过构建典型的生态修复情景方案,对建立的评价指标体系进行应用,确定各评价指标的综合权重系数,并对构建的情景决策方案进行了综合评估,验证本文提出的评价指标权重综合调整的必要性,说明构建的人工补水条件下的缺水河流生态修复综合评价方法的合理性与可行性.结果表明,所提出的评价方法不仅对人工补水条件下的河流生态修复决策具有一定的实用价值,而且对其它类型生态修复多目标综合决策评价也具有借鉴意义.     

地下水人工回灌水化学因素对生物堵塞的影响

通过室内砂柱实验及扫描电镜,红外光谱,光电子能谱等技术,研究回灌水中离子强度及回灌过程中水-岩作用对细菌在饱和多孔介质中迁移及滞留的影响,揭示回灌过程中离子强度对介质生物堵塞演化规律及其作用机理的影响.结果表明,适宜的离子强度刺激细菌的生长及胞外聚合物（EPS）的生成,导致介质渗透性下降幅度达到99%,离子强度过高或过低都会抑制微生物的生长;Na⁺可以中和介质与细菌表面的负电荷,通过压缩双电层及减少静电斥力,进而增强细菌在介质表面的附着能力;介质中的碳酸盐矿物水解可导致环境pH值升高,诱导介质中的微量SiO₂,Al₂O₃等矿物溶解,促使介质孔隙度增大,延缓生物堵塞的发生时间并缓解堵塞程度;外源Na⁺及内源介质溶解产生的Ca²⁺,Mg²⁺,Al （III）,刺激细菌产生更多的EPS,同时化学离子与EPS的官能团以新的官能团和化学键结合,形成新的物质,对堵塞的发生和演化起促进作用;溶解产生的Mg²⁺,Ca²⁺与细菌呼吸产生的CO₂,在微碱性条件下反应形成新的沉淀,也对堵塞产生促进作用.     

地表水-地下水的交错带及其生态功能

地表水与地下水的相互作用在全球水循环中发挥着重要的作用,交错带是地表水-地下水相互作用的重要桥梁和纽带,并成为生态水文学这一新的研究领域的前沿课题。地表水-地下水的交错带是地表水与地下水的混合区域,该区域内生物地球化学活动强烈。地表水-地下水的交错带主要受自然因素和人为因素的影响。交错带内常发生物理作用、化学作用和生物作用过程,并影响交错带中水分的运动过程、溶质迁移过程和生物活动过程。交错带在水生生态系统中具有重要的功能,主要体现在缓冲作用、提供生物栖息地、提供食物、提供残留物种的保护区。交错带过程的模拟、观测方法和交错带内的生物地球化学过程和示踪以及交错带的生态功能值得进一步关注和深入研究。     

基于水动力过程的城市小微湿地生态补水量与补水路径评估：以北京汉石桥湿地为例

汉石桥湿地自然保护区在北京市涵养水源、调节气候以及保护生物多样性等方面发挥着重要作用。随着近年来华北地区气候暖干化、城市化,汉石桥湿地缺水问题严重,导致其生态严重退化。南水北调等输水工程缓解了北京地区的水资源紧张,为汉石桥湿地生态补水奠定了基础条件。然而,根据汉石桥湿地生态水系网络特征与生物多样性需求,制定科学、高效、可持续的生态补水方案,依然是亟待解决的问题。基于多年观测数据和实地测量结果,从水域面积、芦苇适宜生境、水文连通性3个角度探究确定湿地最适水位及对应生态补水量。研究表明,维持汉石桥正常生态功能的水位在25.7 m以上,最适水位为26.2 m。当超过最适水位后,生态补水的效用逐渐递减并趋于稳定。基于此,研究利用水动力模型对湿地的水动力过程进行模拟,发现单路补水使湿地北部水动力得到显著改善,但整体效果不佳;双路补水既能改善入水口区域水动力情况,又能提升总体水动力条件;而三入水口补水,则可以使水动力改善空间分布更均衡。该研究结果可为提升汉石桥湿地保护区生态补水效率、推进湿地生态系统的可持续发展提供理论支撑。     

运城盆地高砷区地下水-沉积物中砷的地球化学特征研究

山西运城盆地是干旱半干旱地区,是我国典型的高砷高氟地下水污染区。在对运城盆地七级镇高砷地下水分布区地下水和钻孔沉积物开展地球化学特征研究的基础上,分析了地下水中砷的物质来源以及控制高砷地下水形成的地球化学过程。结果表明:研究区沉积物的主要矿物成分为硅酸盐、碳酸盐矿物以及少量铁氧化物和黄铁矿等,沉积物中砷的赋存形态主要为碳酸盐结合态/吸附态和Fe-Mn氧化物结合态,是地下水中砷富集的主要物源;研究区地下水中有机物含量较低,微生物活动较弱,属于典型的氧化性弱碱性高砷地下水,在此环境中沉积物中微量黄铁矿的氧化性溶解成为地下水中砷的主要物源,此外由于碳酸盐和硅酸盐矿物的风化和水解作用使地下水中富集大量HCO~-_3,故地下水水化学类型多为HCO_3-Na型,而地下水的弱碱性环境和较高浓度的HCO~-_3会通过竞争性吸附导致沉积物中吸附态砷的溶解或解吸附,促进了地下水中砷的富集。     

采冶矿活动对贵州省赫章县地下水质量影响的空间特征

以赫章县地下河和泉为对象,通过采样、水质分析研究采冶矿活动对县域地下水中元素含量的影响,运用地下水质量标准(GB/T14848-93)评价其水质状况,并采用GIS软件揭示水质变化的空间特征。结果表明,赫章县地下水Fe、Mn、Pb元素平均含量超过国家地下水环境质量Ⅲ类标准,其中Fe的平均含量超过国标Ⅲ类水质量标准2.5倍,Mn超过1.4倍,Pb超过0.05倍。水体中Fe、Mn、Cu、Cd元素含量受区域原生地球化学环境控制,同时表生地球化学作用和人类活动也深刻影响水中元素的含量与分布。县域内地下水质量整体较好,较差水质仅分布在中部地区采冶矿点处,揭示了采冶矿带来的尾矿、矿渣经风化、蚀变、分解作用后向水体环境释放诸种重金属元素。     

Water quality characteristics and assessment of Yongding New River by improved comprehensive water quality identification index based on game theory

The Yongding New River is essential for the water supplies of Tianjin. To date, there is no comprehensive report that assesses the year-round water quality of the Yongding New River Main stream. Moreover, little attention has been given to determining a combined weight for improving the traditional comprehensive water quality identification index (ICWQII) by the game theory. Seven water quality parameters were investigated monthly along the main stream of the Yongding New River from May 2018 to April 2019. Organic contaminants and nitrogen pollution were mainly caused by point sources pollution, and the total phosphorus mainly by non-point source pollution. Dramatic spatio-temporal variations of water quality parameters were jointly caused by different pollutant sources and hydrometeorological factors. In terms of this study, an improved comprehensive water quality identification index (ICWQII) based on entropy weight or variation coefficient and traditional CWQII underestimated the water qualities, and an ICWQII based on the superstandard multiple method overvalued the assessments. By contrast, water qualities assessments done with an ICWQII based on the game theory matched perfectly with the practical situation. The ICWQII based on game theory proposed in this study takes into account not only the degree of disorder and variation of water quality data, but also the influence of standard-exceeded pollution indicators, whose results are relatively reasonable. All findings and the ICWQII based on game theory can provide scientific support for decisions related to the water environment management of the Yongding New River and other waters.     

珠江口浮游藻类生态及与关键水质因子分析

从宏观上和特殊性两方面对其进行浮游藻类生态发生与关键水质因子 (盐度、DO、PO4 P、NO3 N)关联的研究与总结。得出二者间确有关联 ,在 12个测点站位中 ,C12 站位具有水域特殊性 ,即在C12 测点具有溶解氧超饱和现象 ,溶氧饱和率为 115 % ,中肋骨条藻高达 8.6 9× 10 5L 1,个体百分组成高达 87.4 % ,藻类优势度为92 .3% ,该测点水域处于赤潮状态 ,并导致C12 测点活性磷浓度为最低测值。由于硝酸盐含量很高 ,藻类生长和硝酸盐的特殊对应关系不明显。相关分析显示 ,在整个水域盐度与藻类生长为正相关 ,藻类丰度与最高溶氧也为正相关 ,藻类生长与活性磷和硝酸盐之间乃为负相关     

永定河上游主要河流地表水水质时空变化特征

2022年冬奥会水质安全保障是目前永定河上游水环境保护的重要工作。通过对2013—2017年永定河上游张家口地区河流水质的长期监测,研究永定河上游张家口地区主要河流地表水水质时空变化及其主要污染物年通量。结果表明:(1)2017年永定河上游张家口地区洋河上游水质清洁,中下游水质中度污染;清水河上游水质清洁,下游水质轻度污染;桑干河水质清洁。(2)不同河流水质年际变化差异明显。其中,洋河上游年际变化较小,中下游水质趋于恶化;清水河和桑干河水质波动较小;全流域五年综合污染指数为0.82,对应水质级别为轻污染。(3)洋河和清水河水质季节变化明显,而桑干河水质季节变化不明显。洋河夏季水质较差,清水河上游春季水质劣于夏秋季。总磷和氟化物是永定河上游主要污染物,洋河是污染物主要贡献源,其中总磷贡献率为74%,氟化物贡献率为61%;且总磷是水污染主要的限制因子,一旦污染,治理十分困难,因此应引起相关部门的高度重视。     

Identification of key factors governing chemistry in groundwater near the water course recharged by reclaimed water at Miyun County, Northern China

Reclaimed water was successfully used to recover the dry Chaobai River in Northern China, but groundwater may be polluted. To ensure groundwater protection, it is therefore critical to identify the governing factors of groundwater chemistry. Samples of reclaimed water, river and groundwater were collected monthly at Chaobai River from January to September in 2010. Fifteen water parameters were analyzed. Two kinds of reclaimed water were different in type (Na-Ca-Mg-Cl-HCO3 or Na-Ca-Cl-HCO3 ) and concentration of nitrogen. The ionic concentration and type in river were similar to reclaimed water. Some shallow wells near the river bed had the same type (Na-Ca-Mg-Cl-HCO3 ) and high concentration as reclaimed water, but others were consistent with the deep wells (Ca-Mg-HCO3 ). Using cluster analysis, the 9 months were divided into two periods (dry and wet seasons), and all samples were grouped into several spatial clusters, indicating different controlling mechanisms. Principal component analysis and conventional ionic plots showed that calcium, magnesium and bicarbonate were controlled by water-rock interaction in all deep and some shallow wells. This included the dissolution of calcite and carbonate weathering. Sodium, potassium, chloride and sulfate in river and some shallow wells recharged by river were governed by evaporation crystallization and mixing of reclaimed water. But groundwater chemistry was not controlled by precipitation. During the infiltration of reclaimed water, cation exchange took place between (sodium, potassium) and (calcium, magnesium). Nitrification and denitrification both happened in most shallow groundwater, but only denitrification in deep groundwater.     

永定河怀来段水体富营养化评价

为了解海河水系水污染防治重点区域永定河怀来段污染特征,于2016年11月—2017年10月进行了为期一年的监测。选择6个采样点的6项监测指标,阐述河流氮、磷的时空变化特征,并采用氮磷比和对数型幂函数普适指数公式法分析水体氮、磷营养盐结构时空变化规律,评估水体富营养化程度,解析富营养化风险。结果表明:永定河怀来段水体污染较为严重,其中TN浓度超过《国家环境保护标准“十三五”发展规划》中地表水环境功能区划分Ⅲ类水体浓度限值的13.25倍,有机氨(ON)和N O 3 - -N为TN的主要存在形式;TP浓度均值为0.64 mg/L;各指标具备农业面源污染特征。水体中氮、磷时空分布特征明显:在时间尺度上,水体中氮、磷浓度呈现季节性变化规律;在空间尺度上,水体中氮、磷分布特征相似。永定河怀来段氮磷比年均值为32.78,水体浮游植物总体处于磷限制状态。平水期表现出磷为限制性营养元素,枯水期、丰水期氮磷比适合藻类大量的生长繁殖。永定河怀来段水体时空变化大多处在富营养化阶段,水体富营养化评价综合指数(EI)枯水期最大,为228.11;丰水期最小,为213.06;平水期居中,为218.30。永定河怀来段河流动力学过程良好,河流流态具有连续性,河流干流流速为0.43~1.45 m/s,远大于水华爆发的临界流量,干流大面积蓝藻水华现象的风险较低。     

永定河上游流域水生态系统服务价值评估

张家口市是首都的水源涵养区和生态功能支撑区,流经该区域的永定河上游流域发挥着保育水资源的重要作用。为全面认识永定河上游流域水资源生态价值,对流域水生态各项服务功能开展定量评价。以2017年为基准年,综合采用InVEST模型与市场价值法系统评估研究区的水源供给量,以空间和货币的手段直观地表达该地区的水源供给情况;对于空间数据较难获取的地区,采用当量因子法评估水土保持与生物多样性价值;采用分摊法计算水生态旅游价值。结果表明:其总价值量为55.14亿元,约占张家口市各区县平均GDP(81.87亿元)的67.35%。其中,水源供给价值、水力发电价值、水产品生产价值、休闲娱乐价值等直接使用价值为28.64亿元,土壤保持、河流输沙、生物多样性等间接使用价值为26.50亿元,水源供给、休闲娱乐和水土保持功能对研究区域水生态系统价值提升和发展具有重要作用。研究区单位面积的生态价值和经济效益分别为0.35亿元和0.23亿元,生态价值远高于经济效益。本文因地制宜的综合评价方法提升了价值评估的科学性和可靠性,对于基础数据较为缺乏的地区,有一定的参考意义。     

绥化市水源地地下水污染特征分析及水质评价

根据2018年绥化市第一水源地13口监测井水质检测结果分析地下水污染特征,并对地下水质进行综合评价.结果表明:绥化市第一水源地取水井主要超标因子为铁、锰、氨氮,第一水源地补给区内其他取水井监测指标中铁、锰、氨氮、溶解性总固体和总硬度超标.硫酸盐、氯化物、溶解性总固体、总硬度、氟化物和磷酸盐浓度高值区均出现在垃圾填埋场,高锰酸盐指数和氨氮的高值区出现在太平岗村屯地下水井,硝酸盐高值区出现在兴发村屯地下水井.地下水污染评价结果显示污染指标主要为溶解性总固体和氨氮,分别为中污染和极重污染,主要集中有B5、B7、B8、B9、E和X1.溶解性总固体、硫酸盐、氯化物和总硬度空间分布呈相似趋势,高值区均出现在E、 X1、 B7、 B8和B9.氨氮高值区出现在X1,这可能与该处为垃圾填埋场有关.高锰酸盐指数高值区出现在E,硝酸盐氮高值区出现在B8,砷浓度的空间分布没有变化.     

永定河底栖动物生物完整性指数构建与健康评价

构建大型底栖动物生物完整性指数是河流健康评价与河流修复的重要步骤.根据2017年4月永定河流域23个采样点的大型底栖动物生物监测数据,基于监测点水质状况与栖息地质量综合评估指数得分,选择潮白河水系大型底栖动物类群相似且人为干扰较小的5个监测点作为参照区域,构建永定河B-IBI（大型底栖动物生物完整性指数）.通过对大型底栖动物33个生物参数的分布范围检验、判别能力分析和Spearman相关性检验,最终确定永定河B-IBI由总分类单元数、蜉蝣目（E）-襀翅目（P）-毛翅目（T）个体相对丰度、优势分类单元个体相对丰度、摇蚊科个体相对丰度、敏感类群分类单元数、科级耐污指数（family biotic index,FBI值）等6个核心参数构成.采用生物完整性研究中常用的比值法和三分法构建的B-IBI评价得分体系.结果表明,两种方法计算出的B-IBI均具有较高的判别能力,均能较好地判别参照水体和受损水体的健康状况,二者具有较高的相关性和一致性（R>0.90）.永定河河流健康评价结果表明,洋河、桑干河和永定河干流监测点B-IBI平均得分分别为1.97、1.86和1.78,妫水河B-IBI平均值为2.48,23个采样点中有16个处于较差状态,7个处于一般状态.相关性分析表明,B-IBI指数与栖息地质量综合评估指数得分、ρ（DO）呈显著正相关,与ρ（NH₄+）、浊度、电导率呈显著负相关,表明B-IBI指数对于栖息地人为干扰和水质污染均具有较强的指示作用.研究显示,永定河大型底栖动物生物完整性基本丧失,全流域底栖动物群落呈现全面退化趋势,识别影响大型底栖动物群落的关键要素、恢复永定河河流生态系统结构和功能研究亟待开展.      

永定河(北京段)河流生态系统服务价值评估

借鉴《千年生态系统评估》中对生态系统服务的划分（供给、调节、文化与支持四项服务）,建立生态服务价值评价指标体系,开展永定河（北京段）供水、调蓄洪水、气候调节、休闲娱乐、生物多样性等功能的调查研究,明确永定河（北京段）生态系统主要功能与服务.研究结果如下：永定河（北京段）生态服务总价值432.82亿元.其中供给功能价值为...