遥感水文耦合模型的研究进展

遥感水文的耦合模型在目前生态环境领域,特别是在水资源的应用和管理中其作用日益重要,具有大流域尺度上快速应用、实时动态监测等优点。结合国内外近年来取得的研究成果,文章综述了遥感水文耦合模型的研究进展。首先介绍了遥感技术在水文学中的应用,讨论了它的分类发展概况,接着介绍了几种主要的遥感水文耦合模型及其应用实例,包括SCS(SoilConservationServices)模型、SiB2(SimpleBiosphereModelversion2)简化生物圈模型、SRM(SnowmeltRunoffModel)融雪径流模型以及SWAT(SoilandWaterAssessmentTool)模型,最后展望了遥感水文耦合模型未来的发展趋势,指出尺度问题上的时空变异性仍是其发展的关键,与GIS(Geographicinformationsystem)及其他空间技术的相结合是其未来发展的重要方向,从而为水文学、水资源的预测评价等研究提供参考。     

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.     

流域容量总量分配及排污交易潜力分析

流域容量总量的公平分配方法和排污交易潜力分析是目前流域管理研究的热点.采用层次分析法(AHP)和基尼系数交互反馈的方法研究了基于人口和经济公平的流域容量总量分配方案,并在此基础上建立了不考虑交易成本时的流域排污交易优化模型.将该模型用于分析邛海流域TP交易,得到污染控制总成本最小时的TP削减工程方案和排污交易方案.通过对比交易和未交易时的污染治理最小总成本发现,在不考虑交易成本时,排污交易有节约22.35%总成本的潜力.由于未考虑交易成本,这并不能说明邛海流域排污交易是可行的.但通过这种方法可以确定邛海流域排污交易可行的最大交易成本为1.56×109元·a-1.为了增大排污交易的可行性,应减少信息收集、谈判、管理、监测等方面的交易成本使其低于这一阈值.提出的排污交易优化模型能够提供交易信息,具有降低交易成本的潜力.     

滇池水质时间序列变化趋势识别及特征分析

应用STL(Seasonal-Trend Decomposition using LOESS)方法对1998—2010年滇池外海8个监测站点、10个水质指标的时间序列数据进行递归迭代,分解出低频率的趋势项、高频率的周期项及随机残差项.在此基础上计算稳态变化指数(RSI),对水质趋势的时、空变化特征进行识别和判定.结果表明,在分析的13年间,滇池外海8个监测站点各指标变化趋势总体一致;BOD5总体呈下降趋势,高锰酸盐指数(COD Mn)总体趋势显著上升,说明有机物可生化性下降;富营养化状态加剧,总氮(TN)总体趋势上升,并逐渐成为藻类的限制性营养盐,总磷(TP)浓度为劣V类,氨氮在氮元素形态中的主导地位正逐渐降低.研究结果表明,"十二五"期间滇池应重点控制氮磷、兼顾有机物污染.