水工学的发展趋势——从传统水工学到生态水工学

我国水资源时空分布不均,水污染与水土流失问题突出,仅靠传统水工学的开发与利用不足以解决这些问题,且会给流域生态环境带来不利影响,因此传统水工学的变革是必然的.从解决问题的基本思路出发,将传统水工学与生态水工学的基本理论、研究范围等各方面加以比较,指出在坚持人与自然和谐共处的前提下,坚持可持续发展,遵循生态系统自组织、自修复原理,重视流域整体性,坚持保护生物多样性,并做到较好的亲水性,可以形成完善的生态水工学基本原理.以生态水工学基本原理指导流域开发利用将会取得较好效果,同时,流域生态系统健康诊断、生态水工建筑物设计与管理以及流域受损生态系统的生态恢复与重建应是生态水工学的主要研究方向.     

水-粮食贸易:虚拟水研究进展

虚拟水思想强调的是水资源贡献，量化计算是其深入研究的基本，而是否选择虚拟水作为战略政策，应该考虑由不同国家的资源贡献和生产技术决定的比较利益。社会调适能力要求社会针对资源的第一性缺乏做相应调适并谋求解决手段，以提高资源管理能力。为此，需要结合我国的水和粮食安全问题，提出用虚拟水贸易解决我国水资源和粮食问题，提高我国对水资源缺乏的调适能力。     

人类活动对川东平行岭谷区岩溶地下水化学性质季节变化的影响

以川东平行岭谷区典型岩溶槽谷--北碚槽上为研究区域,通过对8月和11月的岩溶地下水水化学性质研究,发现槽上岩溶地下水的化学性质呈现明显的季节性：电导率、矿化度、SO42-浓度及HCO3-浓度都是8月大于11月,与气温和降水量的变化相对应,也与人类在8月份对土地利用的强度大于在11月份对土地利用的强度相对应。研究区地下水的化学性质与人类活动对土地利用的季节差异具有比较明显的对应关系,为进一步认识岩溶地下水的时间变化规律提供科学数据,也有利于认识人类活动对生态环境产生的影响,从而采取更加合理的措施来治理和保护岩溶地区有限的地下水资源,满足人们的生活和生产需要。     

基于探索性数据分析的汉丰湖富营养化驱动因子研究

为了探究汉丰湖富营养化驱动因子和营养状况,基于2014年水质监测数据,应用探索性数据分析方法初步研究了汉丰湖水动力条件与环境因子的相关性、水质主成分、相关环境因子熵权和营养健康指数。回归分析结果表明：水位与透明度呈正相关,流量与DO呈负相关,与流速呈负相关的因子为Chla、CODMn、NH+4-N和DTP;主成分分析提取的3个主成分分别反映了营养盐、有机污染以及藻类信息;DO、TN和TP的熵权表明汉丰湖水体的富营养状况受制于耗氧有机污染和氮、磷营养盐;营养健康指数S1>S3>S6（湖心）>S7（湖尾）>S5（湖首）>S4>S2。汉丰湖水体营养状况介于中营养到轻富营养,其中南河营养状态较高,湖心营养程度高于湖首和湖尾。减少有机污染物、营养盐的输入和改善局部水域的水动力条件可抑制藻类生长,有利于防治富营养化。 关键词： 探索性数据分析;汉丰湖;富营养化;驱动因子;水动力条件;主成分;熵权;营养健康指数     

陡水湖流域大型底栖动物群落结构及其环境影响因素

于2016年6月～2017年5月对陡水湖流域的大型底栖动物进行了调查,共采集到大型底栖动物40属(种),隶属4门6纲28科,其中节肢动物最多(18种),占总种数的45.0%,其次为软体动物(15种),占总种数的37.5%,环节动物最少(7种),占总种数的17.5%。优势种为霍甫水丝蚓、苏氏尾鳃蚓、椭圆萝卜螺、梨形环棱螺、放逸短沟蜷和河蚬。各采样点区系相似性分析表明陡水湖流域明显分为库区与入库河流。入库河流底栖动物的平均密度和生物量分别为476.64±28.91 ind./m~2和46.706±15.293 g/m~2,明显高于库区的平均密度(452.34±78.45 ind./m~2)和平均生物量(1.569±0.209 g/m~2)。多样性指数分析显示入湖河流物种多样性高于库区。典范对应分析显示总磷、化学需氧量和氨氮显著影响陡水湖流域底栖动物群落的空间分布。     

不同土体类型工程堆积体坡面径流侵蚀动力差异

我国不同土壤类型区工程堆积体重构土体差异显著,然而不同土体类型工程堆积体坡面的径流侵蚀动力差异尚不明确。通过室内人工模拟降雨试验,研究了风沙土（ST）、红土（HT）和塿土（LT）含砾石堆积体在不同降雨强度条件下的坡面水动力学参数和侵蚀动力机制。结果表明：风沙土堆积体坡面水动力学参数均大于红土和塿土堆积体,更易发生侵蚀。径流功率、单位径流功率和过水断面单位能是与风沙土、红土和塿土堆积体坡面产沙率关系最密切的水动力学指标;各水动力参数对应的土壤可蚀性参数表现为风沙土堆积体坡面最大,红土坡面次之,塿土坡面最小。该研究可为我国工程堆积体土壤侵蚀预报模型构建提供参考。     

含硫气田水微正压气提过程分析优化

针对含硫气田水正压气提效率低、负压气提设备投资较高且工艺流程较复杂的问题,开展了微正压气提除硫试验。同时采用Aspen Plus软件进行微正压气提过程模拟分析,以气提效率和水处理成本作为评价指标,分析了气水比、塔压、进水pH值、进水流量和进水硫化物含量对气提效果的影响。结果表明,微正压气提在进水pH值为4.5～5.5,塔压30 kPa以下,气水比为6～10条件下,气提效果较好。现场应用表明,优化后微正压气提效率平均为93.15%,比优化前气提效率提高了13.86%,可节约水处理成本约46.11万元/a,为同类含硫气田水处理技术提供一定的参考。     

太湖流域水环境保护目标责任考核机制研究

建立科学规范的环境保护目标责任考核机制是实现我国环境保护目标的重要手段之一。作为一个自上而下的制度典范,基层环境保护管理部门是环境管理目标的落实者也是被考核的对象。本研究以太湖流域水环境保护基层管理部门面临的水环境保护目标责任考核机制为研究对象,从水环境保护考核指标的设定、考核评价的实施以及考核结果的应用三个方面分析太湖流域水环境保护目标考核机制的实施现状。结果表明,现阶段的考核体系存在考核指标设置不合理、考核过程实施过程成本较高,以及考核结果缺乏对管理部门的激励性等问题。最后,本文从提高现阶段太湖流域水环境保护考核指标设定的科学性、协调不同部门之间的关系以及加强考核结果的公开与合理应用方面对太湖流域水环境保护目标责任考核机制提出了政策建议。     

中国虚拟水贸易的测算及影响因素研究

本文测算2005年、2007年与2010年3个年度中国虚拟水进出口贸易量,采用投入产出及IO-SDA等方法分解分析其变化的影响因素。研究结果显示部门间用水系数差距都非常大,直接用水系数最大的农业部门857.9 t/万元(3年平均值,下同),与直接用水系数最小的部门差距达600倍之多。完全用水系数最大的也为农业部门1 078.7 t/万元,与完全用水系数最小的部门亦达113倍。各部门的完全用水系数和直接用水系数也存在较大不同,有些部门完全用水系数和直接用水系数差距很大,如服装皮革羽绒及其制品业部门差距达115倍,食品制造及烟草加工业部门差距达618.5 t/万元;而有些部门差距非常小,如农业部门差距仅仅0.24倍,煤炭开采和洗选业部门差距仅为8.2 t/万元。虚拟水出口量和进口量分别从2005年的1 774.3亿t和1 378.7亿t增加到2010年的2 254.1亿t和1 836.5亿t,且出口量一直大于进口量。影响因素分解显示,在此期间,进出口规模的增加是虚拟水贸易量增加的主要影响因素,其中出口规模合计为103 698.8×10~6t,进口规模合计为80 401.2×10~6t。进出口贸易结构的影响在不同部门间存在较大的差异。真实用水系数和真实中间投入技术是虚拟水贸易变化的主要负向因素,其中真实用水系数对虚拟水出口与进口的影响分别为-36 793.2×10~6t和-34 668.3×10~6t,真实中间投入技术对虚拟水出口与进口的影响分别为-1 719.7×10~6t和-1 660.8×10~6t,表明在此期间用水效率和中间投入效率都得到了改善。另外,直接用水系数和中间投入技术分解出的结构效应都不明显,中间投入进口比率效应也不明显。     

洞庭湖区血吸虫病疫水人水相互作用关系及防控方案研究

研究洞庭湖区血吸虫病人水相互作用关系及传染防控,是推进湖区社会经济稳定健康发展的重要保障。从水文情势、产业发展、居民行为、城乡建设四方面探讨了洞庭湖区血吸虫病疫水人水相互作用关系,并运用系统动力学模型,设置教育优先方案、生态保护优先方案和城镇化推进方案对其防控方案进行系统仿真模拟和对比分析,研究结果表明:(1)水文等生态因素对于人水接触的影响逐步减少,而社会经济因素则显得越来越重要。(2)系统动力学模型能有效展示血吸虫病各影响因素之间的关系,是研究血吸虫病防控的有效方法之一。(3)依据仿真模拟结果,城镇化推进方案是经济增长、城乡协调、环境友好的最优血防方案。