WebGIS 与Mashup 在黑河流域信息化平台构建中的应用

随着eScience 的发展,大量的科研信息化。如何综合应用共享的信息资源,再次产生新的科研成果,为科研问题的解决提供决策支持,是信息化研究需解决的问题。本文设计了基于信息聚合与WebGIS 技术支持的黑河流域信息化平台,主要通过Mashup 与WebGIS 技术搭建该信息化平台,重点研究科研信息的聚合应用。基于WebGIS 与信息聚合的黑河流域信息化平台,能够实现黑河流域空间信息的聚合共享,以更直观快捷的方式实现科研信息化,数据与应用服务的共享与交换,使科研成果服务于大众,便于数据的共享与互操作,形成多学科交叉的新组织模式和协作环境。以地下水、土壤等数据的信息聚合应用为案例,基于ArcGIS 云平台,通过WebGIS 技术实现数据资源信息的聚合共享应用。     

干湿比对砂土地下渗滤系统净化能力的影响

通过搭建以砂土为主的地下渗滤系统,考察不同干湿比条件对地下渗滤系统污染物净化能力的影响。在水力负荷为0.08 m3/(m2·d)时,设5种运行条件,分别为连续运行及4个干湿比条件(1∶2、1∶1、2∶1、3∶1)。研究表明:干湿运行对地下渗滤系统的净化能力影响显著,其中干湿比为1∶1时污染物净化效果最好,COD、氨氮、TN、TP去除率分别达到90%、95%、70%、85%。建议北方以砂质土壤为主的地区采用地下渗滤系统处理污水时,稳定运行最佳干湿比为1∶1。     

泾河流域1644-2003年洪涝灾害和洪水沉积特征研究

通过对泾河流域1644-2003年洪涝灾害历史文献资料的搜集、整理和分析,对该时期泾河流域洪涝灾害等级、洪涝灾害时空变化特征及其成因进行研究。同时结合泾河下游洪水沉积剖面,对该时期洪水特征进行分析。研究表明:泾河流域1644-2003年发生洪涝灾害总计165次,平均每2.18年发生一次。主要以中度涝灾为主,其次为大涝灾,轻度涝灾和特大涝灾发生次数较少。1644-2003年,泾河流域的洪涝灾害总体呈现不断增加的特点,泾河流域洪涝灾害发生频次最高的是在1894-1953年,发生频次最低的是在1644-1723年。泾河流域发生的165次洪涝灾害中,上游发生的洪涝灾害最多,其次为下游,中游最少,上、中、下游同时发生的洪涝灾害为4级特大涝灾。不同阶段气候的冷暖干湿变化和人类活动对泾河流域植被的破坏是泾河流域发生洪涝灾害的主要原因。1644-2003年的洪涝灾害在泾河下游形成了2.56 m厚的河漫滩洪水沉积剖面,该剖面沉积层主要由特大涝灾、部分大涝灾和中度涝灾形成,剖面记录的洪水频次比历史文献记录的洪水频次要明显少。     

河水-地下水侧向交互带地球化学特征:以重庆市马鞍溪为例

河水-地下水交互带是河水与地下水相互交换和混合的区域,在河流、地下水生态和水质的保护方面具有重要作用.为了解河水-地下水侧向交互带地球化学特征,以重庆市马鞍溪为研究对象,对河水及交互带的水温、溶解氧(DO)、pH值、电导率(EC)进行自动监测,结合对水样离子浓度和交互带沉积物中元素含量的分析.结果表明,马鞍溪侧向交互带水化学类型为HCO_3-Ca·Mg型.监测期间交互带受河水入渗影响为主,交互带的缓冲作用使其温度、DO、pH值、EC等指标变异系数较河水低.随距河岸距离的增加,马鞍溪侧向交互带在物理、化学、生物综合作用下形成了迅速进入缺氧状态的氧化还原环境,以及pH值先降低后升高的酸碱环境.在其影响下,K~+、NH_4~+-N、NO_3~-、SO_4~(2-)呈下降趋势,全Mn、EC、Na~+、Ca~(2+)、Mg~(2+)、Sr~(2+)等先上升后下降,全Fe、Al~(3+)等呈上升趋势.受河水、地下水长期交互影响,在距河岸约30 cm处的交互带沉积物中元素含量较高,形成独特的水化学梯度.据此可推断出马鞍溪侧向交互带边界可能在距河岸30~50 cm处,其中浅层交互带的边界可能在距河岸10 cm左右的位置.在河水补给地下水过程中,河水-地下水侧向交互带对净化水质有重要作用.     

牡丹江流域污染源分析及治理对策研究

为全面落实水污染防治行动计划和最严格水资源管理制度,开展了牡丹江流域重要污染源调查分析.2015年,牡丹江流域共排放废水10 407万吨,COD排放26 040吨,NH3-N排放3 662吨,生活源是主要的排放源;流域内林口县污染源数量最多,海林县废水排放量、化学需氧量排放量最多;污染源主要分布在牡丹江干流,达到119个,海浪河和乌斯浑河各分布13个和36个.在污染源分析基础上,指出了流域存在的主要问题,并以"流域水质改善"为核心目标,提出了松花江流域污染治理建议.     

流域水环境累积风险评估研究

流域水环境累积风险属于多层次、多准则的复合系统问题,具有一定的模糊和突变特性,在可持续发展的要求下,对流域进行水环境风险综合评估与防控十分必要.建立基于16项底层指标的流域水环境累积风险评估综合指标体系,将突变理论应用于表达和计算累积环境风险,可以形成系统完整的流域水环境累积风险评估研究方法.以流溪河流域为例,通过分区计算分析流域水环境累积风险形势,得出流溪河流域上游水环境累积风险水平较低,流域中游和下游均有较高的水环境累积风险.     

Participatory research and sustainable development in the Sahelo-Sudanian region

SUMMARY

A participatory research programme was conducted in the groundnut basin of Senegal, where there was a need to intensify the local farming systems. The research yielded a set of technical references and profitable innovations, which were introduced through specific development actions. The technology transfer aims at the establishment of sustainable farming systems and takes into account the climatic risks and innovation costs. Identification of research themes and implementation of results was based on various analyses: climatic analysis at regional level (establishment of climatic zones) and identification of constraints at farm level. Farmers' interests and the research results were combined to define suitable interventions for each surveyed farm, with the aim of increasing farm income and restoring soil fertility. The research also yielded elements for formulating an appropriate and realistic agricultural policy for the region. Clearly, the development of livestock farming activities is essential in bringing new economic life into the region and increasing the sustainability of farming systems in erratic climatic conditions.     

生态系统服务价值与人类活动强度关联性分析及权衡——以淇河流域为例

以淇河流域为研究对象，利用2000~2015年土地利用/覆被数据，结合当量因子法修正中国陆地不同生态系统服务价值当量表，采用双变量相关分析法和生态系统服务权衡模型分析生态系统服务权衡协同关系，引入人类活动强度指数评估模型分析人类活动影响空间特征，运用空间自相关探讨人类活动影响与生态系统服务价值的空间关联性及LISA聚类分析.结果表明：（1）2000~2015年淇河流域生态系统服务价值呈下降趋势，2010年生态系统服务最低（19.29亿元），废物处理平均价值最大（3.68亿元），娱乐文化平均价值最小（0.81亿元）；（2）从生态系统权衡协同关系来看，两种相关性分析均表明研究区生态系统服务以协同关系为主，由线性关系发现供给服务、调节服务与支持服务呈现为互为增益的协同关系，文化服务与支持服务、供给服务、调节服务分别表现为此消彼长的权衡关系，生态系统服务权衡协同度表明土壤保持和原材料及土壤保持和生物多样性协同度最高（4.4），权衡度最高（-5.2）为水源涵养和原材料、水源涵养和生物多样性；（3）淇河流域人类活动强度空间分异显著，流域下游人类活动影响强度明显高于上游地区，人类活动强度与生态系统服务价值空间相关性由正相关转向负相关.     

Fuzzy modelling to identify key drivers of ecological water quality to support decision and policy making

Water quality modelling is an effective tool to investigate, describe and predict the ecological state of an aquatic ecosystem. Various environmental variables may simultaneously affect water quality. Appropriate selection of a limited number of key-variables facilitates cost-effective management of water resources. This paper aims to determine (and analyse the effect of) the major environmental variables predicting ecological water quality through the application of fuzzy models. In this study, a fuzzy logic methodology, previously applied to predict species distributions, was extended to model environmental effects on a whole community. In a second step, the developed models were applied in a more general water management context to support decision and policy making. A hill-climbing optimisation algorithm was applied to relate ecological water quality and environmental variables to the community indicator. The optimal model was selected based on the predictive performance (Cohen’s Kappa), ecological relevance and model’s interpretability. Moreover, a sensitivity analysis was performed as an extra element to analyse and evaluate the optimal model. The optimal model included the variables land use, chlorophyll and flow velocity. The variable selection method and sensitivity analysis indicated that land use influences ecological water quality the most and that it affects the effect of other variables on water quality to a high extent. The model outcome can support spatial planning related to land use in river basins and policy making related to flows and water quality standards. Fuzzy models are transparent to a wide range of users and therefore may stimulate communication between modellers, river managers, policy makers and stakeholders.     

枯季乌江河流“呼吸”作用及其性质探讨

发源于云贵高原上的乌江是长江流域的重要支流之一。乌江流域喀斯特地貌广泛发育，是中国南方典型的喀斯特河流。以枯水季节乌江流域水体中的实测温度、溶解氧、碱度和pH值等理化参数为依据，探讨了乌江流域河道水体的CO2分压(〖WTBX〗P〖WTBZ〗CO2)与河流“呼吸”通量的变化规律。乌江流域枯水季节河道水体〖WTBX〗P〖WTBZ〗CO2介于2913~1 530 μatm之间，平均值为9493 μatm，约为大气的3倍，各支流样点的平均值为9924 μatm，大于干流平均值9026 μatm，由此推断乌江流域干支流河道在枯季是大气CO2的“源”。受各游段流域特征以及人类活动的影响，干支流河道水体〖WTBX〗P〖WTBZ〗CO2表现出明显的空间差异。水体〖WTBX〗P〖WTBZ〗CO2与溶解氧的相关关系不显著，说明河道内有机质的异养呼吸不是喀斯特乌江流域枯季水体中溶解无机碳的主要来源，其河道水体中高〖WTBX〗P〖WTBZ〗CO2成因复杂。〖WTBX〗P〖WTBZ〗CO2的上述分布规律是流域支流汇入、地下水以及河道水体有机质氧化分解等共同作用的结果。