河流水质未确知风险评价理论模式研究

基于河流水文、水力和水质资料信息未确知性的特点,运用未确知数学理论,建立了河流水质模拟预测的未确知数学模型;并提出了河流水质未确知风险、未确知测度概念及其计算模式。由河流水质模拟预测结果,得到下游控制断面污染物浓度分布区间及其相应可信度值,再由未确知测度计算模型确定水质超标风险。实例研究表明,运用未确知数学进行不确定性信息下河流水质模拟与风险评估,理论上是可行的,计算结果是可靠的。这为水质运移扩散规律和风险分析问题的研究提供了一种新方法。     

土地利用对地下水位下降的影响--以河北平原为例

本文利用简化的水量平衡模型,模拟了河北平原1985-1995年多年平均降水入渗系数和含水层给水度,在此基础上计算出各用水部门和各种农作物平均每年引起的地下水位下降幅度。结果表明:农业用水是引起河北平原地下水位下降的主要因素,其次是工业用水和生活用水。小麦引起的地下水位下降幅度最大,谷子最小。生产单位产值的小麦消耗地下水量最大,引起的地下水位下降幅度也最大,生产单位产值的蔬菜消耗地下水量最小,引起的地下水位下降幅度也最小。实现河北平原地下水资源可持续利用,调整种植业结构当务之急。     

荒漠河岸林地下水位时空动态及其对地表径流的响应

荒漠河岸林是干旱地区重要的生态系统之一，受间歇性河流补给的浅层地下水是河岸林植物生存的主要水分来源。基于额济纳荒漠河岸林地下水位观测断面具有高时空分辨率的地下水位数据，分析了荒漠河岸林浅层地下水的时空变化及分水事件中河水对地下水的补给特征。结果表明：额济纳绿洲河岸林地下水位在季节尺度上具有植物生长季下降，非生长季上升的变化特征；在植物生长季内，地下水位具有白天下降，夜间上升的日周期变化特征，且日波动幅度主要受不同植被类型及植物不同生长期地下水蒸散速率的影响。黑河下游河水的河道渗漏是沿岸浅层地下水的主要补给来源，在分水过程中，距河道不同距离的地下水位对河水补给的响应时间随距离增加而增大，分水结束时的地下水位上升幅度随距离增加而减小，分水总径流量、分水持续时间和日均径流量是影响地下水补给宽度的主要因素。河道径流渗漏水量的绝大部分都通过蒸散发过程损失，从2013—2015年6次分水事件结束后，地下水估算补给量占其与蒸散量总和的平均比例为23.6%。     

科尔沁沙丘—草甸相间地区不同地貌类型地下水位对降雨的响应研究

通过对科尔沁沙地典型沙丘—草甸相间地区天然降雨和地下水位数据的联合观测,研究了科尔沁沙地七种地貌类型下地下水位对不同等级降雨的响应关系,对比分析了同一次降雨对不同地貌类型区地下水位的影响和同一地貌类型区地下水位对不同降雨事件的响应。结果表明:(1)降雨量13 mm和4 mm的降雨事件对流动、半固定沙丘和固定沙丘、沙丘林地的地下水位没有影响。(2)大雨量事件发生后,沙丘地区地下水位会有一段时间的下降期,但在此期间当降雨强度达到某一临界值时地下水位会发生突变。(3)在一些较小级别的降雨过程中,草甸区地下水位在快速上升期的水位升幅会大于一些较大量级的降雨。(4)耕地对干旱区草甸地下水的补给和附存有明显的不利影响。研究结果对该地区生态环境的保护具有一定的指导意义。     

基于未确知测度的区域旅游风险危险性评价——以湖北省恩施土家族苗族自治州为例

从突发危机事件、旅游生态风险、旅游经济风险、旅游文化风险、旅游社会风险、旅游安全风险6个方面遴选出42项指标构建区域旅游风险因素识别指标体系。采用未确知数学方法、专家咨询法,从风险可能性和风险危害性两个方面构建区域旅游风险危险性评价模型,并对湖北省恩施土家族苗族自治州旅游发展中的风险进行综合评价。结果表明:在恩施州所面临的6大类旅游风险中,危险性程度最高的是旅游经济风险,其次是旅游文化风险。在42项风险因素中,自然灾害、旅游发展战略失误及盲目旅游开发导致的长期利益受损、旅游业导致的民族文化商品化/原真性丧失、旅游业导致的交通及人口拥挤等,对恩施州而言是危险性程度最高的几项风险因素。     

基于盲数理论的地下水允许开采量计算初探

基于地下水系统所具有的多种不确定性特征,运用盲数理论,定义了水文地质参量盲数等基本概念,在此基础上,尝试性地提出了盲信息下地下水资源允许开采量计算模型。由此模型不仅可以求得地下水补给量(或允许开采量)的各种可能取值区间,也能得到各灰区间对应的主观可信度,从而为地下水资源管理决策提供了更为科学、丰富的信息,也为地下水开采的风险分析提供了依据。实例研究表明,运用盲数理论进行地下水允许开采量计算,所得结果较传统水文地质学方法计算结果更加符合实际情况。     

三工河流域山前地下水库开发利用模型研究

利用地下水动态监测、地下水开采量和流域径流量等资料，运用相关分析法，分析了三工河流域山前地下水库长期大量开采地下水引起地下水位逐年下降的原因，建立了地下水库开采量模型，并用水均衡法进行了验证，同时计算了不同保证率条件下三工河径流量相应的地下水可开采量。通过对灌区需水量的预测，提出了缓解本流域工农业需水量与流域水资源之间的矛盾、合理利用地下水库的建议。     

石羊河流域环境现状及其演化趋势分析

石羊河流域下游地区蒸发强度大、地下水循环速度慢,加之近年来地表水供给量的严重不足,过度开采地下水已引发了区域性地下水位下降、植被退化、盐渍化、沙漠化等一系列生态环境问题的不断恶化。地下水位的下降与矿化度的增高存在着明显的正相关性,特别是流域下游地区地下水矿化度的增高趋势明显。根据影响地下水动态的主要影响因素可将石羊河流域地下水的动态类型划分为蒸发型、开采型、径流开采型、渗入型和蒸发开采型5种,在此基础上,结合多年地下水位和水质变化的实测资料,对石羊河流域地下水下降趋势和亏空状况进行模拟分析,表明该区近40a来地下水位持续下降,亏空量不断增加,并且具有明显的加速趋势。1960年武威和民勤盆地地下水亏空量为174×10⁸m³,1998年已达452×10⁸m³,如不采取有力措施加以治理,预计2010年将达到67×10⁸m³,这将对该区生态环境产生严重的影响。     

京津以南河北平原地下水位下降驱动因子的定量评估

自1970年代以来,在自然因素和人为活动的交互影响下,京津以南河北平原地下水位持续下降并产生了一系列地质环境问题,严重影响了该区域社会经济的可持续发展。本文从降水、地表径流、气温等自然因素及地下水超采、水利工程修建、农作物产量水平提高、耗水型作物面积扩大等人为因素初步分析了京津以南河北平原地下水位下降的主要原因;通过建立投影寻踪回归模型,定量评价了各因素对地下水位下降的影响,确定了各影响因素对地下水位下降的相对贡献率。结果表明:地下水开采是引起地下水位下降的最主要因素,对地下水位下降的相对贡献率为54.7%,其中工业、农业、生活用水对地下水位下降的相对贡献率分别为6.6%、43.7%和4.4%;其次是降水和地表径流,其相对贡献率分别为25.6%和19.7%。     

黑河下游地下水波动带地下水位动态变化研究

 黑河下游是生态环境特别脆弱的地区,地下水位具有重要的生态意义。研究该区域地下水位的波动变化,对于生态环境的恢复与管理具有重要的指导意义。以河流20 km缓冲区为研究区,基于观测数据对2006年地下水位与分水前（2000年）的地下水位进行对比,分析得出:随着生态输水工程的启动,地下水位在总体上得到明显升高,研究区北部横剖面线上地下水平均升高0.995 m,南部横剖面线上平均升高0.497 m。西河纵剖面上输水后地下水位在下游提升最为明显,平均水位上升2.41 m,中游提升不大,大约为0.22 m;东河纵剖面上下游水位提升比较明显,水位上升1.06 m,但中游地下水在分水后仍有显著下降,平均下降0.96 m,上游地下水位上升0.90 m。研究区不同区域地下水时间（1990—2010年）变化趋势不同。有持续上升型,有持续下降型,有下降转为上升型,2002年成为转折点;额济纳旗农业灌溉对局部地区地下水影响较大,农业用水与生态需水的矛盾逐渐显露出来。     

基于FEFLOW和GIS技术的矿区地下水动态模拟及预测

矿区地下水动态研究是山西亟待解决的重大需求问题。针对山西矿区水资源短缺与水环境恶化等现状,通过分析气象、水文、地质地貌、开采现状等监测数据资料,以FEFLOW模型和GIS技术为平台,构建山西矿区三维地下水数值模型,进行地下水动态研究,模拟并预测了4种不同情境下矿区地下水动态过程,从而定量分析采矿活动对地下水动态的影响,揭示矿区开采对地下水系统的作用机制。结果表明：当矿区开采强度提高10%、30%、50%时,地下水整体流场和运动趋势没有大的变化,但在矿区南部地下水流场发生突变,等值线形变,且在东南部形成一个水位变化剧烈的低水位带,迫使地下水流向发生偏转。水位分析表明采矿活动会造成地下水位整体下降,下降幅度与开采强度呈正相关关系。地下水系统均衡分析表明,当开采强度保持现状或提高10%,地下水系统仍然处于正均衡,补给量大于排泄量,当开采强度提高30%、50%时,系统转为负均衡状态,补给量小于排泄量,地下水水量大幅度减少。研究成果可为矿区制定合理的开采方案,保护矿区地下水资源提供参考依据,为有效遏制矿区水环境恶化、确保矿区水安全提供科技支撑。     

干旱半干旱区地下水引起的生态效应的研究现状与发展趋势

以地下水与生态环境之间关系为出发点,从地下水与人类活动相互影响的互馈机制研究、地下水引起的生态效应机理及评价指标与模型研究三方面对干旱半干旱区地下水引起的生态效应的研究现状进行了评述,以地下水状态为核心,从地下水生态学学科的建立、面向生态的区域地下水资源评价理论与方法及地下水状态调控机理研究三方面展望了其发展趋势。     

毛乌素沙地海流兔河流域水文地质特征

海流兔河流域是毛乌素沙地的代表性流域,开展以流域为单元的研究,将为毛乌素沙地的流域水资源配置提供科学依据。通过系统分析海流兔河流域的含水层展布和地下水分布特征,创新性地将含水层厚度和地下水埋深的分区进行小波图像融合后,得到了新的水文地质参数分区。结果表明：海流兔河流域的第四系及白垩系为该区域的巨厚含水层系统,其中白垩系含水层由南向北逐渐增厚,整体上该流域地下水资源量丰富。克里金指数模型适用于海流兔河流域的地下水埋深插值,该模型得到的流域地下水埋深为0—43 m,其中地下水埋深3 m以上的区域占流域的主体部分。以Symlets小波函数作为离散小波变换的图像融合技术对海流兔河流域的水文地质参数分区具有较强的适用性。     

成渝地区城镇化质量测度及空间差异分析

基于对城镇化质量内涵的理解,从人口、经济、社会、基础设施、生态、空间发展、发展效率、城乡统筹8个方面构建城镇化质量评价指标体系,运用熵值法对2014年成渝地区13个城市城镇化质量进行测度,采用协调度模型对成渝地区城镇化水平与质量的协调状况进行评价,应用典型相关分析探讨成渝地区的区域差异。结果表明:成渝地区城镇化质量整体不高;区域内各城市城镇化质量综合得分差距明显,空间差异显著。在此基础上,采用聚类分析法将成渝地区13个城市划分为四大类型区:高质量类型区、质量较高区、质量一般地区、质量较低区。成渝地区的城镇化水平与质量协调度地域差异较大,整体水平较低。经济、人口、基础设施是成渝地区城镇化质量空间差异的主要影响因素。     

不确定性条件下的下辽河平原地下水脆弱性评价及空间分布软区划

建立地下水脆弱性评价的DRASTICH模型,辨析各个参数的不确定性特征,采用随机模拟方法同时对随机性参数和模糊性参数模拟赋值。分别对模糊性参数和脆弱性指数统计值设立具有概率分布意义的置信水平和百分位,得到多重地下水脆弱性的指数区间,在此基础上,分别绘制地下水脆弱性的保守分布图和冒险分布图,并对研究区地下水脆弱性分布状况进行分析。结果表明：① 以模糊区间形式表示的地下水脆弱性评价结果,能反映多种不确定因素综合影响下的地下水脆弱性客观实际情况,可提供更多可靠性方面的信息;② 以软区划方式制作地下水脆弱性分布图,保留了不确定性客观存在的事实,可给予决策者更多参考信息和调整余地;③ 地下水脆弱性软区划分布图显示：保守分布的脆弱性程度总体要高于冒险分布,置信水平选择越高,冒险分布与保守分布的空间分布差异越接近,且与最大可能性分布情况越接近;④ 研究区地下水脆弱性分布具有明显的空间集聚现象,地下水高脆弱性区域主要集聚在下辽河平原中部和南部地区,低脆弱性区域一般分布在下辽河平原东、西两侧地区。     

A method for assessing regional debris flow risk: an application in Zhaotong of Yunnan province (SW China)

Based on the definitions of the United Nations, the assessment of risk involves the evaluation of both hazard and vulnerability. This forms the basis of a generalized assessment model of debris flow risk. Hazard is a measure of the threatening degree of an extreme event and is expressed theoretically as a function of event magnitude and frequency of occurrence. Mathematically, it is the definite integral area under the magnitude–frequency curve. Based on the need for a model applicable in regions that lack data, a new method that incorporates theoretical concepts with empirical analysis is presented to calculate the regional hazardousness of debris flows. Debris flow hazard can be estimated from gully density, mean annual rainfall and percentage of cultivated land on steep slope. Vulnerability is defined as the potential total maximum losses due to a potential damaging phenomenon for a specified area and during a reference period. On a regional scale, it is dependent on the fixed assets, gross domestic product, land resources and population density, as well as age, education and wealth of the inhabitants. A nonlinear, power-function model to compute the vulnerability degree is presented. An application of the proposed method to Zhaotong prefecture of Yunnan province, SW China, provides high accuracy and reasonable risk estimates. The highest risk of debris flow is in Zhaotong county with a value of 0.48; the lowest risk of debris flow is in Yanjin county with a value of 0.16. The other counties have debris flow risks ranging from 0.22 to 0.46. This provides an approach for assessing the regional debris flow risk and a basis for the formulation of a regional risk management policy in Zhaotong prefecture.     

新疆和田地区地下水资源及其可持续开发利用

和田地区地下水具有一定的开发潜力,但地下水的可开采资源量依地表水的开发程度不同而变化。如果地表水引水率维持现状,则地下水最大可开采量为地下水天然补给量的55.8%,截取的蒸发蒸腾量为604%,同时泉水的消减率为35.56%。若地表水的引水率达80%,渠系利用系数提高到0.55时,地下水最大可采量为天然补给量的59.7%,截取的蒸发蒸腾量为70%,而泉水的消减率为49.4%。地下水的开发必须与保护并重,首先应加强昆仑山区的冰雪资源和水源涵养林的保护,合理开发平原区地下水与地表水;其次应积极预防地下水的污染及可能产生的生态环境负效应;同时必须加强基础建设和能力建设,提高全民节水意识。     

沿黄九省工业水资源效率及其影响因素的时空异质性

科学评估工业水资源效率并识别其影响因素是缓解水资源供需矛盾的重要前提。基于非期望产出的超效率EBM（Epsilon-based measure）模型测度了沿黄九省2010—2019年的工业水资源效率,然后构建Tobit模型分析其全局影响因素,在此基础上选取显著性影响因素纳入时空地理加权回归模型,探究各影响因素的时空异质性。结果表明：沿黄九省工业水资源效率均值为0.77,未达到有效水平,但呈现出波动上升态势。各省份之间效率差异明显,山东最高（1.064）,宁夏最低（0.424）。在影响因素的宏观层面,技术水平和工业化程度对工业水资源效率攀升有正向促进作用;水资源禀赋、社会发展水平、工业用水强度和政府规制程度皆存在抑制效应,但显著程度不同,且高显著性影响因素的效应具有不同的时间演化趋势;在微观层面,各省份工业水资源效率的主导影响因素及其效应存在空间差异。     

长江三角洲(长江以南)地区深层地下水三维数值模拟

长江三角洲地区做为未来中国经济发展的一大重心,对该区地下水资源进行评价具有十分重要的意义。文章将该区作为一个整体来进行数值模拟,避免了以前将各行政区边界作为研究区边界分别来模拟各局部地区地下水资源量所带来的人为误差。对如此大面积、条件复杂的多层含水层系统,建立了反映该区地下水贮存和总体运移特征的三维模型,在采用地下水数值模拟国际通用标准软件GMS对其进行精细剖分的基础上,对模型参数进行了识别,进一步对该区地下水资源几种不同开采方案进行了评价,为该区今后建立水资源管理模型提供依据,为其经济发展规划和可持续发展提出合理的用水建议。