Evapotranspiration management based on the application of SWAT for balancing water consumption: A case study in Guantao,China

Rapid social and economic development results in increased demand for water resources. This can lead to the unsustainable development and exploitation of water resources which in turn causes significant environmental problems. Conventional water resource management approaches, such as supply and demand management strategies, frequently fail to restore regional water balance. This paper introduces the concept of water consumption balance, the balance between actual evapotranspiration (ET) and target ET, and establishes a framework to realize regional water balance. The framework consists of three stages: (1) determination of target ET and actual ET; (2) quantification of the water-saving requirements for the region; and (3) reduction of actual ET by implementing various water saving management strategies. Using this framework, a case study was conducted for Guantao County, China. The SWAT model was utilized to aid in the selection of the best water saving management strategy by comparing the ET of different irrigation methods and crop pattern adjustments. Simulation results revealed that determination of SWAT model parameters using remote sensing ET is feasible and that the model is a valuable tool for ET management. Irrigation was found to have a greater influence on the ET of winter wheat as compared to that of maize, indicating that reduction in winter wheat cultivation is the most effective way to reduce regional ET. However, the effect of water-saving irrigation methods on the reduction of ET was not obvious. This indicates that it would be difficult to achieve regional ET reduction using water-saving irrigation methods only. Furthermore, selecting the best water saving management strategy by relying solely on the amount of reduced ET was insufficient, because it ignored the impact of water conservation measures on the livelihood of the agricultural community. Incorporating these considerations with our findings, we recommend changing the current irrigation method to sprinkler irrigation and replacing 20% of the winter wheat-maize cultivated area with cotton, as the best strategy to achieve water balance in the study area.     

珠穆朗玛峰自然保护区湖泊动态及对区域气候变化的响应

利用Landsat卫星影像,采用面向对象分类方法提取珠穆朗玛峰自然保护区湖泊信息,分析了湖泊动态及对区域气候变化的响应关系。结果表明：（1）2015年保护区湖泊总面积为489.07 km²,构造湖、河成湖、冰川湖分别占总面积的77.3%、2.6%、20.1%。（2）1975-2015年,保护区内各类湖泊面积变化速率不同,冰川湖最大（1.05 km²·a^-1）,构造湖次之（-0.85 km²·a^-1）,河成湖最稳定（0.013 km²·a^-1）;保护区南坡冰川湖面积变化速率（0.53 km²·a^-1）略大于北坡（0.52 km²·a^-1）。（3）北坡构造湖、河成湖对区域气候的响应呈阶段性变化规律,1975-2000年珠峰地区气候呈暖湿化趋势,2000年构造湖、河成湖面积达到峰值,两类总计增加22.8 km²;2000-2015年转变为显著的暖干气候,构造湖、河成湖面积均呈减少趋势,总共减少57.16 km²。随着区域气候的变暖,冰川湖总面积不断扩大,近40年间冰川湖面积累计增加43.06 km²。（4）灰色关联度分析显示,年极端低温对构造湖面积变化影响最显著,年均气温对冰川湖起主导作用,年均相对湿度对河成湖影响最大。较其他气候因子而言,降水量对各类湖泊面积变化的影响均最小。     

珠江三角洲城市大气中多环芳烃的污染特征、来源解析和健康风险评估

多环芳烃(polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs)是广泛存在于大气中的一类毒害有机污染物.本研究采集了2018年冬、夏两季珠江三角洲9个地级市的气态和颗粒态(PM2.5)样品,分析了16种美国国家环境保护局优先控制PAHs的浓度水平和时空变化,并结合PM2.5相中的有机碳(OC)、元素碳(EC)和左旋葡聚糖浓度,使用正定矩阵因子分解(PMF)模型对PAHs进行了来源解析.∑16 PAHs的气相浓度范围为7.08～284.08 ng/m3,PM2.5相浓度范围为0.30～17.00 ng/m3,两相总浓度(37.48±41.53)ng/m3.季节特征上,∑16 PAHs气相浓度为夏高冬低,PM2.5相浓度则呈现冬高夏低,总∑16 PAHs浓度呈夏高冬低.比值法和PMF源解析结果发现,珠江三角洲9个典型城市大气的PAHs主要来自生物质燃烧(57％)、煤炭燃烧(30％)和机动车尾气排放(13％).城市周边生物质燃烧引致的PAHs污染仍需重视.健康风险评价表明,珠江三角洲大气PAHs致癌等效浓度处于较低水平(0.30～1.89 ng/m3),主要由苯并[a]芘贡献(>45％),建议重点关注.     

持久、迁移性有机污染物的水污染现状、分析检测方法和去除技术

持久、迁移性有机污染物(PMOC)具有高极性、化学性质稳定的特点,故难被土壤以及沉积物吸附.该类化学物质的环境释放可导致其在地下水以及饮用水中富集.目前,由于缺乏有效的分析技术手段,水体中大量未知的PMOC仍待进一步分析和识别.本次研究将从定义、特性和判别标准等方面系统介绍该类污染物,同时,对欧洲国家的PMOC管控现状和政策法规进行总结和归纳.此外,以全氟烷基酸为例,对比、讨论了我国和欧洲地表水和地下水中PMOC的污染现状,并针对不同种类的PMOC详细介绍了相关的分析方法和水处理技术.最后,对PMOC的未来研究趋势进行前瞻,以期为我国化学品风险管理以及饮用水资源保护提供参考依据.     

我国干热岩资源分布及勘探:进展与启示

干热岩是地热资源的重要赋存形式之一,是未来地热开发的主攻方向.我国干热岩勘查工作近年来进展迅速,先后在不同地区发现了优质的干热岩资源,取得了我国干热岩资源勘查突破,但同时也存在不少勘查失败的案例.本文在分析高放射性产热型、沉积盆地型、近代火山型和强烈构造活动带型等四种类型干热岩成因模式的基础上,结合我国的地质构造背景、地热地质条件,对未来我国干热岩资源重点勘查方向及靶区进行了论述,并重点针对目前不同类型区干热岩资源勘探工程进行了梳理,简要分析了不同勘探区的选址依据、勘探过程、地温场分布及特征、前景预测等,并初步进行了经验总结,希望对我国未来干热岩资源勘查及开发工作起到借鉴作用.     

思茅地块西缘大凹子组地层序列及地质时代

目前关于思茅地块西缘大凹子组的形成时代仍有分歧.在思茅地块西缘大中河剖面采集了硅质岩、砂岩、凝灰岩和玄武岩,通过放射虫组合和锆石U-Pb年龄方法,厘定其地质时代,并结合区域资料恢复地层序列.通过详细剖面实测,发现该剖面由6个地层断片组成:第一、四断片以含放射虫硅质岩为特征,放射虫组合指示其时代为晚泥盆世至早石炭世早期;第二、五断片以火山碎屑岩、具有鲍玛序列沉积特征的火山碎屑沉积岩为主,锆石U-Pb同位素年龄指示其时代为志留纪中期至早泥盆世;第三、六断片以火山岩沉积为特征,锆石U-Pb同位素年龄指示其时代为志留纪早期.结合前人资料认为思茅地块西缘分布的海相火山岩、碎屑岩和含放射虫硅质岩地层层序代表了志留纪到早石炭世早期的岛弧火山-沉积地层序列.      

西苏门答腊实武牙地区晚三叠世花岗岩锆石年代学及其特提斯构造意义

苏门答腊岛位于东特提斯构造域,沿该岛分布了大量不同时代和成因的花岗岩,但这些花岗岩的形成时代和延伸以及对比均未能得到很好的界定,也限制了对东南亚主要岩浆岩带延伸及其构造背景的理解.对西苏门答腊实武牙地区新识别出的花岗岩体开展了精细的LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学研究.结果显示,3个花岗岩样品的锆石均为典型的岩浆成因,其岩浆年龄分别为215.1±2.4 Ma（MSWD=0.14）、206.1±5 Ma（MSWD=0.22）、214.3±5 Ma（MSWD=0.11）,锆石年代学研究表明西苏门答腊存在晚三叠世的岩浆作用.对比东南亚花岗岩省内同期侵入岩认为,西苏门答腊实武牙地区的晚三叠世花岗岩可与东南亚西部花岗岩省进行对比和联系,该套晚三叠世花岗岩可能形成于中特提斯洋初始俯冲的弧后裂谷环境.      

微生物-CMC无固相钻井液固壁作用与机理初探

松散破碎性地层孔壁失稳一直是困扰钻探工程界的难题之一,增强该类地层的胶结性,提高其力学性能是有效解决孔壁失稳的技术关键。本文将微生物诱导碳酸钙沉积（MICP）技术与CMC无固相钻井液相结合,构建微生物-CMC无固相钻井液体系。通过岩心浸泡实验、X射线衍射实验（XRD）以及扫描电镜分析两种微观分析手段对微生物-CMC无固相钻井液的固壁作用与机理进行了初探。结果表明：微生物-CMC无固相钻井液对松散破碎性地层具有较明显的加固作用,且作用时间越长,初始菌种浓度越高,钙源浓度越大,固壁效果越好。在固壁过程中,微生物随钻井液渗透进入试样内部,在松散颗粒之间诱导生成碳酸钙晶体,填充孔隙空间,将松散颗粒胶结成整体,并具有一定的力学强度,从而达到加固孔壁的目的。本研究结果为解决松散破碎性地层孔壁失稳提供了新的钻井液技术方案。     

南海月平均流的计算

本文用一个二维全流方程模式,计算了南海1—12月的逐月平均流。所得的南海逐月环流的总趋势以及一些中小尺度的涡旋现象不仅与海洋观测相一致,也与已有的一些研究结果相吻合。而且,计算所得的海洋场和海面起伏场均很好地反映出南海的季节性变化特征,特别是高海暖流的存在在计算中又进一步得到了证实。文中对南海海流的机理也作了一此初步探讨。     

矿物分类和识别的人工神经网络模型

本文提出矿物分类和识别的人工神经网络模型，并选取一组标样－我国沉积碳酸盐型锰矿中菱锰矿作为研究对象，识别效率达１００％。结果表明，该模型性能良好，可望成为矿物识别的有效手段。