新疆榆树沟水库水质变化及改善探讨

随着地区经济快速发展,水污染问题日益严峻,而水库富营养化更是一种较为常见的现象,受到人们广泛关注。本文选择新疆境内榆树沟水库作为研究对象,选定叶绿素、总氮、总磷和透明度作为水质评价指标,分析榆树沟水库2012-2018年的水质监测资料,探究其水质变化及水质评价方法,以期构建榆树沟水库安全用水环境。     

中国大型水库蓄水对近海相对海平面空间变化的影响

通过对我国大型水库蓄水的时空特征进行深入分析, 统计得到近60年来大型水库蓄水累积的库容量已达到697km3, 占全国所有水库库容量的83.3%及全球库容量的6.5%;而2000年以来的大型水库数量及蓄水量的变化有明显的加速, 库容量的变化率为16.7km3/a, 远高于1950年到2000年的4.9km3/a的增长率; 同时借助卫星重力(Gravity Recovery and Climate Experiment, GRACE)观测手段, 对2000年以后主要分布在长江流域以南地区的水库进行水储量估算, 结果显示GRACE仅能估算得到63%的水库变化量, 两者之间的差异可能反映了该地区地下水的长期变化. 结合大型水库的分布位置与库容量, 基于海平面变化方程计算得到了中国近海相对海平面的空间变化. 水库蓄水导致的渤海与东南沿海海域的相对海平面上升明显, 最大上升高度约为8mm; 而2000年以后的水库对海平面的影响主要集中在东南沿海, 其中南海海域较为突出, 上升高度约为2~3mm, 在此期间蓄水造成的近海不同验潮站位置的海平面增长速度在0.02~0.11mm/a之间变化.      

平原水库水质净化的最佳生物配比探析

针对大浪淀水库投入运行初期水质恶化,通过对水质及生物监测,根据能量转换定律,合理配置和调控水生生物种群结构与生物的消耗利用相互平衡,达到利用生物措施净化水质的目的.本文计算出了生物净化水质所需的最佳生物配比,对平原水库利用生物措施净化水质进行了探索分析.     

双塔水库水质对人类活动的响应分析

选取1993～2008年瓜州县人类活动数据及双塔水库水质指标年平均值进行主成分分析,去除冗余信息后进行多元线性回归分析,得到四组反映人类活动对水库水环境影响情况的回归方程。说明对双塔水库水质起主要影响作用的是农业活动和因农业活动引起的土地利用变化,农业活动的非点源污染是水库水质的主要污染源,水库水质仍存在富营养化的风险;工业活动对水库水质的影响没有在回归方程中体现出来。在农业活动过程中,耕地面积每增加10 000亩促使pH值上升0.062、溶解氧值下降0.046、高锰酸钾指数上升0.103、COD值上升0.617;而每增加10 000t的氮肥施用量会引起pH值升高1.837;总人口每增加1万人,COD值上升0.798。     

喀什地区1970-2018年地下水水质变化特征分析

为研究新疆喀什地区多年地下水水质变化特征及污染状况,基于喀什地区主要采样点1970-2018年的地下水观测数据,对该地区地下水主要采样点氟化物、浑浊度、硝酸盐以及氨氮四个指数的变化特征进行。结果表明:各指标年均浓度从2010年以后逐步递减,且氟化物浓度下降趋势最为明显。夏季各污染物浓度均有所递增,而秋、冬两个季节是各指标污染浓度递减最为明显的季节。随着喀什地区地下水环境治理措施力度的加大,2010年以后,区域地下水各污染物指标浓度均呈现较为明显的递减变化,地下水水质总体稳定在Ⅲ类水。     

1961-2009年西北地区基于SPI指数的干旱时空变化特征

利用西北五省区137个测站的1961-2009年逐月降水量资料计算标准化降水指数(SPI), 统计了逐月、春末夏初、初夏、夏季及秋季的干旱、重旱、特旱的频率及面积率, 分析其时空变化特征.结果表明: 新疆北部、青海的中部及甘肃河西是西北地区干旱频率较高的区域, 干旱频率在15个月以上, 新疆南部除个别月份干旱发生频率较高外, 总体干旱发生频率较低;干旱发生区域随月份有由南到北、由西向东变化的趋势;除新疆、青海、及甘肃个别区域重旱频率超过5月外, 其他区域基本上都在5月以下;新疆南部重旱频率仍然较低;夏季发生范围高于其他季节;新疆北部、甘肃河西是特旱的高发区. 不同等级的月及季节干旱面积率其逐年变化具有相似的特征, 西北干旱面积率的变化总体上可以分为3个阶段: 1961-1980年干旱面积率比较高, 平均在35%左右;1981-1990年为转折期, 干旱面积率下降到15%左右;而1991-2009年为稳定期, 干旱面积率变化不大.全球气候变暖导致西北地区降水量、冰川融水量、河川径流量增加和湖泊水位上升、面积扩大, 是1987年以来干旱面积率下降的原因.     

江雄水库新建大坝渗漏成因分析与处理

江雄水库蓄水初期,随着库水位逐渐上升,观测孔内水位高,坝下游陆续出现的渗漏量不断增大,量水堰最大渗漏量达到300 L/s的异常现象,影响大坝安全。通过大坝监测系统、电法探测、连通试验等成果,分析了坝基、绕坝、溢洪道、输水洞等渗漏主因,查找到主要渗流通道,为大坝堵漏处理方案设计提供了决策依据。还提出了安全渗流对保护下游生态有巨大作用的观点。     

新立城水库藻类污染成因分析及治理对策措施

本文对新立城水库发生蓝藻水华事件进行了水质应急监测和污染成因分析.从新立城水库气象条件分析,发现水库水温是历史同期最高值,为藻类在库区内大量迅速繁殖提供了温度条件;从新立城水库坝前、库中和库末氮磷浓度分析,发现水库氮磷浓度均超过富营养化临界值,为藻类在库区内大量迅速繁殖提供了营养条件.本文在分析水库藻类污染成因基础上,提出了从水库管理和现有水处理系统的改进入手,加强新立城水库外源污染控制对策措施和内源污染治理措施.     

贵州冗赖水库岩溶成库条件分析

冗赖水库位于珠江流域的北盘江与南盘江两大水系之间的高原岩溶台地,左右岸外侧均存在低邻槽谷,坝址下游存在底部发育落水洞的大型岩溶海子,水库成库难度大,当地人饮水问题突出。通过岩溶水文地质调查、钻探、物探、连通试验等手段,从地形条件、地层岩性、地质构造、水文地质条件、岩溶发育特征等方面,对冗赖水库成库条件进行了分析论证。认为水库库盆底部依托隔水性岩体,不存在库水渗漏问题,但水库两岸受分水岭地下水位低、断层破碎带及岩溶发育等影响,存在库水渗漏问题,同时库首两岸可能存在顺平缓岩层面、溶蚀裂隙等产生渗漏问题。因此建议采用垂直防渗方式,防渗标准（透水率）小于3 Lu或防渗帷幕下限接稳定地下水位以下10 m,遇到溶洞等地质缺陷时应查明其分布特征,并根据实际情况降低防渗底线。      

1980—2020年全球重大洪灾时空特征探析

为充分理解全球洪涝灾害的时空演变规律,基于长时间序列全球历史洪灾数据,运用数理统计和GIS空间分析方法,在不同空间尺度和年代际、年际的时间尺度上,全面分析了1980—2020年重大洪涝灾害的时空特征。结果表明：(1)全球洪灾次数在21世纪前10 a达到峰值,死亡和影响人口在1990s达到峰值,累计经济损失在2010s达到峰值,次均经济损失在1990s和2010s最高;(2)洪灾发生次数及造成的经济损失在1980—2020年期间呈显著上升趋势,每次洪灾造成的人口损失呈现下降趋势;(3)亚洲洪涝灾害严重,洪灾的发生次数、死亡人数、影响人口及经济损失的累计值分别占全球总数的41%、68%、95%和63%,然而包括中国在内的亚洲诸多国家的洪灾人口损失呈下降趋势;(4)全球重大洪灾呈东西向分布,灾害重心有南移趋势,洪灾由集中趋于分散,影响区域逐渐变广。     

昌马水库运行后疏勒河流域盆地地下水补给资源变化分析

通过对昌马水库运行前后不同时期疏勒河流域各盆地河水—地下水相互转化的论述,详细对地下水补给量及其各主要补给项的变化原因进行了对比分析,流域地下水补给资源总体呈减少趋势,地下水的补给条件与更新能力被削弱。昌马水库运行后,中游玉门踏实盆地地下水补给量大幅减少,比上世纪60年代、90年代末分别减少了3.11×108m3、2.95×108m3,下游安西敦煌、花海盆地地下水补给量小幅增加。中游盆地泉水溢出量大幅衰减,与60年代比削减了53.2%。     

苏子河流域土地利用变化对大伙房水库水量的影响

土地利用变化影响着地表径流,分析其变化规律与驱动力有利于实现土地资源与水资源的合理利用。本研究以大伙房水库上游苏子河流域为研究对象,运用转移矩阵分析法、相关分析法等分析方法,评估了气候因素、人为因素及土地利用变化对大伙房水库水量的影响,并主要从土地利用角度进行了分析,探讨水库水域面积增加的原因。结果表明：2000—2020年,水库水域面积呈逐年增加趋势,流域内最主要的两种土地利用变化为林地面积增加、农田面积减少,且两者均对流域产水量起到正效应;同时,气候因素的变化也对水库水量的增加起到正效应。     

煤矸石堆积区土壤重金属形态组成与生物有效性的空间变化特征

煤矸石地表堆积是我国东部煤矿区生态环境破坏的典型形式,造成堆积区土壤重金属污染的防控已成为当前研究热点。以河北峰峰矿区某在用煤矸石山周边(方圆300 m以内)浅层土壤(垂直深度40 cm以浅)为研究对象,采用Tessier连续提取法和电感耦合等离子体发射光谱仪,测定Cu、Cr、As、Pb这4种土壤重金属的有效态、铁(锰)氧化物结合态、有机结合态和残渣态含量,基于生物活性系数(MF)和生态风险评价编码法(RAC)计算与评价4种土壤重金属生物有效性及生态风险,剖析4种土壤重金属形态组成与生物有效性的空间变化特征。结果表明:(1) 煤矸石的堆存具有提高周围土壤中Cu、Cr、As、Pb有效态质量分数和降低残渣态质量分数的效应,且与距煤矸石山的水平距离成反比,当水平距离达到或接近300 m时,该效应基本消失。(2) 土壤总有机碳(TOC)质量分数与4种重金属有效态质量分数的相关系数均超过0.6,达到显著正相关水平(p<0.05),是影响研究区土壤重金属有效态含量空间变化特征的主要因素。(3) 4种土壤重金属生物有效性的空间变化特征可分为2个类型,Ⅰ类为“MF值一般大于3,且具有显著的空间异质性”;如 Cu、Cr,Ⅱ类为“MF值一般小于3,且具有显著的空间同质性” ,如As、Pb。(4) 当距煤矸石山水平距离分别小于80和40 m时,土壤重金属Cu、Cr的 MF平均值超过中等风险水平阈值的60%,应予以重视。建议综合考虑煤矸石山存续状态、土壤重金属累积效应及生物有效性空间变化特征等因素,制定煤矸石堆积区土壤重金属污染精准防控及安全利用策略。      

基于EOF和M-K的晋祠泉域岩溶地下水水化学时空变化特征分析

为研究晋祠泉域岩溶地下水水化学的时空变化规律,以2001-2014年该泉域内具代表性的岩溶水监测点水质资料为基础,以pH值、7大主要离子及TDS作为因子,运用经验正交函数（EOF）分析与Mann-Kendall（M-K）突变分析相结合的方法,对晋祠泉域14年的水化学场进行时空结构分离。结果表明:在空间分布特征上,pH值由北向南逐渐减小,汾河中段以南出现低值区;Ca2+、Mg2+、HCO3-、SO42-和TDS的空间变化趋势相似,整体上均是由北向南逐渐增加,等值线在古交一带较周围地区升高;K+ + Na+和Cl-含量在整个泉域普遍较低,但K+ + Na+在泉域边界处的王封和西寨一带含量升高,Cl-在古交以及西华苑处增高。在时间演化特征上,从2001-2014年pH值、Mg2+、K+ + Na+、HCO3-和Cl-含量基本在平均值上下波动;Ca2+和SO42-含量逐年降低,且分别在2008年和2009年之后呈明显的下降趋势;TDS在2005-2007年呈明显的下降趋势,在其它时段下降趋势不显著。      

河北唐山市区岩溶塌陷发育特征及成因机理探析

唐山是我国北方岩溶塌陷地质灾害多发地,1976年唐山大地震以来,岩溶塌陷已发生多起。在分析岩溶发育现状的基础上,描述了该区的岩溶发育特征,进而研究了岩溶塌陷的成因机理。研究认为,采矿活动和过量开采岩溶地下水是造成岩溶塌陷的直接诱因,它直接改变了地下水动力条件,局部形成了水位漏斗;地面建筑物的重力荷载、煤矿透水灾害和地震等将直接导致岩溶塌陷地质灾害的发生。据此提出了较为具体的防治措施。     

中国地级及以上城市紧凑度的综合测度及其空间关联分析

从经济紧凑度、 土地利用紧凑度、 人口紧凑度和基础设施紧凑度等方面, 构建城市紧凑度的综合测度模型. 运用主成分分析法, 对2009年中国287个地级及以上城市紧凑度及其空间溢出效应进行综合测度. 结果表明: 紧凑度大致以"塔河-凭祥"一线为界, 以东区域的城市紧凑度水平较高, 以西的地区城市紧凑度水平低. 紧凑度Moran's I高值区连片集中在珠三角和长三角两个区域, 中心城市紧凑度的带动性和辐射性较强. 紧凑度呈现明显的热点-次热点-次冷点-冷点自东向西带状分布的格局. 经济发展、 土地利用结构和人口密度是目前中国地级以上城市紧凑度的重要决定因素, 城市土地利用因子表现相对较均衡, 而经济发展和人口密度两个主因子则表现出较强的不均衡性.