玛纳斯河流域山前平原区蒸散发时空异质性分析

玛纳斯河流域气候干燥、蒸发强烈,准确估算蒸散发量对地下水资源评价及生态环境保护具有重要指导意义。以往蒸散发研究空间分辨率较低,已不能满足各水文地质分区景观格局演变引起的蒸散发细部变化研究,针对以往不足,文章基于SEBAL模型利用Landsat系列影像估算了近30年来玛纳斯河流域山前平原区蒸散发,并进一步探讨不同水文地质分区蒸散发时空分布特征及影响因素。结果表明,蒸散量空间分布按照水文地质分区呈现明显带状性,各水文地质分区日蒸散总量表现为戈壁带<荒漠带<绿洲带,时间尺度上全区蒸散总量呈上升趋势,且增大幅度逐渐变缓,各分区呈现绿洲带蒸散总量递增、戈壁带及荒漠带蒸散总量先减小后增大,各分区蒸散总量变化趋势是由各分区主地物类型蒸散量变化控制;通过对影响因素的分析可知日蒸散发量随气温的升高而升高,各地物日均蒸散发量与全区平均气温变化趋势一致;归一化植被指数与日蒸散发量在戈壁带与绿洲带呈现较好的正相关关系;地下水位埋深与日蒸散发量在绿洲带呈负相关,当地下水位埋深大于5. 5 m时,日蒸散发量趋于稳定。     

手持式激光扫描仪在农村房地一体生产中点云分层现象及精度分析

激光扫描技术可以在树木遮挡严重、惯导无信号以及全站仪无法支站的复杂环境下进行高效的测量工作,但也存在某些情况下会产生点云分层以及精度超限的情况。本文基于手持式激光扫描仪ZEB-HORIZON在房地一体生产中点云数据进行研究,在高差较大、前进速度较快、转向幅度过小、长条状扫描距离较长、通行穿过狭小巷道、植被过高以及控制点反射片放置在坡面上的情况下,容易造成点云分层或精度超限的情况。产生上述情况的原因主要在于：(1)激光点云数据非同步获得;(2)目标地物的同一特征点产生位移;(3)有效特征点较少;(4)激光测量作业过程仪器抖动幅度较大。在作业过程中对以上情况进行规避,将高差范围控制在17m以内,行走速度控制在5km/h以内,同时避免两侧树木较多的长条状扫描、转向幅度过小、通行穿过狭小巷道、植被过高以及控制点反射片放置在坡面上的情况,可满足中误差±0.050m精度的测量要求。     

面向生态的干旱半干旱地区区域地下水资源评价的方法体系

为了提高区域地下水资源评价的可靠性、扩展干旱半干旱地区面向生态的区域地下水资源评价方法,对准噶尔盆地和鄂尔多斯盆地地下水与生态环境关系进行调查研究,认为地下水具有重要的生态价值。目前在干旱半干旱地区区域地下水资源评价中对地下水的生态价值考虑不够,是造成地下水资源评价可靠性不高的原因之一。因此,提出了干旱半干旱地区地下水生态价值的概念,围绕可持续利用的地下水资源量与生态环境良性循环的目标,构建了面向生态的区域地下水资源评价方法体系。方法体系的基本思路是突出系统的观点和地表水与地下水统一评价、水质水量并重、地下水资源与其相关生态环境统一评价的3个原则;通过建立水文地质概念模型、集中参数型模型、分布参数型模型和基于地下水变化的生态环境综合评价4个模型,加上引进水量、水位与水质3个约束条件,以及开发基于GIS的地下水资源评价信息系统的平台,对地下水资源、调蓄能力与生态环境效益进行整体评价与预警。方法体系注重了地下水的资源和生态的双重属性,强调地下水资源与相关生态环境整体评价和预警的一体化,突出了模型体系与GIS技术在区域地下水资源评价和相关生态环境评价的有效集成。     

砂性漏斗法测定土壤水分特征曲线

土壤水分运动参数是模拟水分和污染物在非饱和土壤中运移的关键参数.本文根据张力仪原理设计的砂性漏斗实验装置测定了中砂的土壤水分特征曲线,曲线呈很好的滞后性,实验结果采用Van公式进行拟合,结果表明实测曲线和拟合曲线吻合很好,所得出的土壤水分运动参数可为模拟水分和污染物在非饱和土壤中运移问题提供关键参数.     

利用放射性同位素氚计算格尔木河流域地下水年龄

通过人工神经网络法恢复的格尔木地区氚浓度,计算格尔木河流域地下水的滞留时阃。结果表明,格尔木河出山口的地下水年龄为12－20a;在细土平原带的承压水中,地下水年龄在250a以上。在此基础上,分析格尔木地区不同地貌单元地下水的更新程度,结合研究区水文地质条件,对格尔木地区地下水资源的合理开发利用提供保障。     

保定平原区地下水生态水位阈值的探讨

地下水具有重要的生态价值,地下水生态系统中的地下水位、水质和包气带含水率与含盐量的变化驱动着表生生态格局的演变,但目前对各变量的生态阈值研究尚处于起步阶段,理论与方法体系还不完善。以保定平原区为例,采用地下水位及地下水生态环境的历史回归法、GIS法、差分网格计算法等方法,从时空角度分析了地下水位变化的驱动力以及生态效应,在此基础上确定不同水文地质单元的生态水位阈值。研究表明：（1）20世纪50—60年代,研究区依赖于地下水的生态格局基本维持着天然状态;1959—2000年,地下水位持续下降,局部地段出现降落漏斗;2000—2008年,地下水位骤降,降落漏斗迅速扩张,地下水与地表水补排关系发生变异;2008年至今,部分区域地下水位逐渐上升。（2）研究区内山前地带地下水生态水位埋深为10~15 m,拒马河冲洪积扇群与漕河—瀑河冲洪积扇群为5~10 m,唐河—大沙河冲洪积扇群为3~5 m,冲积平原中定州—望都范围为3~5 m,保定市为10~15 m,其余均为5~10 m,冲湖积平原环淀区域小于3 m。（3）以确定的地下水生态水位为标准,初步估算研究区现状地下水位恢复至生态水位的需水量为57.14×108 m3。研究成果对恢复当地地下水生态环境格局有重要意义,对华北平原地下水生态水位的确定也具有借鉴意义。     

关中盆地地下水特殊脆弱性及其评价

关中盆地浅层地下水面状硝酸盐污染严重,以"三氮"为主要污染物.分析了地下水特殊脆弱性内涵,以及地下水本质因素、人为因素及污染物特殊因素等对脆弱性的影响,并从中选取13个评价因子.将包气带"三氮"迁移转化过程数值模拟结果耦合到脆弱性评价模型中,使过程模型与评价模型结合起来,再结合GIS技术,对地下水特殊脆弱性进行了评价.结果表明,易引起地下水"三氮"的地区主要分布在渭河中下游冲积平原、黄土台塬洼地、以及渭河南岸西安一带小于20 m厚的黄土台塬等地区.从2001年关中盆地地下水"三氮"污染分布来看,这些地区地下水硝酸盐已出现大面积超标,评价结果与地下水实际"三氮"污染情况基本吻合.     

基于三棱柱体的三维地质体可视化研究

三维可视化技术能形象表达地层信息的真实形态及构造要素的空间关系而应用广泛,建立了一种以三棱柱体作为基本体元来实现三维地质体可视化的方法,该方法通过对三角形的自分解并且充分考虑地质体内所存在的断层等地质现象,在引入虚拟钻孔的基础上,建立三维模型,该模型通过自分解而实现地质体内部信息的显示,最后用实际资料进行了验证。     

银川平原地下水位变化特征及其成因分析

基于2013~2015年地下水的监测资料,通过SPSS聚类分析和土地利用类型,分析银川平原水位动态变化在时间尺度、空间尺度上的变化规律及影响因素。分析发现：银川平原地下水动态分为径流型、灌溉型、降水-蒸发型和开采型4种类型,其中人为影响地下水位动态类型（灌溉型、开采型）分布最广,约占银川平原总面积的1/2。在时间尺度上,受不同因素的影响,4种动态类型变化趋势明显不同,从年内动态趋势看,径流型呈M型变化;灌溉型呈W型变化;降水-蒸发型呈Λ型变化;开采型呈Z型变化,对于开采型,通过模拟,认为夏季开采全年的45%~50%,冬季开采15%~20%是最优开采量。在空间尺度上,受地形因素影响,地下水动态类型自西向东呈径流型-开采型-灌溉型规律变化。在此基础上,探讨了银川平原地下水资源开采的合理方式,为地下水资源的可持续开发利用提供科学依据。     

旱区地下水文与生态效应研究现状与展望

为了探究寒旱露天煤矿区土壤水分运移规律及其生态效应,以位于蒙东草原的露天煤矿为研究区,开展了长时间段土壤水分观测原位试验。研究结果表明：非冻结期浅层土壤含水率主要受降水影响,冻结期土壤含水率受土壤温度影响明显;50 cm以上土壤饱和渗透系数大于150 cm/d,50 cm以下土壤饱和渗透系数仅为20 cm/d左右,表现为土壤饱和渗透系数随土壤深度的增加呈减小趋势,降水入渗形成的土壤水主要滞留在50 cm以上的植被根系作用层;区内地下水位埋深(>10 m)远超地下水补给植被的临界埋深(3.52 m),植被指数与年降水量呈正相关关系,表明土壤水是维持区内植被需水的最关键水源;冻融期土壤含水率可恢复甚至超过非冻结期的含水率水平,同时特殊的土层结构造成植被根系区的土壤持水性较好,以上2个因素对植被生长具有积极意义。研究结果可为寒旱露天煤矿区的生态环境保护与修复提供借鉴。