人类活动对华北白洋淀流域径流影响的识别研究

应用Mann-Kendall非参数统计检验方法、Pettitt系列显著性变化点的无参数方法和植物可用水系数（ω值）计算法研究表明，1979年为突变点界，近20年以来白洋淀流域年径流量发生了变异性质的衰变。从流域尺度考虑气候变化影响占总变化量的43．9％，人类活动影响占56．1％，影响的多年平均衰减量分别为9．32亿m^3／a和11．94亿m^3／a。在1979年前。西大洋和王快以上流域的植物可用水系数（ω值）都小于0．5：1979年以来。王快为0．9，西大洋为1．3。这说明农业活动使白洋淀流域年径流量发生变异性质的衰变产生了实质性作用。ω值的显著增高．则植被根系吸水能力更强．致使年径流量减少。近20年以来。粮食单产量和总产量都大幅度提高，其中单产提高2倍，而ω值一直处于高位震荡状态。这表明，其中因人类活动影响而产生的衰变具有较大的不可恢复性。     

基于现代软件工具计算水位变动带给水度的方法探讨

水位变动带综合给水度在水资源评价中是一个十分重要的参数。对于大区域含水层组来讲,手工计算是相当困难的。水文地质数据库和现代软件工具为我们解决这一问题提供了方便。本文探讨了应用MapGIS软件和VB语言编程从地下水数据库中提取钻孔的水文地质试验数据、岩性、厚度、地下水位等资料,综合分析和计算水位变动带综合给水度的方法;并将该方法应用于“华北平原地下水资源可持续利用调查评价”项目的水资源计算。在该项目中,针对地下水超采引起的巨厚水位变动带,以地下水数据库为基础,用MapGIS的空间分析功能和VB语言编程来处理和分析提取的数据资料,从而求得水位变动带综合给水度和区域综合给水度,并编制了“华北平原地下水位变动带给水度分布图”。     

含砷地下水的治理技术现状与进展

【研究目的】 全世界有70多个国家的上亿人口面临高砷地下水的威胁,长期饮用高砷地下水会导致慢性砷中毒,诱发癌症,严重危害身体健康。地下水中砷的浓度分布和变化是受到沉积环境、气象水文、矿物环境、人类活动影响等多种因素共同作用的结果,因此需要从砷的不同理化性质特征进行着手,选择适当且有针对性的治理技术。【研究方法】 基于现阶段含砷地下水的污染现状,综合考虑去除量、处理成本、修复速率、可逆性等多种因素,分析含砷地下水的治理现状与进展。【研究结果】 本文全面地介绍含砷地下水治理技术,涵盖了化学氧化、混凝沉淀、吸附、离子交换、膜技术和生物修复等修复方式的研究成果,展现了不同类型处理方式对地下水中砷的去除效果,总结各技术发挥除砷效果的内在机理及最新优化措施,并对含砷地下水治理技术的发展趋势进行了展望,以期为含砷地下水的综合整治提供有意义的参考。【结论】 目前的砷污染水处理技术存在诸多缺陷,产生的废物或污泥可能成为二次污染的潜在来源。因此,为了更好地保护环境免受As的影响,需要新的混合技术以及对 As 负载废物/污泥的安全处置方法。缺乏饮用水安全意识和偏远地区的适用性也给砷的治理带来了挑战,因此需要一种价格合理、易于构建、在社区或家庭层面运行的技术来解决这个问题。     

沉井下沉过程的运动学特性与下沉控制研究

软土地层中沉井下沉影响机制复杂,现有的理论研究主要基于沉井的受力特性开展下沉分析,沉井下沉过程中的运动学特性缺乏科学系统的阐释。对沉井下沉运动过程进行分析,建立沉井下沉力学模型,推得沉井下沉过程的运动学方程,揭示了沉井下沉的运动学特性和影响机制。并结合实际工程案例验证了该方法的合理性和正确性。研究结果表明,沉井下沉具有典型的下沉加速及下沉减速阶段;沉井下沉施工引起的初始下沉不平衡力F1是影响下沉运动特征的重要因素,也是下沉运动控制的首要因素;调整反映土层及沉井结构特征的参数b1是预防沉井突沉的有效手段。     

切沟侵蚀预报研究进展与展望

切沟侵蚀是重要的土壤侵蚀类型,是小流域侵蚀泥沙的主要来源。准确预报切沟侵蚀空间分布及其强度的时空变化,对于优化小流域水土保持措施配置、维持区域粮食产能和保障区域生态安全,具有重要的理论和实践意义。地形临界模型、敏感性评价、切沟形态特征经验关系、侵蚀预报模型和景观演变模型是预测切沟发育部位、评价发育概率或估算切沟侵蚀强度的主要方法。从这些方法的基本思路与原理出发,系统分析了相关研究进展,对比了研究结果的差异并评价了各方法的优缺点。未来研究需聚焦切沟监测方法优化与数据积累、切沟演变过程与数据可比性、预报方法遴选及区域适宜性、经验模型研发与参数区域分异,以及切沟侵蚀机理研究与过程模型研发,从而为促进切沟侵蚀预报研究、阻控切沟侵蚀、保障区域社会经济可持续发展提供技术支撑。     

冀中山前农业区地下水位强降弱升特征与机制

针对冀中山前平原农业区浅层地下水位不断下降问题,采用时间序列异变特征和趋势分析方法,基于小时级、自记监测的地下水位动态资料,通过农业区灌溉期、非灌溉期地下水位变化程度的差异特征及机制研究,结果表明:该平原农业区浅层地下水位变化在主灌溉期呈"cm/d"级(大于1.0 cm/d)下降、非灌溉期呈"mm/d"级(小于1.0 cm/d)上升的特征,这些特征与降水量、年内降水分配状况及其影响的农业开采强度密切相关。前期降水偏枯,灌溉期地下水位下降过程线和年内水位上升过程线的大部分位于当地多年地下水位变化趋势线之下;前期降水偏丰,位于趋势线之上。农业集中开采是地下水位"cm/d"级下降特征的动因,厚大包气带是地下水位"mm/d"级上升特征形成的重要条件。     

大武水源地断裂带关键水动力参数确定及污染防治对策

大武水源地地处山东省淄博市,区内建有某大型石化基地。水源地断裂带附近地下水曾受到来自地面石油化工污染物影响,亟需针对性治理修复。精准确定开采背景下岩溶水的实际流向、径流速度和渗透系数等关键参数是污染治理研究的关键。基于国际新兴的井孔地下水胶体探测技术,在该水源地断裂带污染段布设7眼探测孔,开展21个层位的原位系列探测,应用优势流理论和地质统计学方法确定关键水动力参数。结果表明:（1）大武岩溶水源地断裂带附近含水层强径流层位（易污染段）位于奥陶系八陡组下部（O_2-3b）至奥陶系阁庄组（O₂g）上部地层,65 m以浅的侧向流入补给是该水源地岩溶地下水污染的主要来源;（2）该水源地断裂带附近岩溶地下水具有多元质点流向,不同区段或层位实际水流方向和流速差异较大,揭示了断裂带对水源地的非单一层位影响,指明了水力屏障井混合开采的不利影响;（3）建议调整水力屏障井的抽排层位与强度,加强70 m以浅的抽排强度,使得SW95正西方向上的径流流速明显小于50.30 m/d;减小80~110 m深度的抽排强度,使得SW99正西方向上的径流流速明显小于49.38 m/d。     

全球气候变化对黄河流域天然径流量影响的情景分析

本文从干旱指数蒸发率函数出发,以HadCM3 GCM对降水和温度的模拟结果为基础,在IPCC不同发展情景下,分析了未来近100年内黄河流域天然径流量的变化趋势。研究结果表明,在不同气候变化情景下,多年平均年径流量的变化随着区域的不同而有显著差异,其变化幅度在-48.0%²03.0%之间。全球气候变化引起的多年平均天然径流量的变化从东向西逐渐减小。就黄河流域而言,2006²035年、2036²065年、2066²095年A2情景下（人口快速增长、经济发展缓慢）多年平均天然径流量的变化量分别为5.0%、11.7%、8.1%,B2情景下（强调社会技术创新）相应的变化分别为7.2%、-3.1%、2.6%。     

地下水功能评价可视化平台的开发及应用

为辅助专业人员进行地下水功能评价与区划,以区域地下水功能评价理论为依据,在Visual Basic 6.0环境中,开发研制了地下水功能评价的可视化平台.通过数据输入、数学运算和数据输出等功能模块,实现地下水生态功能、资源功能和地质环境功能评价过程的自动化和可视化,并在华北平原滹沱河流域示范应用.结果表明,软件操作简单,计算结果可靠,可为地下水功能区划提供数据基础.     

旱区湿地周边盐渍化农田生态水位阈值与“水位-水量”双控技术

西北旱区湿地周边农田易盐渍化,合理实时控制和降低地下水水位是实现湿地保护及其周边农田盐渍化防控“双赢”的有效途径。选取西北石羊河流域邓马营湖湿地与农田之间过渡带为示范研究区,通过分析地下水埋深变化特征及其与表层土壤盐分的协同关系,确定生态水位阈值,并基于该阈值研发了由虹吸辐射井群为支撑的地下水“水位-水量”智能双控技术,其关键点是:采用一井虹吸联通多个辐射井,用于增大弱透水层区单井涌水量,实现水位面状控制;利用电系统、信号系统和控制器集成智能控制子系统,实现地下水水位和水量的实时控制。该技术示范应用结果表明:随地下水埋深增大,农田盐渍化风险和湿地植被芦苇覆盖率均降低,农田盐渍化防控和湿地保护的地下水埋深阈值为1.9～3.0 m;每年7—8月的潜水蒸发阶段是表层土壤主要积盐时段,期间智能双控系统可将地下水埋深调控在水位阈限范围;该双控作用不仅能够控降灌溉引起的表层土壤电导率的增大幅度,而且还能有效降低表层土壤的积盐速率;相对微咸水,淡水灌溉条件下智能双控技术的淋盐和控盐效果更明显。因此,这项技术能够实现地下水水位精准调控,对旱区湿地保护及其周边农田盐渍化防控具有重要的现实意义。