高寒区抽水融冰渠道水温沿程衰减规律——以红山嘴水电站为例

抽水融冰技术是解决高寒区引水式电站冬季运行冰害问题的有效措施之一。为研究抽水融冰对电站引水渠道冬季引水的水温控制规律,以红山嘴水电站为例,基于RNG κ-ε模型数值模拟研究结果,从热流量比角度探讨了渠道水温沿程衰减规律,并采用2013年2月和2014年1月原型观测结果进行了验证。结果表明:渠道水温沿程衰减过程可分为骤降段、过渡段和缓降段3部分,各段范围受外界条件控制;衰减曲线呈幂函数分布,相关系数达到98%;对比气温对渠温沿程衰减的影响表明,随着大气温度的降低,渠道水温沿程衰减速度明显加快;-10 ℃为水温衰减过程变化转折点,当气温高于-10 ℃时,可以近似认为渠温衰减规律一致,渠温沿程变化主要受到热流量比值影响;低于-10 ℃时,气温对渠道水温沿程变化影响显著。     

小极距高密度电法在城镇供水管漏水检测中的应用

城市地下供水管破损漏水检测,一般使用听音工具和设备来进行,这种需要漏水点传出声音的检测方式,效果往往并不理想。使用一种新的检测方法,无需利用声音,而是通过供水管漏水造成地层电性变化这一特征,使用小极距高密度电法查明管道漏水点位置。该检测方式不仅解决了常规方法难以查明的供水管漏水问题,而且拓展了小极距高密度电法的应用空间。     

三峡库区四方碑滑坡稳定性与变形趋势预测

三峡水库建成后,库水位周期性涨落和暴雨产生的渗流作用导致大量古滑坡的复活或新滑坡的发生。以库区近水平层状结构的四方碑滑坡为例,依据库水位实际调动,将水位从175 m至145 m不同降速与50年一遇暴雨进行工况组合,计算4种工况下滑坡的稳定性及破坏概率。然后采用Geo-studio软件的Sigma模块对滑坡进行变形模拟,运用R/S分析方法判断滑坡的变形持续性,并结合野外调查情况,综合评价分析四方碑滑坡的稳定性。结果表明:滑坡在各工况下整体均处于基本稳定状态,具有低危险性;变形模拟结果显示滑坡前缘位移最大,与野外调查情况一致;各监测点Hurst指数均介于0.5~1,表明时间序列具有正持续性,在研究的时间限度内滑坡的局部破坏增强,应在汛期加强对滑坡前缘的巡查和预警。     

基于小波分析与Mann-Kendall法的岩溶大泉动态研究

研究地下水动态是认识地下水资源的有效手段。根据1956－2013年济南岩溶泉域大气降水及地下水水位动态监测资料,采用小波分析法、Mann-Kendall趋势检验、突变检验法研究了58个水文年泉水位对大气降水的响应,可以看出:（1）大气降水和泉水位呈现出多尺度的变化特征,长时间尺度上两者的变化周期基本相同,变化周期为16年和12年,说明大气降水对泉水位有直接影响;（2）在1956—2013年,济南泉域地下水水位具有0.65 m·（10a）-1的年际显著下降趋势,但降水具有12.65 mm·（10a）-1的不显著上升趋势,说明在人为因素影响下泉水动态的影响因素的权重发生了变化;（3）大气降水在1999年发生突变,1999年之后年降水为增加趋势;而地下水水位突变年份为1967年,1967年以后水位持续降低,2004年以后水位快速上升,泉水位未来趋势应与降水保持一致,呈上升趋势,说明大气降水并非泉水动态的唯一影响因素;（4）通过建立不同时段的多元回归模型,表明近58年来地下水水位的主要影响因素由大气降水到人工开采之间的转换,同时验证了小波分析和Mann-Kendall法研究地下水动态的适宜性和可靠性,也为济南市的保泉提供了参考依据。      

华蓥山中段地区地下水资源量评价

四川华蓥山中段地区水流失比较严重,供需矛盾突出,水环境持续恶化,不但影响到居民正常的生产和生活,而且严重影响了该地区国民经济的建设和发展。通过野外调查和综合分析现场收集的资料,总结出华蓥山中段地区地下水资源量流失情况:该区每年流失的水资源量约为0.914 4亿m3,且华蓥山褶皱西翼水流失总量大于东翼,而西翼北端是区内水流失量最严重的区域,其水资源量流失的影响因素主要为气候、社会发展及人类活动等。      

Water Cycle Analysis of Social and Economic System in Tarim River Basin

Water cycle includes natural water circulation and social economic system water cycle. The concept of virtual water provides a new method and means for studying social water circulation. This paper is based on the theory of water circulation in social and economic system, using input-output analysis method quantitatively describes the Tarim River basin of social water cycle paths and analysis of water resources management in Tarim River basin sustainable development process of the key issues. The results show that the main sectors of virtual water export in the Tarim River Basin are agriculture, petroleum, natural gas and food industry. Agricultural water accounts for more than 98% of total water consumption, most of which is transferred to the food and textile industries, and the food industry export water from the agricultural sector. Shandong Province is the largest virtual water transport area in the Tarim River Basin. The main sector of virtual water input in the Tarim River Basin is the metallurgical industry. Finally, in view of the problems arising from the inter-industrial and inter-regional social water circulation in the Tarim River basin, the paper puts forward the ways and strategies of regulating agricultural and industrial water use in the Tarim River Basin.     

山东省优质地下水资源评价研究

地下水是水资源的重要组成部分,山东省作为我国的北方大省,近年来随着人口的增长和经济发展,地下水环境问题日渐突出,表现为水质型缺水和水源型缺水两方面。本文以山东省地下水为研究对象,对全省富水地段及已建水源地逐一进行水质评价及开采潜力评价研究,结果显示:山东省优质水占49.53%,主要分布在鲁中南山区和鲁东低山丘陵区,新圈定的优质地下水富水地段及有开采潜力水源地共计88处,优质地下水允许开采量184.095×10~4m^3/d,可满足一千余万居民生活用水需求。应急情况下富水地段(水源地)允许开采量为434.299×10~4m^3/d,应急开采潜力为279.295×10~4m^3/d,可解决两千余万人生活用水困难。     

干旱地区水循环过程中的地下水化学特征研究——以蒙古国前巴音钼矿水源地为例

地下水的水化学类型在径流过程中会不断变化,并在径流与赋存的不同状态下体现出不同特征,体现出不同的地下水运移规律。本文以蒙古国前巴音钼矿水源地为例,选取水源地范围内的19个钻孔水样进行分析,取得了主要阴阳离子、TDS和水化学类型等数据。通过对地下水化学的空间分布特征、TDS值的变化和主要阴阳离子的演化规律进行研究发现:研究区水源地地下水补给来源为大气降水,沟谷东部地区的水循环强度高于西南部地区,外围地区最弱,地下水的水平径流较弱小于垂向;受水循环强度影响沟谷东部形成地矿化度的HCO_3型水,西南部形成HCO_3·Cl·SO_4、HCO_3·SO_4·Cl、HCO_3·SO_4型水,沟谷外围地区形成SO_4·HCO_3·Cl、Cl·SO_4·HCO_3、SO_4·HCO_3、Cl·SO_4型水,干旱地区水循环强度和补径排条件的差异会形成不同的水化学类。     

A model for integrated spatial land use characteristics linking to surface nutrient concentration

Quantifying land use heterogeneity helps better understand how it influences biophysical systems. Land use area proportions have been used conventionally to predict water quality variables. Lacking an insight into the combined effect of various spatial characteristics could lead to the statistical bias and confused understanding in previous studies. In this study, using spatial techniques and mathematical models, a diagnostic model was developed and applied for quantifying and incorporating three spatial components, namely, slope, distance to sampling spots, and arrangement. The upper catchment of Miyun Reservoir was studied as the test area. Total nitrogen, total phosphorus, and chemical oxygen demand of water samples from field measurements were used to characterize the surface water quality in 52 sub-watersheds. Using parameter calibrations and determinations, combined spatial characteristics were explored and detected. Adjusted land use proportions were calculated by spatial weights of discriminating the relative contribution of each location to water quality and used to build the integrated models. Compared with traditional methods only using area proportions, our model increased the explanatory power of land use and quantified the effects of spatial information on water quality. This can guide the optimization of land use configuration to control water eutrophication.     

2010—2020年黄河下游河南典型灌区浅层地下水中砷和氟的演化特征及变化机制

黄河下游典型灌区河南段是豫北平原重要的农业种植区。该地区浅层水质整体较差,因常用于作物灌溉或家畜饮用,会对人体健康产生风险,因此对该地区地下水中砷与氟浓度变化特征和机制的研究将有助于提高对该地区地下水污染的认识水平。本文基于2010年和2020年在灌区范围内采集的327组浅层地下水样品,研究区内地下水砷和氟分布情况,并在此基础上对比研究十年间灌区浅层地下水中砷、氟的演化特征,探索分析砷与氟浓度及空间变化机制。研究结果表明：该地区浅层地下水中存在砷与氟超标问题,2020年浅层地下水中高砷（砷浓度大于10μg/L）和高氟（氟浓度大于1mg/L）的样品数量分别占总数的26.1%和26.06%。高砷水分布在太行山前洼地与黄河冲积平原等泥沙互层结构的沉积环境中,还原性较强,同时地下水径流不畅,较强的阳离子交换作用使得其所处环境中Ca²⁺浓度较高。近十年间砷浓度增加的水样占总数31.8%,砷浓度减少的水样占36.7%。砷浓度的增长（减少）是地下水还原性增强（减弱）使得锰氧化物溶解释放（吸附）导致。近十年间不同地区农业灌溉和水源置换等用水方式导致水位变化是引起砷浓度变化的潜在因素。高氟水主要分布在河南新乡与濮阳的黄河沿线,氟离子浓度受到沉积物中萤石等钙质矿物溶解影响,使得高氟地下水出现在低钙环境中。近十年间研究区中氟离子浓度减少的占总数60.2%,氟离子浓度增加的占32.1%,整体变化趋势向好,但是高氟区中氟离子浓度继续增加。氟浓度的变化同样受到Ca²⁺变化影响,在Ca²⁺浓度降低（升高）时氟浓度进一步升高（降低）。地下水中氟升高地区分布在黄河沿线,因此受到黄河水补给影响较大,地下水径流条件较好,阳离子交换作用减弱,使得Ca²⁺浓度降低,此时地下水中砷浓度受到环境影响而降低,因此研究区氟增加地区中砷与氟的分布和演化呈现反向关系。