城市小型河流水动力弥散和潜流交换过程

为研究城市小型河流中污染物的物理迁移过程规律,分析基流条件下流动水体与暂态存储区之间的滞留交互作用,采用溴化锂(LiBr)作为保守性示踪剂进行野外现场示踪试验,结合一维溶质运移存储模型(One-dimensional Transport with Inflow and Storage model, OTIS)定量解析潜流交换特性,估算纵向弥散系数(D)、潜流交换面积(A_s)、主河道断面面积(A)和潜流交换系数(α).模型度量指标D_aI值和均方根误差值结果表征参数模拟结果可靠性高,拟合效果理想.由泵入点O至下游1 300 m设置的A、B、C、D 4处监测点的模拟结果表明,水文参数D、A_s、A和α均随水文条件而变,OB河段(0~600 m)潜流交换能力较弱,主要以对流弥散过程为主;BD河段(600~1 300 m)具有较强的暂态存储能力,对溶质的滞留时间长;BC(600~1 000 m)和CD(1 000~1 300 m)河段交换系数分别为(3.42×10-6±0.65×10-6)s-1和(2.87×10-6±0.81×10-6 )s-1;河段BC存在2.2×10-5m3/(s·m)的侧向补给流量.4个河段对比发现,城市河流渠道化、河床沉积物贫瘠等特征导致潜流交换能力弱化.     

河流地貌演化研究进展

本文基于近年来全球河流地貌演化的研究实例及新进展,介绍了主要的研究载体与思路,讨论了河流地貌演化事件背后的地质、环境意义。沉积学、地貌学、物源分析、低温热年代学等是解决河流地貌演化问题的重要工具。沉积学记录着河流演化的一手资料,同时,沉积物定年技术的发展为揭示河流演化过程提供了高精度的时间约束。地貌指数研究是根据河流剖面形态与流域特征等揭示河流及区域地貌演化过程的研究手段,在恢复基岩隆升历史,定义地貌演化状态和判断分水岭迁移等方面具有优势。基于碎屑热年代学的物源分析方法结合沉积物沉积年代测定的研究思路则是利用了地表物质的“源—汇”过程变化,是揭示水系沟通演化历史的有效手段。当借助中-低温热年代学的多方法联合和单矿物的多重定年作为物源示踪剂时,可以有效提高分析精度,具有广阔的研究前景。另外,低温热年代学和宇宙核素¹⁰Be等对浅表过程十分敏感,记录了百万年—千年尺度的河流侵蚀作用,是示踪流域侵蚀方式空间变化和定量化揭示侵蚀过程的有力工具。河流的诞生与演化是地表过程的重大事件,记录了局部或区域的构造—气候背景,也是研究构造—气候—地貌耦合及互馈过程的重要纽带。特别是新生代晚期以来,地貌形成过程伴随着古人类的诞生与发展,而河流的演化则在古人类活动和迁徙中起到了重要的控制作用。因此,河流地貌演化的背景动力及环境意义体现了地球多圈层的相互作用与协同演化。

     

集对分析在西安市地下水污染动态评价的应用

选取总固体、总硬度、硝酸盐、氯化物、氟化物、六价铬等六种主要污染物,利用集对分析的方法,将超标率、污染指数和超标面积指数综合起来,对 1985-2003 年西安建成区地下水进行了动态评价.该方法既克服了依靠某年监测值对地下水质的静态空间评价,又可将超标率、污染指数和超标面积综合起来,完成地下水水质的动态评价.     

山区阶梯式河道水流阻力研究

山区阶梯式河道是自然界来水来沙和山区大比降河床相互作用所形成的,其水力特性、河道阻力较为复杂。为了深入研究其阻力机理,从河床结构阻水的角度提出阶梯式结构糙率尺度的概念,得到了适用于阶梯式河道跌落水流的形体阻力系数表达式,并由不同来源的阻力分量构成了新的山区阶梯式河道水流总阻力系数公式。新公式结果表明,通过不同类型河段的野外试验数据,表面泥沙、阶梯形状以及漂石产生的阻力系数分量之和与试验测量总阻力系数数据的误差较小。随着雷诺数和阶梯单元尺寸的增加,河床表面的泥沙肤面阻力系数基本不变,阶梯式结构形成的跌落水流过渡到滑行水流,阶梯形体阻力系数逐渐变小,而较大粒径松散漂石产生的水流阻力系数只随着雷诺数的增大而减小。     

基于水质荧光指纹法的湖泊污染溯源研究——以太湖流域滆湖为例

随着社会经济和城市化进程的快速发展,湖泊水环境污染问题日益突出,加剧了湖泊原有功能的退化和丧失,因此污染治理成为了湖泊功能恢复和可持续发挥的必要条件,但如何实现污染精准溯源又是污染治理的重要前提。为此,本文以太湖流域滆湖为例,采用一种新兴技术——水质荧光指纹法开展湖泊污染溯源。于2021年累计采集滆湖周边70个农业、13个生活、3个企业排口的瞬时出水构建污染源荧光指纹库,连续12个月采集滆湖湖体8个样点水样分析水体荧光组分。通过平行因子分析共解析出4种污染源指纹和滆湖5种水体组分,经荧光相似度(塔克同余系数)分析进一步明确滆湖主要受到种植业面源、生活源和工业源的影响。此外,荧光强度与叶绿素a浓度和藻密度的强相关性表明藻类繁殖活动也会影响滆湖。从不同污染源对滆湖的时空影响特征来看,种植业面源主要在春、夏季影响西部、中部水域,生活源主要在夏、冬季影响西部、北部水域,工业源主要在特定月份(3 4月、10 12月)影响西部水域,藻类繁殖活动主要在夏季影响湖体。通过荧光组分与水质参数的时空相关性分析得到农业源和总磷、总氮,生活源和氨氮、有机物参数(BOD₅、COD_...     

河流集合预报方法(ESP)在水资源中长期预测中的应用研究

中长期径流预测是水文水资源研究领域中的一项重要内容,为水资源规划管理及可持续利用、防汛抗旱、水库调度与发电计划制作、工农业用水计划编制等提供科学依据,对国民经济发展具有十分重要的意义.但由于大气圈极其复杂,水文要素并非仅是气象强迫输入的函数.它还受流域基本特性,前期来水以及人类活动等诸多因素的影响,中长期径流预测在其计算中存在着多种不确定性.因此,中长期径流预测一直是水文预测研究中难度较大的课题之一.本文引入河流集合预报方法(ESP),以丹江口水库为应用实例,利用水文气象历史资料和新安江水文模型,预测分析水库2007年10月份每旬的平均入库流量及概率分布统计,并经与实测流量过程对比分析,满足水库运行调度需求,为水库发电计划制作提供了可靠依据.     

未确知测度BP神经网络模型在黑河流域水质预测中的应用

水质预测是水环境规划、评价和管理的重要依据,对促进水资源可持续利用及生态发展具有重要意义。针对水质预测中各项因子的不确定性,基于未确知测度理论(unascertained measure,UM),采用改变网络初值的方法,对BP神经网络加以改进,并利用黑河流域莺落峡水文站1998~2011年的水质监测资料进行分析和预测。以挥发酚为参考序列,用灰色关联方法分析参考序列与其他因子的关联度,并最终确定BP网络的输入节点为CODmn、DO、SO42-、Cr6+以及挥发酚,输出节点为挥发酚,从而建立UMBP模型。分析结果表明,UM-BP预测模型比标准的BP神经网络模型具有更高的预测精度。因此,该模型应用于黑河流域水质预测是可行的。     

山东荣成沽河流域水资源系统分析

流域水资源系统由降水产流，以及通过水文下垫面的转换，形成的地表径流和地下水流流组成。本文将复杂的沽河流域水 资源系统分解成多个子系统，利用频谱分析方法对各个水资源子系统的转换功能进行定量的分析刻画，并利用地下含水介质子系统的转换特征函数－频率响应函数求取水文地质参数，丰富了水文地质参数的获取途径。     

济南市玉绣河沿岸绿地的生物多样性分析及其优化措施

通过济南市玉绣河一期绿化工程三个地段的物种丰富度指数（R）、Shannon-Weiner指数（H'）、Simpon指数（D）和Pielou均匀度指数（J）作为样地物种多样性的测度指标,结合对样地的植物群落的组成分析,对玉绣河绿带的植物多样性进行了比较分析,并进一步讨论了济南市玉绣河沿河绿地的物种多样性存在的问题和改善途径.     

季节性河道与暂时性河道的沉积特征——以新疆白杨河冲积扇为例

通过对新疆现代白杨河冲积扇的地貌和现代沉积进行调查,发现冲积扇表面发育两种不同类型的河道,一种为季节性河道,另一种为暂时性河道。暂时性河道内水流占有率小于50%直至接近于0,主要由暴雨形成突发性洪水造成,季节性河流河道内流水占据率为50%左右,输出水流特征介于暂时性河道和常年性河流河道之间。白杨河主河道属于季节性河道,河道占冲积扇表面面积2.1%,沉积物以砾石质为主,颗粒粗、磨圆度高、分选较好,泥质含量低、叠瓦状排列特征明显,沉积物具有向下游变细的趋势,河道形态沿程变化明显。暂时性河道占冲积扇表面面积97.9%,沉积物粒度相对较细,磨圆度低、分选差、泥质含量高,河道规模向下游减小,分叉增多。季节性河道以河道径流为主,暂时性河道主要以片流、泥石流等方式搬运沉积物。季节性河道沉积物主要来自上游较远的源区,暂时性河道的沉积物来源于冲积扇扇根附近基岩风化形成的倒石锥,塌积扇和山地泥石流沉积,一部分来自于对冲积扇原有沉积物的改造、搬运和再沉积。季节性河道是形成冲积扇扇体的主要动力,暂时性河道主要对冲积扇起改造作用。研究深化了对干旱地区冲积扇沉积过程和沉积特征的认识,丰富了冲积扇的沉积模式。