- 李发文;赵宇瑶;
河湖水系连通是指通过修建渠道、挖掘河道、改造湖泊等方式,将不同河流、湖泊之间相互连接起来,形成一个相互衔接的水系网络。基于复杂网络方法,从节点和子流域两个层面对海河流域水网的连通性进行分析。在子流域层面,用平均度指标评价流域连通度,用网络直径等指标辅助分析流域整体水系连通情况;在单个节点层面,用度指标、中介中心性指标分析流域水系各节点连通度的分布情况,实现了节点微观与流域宏观的结合。同时,引入聚类系数指标,获得每个子流域河网的空间分布特征。通过对研究结果的合理性评估,认为应用复杂网络方法能全面分析流域水系特征及连通情况,具有良好的应用前景。
2023年06期 v.34;No.172 16-26页 [查看摘要][在线阅读][下载 6655K] [下载次数:134 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:0 ] - 郑金丽;周祖昊;刘佳嘉;严子奇;李国文;王钦钊;
气象干旱是水文干旱发生的前兆,探究影响气象干旱向水文干旱传播的主要因素对建立有效的基于气象干旱的水文干旱监测预警具有重要意义。以抚河流域为例,采用标准化降水指数和标准化径流指数分别评估气象干旱和水文干旱,并构建基于流域分布式二元水循环模型的干旱传播评估方法,采用多因素综合影响贡献量分解法量化气候变化和人类活动对干旱传播变化的贡献。结果表明:建立的抚河流域分布式二元水循环模型模拟流域出口断面流量的纳什效率系数大于0.85,相对误差在5%之内;气象干旱向水文干旱传播关系变化的时间是1980s—1990s。相对于1956—1990年,1991—2019年气象干旱向水文干旱的传播率降低了8.3%;在气象干旱向水文干旱传播的影响中,气候变化的减缓作用占主导地位,贡献量为-9.9%;其次是人类活动的加剧作用,贡献量为1.6%;降水作为干旱的主要致灾因子,变化期增加了144.3 mm,这对于减弱气象干旱向水文干旱传播的敏感性起到主要作用。
2023年06期 v.34;No.172 27-34页 [查看摘要][在线阅读][下载 1817K] [下载次数:188 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:2 ] - 郝有茹;杨柳;朱记伟;李晟彤;王兵;
阶梯水价对于抑制城镇居民不合理用水具有重要现实意义。为了更好地发挥其杠杆作用,分析了西安市现行阶梯水价情况,采用供求关系定价模型,测算了2000—2020年水价、人均用水量及人均可支配收入的相关性和弹性系数,从用水量标准、居民接受度、加大阶梯水价级差、水费支出系数角度设计了4种阶梯水价优化方案,分析其节水效果,预测了未来几年水费支出系数。结果表明:西安市水费支出系数较小,阶梯水价应适当提高;水价、人均用水量与人均可支配收入存在显著的相关性,水价和人均可支配收入的弹性系数分别为-0.476、0.329;4种阶梯水价优化方案的一阶水价提升范围为0.71~1.30元/m~3,均能在不同程度发挥节水作用,其中方案4阶梯水价提升幅度最高,节水效果最佳,方案1和方案3从城市居民生活用水标准出发,适度提高水价,节水效果居中,方案2阶梯水价及水量调整幅度较小,节水效果较差;长期保持同一水价,水费支出系数会逐渐减少。研究成果可为城镇居民阶梯水价改革提供参考。
2023年06期 v.34;No.172 35-43+51页 [查看摘要][在线阅读][下载 1624K] [下载次数:77 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:1 ] - 王万杰;季柯妍;刘光;牛欣怡;陈静;刘波;束龙仓;鲁程鹏;
流域地表水-地下水相互作用中包括枯水季节深层地下水向河流稳定补给的基流,降雨入渗后形成的快速与慢速壤中流和洪水时期河道水位抬升引起的地表水补给地下水。目前对于地下水-地表水交换量的组成并没有清晰的定义,已有的水文实验和模拟方法不能准确辨析地下水-地表水交换组分。利用水文要素过程线,提出了综合新安江水文模型、改进马斯京根-康格(Muskingum-Cunge, MC)法和基流分割方法的技术框架,研究地下水-地表水交换量的组成情况,并以婺源江小流域出口断面为例进行了方法应用。研究结果表明:婺源江小流域的地下水-地表水交换量占出口断面总径流的43.54%~54.66%。饱和带中的浅层地下水占出口流量的8.41%~10.57%;降雨下渗进入浅层土壤补给河道的水流占6.81%~20.59%;深层地下水的稳定补给量占河道总径流的23.34%~26.54%。本研究提出了可以精细化辨析地下水-地表水交换分量的技术框架,结果可为类似流域水资源保护与管理提供理论依据。
2023年06期 v.34;No.172 44-51页 [查看摘要][在线阅读][下载 2195K] [下载次数:114 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:1 ] - 王莉;秦璐;黄梦博;曹瑞;郑兴;王东琦;
畜禽养殖废水有机物水质水量变化大,有机物、氨氮与磷的浓度较高,直接排放会严重危害环境。通过构建厌氧-好氧序批式反应器(SBR)处理预酸化畜禽养殖废水,分析了不同进水负荷条件下反应器对污染物的去除性能和微生物群落结构的变化规律。结果表明:SBR反应器对高负荷进水中TN、PO_4~(3-)—P和COD的平均去除率可分别达到64.5%、97.5%和94.5%。反应器出现NH_4~+—N和NO_2—N亚硝酸同时积累的短程硝化现象,这可能与高进水负荷对氨氧化菌和亚硝酸盐氧化菌的活性和种群的影响有关。与乙酸盐相比,以丙酸盐作碳源时污泥的强化生物除磷活性更高。随着进水负荷的增大,聚糖菌(GAOs)的相对丰度明显升高。四联球状菌(Tetrasphaera)为反应器中始终占优势的聚磷菌(PAOs),对反应器除磷性能有重要贡献。在高有机负荷条件下,SBR内PAOs与GAOs之间不存在明显的底物竞争关系,系统脱氮除磷性能未受影响。
2023年06期 v.34;No.172 52-60+68页 [查看摘要][在线阅读][下载 2605K] [下载次数:154 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:0 ] - 吕振豫;李梦杰;梁犁丽;刘志武;刘琨;
作为地面站降水监测的补充,以卫星遥感为代表的多源降水产品是准确识别区域特别是缺资料地区降水分布的关键。从时间和空间两个维度,以决定系数(R~2)、纳什效率系数(NSE)和相对误差(RE)为评价指标,以地面站实测降水信息为参照,比较评估了CFSv2、ERA5和基于改进model-X knockoffs的随机森林方法遥相关建模形成的降水产品(TPP)在巴西巴拉那河上游流域降水信息识别中的适用性。结果表明:TPP和ERA5预测研究区降水量与实测值拟合精度高于CFSv2产品。时间上,交叉时段3种典型降水产品计算研究区的面雨量与实测值拟合R~2和NSE均表现为ERA5>TPP>CFSv2,其中,CFSv2产品存在计算的面雨量较实测值偏大问题,拟合RE为28.2%;ERA5则相反,与实测值拟合RE为-10.3%;TPP产品计算的面雨量与实测值拟合RE最小,仅为0.33%。空间上,3种产品与遴选气象站点实测降水量拟合R~2和NSE表现为ERA5>TPP>CFSv2,|RE|则表现为TPP<ERA5<CFSv2,其中,CFSv2和ERA5产品在流域东南部高海拔少雨区与实测值拟合精度高于流域西北部低海拔多雨区。研究成果可为相似降水产品适用性评价研究提供借鉴,为巴拉那河流域径流预报、水资源综合管理提供支撑。
2023年06期 v.34;No.172 61-68页 [查看摘要][在线阅读][下载 3505K] [下载次数:47 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:0 ] - 董美君;侯精明;王添;马勇勇;张晔;张凡;谭显伦;杨磊;杨祎玲;
为了研究束窄河段对洪水演进过程特征的影响,采用二维全水动力模型GAST模拟了束窄段河道洪水过程,通过理想河道和灞河上游实际河道分析了河道束窄程度与洪水特性间的定量关系。结果表明:束窄断面形状对洪水过程特征中水深、流速影响的大小依次为V形>U形>梯形>矩形。断面形状相同时,束窄程度越大对水深和流速影响越大。河道束窄段上游水位壅高,下游水位相对降低但流速更大。扩宽河道束窄段可以降低上游水位及上下游流速差。在“8·19”洪水下,灞河束窄河段束窄程度降低时(原河道束窄程度为64.4%,河道疏浚后束窄程度分别为55.6%、46.7%、37.8%),上游最大水深分别减小0.669、0.985和1.066 m,上下游流速差分别减小0.702、1.592、2.550 m/s。洪量越大则河道水位越高、流速越大,束窄程度变化对水位和流速变化的影响也越大。将“8·19”洪水进行缩放入流情况下,原始河道最大水深分别为2.177、2.778、3.618 m,束窄程度为37.8%时最大水深减小至1.866、2.367、3.175 m。通过分析不同束窄程度的束窄段河道洪水过程特性,可为束窄段河道防洪提供参考。
2023年06期 v.34;No.172 69-78页 [查看摘要][在线阅读][下载 3745K] [下载次数:61 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:0 ] - 韩昕泽;宋松柏;孟雪;范良玉;彭政博;
研究陕西省和城市水资源分布演变特征可为研究区水资源管理提供依据。运用经验模态分解(EMD)方法、M-K检验法、小波变换、空间自相关分析方法,探究1994—2021年研究区不同尺度下水资源的时空演变规律。结果表明:全省尺度下陕西省水资源总量和地表水资源量呈现先减少后增大的不显著增长趋势,水资源趋势变化突变点主要出现在2004年前后,主要存在6和16 a的周期,地下水资源量呈现下降趋势,存在3个周期。分区尺度下,陕北地区演变特征较为独特,其余地区与全省水资源变化特征相似。城市尺度下,延安市水资源演变规律较为独特,关中地区不同城市水资源演变规律呈现东西差异。陕西省水资源分布存在空间集聚特征,陕南地区城市间出现热点集聚,关中地区北部及陕北地区出现冷点集聚,且集聚程度呈增加趋势。研究结果可为陕西省水资源安全及黄河流域生态保护与高质量发展提供科学依据。
2023年06期 v.34;No.172 79-87+97页 [查看摘要][在线阅读][下载 3772K] [下载次数:142 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:0 ] - 温芮;石晓昕;钱会;
为加快产业承接步伐,将安徽打造成长三角高质量承接产业转移的优选地,保障安徽省水资源的可持续开发利用十分重要。本研究依据安徽省2010—2020年的相关数据指标,结合安徽省实际发展状况,基于DPSIR-TOPSIS模型选取22个评价指标构建评价体系,通过障碍度模型分析影响安徽省水资源承载力的主要因素及障碍度。采用空间自相关法分析安徽省各市水资源承载力的关联程度,采用耦合协调度模型分析各子系统间的耦合协调度。结果表明:安徽省水资源承载力指数从0.326 9上升至0.728 6,呈向好趋势;影响水资源承载力的主要子系统为压力系统和影响系统,影响因子主要是自然保护区面积、工业废水排放量、工业SO_2排放量,障碍度分别占比14.80%、10.61%、8.68%;安徽省耦合协调度较为稳定,处于濒临失调状态;安徽省各市水资源承载能力整体向好,但内部空间差异较明显。加强安徽省水资源承载力的关键在于提高生态环境治理水平,研究结果可为安徽省未来水资源配置和高效利用提供科学依据。
2023年06期 v.34;No.172 88-97页 [查看摘要][在线阅读][下载 2104K] [下载次数:298 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:1 ]