基于PLUS模型的2030年滹沱河流域山区段生态承载力时空格局多情景预测

为探讨滹沱河流域山区段当前及未来不同发展情景下生态承载力的时空变化,应用植被净初级生产力改进的生态足迹模型测算分析了流域2015—2020年生态承载力的时空格局变化,并借助经过精度验证的PLUS模型对2030年区域自然发展、经济发展及生态保护三种发展情景下的生态承载力时空格局进行预测。结果表明:2015—2030年滹沱河流域山区段单位面积生态承载力整体格局变化不大,但内部空间分异明显,整体呈东南及西北区域单位面积生态承载力高,而东北、西南部区域单位面积生态承载力低的特点。2015—2020年区域生态承载力总量由1.0780×10^(6)bhm^(2)增加到1.0796×10^(6)bhm^(2),呈上升趋势;2030年自然发展和经济发展情景下区域生态承载力总量分别为1.0783×10^(6)、1.0782×10^(6)bhm^(2),与2020年相比呈下降趋势,草地向耕地的转移、林地向建设用地的转移是生态承载力下降的主要原因;2030年生态保护情景下生态承载力总量为1.0802×10^(6)bhm^(2),与2020年相比呈上升趋势,耕地向林地、草地转移是区域生态承载力增加的主要原因。各类用地的生态承载力总量由高到低依次为草地>耕地>林地>建设用地>水域,生态保护情景有益于林地、草地生态承载力总量的增加,经济发展情景有益于耕地和建设用地生态承载力总量的增加,水域生态承载力总量在各种发展情景下变化较小。生态保护情景更有利于未来生态承载力的增加,符合区域未来发展方向。严格控制草地向耕地的转变以及林地向建设用地的转变,继续实施退耕还林、还草生态工程,加强区域废弃矿山生态复垦的力度,将会提高区域未来生态承载力,实现区域生态安全及经济、社会、生态的可持续发展。

滹沱河石家庄段浅层地下水回补过程中磺胺类抗生素污染特征及风险评价

为识别地下水回补过程中磺胺类抗生素(SAs)的污染特征及风险水平,于2020—2021年分2期采集滹沱河补水沿线16口浅层监测井的地下水样品,采用固相萃取-超高效液相色谱串联质谱法,测定分析地下水中20种SAs的浓度水平及分布特征,并利用风险熵值法进行生态及人体健康风险评价。结果表明,地下水中SAs总体污染程度较低,回补初期地下水中共检出7种SAs,按检出率大小依次为磺胺甲恶唑(93.75%)、磺胺嘧啶(37.50%)、磺胺氯哒嗪(18.75%)、磺胺吡啶(18.75%)、磺胺甲氧嘧啶(6.25%)、磺胺脒(6.25%)、磺胺醋酰(6.25%),平均检出浓度最高的为磺胺嘧啶(29 ng/L)和磺胺甲恶唑(9.2 ng/L)。在优质南水北调水回补的混合稀释作用下,地下水中SAs检出率和检出浓度呈明显下降趋势。历史污水处理厂排放及农业畜禽养殖污染是造成局部区域下水中SAs污染的主要原因。地下水中磺胺甲恶唑和磺胺嘧啶在回补初期属于中等生态风险,且磺胺嘧啶对人体健康具有中等风险。回补后期各SAs评价均无明显生态风险和健康风险。

采用水平定向钻拖管穿越滹沱河施工技术研究

太忻一体化经济区滹沱河供水工程,在桩号Gjz11+693.84-Gjz12+169.00(滹沱河堤防外坡脚管线桩号)段与滹沱河相交,根据河道地质状况,确定采用水平定向钻工艺穿越滹沱河。文章介绍了水平定向钻施工准备、导向孔钻进、扩孔洗孔、回拖等施工工艺,可为同类水利水电工程施工提供一定的参考与借鉴。

2019—2022年河北省境内滹沱河水质综合评价

以河北省境内滹沱河水质为研究对象,设置定魏桥交叉口、退水渠和献县枢纽三个监测点,对该区域2019—2022年的水质进行监测,检测pH值、DO、石油烃、叶绿素a、总氮、高锰酸钾指数等水质指标,利用《地表水环境质量标准》(GB 3838-2002)中Ⅲ类水水质标准和TLI(Trophic Level Index,综合营养状态指数)对水质进行评价。结果表明,采样区水质部分指标劣于地表水Ⅲ类水标准,超标因子依次为总氮、高锰酸钾指数和石油烃;水体营养状态分级表明该地区属于中营养状态,监测的四年中营养状态整体呈逐年下降趋势。

山西省举行滹沱河(山西段)自然资源首次登记仪式 标志着全省自然资源确权登记打通“最后一公里”

山西省自然资源厅近日举行滹沱河(山西段)自然资源首次登记仪式。省自然资源厅党组书记、厅长,省自然资源总督察姚青林出席并致辞。省财政厅、省生态环境厅、省水利厅、省林业和草原局、省地质勘查局等部门代表参加。省自然资源厅党组成员、副厅长李明亮主持仪式。

万家寨引黄南干线滹沱河连通工程取水口的选择和设计优化

万家寨引黄是一项大型跨流域引水工程,该工程从黄河万家寨水利枢纽取水,分别向太原、大同和朔州三个能源基地供水。文章基于施工条件、洞线布设、水流流态以及运行管理便利性等因素考虑,选择周家堡支洞作为万家寨引黄南干线滹沱河连通工程引水线路的引水口。对周家堡支洞与南干线7号洞垂直相交的现有交叉口处进行局部改造,增设跌水坑进行引水,并对包括周家堡支洞分水口跌水坑、引水主洞线进水闸等取水设施进行了设计优化。

万家寨引黄南干线滹沱河连通工程对沿岸土壤盐渍化的影响

本研究以万家寨引黄南干线滹沱河连通工程天然输水河道长畛河、阳武河为研究区域,调查和评价工程未建设前土壤盐碱化现状水平,在此基础上,按照土壤环境影响评价导则,采取土壤盐化综合评分预测方法,定量预测应急输水期对沿河两岸土壤环境盐化的影响,为工程建设可持续利用提供依据。

以历史文化元素绘就石家庄滹沱河的文化韵章

滹沱河是华北地区重要的河流之一,横跨山西、河北两省,流经忻州、阳泉、石家庄、衡水、沧州五市,最后在河北献县汇入子牙河经天津海河注入渤海。整个流域面积2.73万平方公里,有太行山地、忻定盆地、河北平原,土地肥沃,水量充沛,风景优美、物产丰富。在滹沱河流经的五个地级市中,石家庄是唯一的一个省会城市,也是流经区县最多的一个城市。滹沱河源远流长,历史悠久。有《水经注》云“其大如轮,泉源涌沸,腾波奋发,以巨石投之,水辄喷出,亦云潜通燕京山之天池也”。

面向生态基流的滹沱河流域水资源配置研究

为解决黄壁庄以下滹沱河生态基流问题,缓解滹沱河流域各用水户之间的矛盾,以滹沱河流域河北段为研究对象,通过概化生态基流虚拟单元,优化生态基流供水顺序,构建区域精细化水资源配置(GWAS)模型,开展滹沱河流域河北段基准年(2020年)及规划年(2025年)在平、枯、特枯情境下的水资源配置研究。结果表明:基准年和规划年的生活、生态及工业用水基本得到满足,但农业需水却始终存在一个缺口,其中基准年在平水年综合缺水率为5.48%,枯水年综合缺水率为10.80%,特枯年综合缺水率为13.37%;规划年在平水年综合缺水率为8.15%,枯水年综合缺水率为13.15%,特枯年综合缺水率为17.24%。在不同水平年,农业缺水现象普遍存在,但基本上可满足区域的可持续发展要求。研究成果可为水资源本底较差区域的水资源配置及河道生态基流量的保障提供一定的参考。

滹沱河特大桥异形钢塔加工制造关键技术

滹沱河特大桥钢塔为卷轴造型钢结构桥塔,其钢塔均为异形结构,加工难度极大,精度要求高。滹沱河特大桥从钢塔下料、单元件加工、块体组拼、节段拼装等技术质量方面进行重点研究,确保加工质量及进度。因项目工期紧,钢塔的加工直接关系到大桥能否如期完成。本文结合滹沱河特大桥工程实例,重点介绍了滹沱河特大桥钢塔加工制造施工中,钢塔下料、单元件加工、块体组拼、节段拼装施工等关键技术,以供今后类似桥梁工程施工借鉴。

滹沱河供水工程上佐加压泵站素土挤密桩施工分析

上佐加压泵站为太忻一体化经济区滹沱河供水工程建安03标的一项主要工程内容,泵站地基主要为自重II级(中等)湿陷性场地,湿陷土层厚度为10.5~17.5 m,地基持力层为低液限黏土层,按照设计要求,采用素土挤密桩对地基进行处理。文章从施工地质条件、施工准备工作、主要流程及工艺、质量控制要求和施工安全措施五个方面,对上佐加压泵站素土挤密桩施工进行了设计分析,有效处理了泵站建筑物的基础质量,为后续施工奠定了基础。

径流变异对滹沱河流域水库生态调度的影响

分析了滹沱河中上游径流变异情况并计算了河道生态流量,通过构建岗南黄壁庄梯级水库供水及生态多目标优化调度模型,并采用NSGAⅡ求解多种情景方案,探求入库径流变异对水库生态调度的影响。研究结果表明:小觉站和平山站径流分别在1983年和1979年发生变异,流域径流整体呈显著下降趋势;利用频率众值法、Tennant法和年内展布法计算的河道理想、适宜及最小生态流量对应的年生态需水量分别为9.85亿、5.85亿、3.23亿m^(3);农业灌溉及生态需水缺水率随来水频率的增大而显著增大;入库径流下降趋势显著且发生变异,致使变异后不同水平年水库调度的供水保证率均有所降低;农业灌溉需水和生态需水矛盾显著,枯水年农业灌溉供水率降低4%可提高12%的生态供水率。

滹沱河冲洪积扇生态环境及其演化

滹沱河冲洪积扇目前生态环境问题较为严重。文中以影响全区生态系统的主要因素——地下水为主线,将地表水和地下水作为一有机的整体,综合研究和分析滹沱河冲洪积扇生态环境演化的特征及其背景。调查研究表明,由于上游水库截流,导致滹沱河常年断流,河床干枯逐渐,沿岸生态环境恶化;平原区地下水的入渗补给被截,水位下降,使浅层地下水遭受工业废水和农业面源污染。水质检测分析表明,影响扇区地下水的常规无机组分是总硬度、铁、锰、硝酸盐氮等。扇区生态环境恶化的关键因素,除人们环保意识较差造成的污染外,主要源于扇区地表水断流,水位下降改变了地下水循环的路径,破坏了其补、迳、排固有的天然平衡,从根本上改变包气带水和土壤水的背景值,增加了地下水遭受污染的风险。据此提出要保证滹沱河有足够的生态用水,逐步修补和恢复扇区生态环境的建议。

石家庄滹沱河山前冲洪积扇地下水位动态演变特征及影响机制

为探寻人类活动影响下的石家庄滹沱河山前冲洪积扇地下水位动态时空演变特征及影响因素,以研究区年降水量、地下水埋深、地下水开采量,人口、GDP等数据为基础,绘制不同阶段的地下水平均水位变幅图和地下水流场图,探讨了地下水流场时空演变特征,在此基础上充分探究了人类活动(地下水开采、人工压采)、自然因素(降水)和其他因素(人口、GDP、土地利用类型)对地下水位动态的影响机制。研究结果表明:1)时间尺度上,1980—2000年研究区年均地下水埋深缓慢增大,2000—2015年快速增大,2015—2021年呈现减小趋势,其中2016年为转折点;空间尺度上,研究区地下水埋深呈现西北小、东南大的特点,地下水整体由西北流向东南。2)1980—2015年研究区内地下水降落漏斗面积较大,地下水在漏斗区发生汇流,2015年后研究区内地下水降落漏斗面积逐渐减小,汇流情况逐渐消失。3)1980—2000年降水与地下水农业开采为年均地下水埋深变化的直接主导因素,2000—2015年地下水工业开采转变为直接主导因素,2015—2021年人工压采转变为直接主导因素。4)人口、GDP以及土地利用类型间接影响研究区整体地下水埋深,石家庄滹沱河山前冲洪积扇地下水埋深变化有明显的阶段性特点。

滹沱河山区径流多尺度变化规律及影响因素研究

径流是反映流域气候及地理环境变化的重要指标,辨析其多尺度变化特征及影响因素,对于认识气候变化背景下流域水文情势变化规律及维护水资源安全具有重要意义。以滹沱河山区小觉流域和冶河流域为例,结合水文和气象数据,应用Mann-Kendall趋势分析、突变检验及Morlet小波函数等方法,分析两流域1960—2018年径流深趋势、突变、周期等多尺度变化特征,并利用相关分析与随机森林模型揭示了气温、降水、潜在蒸散发、叶面积指数对不同时段(汛期、非汛期)月径流深变化的相对重要性。研究结果表明:1960—2018年多年平均尺度上,冶河流域径流深(69.34 mm)大于小觉流域(39.07 mm),两流域年径流深均呈显著下降趋势,且冶河流域的下降速率(13.0 mm/10a)大于小觉流域的下降速率(8.7 mm/10a);在月和季节尺度上,两流域径流深也呈现显著下降趋势,尤其在夏季时段径流深下降趋势最快。小觉流域和冶河流域径流深分别在1981和1979年发生突变,且突变后径流深下降速率较突变前有所减缓,同时极端流量出现频率减少,其中8月份流量减小幅度最大。小觉流域的径流深主周期分别为15、8和5 a,冶河流域的径流深主周期分别为16、10和5 a,在第一主周期的时间尺度上都存在5个丰枯变化周期。对汛期和全年时段进行相关分析和随机森林模型的结果表明,降水是影响流域径流长期变化的主导因子,尤其在汛期时段;在非汛期,叶面积指数是影响径流变化的重要因素。

山区侧向流对滹沱河冲洪积扇地下水补给与硝酸盐动态的影响

山区侧向补给是华北山前平原冲洪积扇含水层重要补给来源,影响平原区地下水水量和水质动态。近年来受极端气候和人类活动影响,山区对冲洪积扇平原区地下水的侧向补给机制及其对地下水硝酸盐动态的影响仍不明确。本研究以滹沱河冲洪积扇为研究区,利用水文观测、水化学和同位素示踪等方法,估算山区侧向补给通量和硝酸盐输移通量,揭示山区侧向补给与平原区地下水的补给关系,分析山区侧向补给对地下水硝酸盐分布的影响。根据水文地质条件,将采样点划分为4个子区:滹沱河冲洪积扇北部扇顶(Ⅰ区)、扇中(Ⅱ区)、滹沱河附近扇缘区(Ⅲ区)以及滹沱河冲洪积扇南部区域(Ⅳ区)。地下水硝酸盐动态监测数据表明,滹沱河北部的山区断面地下水硝酸盐浓度高于南部断面,平原区北部Ⅰ区和Ⅱ区地下水硝酸盐浓度高于南部Ⅳ区;且沿地下水流动方向,地下水硝酸盐浓度均值呈现Ⅰ区(105.28 mg·L^(−1))>Ⅱ区(99.22 mg·L^(−1))>Ⅳ区(37.10 mg·L^(−1))>Ⅲ区(23.08 mg·L^(−1))的空间分布特征。利用地下水氢氧同位素示踪揭示了山区侧向流对冲洪积扇北部地下水补给影响范围为扇顶和扇中,而冲洪积扇南部因地下水超采改变地下水流场,其影响范围主要为扇顶。利用达西定律计算2022年3月至2023年2月山区侧向流对滹沱河冲洪积扇平原区的补给量为2.10×10^(8)m^(3),硝酸盐通量为239.56×10^(5)kg,且北部山区侧向补给的水氮通量大于南部,这也是影响平原区地下水硝酸盐空间分布的重要原因。山区侧向补给对冲洪积扇平原区地下水量和水质的影响不容忽视,因此,实现源头综合治理,降低山区地下水污染物浓度,对下游平原区面源污染管理,防止地下水硝酸盐污染具有重要意义。

基于GAMLSS模型的滹沱河径流分析

为探究当今环境下径流序列的非一致性特征,更好地预判洪水事件的发生,以海河流域的滹沱河为例,采用GAMLSS模型,以时间、水库指标和气候指标为协变量,对滹沱河1970~2012年间的径流序列进行非一致性频率分析。结果表明,滹沱河的径流序列存在明显的非一致性特征,表现出趋势性和突变性;GAMLSS模型对变化环境下径流模拟具有良好的效果,可充分捕捉气候变化对洪水的影响,优于传统的一致性模型;大尺度气候指标NINO1+2和NAO的变化显著影响滹沱河的洪水事件,该两项气候指标值增高时带来低洪水风险,降低时带来高洪水风险。

新型防渗材料钠基膨润土防水毯(GCL)在滹沱河生态修复三期工程(灵寿县)中的应用

钠基膨润土防水毯(GCL)作为新型防渗材料在水利工程中得到广泛应用。它具有整体稳定性好,抗变形强度高,施工操作简便,生态环保和永久防渗等性能,在滹沱河生态修复施工应用中收到了良好的防渗效果。此文阐述防水毯的防渗机理和施工工艺,并对施工应用中注意事项给予特别介绍,为今后防水毯的使用技术起到指导作用。

滹沱河河湖景观工程对河道防洪影响分析

通过收集相关资料,现场实地查勘,分析工程建设对河道防洪的影响以及河道行洪对工程的影响,提出了消除或减轻洪水影响的措施。

河北省滹沱河冲积平原地下水质量及污染特征研究

地下水是河北省滹沱河冲积平原主要工农业及生活用水水源,地下水质量状况直接影响到区内居民的日常生活。为阐明人类活动影响下该区地下水质量状况,本次研究共采集了482组地下水样品进行测试分析,测试指标包含了无机常规指标以及挥发、半挥发性有机指标,共64项。利用改进的模糊数学综合评价法,评价结果显示:超III类水样点占到总取样点的21.5%,主要分布在工业聚集区和排污河流两侧,且冲洪积扇轴部水质明显劣于中部和扇缘地带。影响地下水质量的主要为常规无机组分,如溶解性总固体、总硬度、铁、锰、硝酸盐氮等,有机组分超标点较少,检出率较高的组分为三氯甲烷、四氯化碳、四氯乙烯和邻二氯苯等,利用EPI Suite软件计算可知高检出组分GUS值均较高,有较高的一致性。对地下水化学指标检出和超标因素进行分析,得出原生水文地质环境和人类活动影响是造成毒性金属、三氮、有机检出和超标的重要因素。