基于下垫面遥感数据的山东省汇流地类分区

基于山东省2020年下垫面遥感数据及高分辨率DEM资料,从影响汇流的下垫面因子出发,按地貌-土地利用组合进行了汇流地类划分,并对全省53个不同面积的子流域汇流地类进行了分析。依据中国1∶100万数字地貌分类方案并结合山东省地貌实际情况,山东省地貌类型主要分为平原、丘陵和山地3类,平原、丘陵、山地之间的起伏度临界值分别为30、100 m,相应的坡度临界值分别为1.8°、5°;基于中国多时期土地利用遥感监测数据集土地利用分类系统,将耕地划分为水田和旱地,单列裸土地,最终将山东省土地利用分为8个大类;将地貌划分结果和土地利用划分结果进行叠加,划分山东省汇流地类为平原-旱地、平原-建设用地、丘陵-旱地等22类,其中平原-旱地面积占比最大;从子流域汇流地类平均情况来看,随着子流域面积增加,汇流地类数不断增加直至稳定,而最大汇流地类占比不断减小直至稳定。

打破学科壁垒,开发“通式教学”——“欹器的探究和复制”教学设计及反思

研究欹器这一种失传古器，识读古文，了解历史，感受文化之美，同时，探究它的奇妙背后的物理原理，进一步设计并制作出它的模型。

用水总量控制指标的确定方法研究

基于最严格水资源管理制度的要求,用水总量控制"红线"就是要强化水资源管理的约束力,促进水资源优化配置,提高用水效率,确保水资源可持续利用。基于"用水总量控制指标确定时应考虑当地水资源特性和当地社会经济及生态环境对水的需求两方面因素"的原则,系统讨论了狭义、广义及严格意义地表(地下)水资源可利用量的概念,提出了确定用水总量控制指标的方法体系。最后以胶南市及乳山市为例,计算了两市各规划年的用水总量控制指标,为两市用水总量控制制度建设和控制指标分配提供了依据。

水库供水过程预警方法研究

水库预警是水资源预警管理的重要组成部分,对水资源综合利用和可持续发展具有理论意义和实用价值。目前,水库供水预警方法单一,缺少定量研究。基于"3条红线"中的用水总量控制红线,首次提出了点预警与过程预警的概念,给出了中型水库(包括城乡生活和工业供水为主、综合利用水库2种情况)点预警线和过程预警线的定量确定办法,建立了相应的预警机制。以胶南市铁山水库为例,进行了点预警和过程预警管理。

水资源系统与社会经济生态系统协调性评价

水资源系统与社会经济生态系统的协调性已越来越引起关注。首先利用主成分分析法,分别求出水资源系统与社会经济生态系统的综合评价指数,然后采用距离协调度模型得到两个系统间的协调度值,对两个系统的协调性进行了定量分析。以山东省为例,计算了2001-2012年两系统的协调度值。结果表明:两系统综合评价指数总体趋势上升;两系统发展虽然不同步,但协调性良好。

水库供水预警方法及应用研究

水库预警对水资源综合利用和可持续发展具有理论意义和实用价值。目前,水库预警多为定性分析,定量研究很少。在参照前人研究成果的基础上,基于"三条红线"中的用水总量控制红线,首次提出了定量确定不同功能水库(包括以灌溉为主、以城乡生活和工业供水为主、综合供水水库三种情况)可供水量警戒线和预警区的方法,给出了水库预警的定义和方法。以胶南市小珠山水库为例,将预警期延长为非汛期,并进行了预警管理。为胶南市最严格的水资源管理的实施,经济社会可持续发展提供了技术支撑。

水文年水循环属性探讨

根据莱芜河道水文站1956—2016年的历年逐月降水资料,每年最大4个月降水主要出现在汛期4个月,占年降水的75%以上,是流域蓄水既地表水、地下水的主要生长形成上升期,剩余8个月降水不到年降水的1/4,是流域蓄水既地表水、地下水的衰减消耗下降期。月模比系数差积过程线形象地表达了水文年水循环的年周期震荡过程,证明了水文年的水循环是一个相对日历年更为完整的年水循环过程。通过月降水径流回归分析,得出汛期月径流主要影响因素是月降水及前月降水;枯水期月径流主要影响因素是前月经流。也从一个侧面证明了水文年水循环是一个比日历年更为完整的年水文循环过程。据此进行每年12月、1月、2月3个月的径流预测是可行的,为研究水文年水循环规律提供参考。

基于SWAT模型的沂蒙山水土流失治理区地表水与地下水转化规律研究

为研究沂蒙山水土流失治理区,气候及植被覆盖变化影响下,水资源转化规律,以蒙阴县岸堤水库控制流域为研究对象,采用归一化植被指数(NDVI)为指标,分析植被覆盖的时空变化规律,采用分布式水文模型SWAT研究流域水文要素的时空演变规律,定量分析地表水与地下水转化量。计算结果表明:2000-2016年,流域NDVI呈增大趋势,其中2007-2009年,NDVI显著增大;空间上,84%的流域面积NDVI都呈现增加趋势。SWAT模型模拟效果较好,1990-2016年,流域平均降水量611.96 mm,径流量225.96 mm,地表径流量126.07 mm,基流量72.07 mm,潜水补给量119.52 mm。径流量中,地表径流占55%,基流量占27%,壤中流占18%。潜水的补给中,地表水量仅占5%左右,主要补给水源为降水。在气候条件与地表植被覆盖条件的综合影响下,2006年前后地表径流减少22%,地表水向地下水转化量减少,地下水向地表水转化量增多。研究成果可为沂蒙山区水资源的合理开发利用、水土流失治理提供理论依据和技术支撑。

1998-2018年山东省植被覆盖变化及其水文响应规律研究

植被覆盖变化通过影响径流的形成与演变,进而影响区域水文循环过程。以归一化植被指数(NDVI)为植被覆盖表征指标,分析1998-2018年山东省植被覆盖时空变化规律,及其与径流的变化关系,采用Copula函数构建NDVI与径流的二维联合分布。研究结果表明:1998-2018年,在时间与空间上,山东省NDVI均呈增大趋势,径流深与NDVI呈正相关。在NDVI与降水量的共同影响下,2011年前后,山东省径流深减少30%。通过拟合优度检验,采用Gumbel Copula函数构建径流深与NDVI的二维联合分布。随着径流深与NDVI的增大,两者的联合概率值及重现期增大,由等值线图可以确定不同径流深与NDVI组合的联合概率值及重现期。研究结果对水资源的可持续开发利用及发展规划的制定具有一定指导意义。

水功能区限制纳污指标确定方法

基于最严格的水资源管理制度的要求,对水功能区主要污染物COD和NH3-N在规划年的排放量(处理前)进行了预测,计算了水功能区纳污能力,在此基础上对污染物的削减量进行预测,确定了水功能区限制纳污控制指标,并将研究成果应用于山东省胶南市,为该市污染物的排放提供了技术依据。

弥河流域平原区地下水埋深时空变化特征及可开采性分析

针对弥河流域平原区地下水不合理开采利用的现象,采用1985-2015年地下水位监测资料,运用相关性分析法、普通Kriging插值法研究地下水埋深时空的动态变化及分布特征,并分析其影响因素,同时结合GIS和水位动态法划分超采区,评价地下水开采适宜度。结果表明:受气候变化和人为活动的双重影响,弥河流域平原区地下水埋深整体呈逐年增加趋势,年内地下水位2-3月最高,5-6月降至最低;埋深空间分布受地形影响,自西南向东北减小,青州与寿光交界处在1995年左右出现小范围降落漏斗,漏斗中心地下水埋深逐年增加;至2015年,研究区可适宜开采区主要分布于寿光、青州、临朐等市县,面积710.2 km 2,仅占全区总面积的21.0%。

滨海凝灰岩山丘区海水入侵成因研究

以荣成市俚岛为研究对象,从地质构造条件、水动力学条件、水化学分析等三个方面对滨海凝灰岩山丘区海水入侵成因进行了研究,揭示了俚岛裂隙水含水层海水入侵的途径及机理。首先通过高密度电法物探测量,结合前期地质调查工作成果,推测出后疃地段斜贯工作区的俚岛断裂为海水补给地下基岩裂隙水的重要通道;其次通过钻孔施工和抽水试验,得出后疃地段基岩海水入侵区整体的地下水径流方向与地下淡水的补给方向一致,表明在自然状态下,该地段海水与地下淡水二者形成了一种动态平衡的地下水流场;最后通过水化学分析,得出研究区潜水未出现海水入侵,而基岩裂隙水出现了海水侵入,基岩裂隙井中海水混入比例为6.5%~22.76%,且海水入侵到地下淡水过程中不仅发生了混合作用,还发生了阳离子的交换吸附作用,形成钠离子被吸附,而钙离子被解吸的现象。

细辨“波双子”——声与光

声和光，一个属于机械波，一个属于电磁波，本质属性的不同必然导致它们在各方面都会表现出一定的差异，比如声波只能在介质中传播而光波在介质和真空中都能传播。比如打雷时“先见闪电而后闻雷声”，再比如门外有人喊话时“闻其声而不见其人”，等等。声和光，又好似波家族的一对“双子”，具有波的一切共有特性，在传播、反射、折射、干涉、衍射等方面又具有惊人相似之处。因此，有些特点很容易混淆，有些现象常常被忽视。笔者对此谈谈自己的看法，与老师们进行讨论。

基于改进Tennant法的大沽河河道内生态水量分析研究

目前,河流生态水量的计算方法大致分为水文学法、水力学法、生境模拟法、整体分析法4类,各方法均具有优劣条件。Tennant法是水文学法中应用最为广泛的方法,该法简单易行、便于操作,不需要现场测量,是脱离特定用途的综合性计算方法。但传统的Tennant法作为一种设定标准,在一定程度上不能较好反映河流流量的季节特性,文章以大沽河流域为研究对象,采用南村站实测流量和还原资料,通过改进Tennant法对河道内生态水量进行了分析研究。

黄河下游支流大汶河鱼类多样性及影响因子分析

为了解黄河下游支流大汶河鱼类多样性及其与环境因子的关系,分别于2017年4月和10月对大汶河24个采样点进行鱼类及环境调查,采用冗余分析方法识别了影响大汶河鱼类个体数量和多样性指数的主要环境因子。结果表明:2017年共采集到鱼类8 299尾,隶属于4目16科25种,其中鲤科鱼类共15种;鱼类多样性和均匀性较差,优势种以鲫(Carassius auratus)、■(Hemiculter leucisclus)和乌鳢(Channa argus)等耐受性较强的平原性鱼类为主;大汶河鱼类物种数量、生物量和多样性指数的季节性变化不显著,但是秋季个体数量显著大于春季;影响大汶河鱼类个体数量的主要环境因子是水深和河宽,而影响鱼类多样性指数的主要环境因子是DO。

山东水资源与环境社会经济协调发展综合评价

研究提出了水资源与环境、社会经济协调发展评价的指标体系、定量方法与分级标准;按协调程度对山东省水资源进行了综合评价,并划分为7个类型区。为实现山东省水资源与环境、经济的协调及社会的可持续发展提供科学依据,为探讨水资源综合评价方法提供可借鉴的经验。

基于DPSIR模型的沂河水资源可持续利用评价

基于“驱动力-压力-状态-影响-响应”(DPSIR)系统模型,分别从水资源、经济社会和生态环境等方面选取22个评价指标,建立了沂河水资源可持续利用评价指标体系,运用基于层次分析法和熵值法的综合权重法确定各指标权重,采用综合指数法进行水资源可持续利用评价。研究表明:沂河水资源可持续利用综合评价值介于0.478~0.633,可持续利用水平为基本可持续,准则层以影响评价值最高,其次是状态、压力、驱动力和响应。通过实际调研可得,评价结果与流域实际情况基本相符。近年来,沂河水资源可持续利用水平逐渐提高,但未来仍需通过加大政府水利投入、增强人民环境保护观念等措施,提高沂河水资源可持续利用水平。

山东省山丘区典型流域产流机制研究

本研究通过综合选取15场次暴雨洪水资料,对本流域流量过程线、气候地理和下垫面特征及降雨径流关系等相关因素进行了综合分析,确定了流域以蓄满产流为主的产流模式。同时,分析了不同前期影响雨量和洪水稀遇程度对产流机制的影响,对山东省一般山丘区流域产流机制研究具有一定的借鉴意义,为流域的产汇流规律研究打下了重要基础。

济南市城市水资源精确测验与评价研究

以济南市城区及近郊为研究区,用定点观测结合详细调查的方法,取得降水、地表水、地下水、排水、耗水等实测数据；用水量平衡方法,对实测资料进行可靠性验证；运用水文学与水文地质学相结合的方法,进行城市水资源评价.探索出了一套城市水资源精确测验和调查评价方法,可在我国北方地区推广应用.

山东省设计暴雨雨量历时关系分析

设计暴雨雨量历时关系是均值历时关系和变差系数历时关系组合的结果。根据最新的山东省暴雨统计参数综合研究成果,分析了暴雨均值和变差系数随历时的变化关系及其空间差异和影响因素,同时分析了设计暴雨雨量历时关系随频率变化的各种类型,对设计暴雨洪水研究具有重要意义。