白洋淀环境生态变迁及其对雄安新区建设的影响

白洋淀是华北平原最大的浅水湖型湿地,研究该流域生态环境变化,对维持华北平原生态平衡和雄安新区的建设具有重要意义。白洋淀经过多个朝代的改造和治理,特别是清代千里堤的修建,形成了现在的基本格局。为了给白洋淀环境生态系统修复和雄安新区防洪工程体系建设提供理论依据,根据多年来对白洋淀的相关研究成果,通过梳理分析掌握的数据和资料,运用数理统计等方法,探讨相应的影响因素和变化规律,以白洋淀为核心,从历史、水资源、水质、生态及社会生产系统等多个角度论述白洋淀的变迁及发展趋势,并进一步探讨白洋淀环境生态与雄安新区建设的内在联系;分析认为雄安新区防洪工程体系的建设和白洋淀环境生态系统的改造在系统功能上相互制约,在规划布局上要融为一体。

气候因素对白洋淀上游主要河流径流的影响

采用Mann-Kendall(M-K)检验法、小波分析及R/S分析法,对白洋淀上游主要河流1986—2015年3个典型水文站点径流及降雨、气温的年际变化趋势、突变点、周期变化和持续性等演变规律进行分析,并探讨径流对降雨、气温的响应关系。结果表明:流域上游3个水文站点年径流均呈下降趋势,周期变化呈大-小-大趋势,且未来一段时间年径流仍将处于减少趋势。紫荆关站不存在突变点,倒马关站突变点发生在1994和2009年,阜平站突变点发生在2006年。流域上游年降雨量也呈下降趋势,但下降趋势不明显,其变化率为1.68/(mm·年^(-1));年均气温呈上升趋势,变化率为0.05℃/年。通过突变检验分析可知年降雨量没有明显的突变点,气温突变点发生在1993年。年降雨量和年均气温第一主周期分别为13年和14年。未来一段时间降雨、气温Hurst指数分别为0.69和0.75,流域会延续降雨量减小、气温升高的趋势,且持续性较强。通过演变规律分析得出气温变化影响径流量的大小,而降雨周期变化对径流周期影响更显著。

引黄入冀补淀工程白洋淀补水方案研究

通过对白洋淀入淀水量主要来源及补水途径的分析,论述了引黄入冀补淀工程的重要性。利用白洋淀十方院水文站97年(1920—2016年)的年平均水位资料,采用M-K突变性检验出白洋淀水位变异点为1963年、1965年,1983年后下降趋势显著。分析1980—2016年白洋淀水位特征,计算白洋淀不同频率下月最低水位,结合年内展布法得到逐月水位过程,选择年内不同水位过程下的典型年,提出了针对于引黄入冀补淀工程的白洋淀补水方案:当白洋淀10月1日水位为6.96 m时,可不向白洋淀补水;当白洋淀10月1日水位分别为6.44、5.66 m时,通过本工程向白洋淀补水1.21、1.76亿m^3;当白洋淀8月16日水位为5.34 m时,立即启用本工程进行引水,向白洋淀补水1.58亿m^3,于11月初结束,至次年1月继续补水0.42亿m^3。

白洋淀湿地生态系统演变及健康状态评价

为明确白洋淀生态现状,2018年调查了白洋淀水生态环境状况,分析了生态系统的演变及影响因素,构建白洋淀湿地生态系统健康评价体系,运用多级模糊综合评价法对湿地生态系统健康状况进行综合分析。结果表明:白洋淀湿地耐污性较强的生物在优势物种中所占的比重逐年增多、生物群落结构趋于简单,此现象与淀区水量、水质和人类活动紧密相关。白洋淀湿地健康等级为亚健康状态,其中生境指标的健康状况较差。研究结果可为白洋淀生态治理提供一定的理论参考。

引黄入冀补淀工程水流演进及分水流量调控研究

依据引黄入冀补淀工程通水流量资料,将河北省内输水主干线划分六段,利用灰色关联分析法推求水流传播时间,通过马斯京根建模法模拟河北省主输水线路的水流演进过程,运用逆时序反演推求满足下游分水流量时上游应达到的流量。结果表明,水流进入河北省界到达白洋淀的传播时间为12d;根据各分水口引水时间对17种分水组合进行反演,算出对应各断面的流量及水位要求,结果与实际情况基本吻合;在只向白洋淀供水阶段满足大树刘泵站抽水水量15、20、25、30m^3/s要求下,对应入卫河倒虹吸流量(水位)应分别达到37m^3/s(47.32m)、47m^3/s(47.41m)、59m^3/s(47.50m)、69m^3/s(47.57m)。

河北省口头水库入库径流变化规律及归因分析

本文基于1980-2018年口头水库上游流域水文气象数据,采用M-K突变检验结合滑动t检验法对口头水库水文气象要素的变化情况进行分析并通过建立SWAT模型对流域径流进行归因分析。结果表明,口头水库年际入库径流呈减少趋势,线性递减率为-1.35 mm/a,在1997年和2004年发生了突变,变化期(1997-2018年)与基准期(1982-1996年)相比径流减少了47.80%,其中显示降雨、气温等气候变化对径流减少贡献率为48.93%,土地利用变化、取用水和水利工程运行等人类活动对径流减少贡献率为51.07%,并且在变化期人类活动对径流的影响程度呈增加趋势。