白河包营枢纽船闸下游口门区优化方案研究

包营枢纽下游引航道口门区流场复杂、混乱。为保障内河船舶通航安全,对枢纽下游河道整体水域进行数值模拟研究,分别对比分析扩宽河道、扩宽河道+口门区设置导流墩、扩宽河道+布置隔流堤3种优化方案前后的枢纽通航条件。结果表明,原始方案中,当流量最大时横流、纵流最大流速分别为0.95、3.60 m∕s,超出0.65、1.60 m∕s的安全限值,且延长隔流堤导致末尾处下泄主流出现较大回流、横流的不良流态。最终选定在扩宽河道的基础上设置导流墩为最佳优化方案,与其他方案相比,此方案可加强主流与口门区局部流场的动量交换,减小速度梯度以及主流与口门区夹角,显著改善口门区水流条件,保障船舶通航安全。

导流墩布置对岩滩升船机下游口门区通航水流条件影响

针对岩滩升船机升级改造后口门区水流紊乱,横流、回流强度超标等问题,采用二维数学模型,重点论述导流墩不同布置方式对口门区通航水流条件影响,分析导流墩不同形状、数量和相对间距下的水流流态,对比口门内横向流速、纵向流速及回流流速等水力参数,进一步探究导流墩布置规律,优化导流墩布置方式。结果表明:导流墩对口门区通航水流条件有明显改善作用,在岩滩下游口门区布置7~8个八边形导流墩,且当导流墩的间距和长度之比控制在0.50~1.00范围时,可有效改善岩滩升船机下游口门区通航流态,使其满足船舶安全通航要求。

信江八字嘴航电枢纽工程坝址方案选择

在信江下游鄱阳湖区,地形水系复杂,河流分汊较多,坝址选择的河段范围大,枢纽坝址的方案选择较复杂。以信江八字嘴航电枢纽工程为例,在确保各坝址枢纽满足通航要求且与上下游梯级衔接的基础上,采用对各坝址枢纽功能、河道及两岸地形、建筑物布置合理、减少库区淹没等条件进行分析利弊的方法,提出坝址选择的思路,从地形地质条件、枢纽布置、工程量、通航条件、航道衔接条件、施工条件、库区淹没、工程总投资等方面进行坝址综合比选,得出八字嘴航电枢纽工程的推荐坝址。通过方案论证梳理坝址选择和枢纽布置的思路,成功解决了河口湖区复杂水系地形条件下的坝址选择难题。

干旱区内陆河流域荒漠河岸林群落生态过程与水文机制研究

干旱区内陆河流域生态水文过程研究已成为当今地理学、生态学研究的焦点,是开展生态恢复研究的重要内容。塔里木河下游断流河道的生态恢复是以沿自然河道生态输水为主要形式的,因此,有必要加深对塔里木河下游荒漠河岸林群落生态过程与水文机制的认识。在对塔里木河下游荒漠河岸林植被生态退化及其退化原因分析的基础上,综述了塔里木河下游典型植物生态水位的研究进展,阐述了植物适宜生态水位、胁迫地下水位和临界地下水位研究的阶段性成果,并进一步展望了未来研究的焦点问题。指出了群落生态水位、植被群落与土壤水分、盐分异质性的关系,提出植物水分利用机制是群落生态过程与水文机制研究的核心问题。

黑河分水对中下游水环境的影响

黑河流域水资源紧缺，区域生态环境十分脆弱。分析表明分水对中游会产生一定的负效应：分水引起地表水与地下水转化减弱，同时对地下水的开采有增加的趁势，叠加作用的结果使得中游地区水环境恶化，地下水位下降1．3～2．7m，地下水储量减少约8．2×10^8m^3，给中游绿洲植物的生长带来潜在威胁；而对下游有一定的正效应，增加了下游的入境水量，下游的河岸地下水位抬升幅度在横向上0．4～0．6m，纵向上0．3～3．1m，有效地改善了下游的水环境，从而使下游的生态环境的恶化得到一定程度的遏制，植被覆盖明显增加。但对黑河中、下游水质变化监测还需要进一步加强。

山东省黄河下游地区浅层地下水地球化学特征

对山东省黄河下游地区浅层地下水中As、Ba、Be、Ca、Cd、Co、Cu、Fe、Hg、Mo、N i、Pb、Se、Zn、F-、C l-、Cr(Ⅵ)、NO2-、COD、pH等33项指标进行分析测试;通过研究这些指标在浅层地下水中的背景含量变化规律,认为调查区内浅层地下水中As、Be、Ca、Cd、Co、Cu、Fe、Hg、Mo、N i、Pb、Se、Zn、F-、Cl-、Cr(Ⅵ)、NO2-、COD、pH等大部分指标背景值含量低于国家Ⅲ类水标准;但由于各指标分布不均匀,且富集程度相对较高,局部地段某些指标可达到Ⅳ类、Ⅴ类水标准,水质变差,不能直接饮用。统计了调查区内各地市和不同地质单元中浅层地下水各指标的背景含量,分析研究各指标在不同行政区和地质单元中的含量变化及分布规律。

有机管理对民勤绿洲土壤质量和小麦产量品质的影响

通过测定不同年限有机管理田小麦产量、品质和土壤养分、酶活性及微生物数量,研究有机管理对石羊河下游土壤质量和小麦生产的影响。结果发现,连续实施有机管理可以显著提高土壤有机质、速效磷、速效钾含量,提高土壤碱性磷酸酶活性,显著增加土壤细菌、放线菌数量,三年有机管理农田土壤有机质、碱解氮、速效磷、速效钾含量相比传统管理农田分别提高了49.70%、28.63%、190.08%、122.89%;连续三年有机管理使小麦籽粒蛋白质含量增加了20.98%、赖氨酸含量提高了41.86%,产量提高了7.25%。可见,在民勤绿洲区实施有机管理有利于提高土壤肥力,能稳定小麦产量,并显著提高营养品质。

青海湖布哈河下游地区植物群落多样性研究

根据野外样方调查资料,对青海湖西部布哈河下游地区8种植物群落进行了研究。结果表明:群落的多样性随丰富度的降低而呈下降趋势,均匀度的变化受物种丰富度的影响不大,群落的物种多样性指数与丰富度指数和均匀度指数均表现出极显著的正相关性(P<0.01),相关系数分别为0.912和0.684;群落的均匀度与丰富度相关性不显著,说明物种多样性主要为物种丰富度所推动。

北运河下游不同土地利用非点源污染负荷估算

选取我国北方地区以圩区为主要形式的北运河下游农业灌溉区——天津武清区和北辰区作为研究对象,针对不同土地利用类型进行降雨径流污染物浓度监测,采用美国土壤通用流失方程(USLE)、降雨径流模型(SCS-CN)、综合径流系数法等,结合GIS技术,分别估算了透水地面和不透水地面的氮磷负荷量。结果表明,非点源污染总氮、总磷的年负荷量分别为2865.04t.a-1和101.22t.a-1,不透水地面所产生的TN、TP负荷量分别占研究区污染负荷总量的81%和67%,透水地面所产生的TN、TP负荷量分别占研究区污染负荷总量的19%和33%(且污染物形态以溶解态为主,分别达到了81%和74%)。对于不同土地利用类型,总氮流失主要来源于村庄(贡献率为49%)、城镇(贡献率为17%)和耕地(贡献率为16%),而总磷主要来源于村庄(贡献率为31%)、耕地(贡献率为23%)和城镇(贡献率为19%)。从产污强度来看,城镇用地是最高的,是其他土地利用类型的10倍以上。

黄河下游防洪保护区洪水风险分析

根据黄河下游现状工程及地形条件,把黄河下游防洪保护区划分为9个片区,分析了黄河洪水与保护区洪水遭遇情况,在此基础上确定了黄河下游洪水风险分析采用的洪水来源及量级;利用二维水动力学模型,分析了不同保护区洪水淹没范围;根据保护区社会经济情况,利用ArcGIS平台,分析了各保护区溃口后影响人口、淹没耕地面积等指标;提出了黄河下游溃口后的应急对策与措施。

鉴湖、西湖、湘湖——钱塘江下游地区三大著名湖泊的景观演变与城市化发展启示

对历史上水利基础设施干预自然过程,改变区域景观,从而推进城市发展的规律进行了研究。选择以钱塘江下游地区三大著名湖泊为切入点,重点论述了鉴湖与绍兴、西湖与杭州、湘湖与萧山的湖泊景观演变与城市形态塑造的关系,并分析了三大湖与城市动态发展过程的共同性与差异性。共同性包括:造湖为应对生存环境的挑战、政府主导的大型水利工程、"山—湖—城"绝佳的景观格局;差异性包括:湖体类型和营造方式的不同、湖体尺度的利与弊、湖—城依存度的相关性。提出了在人工干预下,整合了生态、自然与人文要素的区域景观,能够作为城市构建的主要媒介促进地区城市化及可持续发展,为当代的风景园林实践和城市发展提供借鉴。

黄河下游典型滩区社会经济—防洪安全—生态环境耦合协调分析

黄河下游滩区是一个复杂的互馈系统,系统的安全及协调发展关系到一个地区的稳定与可持续发展。为科学评价黄河下游典型滩区社会经济-防洪安全-生态环境耦合系统的安全发展水平与协调程度,明确影响其发展趋势的主要原因。针对黄河下游兰东滩区的区域特征,综合考虑社会经济、防洪安全、生态环境对滩区发展的影响,遵循指标选取的诸多原则,通过组合权重法确定指标体系权重,构建了黄河下游兰东滩2001-2020年的耦合协调度模型,对耦合协调度变化趋势进行分析预测。结果表明:(1)黄河下游兰东滩区社会经济-防洪安全-生态环境耦合系统相互作用明显,但整体协调耦合发展程度不高,距离优质协调还有一定的差距;(2)综合系统的耦合度与耦合协调度拟合优度较好,均在0.9以上,且其趋势线与防洪安全评价指数趋势较为接近,表明防洪安全对综合系统的影响较大;(3)组合权重占比较大的主要是防洪安全方面的指标,其次是社会经济,最后是生态环境,表明兰东滩安全发展与环境友好的前提就是保障最基本的防洪安全;(4)3个子系统的安全评价指数在近20年都有不同程度的增幅,社会经济子系统安全评价指数稳定上升,增长速度明显高于防洪与生态,防洪安全与生态环境子系统发展较为不均衡。

黄河下游地区微咸水灌溉利用研究

为了研究黄河下游地区玉米适宜的微咸水灌溉模式，本研究在河南省新乡市黄河水利科学研究院节水试验基地进行了微咸水灌溉玉米试验。本研究采用桶栽试验和理论分析相结合的方法，分析了不同矿化度微咸水灌溉对土壤盐分累积及玉米生长的影响，并将土壤水盐动态变化情况、作物蒸发蒸腾量及作物产量代人作物水盐生产函数，求解并分析了玉米在不同生育阶段的盐分敏感系数。结果得出，微咸水矿化度不高于3g／L时玉米产量较淡水灌溉减少低于6．4％，株高较淡水灌溉减少低于8．4％，同时0～20cm内土壤盐分与对照无显著性差异；当矿化度达到7g／L时，玉米产量较淡水灌溉减少20．9％，株高减少9．2％，表层土壤盐分显著性高于对照；玉米不同生育阶段的盐分敏感系数大小顺序为播种～拔节期〉拔节～抽雄期〉抽雄一成熟期，玉米在抽雄～成熟期对微咸水最不敏感，最适宜使用微咸水进行灌溉。综合认为，使用矿化度低于3g／L的微咸水进行灌溉是可行的，微咸水灌溉适宜在玉米生长后期使用，但微咸水的大田灌溉模式及长期使用微咸水进行灌溉对土壤及作物的影响仍需进行讲一彤的研究。

长距离控制渠系冬季运行策略研究

针对长距离控制渠系的水力条件模拟冬季可能结冰范围问题,提出在寒潮条件下渠系的结冰范围主要受渠首来水温度和渠系沿程输水流量的影响,将结冰范围内的渠道根据出现流冰现象的时间划分为三个分区,并指出影响该区发生流冰的因素,进一步分析提出长距离控制渠系冬季输水的运行策略可最大程度满足沿线输水要求和安全形成冰盖的目的,为相应工程的冬季输水提供依据。

开都河下游灌区土壤盐渍化特征分析

以开都河下游灌区为研究区,在野外考察与样品实验分析的基础上,研究绿洲土壤盐渍化各特征值空间分布规律,运用相关分析和回归分析方法研究该绿洲土壤盐渍化特征之间的耦合关系。结果表明：土壤pH值的平均值大于8.0,属于微碱性土壤;土壤含盐量较高,0~10 cm土层中的含盐量最大,平均值达到2.83%;土壤阳离子主要以Na＋、K＋和Mg2＋为主,土壤阴离子主要以SO42-和Cl-为主;土壤含盐量与电导率、TDS之间正相关;通过统计分析表明,土壤溶液电导率和TDS的值可以直接反映土壤含盐量的大小。

开都河下游灌区土壤盐渍化动态变化研究

土壤盐渍化是影响绿洲农业生产的重要因素之一,土壤盐渍化动态变化的研究对于评价与治理干旱区绿洲土壤盐渍化具有重要意义。以新疆焉耆盆地开都河下游灌区为研究区,基于GIS平台,以1973年与2008年两个时期的遥感影像数据作为基本信息源,结合野外实地调查分析,对研究区的土壤盐渍化现状、程度与分布特征进行解译。研究结果表明:近35 a来,研究区盐渍化土地面积有所减少,盐渍化土地面积由1973年的1 587.00 km2,下降到2008年的1 513.40 km2,盐渍地面积减少了73.60 m2,平均每年减少2.04 km2,其中中度盐渍化土地减少幅度最大;耕地、林地、荒地3种土地利用类型的总盐量平均值与pH值依次递增;土壤盐渍化程度有所降低。

里下河地区沿海主要港道冲淤规律及影响要素探析

为探寻江苏省里下河地区主要排涝入海通道射阳河、黄沙港、新洋港、斗龙港等闸的下游港道在近几年工情发生变化后的冲淤规律,利用2008年至2013年4月港道监测以及排水量资料分析得出,在非汛期,除射阳河外,黄沙港、新洋港、斗龙港等3条港道的淤积量与排水量、阶段平均排水流量高度相关;在汛期,射阳河等4条港道冲淤量、单位水量冲淤量与河床容积明显相关;得到各港道基本维持冲淤平衡或冲刷的阶段平均排水流量,并提出将阶段平均流量与淤积量的乘积作为易淤指标,以判断不同港道淤积特性。分析成果为改进四大港闸调水冲淤运行、尽可能减轻淤积提供技术依据。

泾河下游黄土台塬区滑崩灾害空间分异研究

近年来,泾河下游黄土台塬区滑坡、崩塌灾害频繁发生,严重威胁当地居民的人身安全和正常的生产生活秩序。通过现场调查发现,这些黄土地质灾害在空间上表现出"东滑西崩"的分布特征,与区内二级地貌单元具有极高的空间相关。已有研究表明,农业灌溉造成塬区东段斜坡带水文地质条件变化是诱发黄土滑坡的主要原因,但同为灌溉区的塬区西段却未能形成相同类型的地质灾害。为此,以东、西段地貌单元差异为线索,利用Modlfow水文地质数值模拟软件,分析2种地貌单元在灌溉条件下的水文地质响应。在此基础上,探讨了二级地貌单元差异对斜坡孕灾环境的影响,并利用CSD和RTC应力路径试验模拟了农业灌溉和工程挖方工况下斜坡土体的力学行为,探讨了斜坡的2种破坏模式及"东滑西崩"空间分布的成因。结果表明,研究区东段塬面完整,在长期农业灌溉条件下,斜坡带水位涨幅显著、水力坡度大、潜蚀作用强,斜坡土体中超孔隙水压力的不断增大,将导致土体在不完全排水条件下发生剪切破坏,甚至静态液化,从而诱发黄土滑坡灾害;研究区西段塬面破碎、冲沟发育、有效灌溉面积小,斜坡带径流排泄边界广、蒸发作用强、地下水位涨幅小,受工程挖方影响,干燥的斜坡土体在围向压力不断降低的条件下,将导致脆性破坏的发育和贯通,使得斜坡在节理裂隙面控制下发生突然垮塌,形成黄土崩塌灾害。

黄河下游影响带含水系统激发补给动态调蓄研究

黄河下游悬河的特殊地质环境条件,使黄河水与其影响带地下水水力联系密切,地下水开采潜力大。为优化水资源联合调度,刻画地下水集中供水水源地与含水系统调蓄的内在联系,根据地下含水系统岩性结构及地下水的补、径、排条件,按水源地定流量的开采方案,建立浅层地下水二维水流模型。应用FEFLOW软件,对黄河下游影响带10处地下水水源地进行激发补给动态调蓄模拟预测。结果显示,傍河水源地开采条件下,可以通过增大黄河的侧渗补给量,实现含水系统动态调蓄水资源的功能。

开都河下游灌区土壤盐渍化研究

土壤盐渍化是影响干旱区绿洲生态环境稳定的重要因素。以新疆焉耆盆地开都河下游灌区为例,基于GIS平台,以两个时期的遥感影像数据作为主要信息源,对研究区的土壤盐渍化现状、程度与分布特征进行遥感解译和实地调查。研究表明:近20年来研究区的土地盐渍化数量和程度有所减缓。盐渍化土地面积由1990年的1 928.90km2下降到2008年的1 513.40 km2,盐渍地面积减少了415.50 km2,平均每年减少21.87 km2,年减少率为1.13%;土壤盐渍化程度有所减缓,但土壤盐渍化依然对区域的生态环境安全与绿洲经济的可持续发展构成威胁。