大沽河流域水文情势变化研究

[目的]探究大沽河流域长时间序列下径流的变化趋势和周期特征,为大沽河流域的水资源管理和可持续发展提供理论参考。[方法]基于大沽河流域南村水文站1956—2020年和闸子水文站1956—2016年的实测径流资料,采用Mann-Kendall检验法、滑动t检验法分析多年径流量变化趋势和突变时间,采用Morlet连续复小波法分析了流域多年径流量的周期特征。[结果]大沽河流域多年径流量整体呈下降趋势,且呈现出汛期(6—9月)流量多、非汛期流量少的特点,流量峰值一般出现在8月。南村站径流于1976年发生突变,闸子站径流于1979年发生突变。大沽河流域径流量在多个时间尺度下均出现明显的周期变化,第一主周期在20 a左右,且在20世纪80年代之前周期震荡显著。[结论]大沽河流域长时间序列径流量呈现出显著下降的变化趋势,流域径流量在20世纪70年代发生突变,且存在不同时间尺度周期变化的特征,未来应加强径流变化机理研究。

大沽河流域有机质来源、保存及影响因素分析

于2022年的干季(5月)和湿季(9月)在山东半岛大沽河流域采集表层水体､悬浮颗粒物和沉积物,进行环境参数､总有机碳氮､稳定碳同位素(δ13C)、生物标志物以及矿物学参数测定.结果显示,大沽河表层湿季与干季悬浮颗粒物有机质来源有较大差异,湿季悬浮颗粒物有负的δ13C(–29.1‰)和低的颗粒有机碳氮比(POC/PN,6.3),其有机质主要来自河流浮游植物;干季表层悬浮颗粒物有更正的δ13C(–26.8‰)和更高的POC/PN(8.8),其有机质除了来自河流浮游植物,还有河流对土壤的侵蚀带来的C3植物和C4植物;沉积物有机质则来源较为复杂,除河流浮游植物,C3植物､C4植物外,还包括海洋浮游植物､污水源的混合.基于δ13C二端元模型显示沉积物陆源有机质相对贡献自上游到下游从58%下降至0%.主成分分析表明,高含量溶解无机氮(DIN)的存在导致河流浮游植物大量繁殖,对应了高含量的POC､叶绿素-a和短链烷烃.河口段较细的沉积物粒径和较大的比表面积导致其吸附了较多有机质,有机碳含量显著高于河流段.从河流上游至下游沉积物有机碳载荷量(TOC/SSA)从1.4mg/m^(2)下降至0.2mg/m^(2),表明有机质在运输途中经历了不断的再悬浮过程,较长的氧暴露时间导致约85%陆源有机质在运输中被微生物分解为CO_(2).研究结果为认识中小河流有机质的来源和保存特征提供了数据支撑和参考依据.

大沽河流域海水入侵数值模拟及其全局敏感性分析

基于SEAWAT建立三维海水入侵数值模型对胶州湾附近大沽河流域滨海含水层的非稳定海水入侵过程进行了模拟,并利用2010年1月1日至2018年6月1日的地下水位和Cl-质量浓度观测数据对海水入侵数值模型中的水文地质参数进行校准和验证,同时利用全局敏感性分析评估含水层渗透系数和给水度等水文地质参数以及由降水入渗补给和地下水开采组成的源汇项对海水入侵数值模型的影响。结果表明:海水入侵的发展对降水入渗补给和地下水开采最为敏感,而渗透系数的影响则相对次要;增加降水补给量和减少地下水开采量可以有效地降低未来海水入侵的范围。

大沽河泥沙来源的重矿物分析及其环境意义

应用矿物分析的方法研究大沽河下游泥沙的来源,研究表明,大沽河上游和小沽河流域的重矿物特征有很大的不同,大沽河上游段以高的普通角闪石含量为标志,绿帘石、钛铁矿具有较高的含量。小沽河和大沽河下游的重矿物组成以普通角闪石+绿帘石+透闪石+石榴石为主,重矿物特征相似性明显,其重矿物含量和主要重矿物相对含量都比较相似,数值相差不大,而且矿物的形态特征、矿物的种类也一致。这说明大沽河下游的泥沙主要来源于其支流小沽河,因此,小沽河流域的水土保持是大沽河河道以及胶州湾沉积环境整治的关键。

数字化技术在青岛市大沽河管理中的应用

大沽河工程通过建立信息采集系统等信息基础设施,以及防汛减灾与应急管理、水资源监控与管理、水利工程管理、综合信息管理等重点应用工程建设,建成了流域综合信息应用体系,实现了大沽河流域管理对象的数字化、管理过程的可视化、管理决策的科学化,全面提高了流域综合管理能力和公共服务水平。

基于层次分析法的青岛市大沽河健康生命体系研究

大沽河是青岛市最大、最重要的水源地和生态保护区,被誉为青岛市的母亲河。2014年大沽河综合治理工程全线竣工,在防洪减灾、生态景观、促进城市发展等方面开始逐步发挥效益。本次研究通过层次分析法构建大沽河健康生命评价指标体系模型,摸清了治理后大沽河生态系统现状,取得了科学、可信的评价结果,为青岛市乃至北方干旱地区城市河流的健康评价提供了可借鉴的方法。

青岛的母亲河一大沽河——简介莱西境内的大沽河及其支流

大沽河是青岛市内一条重要的河流,是其重要的淡水补给地,堪称青岛的"母亲河"。但却一直没有引起人们的重视,甚至许多青岛人不知大沽河。而近年来大沽河的污染、破坏情况也愈加严重,乱砍滥伐、排放污水的现象在大沽河沿岸随处可见,致使这条重要的淡水河流逐渐枯竭断流,有逐渐消失的趋势。本文旨在介绍大沽河尤其在莱西境内的大大沽河及其支流,分析其严重的破坏情况,提醒相关部门能切实采取有效措施保护大沽河并呼吁大沽河沿岸地区的广大民众能提高环保意识,拯救大沽河。

胶州湾大沽河河口及邻近海域海水水质状况与评价

根据2006年6月和2007年6月两次对胶州湾大沽河河口邻近海域表层海水的温度、盐度、pH、悬浮物(SS)、溶解氧(DO)、化学需氧量(COD)、亚硝酸盐(NO2--N)、硝酸盐(NO3?-N)、铵氮(NH+4-N)、活性磷酸盐(PO 34?-P)、铜、铅、锌、镉、石油类等理化指标测定结果,应用单因子污染指数和富营养化指数对该海域的水质进行了分析和评价。结果显示,无机氮和石油类为该海域的主要污染物,该海域总体营养水平较高,2006年为磷限制中度营养区域,2007年为磷中等限制潜在性营养化区域。

青岛大沽河河口湿地芦苇的生长及生物量动态研究

根据2009年4～10月在大沽河河口湿地进行的芦苇(Phragmites australis)调查,研究该区域芦苇主要生长季节期间生长及生物量动态变化。结果表明:在生长季节,芦苇株高逐渐增加,10月最高达(2305.35±65.48)(平均值±标准误差,下同)mm;植株密度呈下降趋势,5月最高为(362.33±24.52)株.m-2,9月最低为(255.0±36.17)株.m-2;株高与植株密度二者无显著相关性。地上部生物量月间变化较大,总体呈上升趋势,最大值出现在10月,干质量变化范围为(37.59±13.94)～(7033.02±967.37)g.m-2。叶片、茎与叶鞘等构件生物量总体呈上升趋势,干质量最大值出现在10月,分别为(1264.32±202.19)、(3667.58±475.22)、(1123.78±178.37)g.m-2。5～10月,芦苇地上部同化器官与非同化器官生物量之比F/C值呈降低趋势,地上部非同化器官生物量对地上部总生物量的变化有较大贡献。初步分析表明降水量对芦苇地上部生物量增长有较大影响。芦苇地下各层生物量变化基本相同,月间差异不显著。芦苇根冠比5～10月处于0.29～1.93范围内。芦苇根冠比的变化受外界环境因素的影响,其变化与地上、地下生物量密切相关。根系生长变化与芦苇植株自身对营养等生存条件获取的自我调控有关。

胶州湾大沽河口邻近海域海水水质预测

通过对胶州湾水质现状的数值模拟 ,预测了胶州市城市污水处理场建成后 ,在正常运行和事故情况下大沽河口邻近海域的水质。预测结果表明 :在污水处理场正常运行情况下 ,除大沽河入海口很小面积范围内超二类海水水质标准 ,邻近其他海域皆不超二类海水水质标准 (GB 30 97 1997) ,但在事故情况下 ,大沽河邻近海域超二类海水水质标准的面积较大 ,且有超四类海水水质标准的区域。因此 ,要确保大沽河口邻近海域水质的改善 ,污水处理场的正常运行是关键。

大沽河湿地表层沉积物重金属分布特征及污染评价

胶州湾属半封闭海湾,水体交换能力较弱,受多条河流入海影响,污染日趋加重,通过大沽河的径流量、输沙量和溶解污染物占到胶州湾入海河流的首位。根据区域特征,于2009年2、5、8、11月对大沽河湿地48个采样点表层沉积物中的Cu、Zn、Pb、Cd、Hg、As、有机碳、粒度进行测定,探讨了重金属含量和污染特征与总有机碳、粒度的关系,利用污染评价法和潜在生态风险评价法进行污染和风险分析。结果表明:胶州湾大沽河湿地表层沉积物重金属含量较低,大部分测站符合海洋沉积物质量(GB18668—2002)Ⅰ类标准的要求。表层沉积物中Cu、Pb、Zn含量8月份最高、2月份次之、5月份最低。Pb、Hg、As3种重金属含量在2月份最高。Cu、Pb、Zn和Cd重金属之间存在显著正相关关系,Hg与As存在明显的相关关系;除Cd和As外的4种重金属与沉积物粘土、有机碳含量之间也存在显著正相关性。重金属单因子污染程度总体较轻,属于低污染水平,污染程度依次为Hg>Cd>Pb>Cu>As>Zn。大沽河河口区表层沉积物重金属潜在生态风险总体处于较低水平,风险程度依次为Hg>Cd>Pb>Cu>As>Zn。

大沽河—胶州湾段溶解有机物类腐殖质荧光特征变化

利用荧光激发-发射矩阵光谱(excitation-emission matrix spectroscopy,EEMS)技术研究了溶解有机物类腐殖质荧光特征从大沽河到胶州湾的变化及其与盐度、pH、叶绿素a、溶解有机碳、化学需氧量和碳水化合物的关系.结果表明,大沽河溶解有机物类腐殖质荧光强度较大,胶州湾溶解有机物类腐殖质荧光强度较小,大沽河是胶州湾类腐殖质荧光物质的重要来源.类腐殖质荧光强度与叶绿素a含量的相关性较差,说明浮游植物并不是大沽河类腐殖质荧光物质的主要来源.类腐殖质荧光强度与溶解有机碳、化学需氧量和碳水化合物的相关性较好,说明类腐殖质荧光物质是水体溶解有机物的重要组成部分,其分布情况一定程度地反映了水体中有机物的分布.

土壤CEC的影响因子及Cokriging空间插值分析——以青岛市大沽河流域为例

运用地统计和多元回归分析方法,探讨大沽河流域土壤阳离子交换量(CEC)的空间变异和影响因子。结果表明,上下层土壤CEC与有机质、黏粒和粉粒含量有着显著的正相关,而与砂粒含量则存在显著的负相关,其中与黏粒含量的相关系数最大,与粉粒含量的相关性最弱;对CEC的贡献能力依次为黏粒>有机质>砂粒,黏粒的贡献能力平均为有机质的1.5～2.5倍;以黏粒为辅助变量的Cokriging(COK)较之Ordinary Kriging(OK)能提高插值精度,上下层均方根误差RMSE值分别减少了18.94%和41.05%,辅助变量与主变量的相关程度决定了估值的精度;大沽河流域中东、西北部及西南方向中部地区土壤CEC较高,而北部与西南角局部地区土壤CEC保肥能力非常弱,是以后土壤改良的重点地区,可通过增施有机肥以及改土培肥等措施来提高土壤肥力水平。

基于MapInfo的大沽河地下水库脆弱性评价

在大沽河地区自然地理和水文地质调查的基础上 ,充分利用MapInfo建立缓冲区功能来划分评价区域 ,并以MapInfo强大的地图查询运算能力和目前常用的DRASTIC方法进行了全面的脆弱性评价。研究结果表明 :大沽河地下水库大部分地区约 60 .8%属于脆弱性中等区域 ,2 5 .0 %是属于脆弱性较强区域 ,另外还有 10 .1%属于脆弱性较弱区域。总的来讲 ,大沽河水库库区是相对脆弱的 ,今后应尽量避免兴建污染性强的项目 ,减少化肥和农药的大量使用 ,防止地下水污染的发生和发展。

基于BP人工神经网络的大沽河湿地海水水质综合评价

水体环境包含多个影响因素,因素间大多具有非线性相关性,为了能够客观地对大沽河湿地海水水质进行综合评价,以神经网络为基础,利用溶解氧、化学需氧量、无机氮、活性磷酸盐、石油类5个指标作为评价因子,建立了5×5×1拓扑结构的BP人工神经网络模型,通过该模型对大沽河湿地水质进行综合评价。同时采用单因子评价方法、内梅罗指数法对该海域环境状况进行评价,以期更好的对比评价BP人工神经网络模型的优缺点。BP人工神经网络模型评价结果显示,大沽河河道内站点的水质均为劣Ⅳ类水质,入海河流断面及其周边海域也达到了Ⅲ类及以上水质标准。调查海域无机氮含量超标严重,劣Ⅳ类及以上站位的数量占总调查站位的59.3%,富营养化状态明显。通过单因子评价法、内梅罗指数法、BP人工神经网络3种评价方法对大沽河湿地水质进行评价,发现Ⅲ类及以上水质站位占总调查站位比例分别为89%、96%、56%。与单因子评价法、内梅罗指数法相比,BP人工神经网络模型设计合理、评价结果科学可靠,是一种更加快捷、客观全面及实用的水体质量评价方法。

利用模糊数学评价大沽河干流水质的研究

采用模糊数学方法对大沽河干流河水水质进行综合评价。选定西巨家等9个监测断面,确定高锰酸钾指数等7个评价因子,通过建立评价因子矩阵,计算各因子的权重及进行模糊综合运算,得到各监测断面的综合水质状况。进一步分析发现,早朝、江家庄监测断面综合水质较差。与实际结果进行比较可知,采用模糊数学方法评价水质状况是一种较为恰当的方法。

不同类型生态护坡的综合评价——以青岛市大沽河为例

以青岛市大沽河为例,通过对13种不同类型的生态护坡进行研究,构建大沽河生态护坡综合评价的指标体系;采用层次分析法,从植物组成与结构、群落效益和经济指标3个方面出发,选取9个评价特性指标,判断各种植物组成、群落效益和经济效益对于大沽河生态护坡建设的效果和影响,确定主要影响因素。根据评价结果提出适合青岛地区的生态护坡形式,旨在为青岛地区的生态河道治理提供借鉴。

潮流和径流作用下大沽河河口区水动力特性研究

基于Mike21软件,建立了潮流和径流作用下大沽河河口区水动力数学模型。利用数学模型,对纯潮流作用下的潮位、潮流进行了模拟,并与实测资料进行了验证;在此基础上,对大潮期间不同径流作用下的潮位、潮流进行预测分析。结果表明:随着径流量增加,潮位相应增加,潮差相应减小。高潮位时,径流量对潮差的影响较小。低潮位时,径流量对潮差的影响较大。随着径流量的增加,涨潮历时缩短,落潮历时增加,涨落潮历时比值降低;涨潮流速则变小,落潮流速增加;流向整体趋势变化不大。平水期径流条件下,涨急和落急时刻径流影响范围分别为65.5和120.2km2;丰水期径流条件下,涨急和落急时刻径流影响范围分别为144.9和165.0km2。

胶州湾大沽河口洪水期三维水沙数值模拟研究

大沽河是胶州湾最大的入海河流,每年都会给胶州湾带来大量泥沙。本文利用三维的ECOMSED水动力-泥沙数值模型对洪水期的大沽河进行了数值模拟,得到了洪水存在期间以及洪水结束后胶州湾的余流分布、大沽河河道上中下游各层盐度、泥沙浓度随时间变化的趋势以及入海冲淡水和泥沙对胶州湾的影响。

全新世胶州湾海侵及大沽河古河口湾的形成和演变

晚更新世盛冰期低海面时 ,胶州湾为陆地 ,大沽河流于其上 ,河口在黄海陆架边缘。全新世海侵时 ,海水沿古河道侵入 ,约在 9.6ka B.P.左右 ,胶州湾地区被海水淹没 ,并于湾顶西北侧形成 1 96km2 的大沽河溺谷型河口湾 ,当时大沽河河口退缩至今谈家庄—沽河镇 (李哥庄 )一带。随后 ,河流泥沙在该河口湾快速淤积 ,形成十余米厚的水下冲积扇和 1～ 2 m厚的冲积层 ,将溺谷湾充填。约在 4ka B.P.左右大沽河河口外延至现今营海码头村、三角底一带。