海河“23·7”流域性特大洪水北京市拒马河洪水调查分析与河道治理建议

受2305号台风“杜苏芮”北上影响,2023年7月29日至8月2日京津冀地区连续降雨,海河流域发生“23·7”流域性特大洪水,造成严重的人员伤亡和财产损失。对北京市境内拒马河进行洪水调查,在深入分析拒马河治理现状的基础上,采用天然河道恒定流水面线计算和均匀流计算方法推求洪痕对应的流量,并以此复盘分析洪水频率。根据洪水分析成果及水毁情况,从拒马河水域空间划定、河道治理及建筑物设计等方面提出规划治理建议,以期为后续河道整治提供参考。

“23·7”洪水后拒马河分流比变化探究

2023年7月28日—8月2日,受5号台风“杜苏芮”的影响,京津冀地区出现强降雨过程,拒马河发生1963年以来最大洪水。洪水期间,南水北调中线穿拒马河各支交叉建筑物均出现不同程度的险情。洪水导致拒马河河道地形发生剧烈变化,两河三支分流比发生显著改变。为保障南水北调中线穿拒马河各交叉建筑物的防洪安全,重新研究确定拒马河各支分流占比,进而确定现状各河道不同重现期设计流量。为此,基于MIKE21模式,在“23·7”洪水后的实测地形基础上,对不同重现期拒马河各支分流比进行了研究,为南水北调穿拒马河各交叉建筑物防洪加固提供参考。

基于土地利用的山洪灾害损失评估模型研究

精准的灾害损失评估是救灾和应急援助的重要决策依据。但由于山洪灾害暴涨暴落的特点,灾后损失评估的时效性、准确性难以保证。因此,本文构建了基于土地利用的山洪灾害损失评估模型(FFLA):首先通过耦合“水文—水动力”模型进行山洪危险性模拟;其次提出了面向灾害损失评估的13类土地利用类型划分标准,并建立相应的土地利用类型山洪灾害脆弱性模型。以2012年“7.21”拒马河流域山洪事件为例,FFLA模型能准确地对小流域山洪淹没进行模拟,对3个重灾村的经济损失评估精度达到75%以上。随着未来土地利用数据库的完善,FFLA模型可以得到更广泛的应用。

拒马河流域年季月径流量对土地利用变化的响应

为探究年、季、月多时间尺度径流量对土地利用变化的响应,以紫荆关水文站以上的拒马河流域为研究对象,构建拒马河流域WEP-L分布式水文模型,采用情景模拟分析方法设置9类土地利用变化情景定量分析土地利用变化对径流量的影响。结果表明:WEP-L模型在拒马河流域适用性较好;退耕还林将减少年径流量,并随着森林覆盖率的增加,径流量减少更为剧烈,森林覆盖率每提高10%,径流量减少13.10 mm;弃耕撂荒和火灾伐木将使径流量增大;季节径流量对土地利用变化的响应程度呈现夏季>秋季>冬季>春季;月径流量响应结果表现为6-9月变化较大,尤其是7月份最为剧烈,而3和4月较小。研究结果对于流域土地利用合理规划具有重要意义。

拒马河流域径流特征分析

拒马河为大清河水系的主要支流。根据拒马河流域紫荆关站、落宝滩站、东茨村站和新盖房站1956-2018年径流资料,应用滑动平均、Mann-Kendall、小波分析和Yamamoto等方法分析了拒马河流域4个水文控制站年径流量的趋势性、周期性及突变特征。结果表明:拒马河流域年径流量一直处于显著下降趋势中。周期性分析可以看出拒马河流域存在16(17)年的第一主周期。突变检验结果显示拒马河流域1980年左右径流量发生突变,突变前后年径流量变化较大。

京津冀协同发展背景下拒马河流域绿色发展对策研究

在客观分析拒马河流域河北段生态保护和产业发展所面临的机遇和挑战后,从加强环境保护、调整产业布局和促进三地协同发展等三个层面,提出了深入挖掘流域生态效益、加快发展绿色生态经济、进一步完善协同发展机制的路径选择。

拒马河流域河流沉积物与土壤重金属含量及风险评价

拒马河流域河流沉积物与土壤存在污染下游北京市和雄安新区生态环境的风险,为此,沿源头至张坊出山口采集河流沉积物与土壤样品,将样品进一步分为干流底泥(29件)、河岸土壤(27件)和农田土壤(26件)这3种类型,采用富集因子法和潜在生态风险指数法开展了重金属富集特征与生态风险评价研究.结果表明,研究区河流沉积物与土壤Cd、Hg、Pb、Zn和Cu含量均值高于白洋淀底泥与河北省表层土壤含量均值,As、Cr和Ni含量则偏低.各重金属污染程度由高到低为:Cd>Hg>Pb>Zn>Cu>Cr>Ni>As,生态风险综合指数显示农田土壤和河岸土壤以轻微风险为主,其次为中度;干流底泥潜在生态风险则以中度、重度和严重为主,分别占比为35.5%、24.1%和24.1%,主要贡献因子为Cd和Hg.多元统计分析结果表明Cd、Pb、Zn和Cu主要污染源为工矿活动;Cr、Ni和As则主要由成土母岩风化控制,As还受农业活动等的影响;Hg则由工矿活动、母岩风化和大气降尘等复合污染源控制.总体上,研究区土壤重金属风险整体处于轻微等级,但台峪-司各庄-蓬头河段干流底泥中存在Cd等重金属明显富集的现象,环境监测、河道清淤与治理应以该河段为重点.

拒马河流域黑鹳活动区域的卫星定位研究

自从2003年开始,北京房山区拒马河流域出现了黑鹳(Ciconia nigra),并在随后的几年出现了黑鹳分群及留居现象,为了掌握拒马河流域黑鹳是否迁徙和它们的季节性活动规律,2011年给2只黑鹳带上卫星发射器,并进行卫星定位观察。研究结果表明,拒马河流域黑鹳的冬、春季活动区域与夏、秋季活动区域存在明显差异;河面封冻、人类活动干扰和干旱是导致黑鹳的适宜取食地减少和分布区域变化的主要原因;根据黑鹳在不同季节的活动区域和活动规律,提出了拒马河流域黑鹳保护的具体建议。