蒲河流域多情景地表水-地下水联合模拟

以蒲河流域为研究对象,通过构建地表水-地下水耦合模型,模拟多情景下流域径流变化过程,并分析径流减少原因。结果表明,SWAT-MODFLOW模型在该流域适用性较好(R 2和NS系数均超过相应阈值);自然条件下的径流年际变化基本与近天然条件下(不考虑人类取用水和下垫面变化)类似,基本呈现丰枯交替的平稳状态;直接人类活动对径流减少的贡献约占83%,强直接人类活动的影响使自然条件下的地表水资源量减少最多;在不同程度人类取用水影响下,7月、8月、9月蒲河水量最多,5月最少;在不同强度人类取用水情况下,毛家河站在75%保证率下的多年平均月径流量最大。

蒲河流域退耕前后降水和植被对土壤侵蚀变化的影响

为了定量评价退耕还林还草前后蒲河流域土壤侵蚀变化特征及降水和植被对土壤侵蚀的影响,运用修正后的通用土壤流失方程(RUSLE模型)探讨1990—2019年流域土壤侵蚀变化,结合LMDI模型评估了1990—2000年、2000—2010年、2010—2019年3个时间段植被和降水对流域土壤侵蚀变化的影响。结果表明:30年来,流域侵蚀强度以微度和轻度侵蚀为主,而中度及以上等级的土壤侵蚀面积有逐渐减小的趋势;流域侵蚀情况总体持续向好,植被覆盖度与降雨侵蚀力相互作用驱动了研究区土壤侵蚀的动态发展;2000年以前,降水是影响土壤侵蚀变化的主导因素,随着退耕还林还草工程的实施,植被作用逐渐凸显。蒲河流域的退耕还林还草成效显著,是流域侵蚀防治的有效措施,应在侵蚀较强的流域中上游地区继续加强植被恢复措施。

近40年来蒲河流域径流变化及影响因素分析

根据蒲河流域内沈阳站1975年以来近40 a实测径流资料和降雨资料,采用线性回归分析法、滑动平均法、M-K检验法、累积距平曲线、方差分析法和双累积曲线法,分析了蒲河流域径流年内年际变化特征、径流变化趋势、降雨及人类活动对径流的影响。结果表明:径流的年际变化不均匀丰枯变化较为剧烈;多年径流整体上有增加趋势,但增加趋势不明显,且存在5 a和10 a的周期变化。受降雨及人类活动影响,蒲河径流年际变化过程经历了1975—1984、1985—1994、1995—2004、2005—2015年4个阶段,人类活动成为影响径流变化的绝对主导因素。

蒲河流域建立尺度综合管理体系初探

在对蒲河流域整治经验的基础上,针对蒲河流域污染特征、环境管理现状及存在问题提出了建立蒲河流域尺度综合管理体系,实现水资源在流域中合理配置,促进流域整体水生态环境向良性循环方向发展。

基于蒲河流域生态功能的生态需水量计算

生态需水量的研究是水资源合理配置和生态环境建设的重要理论基础。以蒲河流域为例,根据北方河流生态需水量在年型和年内的变化规律,分析河流生态环境功能。利用基流比例法和近10a的最枯月平均流量法分别计算河道生态需水量和河道的自净需水量,得到生态基流范围在0.57～7.64m3/s;经分析得出保持河道需水量和对污染物的自净能力的河流最小生态基流量为0.57m3/s。试验结果可为流域规划和生态调度提供必要的依据。

辽河流域典型湿地退化因素研究

近些年来,由于自然因素和人为干扰影响,辽河流域湿地退化严重,湿地功能减弱。为了分析辽河流域湿地主要退化影响因素,本文选取辽河流域典型湿地（盘锦湿地、蒲河湿地及莲花湖湿地）为主要研究对象,分别分析了三个典型湿地景观类型变化特征及退化原因。结果表明,盘锦湿地和蒲河湿地景观类型变化特征相似,为草地和建筑用地面积增加,湿地面积减少,耕地面积先增加减少。退化原因不尽相同,盘锦湿地主要影响因素为气温升高和蒸发量增加的气候因子,和建筑用地增加,农业水产养殖业的发展及原油开采的人工干扰;蒲河湿地退化的自然因素为天然水资源严重不足,人为干扰主要包括蒲河流域点、面、源的污染,蒲河上游蓄水工程的建设以及蒲河两岸垃圾堆放等。莲花湖湿地,草地和建筑用地面积明显增加,而耕地面积逐年减少,湿地和林地均先减少后增加。其退化的主要影响因素为水源补给河流受影响,如凡河等水质污染严重,经济的发展和铁岭新城区的建设。

蒲河流域降雨侵蚀力时空分布规律研究

降雨侵蚀力时空分布规律是研究土壤侵蚀预报的基础,是反映流域降雨对土壤侵蚀程度的重要指标。根据蒲河流域9个水文气象站的日降雨量资料,分析蒲河流域的降雨侵蚀力时空分布规律。研究可知:蒲河流域在37年的长系列中,年降雨量与年降雨侵蚀力的变化趋势都呈逐步上升趋势,其变化趋势并不明显。全年降雨侵蚀力主要集中在6—9月,年内降雨侵蚀力的高峰值则主要出现在8月,年内降雨侵蚀力的分布呈明显的单峰型。蒲河流域多年平均降雨侵蚀力变化趋势大致由流域的东北部向西南部逐步降低。

蒲河流域河流生境质量综合评价及其与水质响应关系

河流生境是河流生物赖以生存的环境,是维持河流生态完整性、维护河流健康的重要因素。本文结合蒲河流域环境特点,运用层次分析法建立了蒲河流域河流生境质量评价体系,对流域内25个河段的生境质量状况进行了综合评价,并进一步分析了河流生境综合评价指数与河流水质的相关关系。结果表明:(1)蒲河流域25个河段的生境质量状况差异显著,其中1个河段的生境质量等级为好,5个河段为较好等级,16个河段为一般等级,3个河段为较差等级。(2)生境综合评价指数与TP、NH4+-N、CODCr呈负相关,生境质量评价体系中其他指标也与水质指标具有相关性,表明生境质量是影响水质的重要因素。

蒲河水质空间异质性特征及其对流域土地利用方式的响应

河流水质空间变化特征是流域生态系统健康评价的关键指标,是地形、地貌、气候、水文等自然环境因素及综合反映人类活动强度的土地利用方式对流域生态环境的复合作用,研究河流水质空间异质性特征及其对流域土地利用方式的响应关系对流域生态管理具有十分重要的指导意义,然而水质空间异质性特征及其对土地利用方式的响应机制研究仍不清楚。本文以辽河流域支流蒲河子流域为研究对象,利用GIS技术和地统计学方法,分析蒲河流域水质指标TN、TP、NH4+-N、CODcr、pH、DO和TDS空间变异特征,探讨流域不同土地利用方式对水质空间变化的影响。结果表明:蒲河流域水质指标NH4+-N、DO和TDS受结构性因素影响显著,表现出较强空间变异性;TP、CODcr和pH的空间异质性较弱,主要由随机性因素引起;TN受到结构性因素和随机性因素共同作用,表现出较弱空间变异特征;TN和NH4+-N含量与林地所占比例呈显著负相关,与耕地和建设用地所占比例呈显著正相关;pH和DO与水域面积和未利用地所占比例呈负相关;表明蒲河流域TN和NH4+-N空间异质性的主导因素为林地、耕地和建设用地等土地利用类型,pH和DO空间异质性的主导因素为水域和未利用地土地利用类型,该研究可为流域水环境管理提供数据支持。