辽河干流河流生态需水评估整合计算研究

文中以辽河干流为研究区,选取干流上游福德店、铁岭水文站,中游马虎山水文站,下游六间房水文站为代表站,采用流量历时曲线法计算河流生态流量,并结合蒸发渗漏需水、河口湿地生态需水计算成果,进行辽河干流生态需水整合。在此基础上,以水文循环过程为主线,按消耗型生态需水及非消耗型生态需水2个类别,对各河段生态需水进行评估整合,求得辽河干流河流生态需水总量,可为辽河生态治理提供参考。

长江干流武汉段土地利用格局分析

根据全国第三次国土调查成果分析了长江干流武汉段土地资源现状,结合全国第二次土地调查数据,对区域内十年间土地利用情况和限制性开发地类的分布及变化进行分析,为长江干流区域内自然资源开发利用和保护工作提供数据基础。

浙江省典型河流滩地时空演变分析

河流滩地是河流廊道的重要组成部分,是维护河流健康的重要屏障。以浙江省钱塘江、瓯江、椒江、飞云江、鳌江、甬江六大干流省级河段滩地为研究对象,应用1985—2020年典型时段的遥感影像资料,获取滩地几何形态特征及空间矢量信息,并应用景观格局理论,计算主要滩地质心移动距离、滩地扰动度等,分析了滩地时空演变特征。结果表明:(1)1985—2020年,浙江省六大干流省级河段滩地数量增加225.51%、面积减少14.73%,主要滩地质心平均移动距离约369 m。滩地变化主要发生于2017年之前,以2013年前更为明显;(2)滩地扰动度分析需综合考虑河流整体与局部河段,大尺度研究情况下,不同河段的综合效应会更凸显;(3)钱塘江、瓯江滩地主要受电站、航道等涉水工程建设影响,椒江、鳌江、飞云江、甬江以及瓯江入海口等区域滩地,主要受围垦及潮汐顶托泥沙沉积影响。引起滩地时空演变的因素多样,需因地制宜,合理施策,才能有效遏制滩地破碎化和功能退化的趋势。

辽河干流铁岭段水污染变化特点及成因分析

本文依据辽河干流铁岭段水质水量长系列资料,采用水质水量结合评价的方法,全面分析了辽河干流铁岭段水污染变化特点和水污染成因。分析结果表明,辽河干流铁岭段水质化学需氧量基本达到水功能区水质目标要求,氨氮受面源污染影响较大,仍然处于未达到水功能区水质目标要求的状态,但现状年水质处于历史较好水平,区内点污染治理和面源污染控制成效显著。研究成果对区内水污染治理和水资源保护工作具有重要意义。

长江江苏段近年水质状况分析

通过收集2018~2022年的水质数据,研究了长江江苏段干流和支流的水质状况。结果显示:近几年,长江江苏段干流和支流的水质状况呈现出良好的趋势,水质优良的断面比例逐渐增加,而劣质水断面比例则逐渐下降。2018~2022年,长江干流江苏段的水质整体达标率为98.39%,2019~2022年,达标率更是达到了100%。长江江苏段支流的水质状况也呈现出改善的趋势,Ⅴ类和劣Ⅴ类水质断面的比例不断下降,截至2022年底,Ⅴ类、劣Ⅴ类水质断面仅占2.94%。以期为长江江苏段的水质管理和保护提供参考。

宽滩型河流生态系统服务价值核算——以辽河干流为例

为解决线状河流生态系统服务价值核算长期停留在均一性核算,难以体现空间差异性的问题,整合高精度遥感数据和常规数据,区分源于河槽、滩地和河流整体3种空间的生态系统服务类型,梳理GIS平台运算的方法和参数,构建了宽滩型河流生态系统服务价值空间核算成套方法,并应用于辽河干流。结果表明:2013年辽河干流生态系统服务总价值为537.39亿元,其中洪水调蓄服务占比最高(46.99%),其次是气候调节服务(29.22%);不同土地利用类型单位面积生态系统服务价值存在差异,河槽和坑塘较高,旱地、灌木林、有林地、草地、滩涂和水田较低且数值接近;2013年辽河干流生态系统服务总价值比2009年增长了101.63亿元;辽河干流流经的铁岭、沈阳、鞍山和盘锦4个市中,单位面积生态系统服务价值和生态系统服务总价值均以辽河口的盘锦市为最高。

基于模糊隶属度模型的辽河干流水质评价

科学评价河流水质的时空变化,对河流水污染防治具有重要意义。基于2012—2018年辽河干流3个主要国控断面的水质监测数据,建立了水质综合评价指标体系和分级标准阈值体系,采用模糊隶属度模型构建了水质综合评价方法,综合测度了辽河干流铁岭、沈阳、盘锦段水质的时空变化。结果表明:2012—2018年,辽河干流各监测断面水质综合评价指数多为0.5~0.7,在中等和良好的临界水平波动,但上游水质总体略优于下游水质,而且水质季节变化特征明显。建议尽快构建辽河流域基于水环境容量的取用水动态调控机制,制定污水排放控制与水质监测实时挂钩方案,进一步加大水污染治理投资力度,不断完善流域水污染联防联控机制,以实现辽河流域水资源与水环境联动调控和精细化管理。

贴近度法在湘江干流水质监测断面优化中的应用

为了合理设定水质监测断面,节约监测成本,以湘江干流为研究区,选用贴近度法对湘江干流18个监测断面进行优化,采用t值检验法对优化结果进行验证,并结合水环境管理的实际需求,对优化结果进行了修正,结果优化后的湘江干流监测断面减少为17个,且优化后断面所反映的水质与优化前无显著差异,表明贴近度法在水质监测断面优化中实用性较好,但需结合实际情况,使优化结果更具应用价值。

河道生态基流生态经济价值及其时间变化研究

为了解决普遍采用单方水资源价值计算河道生态基流价值的缺陷,以及探索河道生态基流价值定量化计算新方法,采用水力学方法将河道生态基流从径流量中分离出来,并确定河道生态基流对应水面面积,进而采用当量因子法计算河道生态基流价值和并探索分析了河道生态基流价值的时间变化特征。以渭河干流宝鸡段为例进行研究,结果表明:渭河干流宝鸡段的丰水年、平水年以及枯水年的年平均河道生态基流量分别为5.82 m^(3)/s、3.59 m^(3)/s和2.76 m^(3)/s。近21 a来,该段河道生态基流价值在时间上总体呈下降趋势,该价值多年平均值为5.61亿元,单方河道生态基流价值为6.27元/m^(3),单方价值与价值总量变化趋势相反。河道生态基流价值年内变化具有明显的周期性,总体呈倒"V"字型,汛期河道生态基流价值比非汛期大,单方河道生态基流价值与之相反。通过相同区域以及相近区域的河道生态基流价值研究成果以及价值变化特征的对比分析,证明研究成果较为合理。该方法可为河道生态基流合理保障提供定量化依据。

黄河干流沿线陕西段土地生态安全时空分布特征

[目的]对黄河干流沿线陕西段土地生态安全时空分布特征进行研究,为维护区域土地生态环境提供科学依据和技术支持,为其他类似型区域提供参考。[方法]利用DPSIR构建土地生态安全评价体系,运用熵值法、自然断点法和改进后的TOPSIS法对2000—2020年黄河干流沿线陕西段土地生态安全时空特征进行分析。引入障碍度模型,进行障碍因子诊断。[结果]①土地生态安全综合值从2000年的0.4487上升到2020年的0.5353,综合安全水平由中级升至良好;②2000—2020年中北部区域由中级上升为良好水平,南部保持中级水平,总体呈现向好发展趋势;③土地生态安全评价单项结果各不相同,趋势呈现不同变化;④2000—2020年准则层指标障碍度年变化率,驱动力、状态和压力以年均5.81%,6.81%和5.51%速度增加;影响和响应以年均26.74%和33.43%的速度下降;⑤主要因子障碍度从2000年的农民人均纯收入和森林覆盖率变成了2020年的粮食总产量、人均建设用地面积和人均生态用地面积。[结论]黄河干流沿线陕西段土地生态安全时空分布达到良好水平,距离优质仍有差距。因此,在未来需要找准黄河干流沿线区域定位,坚持分类指导、因地制宜,绿色发展,赏罚同行,推进土地生态安全再上一个台阶。

流量历时曲线转移法在河流生态环境需水量计算中的应用

对于生态资料缺乏的河流可用水文学法计算其生态环境需水量,然而有关水文学法的研究主要集中在河流生态环境需水量总量的计算上,对河流生态环境需水量的分配计算不够深入且计算中都没有考虑河流的环境管理级别。为了解决这一问题,采用流量历时曲线转移法(FDCSM)对辽河干流铁岭站处不同环境管理级别下的生态环境需水量进行年内分配计算,并用Tennant法对FDCSM法的计算结果进行评价。结果表明:应用FDCSM法计算得到辽河干流铁岭站处六个不同环境管理级别(A、B、C、D、E、F)下河流的逐月生态环境流量,合计得到生态环境需水量,需水量由大到小分别为17.08×108m3·a-1、10.54×108m3·a-1、6.87×108m3·a-1(适宜)、4.50×108m3·a-1(最小)、2.89×108m3·a-1、1.83×108m3·a-1。Tennant法评价结果表明:FDCSM法与Tennant法对铁岭站河流生态环境需水量计算结果一致,证明该法可用于北方季节性河流的生态环境需水量计算。

渭河干流杨凌段水边线提取及其分维数计算方法研究

利用RGB遥感影像和DEM数据,采用Sobel算子法、人工交互阈值分割法、DEM河网法和面向对象分类法提取渭河干流杨凌段水边线信息和分维数计算。结果表明:不同方法所提取的水边线的盒分维方程的判定系数差别不明显,且具有良好的提取效果;当数据精度较高,研究面积较小时,人工交互阈值分割法具有较高的提取精度,高分辨率RGB遥感影像也能用于提取水边线信息;研究区河流分维数在1.0~1.4之间,属于侵蚀发育阶段的幼年期;文中4种方法提取水边线均可行,在缺乏高精度DEM数据的情况下,采用RGB遥感影像也可以较好地提取水边线信息。

湟水干流西宁～民和段河道生态基流量研究

湟水是青海省地表水利用率最高的河流，湟水干流西宁～民和段也是青海省水污染最严重的河段之一。本文以乐都水文站和民和水文站断面为控制节点，利用实测水文资料，通过历史水文资料法，初步确定西宁～民和段河段生态基流量为4．55m^3／s。这将为湟水中下游水资源可持续利用的管理目标提供了现实途径，具有现实意义。

辽河干流新民段表层沉积物重金属污染评价与来源分析

为有效评价辽河干流新民段表层沉积物重金属的污染状况,沿辽河干流河道方向采集11个沉积物样本,测定Cr、Cu、Zn、As、Cd、Pb 6种重金属含量,利用改进的粗糙集条件信息熵权重确定方法与灰色定权聚类评估结合,构建改进的粗糙集-灰色定权聚类综合评价模型。在综合评价的基础上,结合新民地区现状,通过因子分析方法进行了污染源辨析。结果表明:利用改进的粗糙集条件信息熵计算沉积物重金属污染权重时,Cr、Cu、Zn、As、Cd、Pb 6种沉积物重金属的污染权重为0.132,0.151,0.151,0.113,0.233,0.22,其中,Cd、Pb的污染权重相对较高。11个采样点均处于I级(清洁),采样点污染程度排序为10>4>6>11>3>9>2>5>8>1>7。与污染负荷指数法对比,评价结果总体上较为一致,个别采样点也有差异。因子分析提取两个公因子的累积贡献率达到89.72%,公因子1(Cr、Cu、Zn、As、Pb)受自然、工业和交通运输的共同影响,公因子2(Cd)受农业活动、支流汇入的共同影响。改进的粗糙集-灰色定权聚类综合评价模型能够有效解决指标权重主观性强和沉积物重金属污染的不确定性问题,提高了沉积物重金属污染评价的准确性。

辽河干流大张生态抗旱临时蓄水工程改造

近几年来,辽河流域持续性干旱,加上辽河上游水质污染严重,危害到流域十分脆弱的生态环境。大张生态抗旱临时蓄水改造工程是在辽河干流河道干旱缺水条件下进行生态建设的一种探索和尝试。文章介绍辽河干流大张生态抗旱临时蓄水工程概况和橡胶坝、钢坝闸、生态护坡及湿地的设计,以期为今后河道生态建设进一步完善提供参考。

黄河内蒙段干流流量演进模型

为探究黄河内蒙段干流的流量演进过程,基于该河段干流各水文站1987-2011年实测逐日流量资料,依据水量平衡原理,利用灰色关联分析法推求流量传播时间,并采用马斯京根新建模法模拟黄河内蒙段干流的流量演进,分别建立了该河段畅流期不同流量级别和不同时段的流量演算模型,分析预报了该河段畅流期的流量过程。结果表明,不同模型模拟的流量过程与实测系列均吻合,模拟结果的预报精度均达到了预报精度要求,且根据不同流量级别建立的模型精度更高,更易于实际应用操作。

辽河干流中下游河段造床流量和平滩流量及有效流量分析

基于流量频率曲线呈皮尔逊Ⅲ型分布的特性,改进了马卡维也夫法。根据辽河水文站布设情况选取干流段福德店、通江口、铁岭、马虎山、平安堡、辽中、六间房等7个水文站为研究对象。首先将辽河干流段分成6个河段,分析了各河段的比降和蜿蜒度特征以及各水文站悬移质泥沙颗粒级配,然后选用1985-2013年水沙资料,逐年计算了各水文站造床流量、平滩流量和有效流量。结果表明,辽河干流中下游段是具有高蜿蜒度的平原河流;1985-2007年悬移质颗粒级配沿程总体呈减小趋势,而2008-2013年悬移质颗粒级配沿程总体呈增大趋势。通过3个特征流量的比较,指出平滩流量始终大于有效流量和造床流量,说明过去近30年间辽河干流中下游段主河槽的过流能力大于水流塑造河床的能力和远距离输沙能力。

辽河干流河流化学完整性评价方法对比研究

基于河流水环境和河岸带生境状况进行河流化学完整性评价,可以全面综合的判断河流水体及河岸带化学污染情况,对有效控制水体污染,科学制定整治计划,恢复河流自身的环境承载力及生态系统功能以及对河流生态系统的修复都具有重要意义。以辽河干流为研究对象,探讨了化学完整性的概念、评价指标、评价标准及评价方法,从河流水环境和河岸栖息地环境两方面选取了19个指标,构建了河流化学完整性评价指标体系。同时采用模糊综合评价法、贴近度法和综合指数法分别对辽河干流化学完整性进行评价,最终筛选并确定综合指数法更适合河流化学完整性评价。综合指数法评价结果表明,辽河干流化学完整性评价结果总体表现为“一般”,河流水环境总体评价为“一般”,哈大高铁、达牛和盘山闸评价为“差”。其中哈大高铁和达牛地处交通节点,受人为干扰较大。另外盘山闸长期处于施工状态且靠近市区,施工废料与城市污水污染不断。评价结果为研究者及管理者开展辽河干流生态修复与后评估等工作提供指标与方法参考。

基于DPSIR模型的渭河干流甘肃段生态安全评价

[目的]分析渭河干流甘肃段生态安全现状,为该流域生态文明建设提供理论依据。[方法]通过DPSIR模型构建渭河干流甘肃段生态安全评价指标体系,运用组合赋权法确定指标权重,并利用障碍模型诊断障碍因子。[结果](1)渭河干流甘肃段生态安全指数呈先降后升的趋势,生态安全等级由Ⅳ(较危险)经Ⅴ(危险)先向Ⅳ(较危险)再向Ⅲ(预警)转变;(2)项目层指数变化幅度较小,驱动力、压力和影响指数波动下降,状态和响应指数波动上升,生态安全状况整体有所好转;(3)人口增长率、经济增长率、植被覆盖率、城镇污水处理率和农业用水利用率是影响渭河干流甘肃段生态安全的主要障碍因子。[结论]未来应注重经济、政治、文化、生态环境四者的有机统一,进一步推动经济与生态的和谐发展。

淮河干流信阳段水质预测模型

根据水体扩散理论,建立淮干水质预测相关模型,并进行验证;首次对淮河干流信阳段NH3-N、COD的综合衰减系数,复氧系数和耗氧系数等4项开展现场试验及分析,结果表明,引起误差的主要原因是复氧率及光合作用随河流而异,难以准确确定。