山区侧向流对滹沱河冲洪积扇地下水补给与硝酸盐动态的影响

山区侧向补给是华北山前平原冲洪积扇含水层重要补给来源,影响平原区地下水水量和水质动态。近年来受极端气候和人类活动影响,山区对冲洪积扇平原区地下水的侧向补给机制及其对地下水硝酸盐动态的影响仍不明确。本研究以滹沱河冲洪积扇为研究区,利用水文观测、水化学和同位素示踪等方法,估算山区侧向补给通量和硝酸盐输移通量,揭示山区侧向补给与平原区地下水的补给关系,分析山区侧向补给对地下水硝酸盐分布的影响。根据水文地质条件,将采样点划分为4个子区:滹沱河冲洪积扇北部扇顶(Ⅰ区)、扇中(Ⅱ区)、滹沱河附近扇缘区(Ⅲ区)以及滹沱河冲洪积扇南部区域(Ⅳ区)。地下水硝酸盐动态监测数据表明,滹沱河北部的山区断面地下水硝酸盐浓度高于南部断面,平原区北部Ⅰ区和Ⅱ区地下水硝酸盐浓度高于南部Ⅳ区;且沿地下水流动方向,地下水硝酸盐浓度均值呈现Ⅰ区(105.28 mg·L^(−1))>Ⅱ区(99.22 mg·L^(−1))>Ⅳ区(37.10 mg·L^(−1))>Ⅲ区(23.08 mg·L^(−1))的空间分布特征。利用地下水氢氧同位素示踪揭示了山区侧向流对冲洪积扇北部地下水补给影响范围为扇顶和扇中,而冲洪积扇南部因地下水超采改变地下水流场,其影响范围主要为扇顶。利用达西定律计算2022年3月至2023年2月山区侧向流对滹沱河冲洪积扇平原区的补给量为2.10×10^(8)m^(3),硝酸盐通量为239.56×10^(5)kg,且北部山区侧向补给的水氮通量大于南部,这也是影响平原区地下水硝酸盐空间分布的重要原因。山区侧向补给对冲洪积扇平原区地下水量和水质的影响不容忽视,因此,实现源头综合治理,降低山区地下水污染物浓度,对下游平原区面源污染管理,防止地下水硝酸盐污染具有重要意义。

滹沱河超采区地下水回补的水化学效应研究

由于长期超采地下水,导致滹沱河冲洪积平原地下水位持续下降,水质恶化,为缓解滹沱河超采区水资源矛盾,2018年开始实施了河道回补工程,回补水源为黄壁庄水库水和“南水北调”水.为了研究回补后地下水化学效应变化,应用水文地球化学、水文学和统计学等理论方法,开展了现场动态监测、地下水化学检测工作.结果表明:①实施滹沱河补水后地下水位上升显著,滹沱河沿线地下水位平均回升5.83 m;2019年较2015年滹沱河超采区地下水位平均回升5.93 m,地下水漏斗形状发生改变,地下水向漏斗中心汇集已不明显.②滹沱河多年受上游高硫酸盐水源补给的影响,滹沱河沿岸分布HCO 3·SO 4-Ca·Mg型地下水,并在HCO 3·SO 4-Ca·Mg型水两侧形成了条带状的HCO 3·SO 4·Cl-Ca·Mg型水.与2015年相比,2019年HCO 3-Ca·Mg型水的面积减少了20.6%,HCO 3·SO 4·Cl-Ca·Mg型水和HCO 3·SO 4-Ca·Mg型水的面积增加了13.6%.③河道补给有效缓解了地下水环境恶化,区域地下水中硫酸盐平均含量基本持平,氯化物浓度、TDS(溶解性总固体)浓度、总硬度呈下降趋势;受上游黄壁庄水库补水影响,滹沱河沿岸附近地下水中硫酸盐的浓度升高,高浓度的硫酸盐主要分布在滹沱河、石津灌渠及黄壁庄水库副坝附近,随着补水的不断推进,水位持续回升,在水动力作用下,其有向下游扩散的趋势.研究显示,科学合理地选择补水水源与回补方式是减缓该地区地下水硫酸盐污染及保持地下水可持续利用的有效方式.

人类聚居环境学理论为指导的城郊景观生态整治规划探析——以滹沱河石家庄市区段生态整治规划为例

在当前快速的城市化进程中,中国许多城郊地区普遍面临着环境恶化、管理发展混乱、景观衰退等问题,作为城市人类聚居环境背景与核心相互交接的过渡地带,这些地区担负着诸如城市绿色隔离空间、城市的门户、城市未来发展用地等功能,其战略地位相当重要。文章以人类聚居环境学理论为指导,以滹沱河石家庄市区段生态整治规划为例,探析了城市郊区景观生态整治的方法及其实践运用。

山西滹沱河山区湿地生态系统健康评价

根据滹沱河山区湿地生态系统的特征和湿地生态系统健康的内涵,基于PSR理论模型,从生态系统结构、状态、功能和协调度4方面选取了26项指标,构建了滹沱河山区湿地生态系统健康的评价指标体系。应用二级综合模糊评判法、层次分析法等方法,对滹沱河山区湿地生态系统健康进行了评价。结果表明:滹沱河山区湿地生态系统在健康级别的隶属度综合得分是0.095;在亚健康级别的隶属度综合得分是0.368;在一般疾病级别的隶属度综合得分是0.398;在疾病级别的隶属度综合得分是0.139。根据最大隶属度原则,滹沱河湿地生态系统健康属于一般疾病状态。

滹沱河山区县域农业生态系统健康评价

农业生态系统健康是农业生态系统的综合特征,它具有生态结构、功能和抗逆特征,是实现生态农业建设目标的重要保障。根据滹沱河山区农业生态系统的特征和农业生态系统健康的内涵,从生态结构、功能和抗逆3方面选取了17项指标,构建了滹沱河山区农业生态系统健康的评价指标体系。应用层次分析法、综合评判法等多种方法,在县域尺度上对滹沱河山区的6区县进行农业生态系统健康评价。最终得到如下结果:处在不健康状态的是五台县,处在亚健康状态的是繁峙、忻府区、原平、定襄,代县农业生态系统接近于亚健康状态。其农业生态健康综合评价结果的排名次序为原平>繁峙>定襄>忻府区>代县>五台。

山西境内滹沱河流域水功能区水质变化及成因分析

文中以山西境内滹沱河流域水功能区为研究对象,以国控水质监测断面2015-2019年的月度监测数据为基础,分析影响水环境质量超标因子的变化特征,进一步结合产业特点分析成因。结果表明,总氮是水质变差的主要因子,有机物污染是次要因子,生活源污染和农业面源污染是成因。

石家庄滹沱河地区地下水高硬度成因:影响因素及多元统计分析

以石家庄滹沱河典型地区为对象,运用描述性分析、聚类分析和因子分析研究了地下水高硬度的成因。研究区地下水总硬度超标严重,超标率为85.2%,地下水总硬度与pH和井深在0.01水平上呈显著性负相关,与TDS和NO3^-在0.01水平上呈显著性正相关;聚类分析将地下水分成了3种类型,从Ⅰ类至Ⅲ类水,SO4^2-和Cl-以及Na+K毫克当量百分数在逐渐增大,受人类活动的影响显著;因子分析结果表明,影响地下水化学组分(尤其是总硬度)的因素有:由工业和生活污染引起的钙镁碳酸盐及硅酸盐的溶滤作用和阳离子交换反应,农业生产产生的污染,地下水的氧化还原环境,其贡献率分别为56.3%、17.4%和12.5%。

滹沱河上游地区土地利用变化对生态系统服务价值的影响

以滹沱河上游地区2005、2010、2015、2018年4期遥感影像为数据源,采用土地利用动态度、价值当量因子法、敏感性指数等指标评估生态系统服务价值,分析土地利用变化对生态系统服务价值的影响。结果表明:(1)2005—2018年研究区土地利用变化最大的为建设用地,动态度为5.80%,面积增加了25337.52hm^2;其次为草地和未利用地,动态度分别为-0.27%和-0.20%,处于减少状态。(2)土地利用面积转移中,耕地转为建设用地最多,达12506.01hm^2;其次为草地转为建设用地,为9734.03hm^2。(3)单项生态系统服务价值以林地最大,贡献率在48%以上;其次为草地,达26%以上,两者占比合计超过75%,说明林地和草地是维持研究区生态服务功能的主体。生态系统服务功能以土壤形成与保护、废物处理、水源涵养和生物多样性功能为主,占比高达62%,食物生产和娱乐文化功能的价值最低。(4)2005—2018年研究区综合生态系统服务价值呈轻微减少趋势,变化率为-1.37%,减少了236.16×10^6元。其中草地减少最多,变化率为-3.55%,减少了166.12×10^6元。因此,必须重视滹沱河上游地区林草保护,确保生态功能价值的主体作用,同时合理规划建设用地,优化土地利用结构,减少耕地的占用,促进生态文明建设。

滹沱河上游地区景观格局变化及驱动力分析

【目的】明确滹沱河上游地区2000—2018年的土地变化及景观格局,为研究区的生态环境保护和可持续发展提供合理依据。【方法】运用Fragstats 4.2软件对滹沱河上游地区2000、2005、2010、2015和2018年的土地利用数据进行景观格局分析,研究该地区的景观格局时空变化,并结合灰色关联度分析法分析景观格局变化的驱动机制。【结果】2000—2018年,滹沱河上游地区的草地面积占绝对优势;土地利用面积转移中,耕地和草地转出面积较大,主要作为建设用地。2000—2018年,滹沱河上游地区的景观呈现出多样化、破碎化特征;采用灰色关联度分析法得出,第二产业比重、第三产业比重、人均粮食产量以及年均气温为滹沱河上游地区景观格局变化的主要驱动力。【结论】2000—2018年,滹沱河上游地区土地利用结构发生了变化,建设用地大幅度增加,草地、耕地、林地面积波动减少,水域和未利用地变化较小;城市化的发展、农业的发展以及各种生态建设是促进滹沱河上游地区景观格局变化的主要原因。

近50年太行山前平原地下水演变的时代标志性特征

针对太行山前平原浅层地下水超采日趋严峻问题,以滹沱河流域为例,采用MapGIS空间分析技术,探讨了近50年来该区地下水位埋深及分布面积演变的时代标志性特征。研究表明,该平原区浅层地下水呈现区域疏干加剧的态势;1963年,地下水以小于5m埋深的分布区为主,其面积占全区面积的96.8%,尚未出现大于10m埋深的分布区;1975年,5～10m埋深的分布面积迅速扩大,占全区面积的67.3%,大于10m埋深的分布区面积达23.1%;1985年,10～20m埋深的分布面积占69.4%,出现大于20m埋深的分布区,面积340km^2;1995年,20～30m埋深的分布面积占全区面积的51.7%,为4238km^2,大于30m埋深的分布区面积达4.7%;2005年,大于30m埋深的分布面积占全区面积的49.9%,出现大于40m埋深的分布区,面积达330km^2。目前,局部出现了大于50m埋深的分布区。气候旱化,加剧地下水补给量减少和开采量不断增大,加之河道长期干涸,是主导成因。因此,适时调控开采量,使其与气候变化规律相适应,将有利于遏制该区地下水超采疏干态势。