【摘 要】
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随着社会经济的不断发展,水资源供需失衡、水环境污染等问题日益突出,研究水资源承载力对于解决经济社会发展与生态环境之间的矛盾具有重要意义.为此,从水资源、社会、经济和生态四方面选取武汉市16项指标构建武汉市水资源承载力评价指标体系,采用熵权—灰关联分析法对武汉市2013～2018年水资源承载力进行评价.结果表明,2013～2018年武汉市水资源承载力水平小幅上升,总体平稳.其中2013年武汉市水资源承载综合值处于V2级别,为较弱水平;2014～2018年武汉市水资源承载综合值处于V3级别,为中等水平;社会子
【机 构】
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中国科学院地理科学与资源研究所陆地水循环及地表过程重点实验室,北京100101;中国科学院大学,北京100049;中国科学院地理科学与资源研究所陆地水循环及地表过程重点实验室,北京100101
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随着社会经济的不断发展,水资源供需失衡、水环境污染等问题日益突出,研究水资源承载力对于解决经济社会发展与生态环境之间的矛盾具有重要意义.为此,从水资源、社会、经济和生态四方面选取武汉市16项指标构建武汉市水资源承载力评价指标体系,采用熵权—灰关联分析法对武汉市2013～2018年水资源承载力进行评价.结果表明,2013～2018年武汉市水资源承载力水平小幅上升,总体平稳.其中2013年武汉市水资源承载综合值处于V2级别,为较弱水平;2014～2018年武汉市水资源承载综合值处于V3级别,为中等水平;社会子系统和水资源子系统对水资源承载力的贡献度较高;城镇化率、水利环境固定资产投资占比和工业用水重复利用率是武汉市水资源承载力的关键影响因素.
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河岸侧向潜流水力交换对河流及其岸滩的生态健康有重要影响.为阐明河岸侧向潜流水力交换特征,基于室内二维砂槽模型试验,分析了潜流在沉积物中横向和垂向上的运动规律.研究结果表明,河岸侧向潜流运动主要受河水地下水位差和重力作用影响;沙质河岸中的河水入渗前锋线呈凹凸形态,侧向潜流运动存在底部优势流现象,岸滩不同深度处的横向潜流交换速率大小存在差异;在单次河道水位涨落过程中,岸滩剖面内最大河水入渗面积出现在河道水位下降至略高于地下水位时.研究成果可为监测场地布置及河流生态保护提供参考.
河湖连通存在污染物在河湖之间转移的风险,城市内河与湖泊连通风险更甚,还可能影响城市河湖正常功能.对此,提出了一种新的河湖连通模式——“分流岛”,介绍了其主要技术措施、技术方案和关键技术指标,并以某城市湖泊工程为例,介绍了其实际应用情况.结果表明,分流岛在保障城市湖泊水质安全与滞洪调蓄功能、内河日常的纳污排污功能及提升城市品位等方面具有较好的效果.该连通模式不仅适用于城市河湖连通治理,还可适用于大江大湖的江湖关系协调治理中,具有较好的推广应用前景.
基于现有水环境容量在流域的应用,构建了“控制单元划分—功能区建立—地表水环境容量核算—污染物削减量—污染管控”的流域水环境管理体系,以辽东沿海诸河中污染较重的庄河为例进行流域水环境容量的研究.结果 表明,综合考虑行政区划、水文条件、监测断面、污染源分布等水环境功能条件,划分为5个控制单元和3个功能区;将最枯季水文条件下的地表水环境容量作为评价管理流域水环境承载力的重要因素,庄河扣除非点源影响的COD、氨氮(NH3-N)、总磷(TP)地表水环境容量分别为563.1、24.6、4.3 t/a;庄河小于屯控制断
黄河中游黄土高原地区经常发生区域性暴雨,容易形成涨落迅猛、峰型尖瘦的高含沙洪水过程,次洪沙峰量级预报的准确度对汛期调水调沙工程调度,特别是对高含沙量洪水事件十分重要.针对黄河中游水沙预报难度大、精度偏低的现状,采用随机森林和支持向量机两种数据挖掘方法,开展秃尾河和湫水河两个流域的次洪最大含沙量的预报预警研究.结果 表明,随机森林模型和支持向量机模型的最大含沙量量级模拟预报平均合格率分别在85％、90％以上,模型精度较高.
以武汉市茶山刘分流制排水区域为例,基于4场雨水径流水质水量监测资料,采用初始冲刷无量纲累积分析M(V)曲线分析了雨水径流初始冲刷效应,并使用SPSS软件对4场降雨事件的水质指标进行相关性分析.结果 表明,武汉市雨水径流污染物COD、TP、TN、NH3-N的降雨径流平均浓度分别为地表水Ⅴ类标准的4.9、6.2、13.0、9.7倍,雨水径流污染负荷较高;降雨强度和前期干旱天数是影响初始冲刷效应的主要因素,截流前40％～60％的径流量可截流大部分污染物;降雨强度不大时,雨水径流中SS与COD、TP、TN有较强的
为明确常州市可用水量,贯彻落实“以水而定”,根据水资源条件和来水水源,提出县级行政区可用水量核算方法,核算了各分区不同水平年、不同来水频率的地表水可用水量、地下水可用水量、非常规水可用水量和外调水可用水量,将可用水量核算结果进一步分配至各县级行政区并提出优化配置建议,核算结果可为常州市的未来规划和城市发展提供参考.
评价区域水资源安全的发展趋势,有助于认识其对生态自然与社会经济的驱动作用.结合水资源安全评价的相关内涵构建评价指标体系,并用熵权—物元模型分析黄河流域9个中心城市水资源安全状态.结果表明,太原、郑州、济南、银川、青岛等中心城市处于临界安全等级,呼和浩特、西宁、兰州、西安等中心城市处于较不安全等级.研究结果对指导黄河流域水资源可持续利用,具有一定实践意义.
为研究西南山区暴雨作用下坡面泥沙输移变化过程,进行了不同雨强下的坡面冲刷试验,判定了坡面泥沙输移激增时间节点,研究了雨强对坡面泥沙输移变化的影响.结果 表明,坡面细沟开始合并的时间点可作为坡面泥沙输移激增判定条件;雨强与泥沙激增时间点、泥沙垮塌时间点及泥沙进入水槽时间点均表现为负相关关系,与坡面平均输沙率表现为正相关关系;雨强是坡面泥沙输移变化最主要的因素.研究结果对西南山区水沙灾害防治有一定参考意义.
太湖中的水华爆发对太湖及其沿岸居民造成巨大影响,因此保证提前预测蓝藻密度非常重要.为精确预测太湖蓝藻密度,在长短时记忆网络(LSTM)模型的基础上,加入一维卷积模型,筛选并优化激活函数,提出一种基于1D CNN-SLSTM的预测模型预测蓝藻密度.试验结果表明,1D CNN-SLSTM模型的RRMSE、MMAPE、MMAE值分别比单独使用LSTM模型降低30.38％、1.85％、16.89％,R值和NNsE值则提升了0.08、0.17,验证了使用扩展型指数线性单元激活函数(Selu)的LSTM神经网络(1D
为解决传统灰水足迹模型污染物容许限值不确定性的问题,基于三角模糊数理论,建立了改进的灰水足迹模型和污染风险评估模型,并将其应用于湖北省的灰水足迹评估中.结果 表明,2017年,湖北省COD、总氮、氨氮、总磷的灰水足迹依次为三角模糊数(129.8×108,259.7×108,346.2×108)、(360×108,720×108,1440×108)、(541.5×108,1083×108,2166×108)、(14.8×108,295 × 108,2360× 108) m3.其中最可能值与传统灰水足迹评价结