渭河流域环境研究的空间分布特征

目的通过总结渭河流域环境研究的主要问题和方法,以期为改善和研究该区域的生态环境问题提供科学依据。方法在整理分析渭河流域环境研究资料的基础上,从渭河流域环境研究的主要方法、主要内容以及研究的区域等方面入手,分析了渭河流域环境研究的空间分布特征。结果渭河流域环境研究的重点区域是渭河流域中游段,即宝鸡峡—咸阳铁桥段,次重点区域是渭河下游段,即宝鸡—潼关段,非重点区域是渭河上游段,即渭河源头—宝鸡段。结论应加强渭河上游及主要支流的环境研究工作,增强不同流域段相互关系的研究,对重点区段的环境研究应采用多种方法结合进行。     

气候变化和人类活动对渭河流域径流的影响

以渭河流域为例,采用敏感性系数方法和模型模拟方法估算分析气候变化和人类活动对流域径流的影响,探讨变化环境下气候变化和人类活动对流域径流变化影响的贡献.研究结果表明,渭河流域几乎所有水文站控制流域的径流在1990s出现了明显下降趋势.径流对降水量变化比对潜在蒸散量变化敏感,降水和潜在蒸散发引起的气候变化影响在渭河上中游林家村、魏家堡和咸阳站控制流域较小,而在其他站控制流域的影响较大,占径流总量减少的40％以上.人类活动对径流的影响在渭河上中游林家村、魏家堡和咸阳站控制流域,泾河下游张家山站控制流域大于50％.     

渭河流域水文变异诊断研究

利用分数布朗运动及R/S分析理论,将相关函数与Hurst系数结合在一起,从整体上识别与判定渭河流域的水文变异及其变异程度。诊断结果表明:泾河流域降雨与径流序列变异不明显,变异程度为无变异,渭河中上游及整个渭河流域的降雨序列均为弱变异,渭河流域径流序列为中变异,渭河中上游径流序列变异最为明显,为强变异。     

渭河流域水环境质量评价与分析

以渭河流域为研究对象,调查并分析了全流域73个点位的水质指标,选择溶解氧含量(DO)、高锰酸盐指数(CODMn)、氨氮(NH3-N)、总氮(TN)、总磷(TP)作为主要评价因子,采用单因子评价法、综合污染指数法和综合水质标志指数法分别评价渭河流域的水环境质量.结果表明,渭河流域枯水期水质明显优于丰水期,说明非点源污染对流域水环境质量影响最大.总氮、总磷是渭河流域水环境的主要污染因子,流域农业农药化肥和畜禽养殖等产生的非点源污染是导致其超标的主要原因.从流域空间分布来看,3条河流水环境质量的空间差异性较大,其中渭河的水质情况最差,泾河和北洛河水质相对较好.渭河南岸支流水质最好,北岸支流次之,干流水质最差,其中以关中地区干流水质污染最为严重.本研究结果为流域水污染治理和水环境质量改善提供数据支持,具有一定的参考价值和理论指导意义.     

基于启发式分割和近似熵法的径流序列变异诊断

对河川径流的变异研究不仅有助于掌握变化环境下径流的演变规律,还能提高水文分析、水文模拟以及水文计算结果的准确度。以渭河流域为研究对象,采用启发式分割和近似熵方法,对渭河年径流序列进行了变异诊断,诊断结果表明:林家村以上流域存在1971和1994年2个变异点;张家山以上流域无变异点存在;整个渭河流域存在1969和1993年两个变异点。此外,通过对渭河径流变异归因分析可知,该流域径流变异主要是由气候变化(1971年的El Nino和1994年的ENSO事件)与人类活动(水利工程建设、流域下垫面的改变以及大量开采地下水和地表水)的共同作用所导致的。     

渭河流域陕西片的水环境特性

针对流经陕西境内的渭河干流主要断面的流量逐年减少,而入河污染负荷却保持着增加趋势,导致渭河水质超标严重这一水环境现状,分析了渭河流域陕西片的降雨特性,并以降雨形式、地表特性(土壤类型,前期土壤湿润程度,土地利用)、地形特征等因素为基础,利用SCS模型进行了流域产流量的模拟计算。从降雨量与产流量的关系表明,单场降雨量小于6 mm时较难产生地表径流;由于流域片内除径流外没有可以利用的其他水资源。提出了改善渭河水质须削减入河污染负荷和增加河道流量并行措施。     

渭河流域关中段近30年植被动态变化分析

选取渭河流域关中段1980、1990、2000、2005、2007年5期MSS/TM/ETM影像数据,计算提取流域不同时期的归一化植被指数(NDVI),并根据像元二分模型估算关中段流域1980—2007年的植被覆盖度分布,将计算得到的植被覆盖度进行分级处理,获得渭河流域关中段植被覆盖度分级图,系统研究了渭河关中段近30 a来的NDVI和植被覆盖的时空变化特征,详细地分析了不同时期、不同区域植被在其生长周期内的长势情况,以及植被生长状况在空间上的差异性,系统研究了渭河流域关中段近30 a的植被动态变化.结果表明:该区域NDVI和植被覆盖度近30 a总体上呈增长趋势,仅1990—2000年期间有所下降.     

基于SWAT模型的渭河流域非点源氮污染分布式模拟

以渭河华县断面以上流域为研究区,应用SWAT模型对该区域的径流、泥沙及氮污染负荷的产生与输出过程进行模拟计算.利用华县站1987-1988年的实测月径流、泥沙和污染物数据进行模型的调参计算,用1989-1990年的实测月径流、泥沙和污染物数据对模型进行验证,验证结果表明模型基本合理可行,可用于渭河流域非点源污染的模拟计算.利用率定好的模型对不同典型年进行了模拟计算,根据模拟结果对该区域的径流、泥沙和氮污染负荷的时空产生与输出特点进行了分析,为流域非点源污染防治规划提供科学依据.     

渭河宝鸡峡全新世古洪水事件研究

通过对渭河流域的调查,在渭河上游宝鸡峡谷发现了含有典型古洪水滞流沉积层的全新世黄土古土壤剖面.对该剖面进行磁化率、烧失量、碳酸钙、粒度等指标的分析测定和论证,明确了古洪水滞流沉积物的基本特点,揭示出全新世古洪水事件的沉积学记录.根据这组古洪水沉积层出现的地层位置和磁化率等气候变化指标,通过与渭河流域诸多剖面的对比,并且结合该剖面所含的龙山文化层和西周文化层考古学断代,确定渭河宝鸡峡谷全新世特大洪水事件发生在3 200~3 000 a B.P..     

基于特征负荷法的渭河林家村断面以上流域污染物负荷估算

以渭河林家村断面以上流域为研究对象,以氨氮和化学需氧量为水质参数,根据该流域点源污染与非点源污染的排放特点提出了一种估算污染负荷的新方法,即特征负荷法,计算得到了现状年(2007年)丰、平、枯水期渭河林家村断面以上流域点源污染负荷和非点源污染负荷。结果表明:渭河林家村断面以上流域全年点源污染排放稳定,全年非点源污染排放量变化较大,丰、平和枯水期的氨氮和化学需氧量非点源污染负荷占全年总污染负荷比例依次减少。     

渭河流域水足迹空间化及水资源评价

基于水足迹理论,结合GIS数据空间化方法,计算分析了渭河流域栅格、行政单元、子流域3种不同尺度下的水足迹人口密度、水足迹经济效益和水资源匮乏程度.结果表明:渭河流域人均水足迹为829.67 m3/人,陕西省的人均水足迹要小于宁夏回族自治区和甘肃省;农业耗水量最大,高值区位于流域下游西安、渭南附近,工业、生活、生态耗水的...     

GIS技术在洪水灾害评估中的应用研究——以渭河中下游地区为例

目的对渭河中下游流域洪水进行数值模拟,建立洪水灾害评价体系。方法以数字高程模型数据为基础,利用GIS技术和相关软件。结果以渭河下游石堤河一罗纹河段为例,模拟出该地区的三维洪水演进和洪水危害区域,并结合水文水情资料,得到洪水预警预报及断面淤积信息。结论渭河中下游流域评估体系具有可行性,可为洪水的预警预报提供可视化研究平台,并可为流域的综合治理及开发提供参考依据。     

基于SPEI的渭河流域干旱特征分析

本研究采用渭河流域20个气象站点1961—2013年的气象数据,计算该流域多重时间尺度的SPEI值,分析SPEI在该流域的应用情况,同时基于SPEI分析渭河流域干旱时空分布特征。研究结果表明:渭河流域SPEI值呈显著下降趋势,干旱日趋严重。其中,春秋干旱有明显加重的趋势,夏旱及冬旱无明显变化。就总体分布而言,干旱主要发生在西北部,其中轻旱、中旱、重旱大部分主要分布在西北部地区。相反,受1995年及1997年历史特大旱灾事件影响,特旱主体分布在东南部地区。     

拦河筑坝对渭河宝鸡段空气质量的影响

目的研究渭河流域宝鸡段(13km)范围内拦河筑坝对周围空气质量的影响。方法采用KEC-900正负离子测试仪和KEC-R2型高智能记录仪测量记录从福谭桥至蟠龙大桥等8个观测点的空气负离子(negative air ions简称NAI)浓度,利用SPSS20.0软件对测定结果进行统计分析。结果(1)方差分析结果表明:蟠龙大桥NAI浓度与福谭桥NAI浓度没有显著差异;蟠龙大桥NAI浓度与其余6个观测点NAI浓度在0.01水平上有显著差异。(2)福谭桥和蟠龙大桥NAI浓度均值分别为246个/cm3、214个/cm3,同属于渭河流域的自然态,空气清新度指数(Fresh Air Index,简称FAI)属于2级;宝成铁路渭河大桥、清姜河橡胶坝、渭河步行桥以及金渭湖拦河闸坝NAI浓度均值分别为990个/cm3、833个/cm3、925个/cm3、926个/cm3,FAI均属于3级;渭河钢索软吊桥和东岭廊桥NAI浓度均值分别为1 259个/cm3、1 011个/cm3,FAI均属于4级。结论拦河筑坝对附近空气质量有显著改善,选择在河坝附近进行生态保健游览和体育锻炼,有益于人体健康。     

利用化学需氧量（COD）浓度变化校验流域减排成效

本文拟通过渭河出陕入黄河潼关吊桥断面历年来的监测数据和水文资料，对该断面COD排放浓度年度变化情况进行科学分析，合理的评价陕西省渭河流域的近年来水环境质量变化规律和趋势，以此来校验陕西省COD减排措施落实情况和减排工作成效。     

渭河流域宝鸡段傍河水源地地下水环境评价

渭河流域宝鸡段傍河集中地下水源地有8个,主要开采由傍河地表水渗漏补给的承压含水层中的地下水,开采量约为20×104m3/d,占宝鸡市总供水量的77.2%.依据实测资料和地质统计学分析,由于地下水的过量开采和渭河污染,导致潜水严重污染,承压水中个别水井受到有机污染.应减少地下水的开采量,并对城市污水处理,以使排入渭河水符合水质标准.     

基于MapX的渭河流域水环境信息系统的设计

以陕西省渭河流域水环境信息系统为例,对基于GIg的流域环境信息系统的系统目标、系统结构设计、系统内容设计和系统数据库设计进行了分析,并阐述了系统开发中的一些关键技术。系统开发采用客户／服务器结构,并以VB＋Mapx的集成二次开发方式完成系统开发,为渭河流域环境管理部门提供辅助决策支持。     

考虑“三条红线”的渭河流域(陕西段)水量水质联合调控研究

针对渭河流域(陕西段)面临的水量、水质问题,本文依据最严格水资源管理制度,以用水总量、用水效率和限制纳污"三条红线"为控制目标,统筹考虑跨流域调水与河道内外不同用水需求等,绘制了渭河流域水量水质联合调控节点图,引入改进型一维河流稳态水质模型,建立了基于"三条红线"的水量水质耦合调控模型,构建了水资源配置方案集,并对模型求解.计算结果表明,2020水平年,不同方案下渭河流域各断面生态需水保证率均符合设计要求;在考虑用水效率红线指标以及引汉济渭调水方案下,流域缺水量达到最小;考虑限制纳污指标时,需大力削减污染物入河量才可满足水功能区限制纳污要求.研究成果可为渭河流域实施最严格水资源管理提供理论支撑与科学依据.     

应用硅藻指数评价渭河流域水生态健康状况

应用硅藻指数进行河流健康评价的研究日益广泛.本研究于2012年10月对渭河流域60个点位进行采样调查,应用Spearman相关分析法分析硅藻指数与水环境因子的关系,并根据硅藻指数生态健康分类标准对渭河流域水生态健康状况进行评价.结果表明,渭河流域共采集到硅藻26属221种,隐头舟形藻(Navicula cryptocephala)、谷皮菱形藻(Nitzschia palea)、扁圆卵形藻(Cocconeis placentula)、小形异极藻(Gomphonema parvulum)和极细曲壳藻(Achnanthes minutissima)等为主要优势物种.实验共计算出12个硅藻指数,除IDAP指数外,其余11个指数均与河宽显著相关,仅DI-CH指数与溶解氧显著相关,SHE、IPS和DI-CH指数与NO2和NH+4显著相关.基于硅藻指数生态健康分类标准,12个硅藻指数评价结果相差较大,IDAP、IPS、IBD和LOBO指数评价结果较好点位占45%以上,而TDI、IDP、CEE和DI-CH指数评价结果较差的点位较多,占45%以上,其余指数评价结果为一般水平.     

渭河下游现代沉积特征及河型转化主控因素分析

现代河流沉积一直是地貌学家、沉积学家和水力学家的研究重点,目前对渭河时间尺度上河流形态变化现象的相关研究并不缺乏,但对于曲流河不同河段的河型对比及河型转化控制因素的相关研究较少,曲流河低弯度到高弯度的转化尚不清楚。因此,本文通过对渭河流域地区现代河流的Google卫星影像、实地勘察、样品采集以及相关遥感水文资料进行分析,明确了两种河型的现代沉积特征及河型转换因素,最终绘制了渭河下游河型转化模式,实现了渭河下游现代河流沉积体的岩性、沉积相类型、河型转化主控因素及沉积模式的综合研究。结果表明,渭河下游河型转化的主控因素为河床坡度、河流流量和含砂量。对进一步研究古河道变迁、沉积模式及其蕴藏的油气、地下水、矿产等资源分布有重要的指导作用。