人民珠江

第2期全文

2023, 44(2): 0-0.

摘要 ( 119 )

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基于指标概率分布的大湾区水资源承载力分析

陈娟, 王森

2023, 44(2): 12-18. doi:10.3969/j.issn.1001-9235.2023.02.002

摘要 ( 21 )

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大湾区是中国改革开放的前沿和经济增长的重要引擎,而水资源成为带动或制约大湾区经济可持续发展的关键因素。以大湾区为研究对象,构建以水资源环境和经济社会2个子系统的水资源承载力三级指标体系。提出指标概率分布的水资源承载力分析模型,并结合耦合协调度分别对大湾区9个市水资源承载力开展综合评价,两方法相互验证。研究结果表明:大湾区各市水资源承载力大多位于Ⅲ级,佛山略高于Ⅲ级值,位于Ⅳ级,其中珠海相对较优,佛山相对较差。水资源环境和经济社会协调度结果是佛山为中度失调,其他城市均为低度协调。建议控制用水总量,合理配置水资源,优化调整产业结构,提高用水效率、保护水环境及加强节约用水。

基于熵权TOPSIS模型的辽宁省区水资源承载力评价研究

任博, 曹永强, 李可欣, 杨雪婷, 周姝含, 赵慧

2023, 44(2): 19-27. doi:10.3969/j.issn.1001-9235.2023.02.003

摘要 ( 19 )

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水资源是人类生存的重要资源,水资源利用会影响水循环,二者有重要联系;同时,作为水文循环不可分割的一部分,对自然环境和人类有制约作用。对2010—2020年水资源、社会、经济和生态等相关数据进行整理,构建多因素评价体系,结合层次分析法和熵权法确定权重,运用理想点法和耦合协调性模型对辽宁省水资源承载力和各子系统协调发展水平进行评价,以此完善水资源管理制度,促进水资源发展。结果表明:①2010—2020年期间辽宁省各地区水资源承载力呈上升趋势,承载力评价等级位于Ⅱ—Ⅳ级;②辽宁省水资源耦合协调水平在0.6~0.9,处于初级协调向中级协调过渡,2020年各地级市全部表现为良好协调的状态,水资源、社会、经济、生态4个系统耦合协调性从高到低为经济>社会>生态>水资源;③辽宁省水资源承载力主要受降水量、污水处理率、水资源量和第三产业比重的影响,今后应提高用水效率,牢固树立绿色发展理念,实现水资源可持续发展。

珠江流域水资源承载力评价及风险识别

周雪欣, 罗昊

2023, 44(2): 28-36. doi:10.3969/j.issn.1001-9235.2023.02.004

摘要 ( 22 )

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以珠江流域为研究对象,基于2018年水资源公报、统计年鉴数据,从水资源、社会、经济、生态环境等四方面选取13项指标,构建水资源承载力评价指标体系,采用组合赋权的TOPSIS模型对流域内46个城市进行水资源承载力评价分析,并用热点分析方法识别流域内水资源承载高风险区域。结果表明:流域整体水资源承载指数为0.504,水资源承载力级别为2级,流域整体水资源承载状态一般。流域各区域水资源承载状况差异显著,总体呈现中上游区域优于上游、中下游区域的空间格局,其中珠江三角洲区域面临较大的水资源承载压力。流域水资源承载状况分布具有高度集聚态势,流域绝大部份区域水资源承载力风险不显著,深圳市、东莞市、广州市、佛山市、中山市等5个城市处于热点-99%置信程度区间,为水资源承载力高风险区域,均集中在珠江三角洲区域。

不同连通类型对会仙湿地水质影响分析及评价

韦春伊, 徐保利, 马惠娟, 代俊峰, 方荣杰, 徐觉明, 邹传林

2023, 44(2): 37-43. doi:10.3969/j.issn.1001-9235.2023.02.005

摘要 ( 50 )

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为了解不同连通类型对湿地水环境的影响,以桂林市会仙的河滨湿地、河道相连水塘湿地、孤立水塘湿地为研究对象,采用单因子评价法、综合污染指数法、对数型幂函数普适指数公式评价湿地水体及富营养化状态。结果表明:①会仙湿地氨氮、硝氮、总氮、总磷、化学需氧量浓度分别在0.07～1.22、0.01～1.24、0.45～3.95、0.04～0.29、6.19～120.28 mg/L,河滨湿地氨氮和总氮平均浓度高于其余湿地,河道相连水塘湿地硝氮最高,孤立水塘湿地化学需氧量浓度最高且总磷浓度波动最大;②会仙不同连通类型湿地水质均属劣Ⅴ类,主要超标水质因子为总氮和化学需氧量,且均处于富营养化状态。本研究能为会仙不同类型湿地水环境治理与修复提供科学依据。

韩江流域内河流健康评估研究

张亚娟, 赵晓晨, 陈基培

2023, 44(2): 44-53. doi:10.3969/j.issn.1001-9235.2023.02.006

摘要 ( 50 )

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河湖健康评估是河湖健康管理的重要技术手段,为适应新形势下生态文明建设和河长制工作要求,根据SL/T 793—2020《河湖健康评估技术导则》中相关方法,从水文完整性、形态结构完整性、化学完整性、生物完整性和社会服务功能可持续性5个方面对韩江流域进行分类评估和综合评价。评估结果表明:韩江流域整体处于健康状态,其中韩江干流得分比支流得分略高;亚准则层水文完整性和生物完整性较差,导致生态状况处于亚健康到健康状态;亚准则层社会服务功能可持续性较高,功能状况较好为健康状态。开展韩江流域河湖健康评估对促进韩江水资源保护与水环境治理,确保韩江流域水资源可持续利用具有重要意义。

MIKE11模型在珠三角河网区水质改善研究中的应用

李青峰, 郭珊, 张茹玉, 闫晓满, 张学林

2023, 44(2): 54-60. doi:10.3969/j.issn.1001-9235.2023.02.007

摘要 ( 38 )

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珠三角地区河网水质改善是流域综合治理的重要一环,有必要对水质改善措施的达标性进行研究。以珠三角地区佛山市南海区北村水系为例,基于MIKE11一维水动力水质模型,以COD、NH₃-N、TP为特征指标,研究不同工程方案下河涌水动力及水质改善效果。结果表明:截污、清淤、引水等措施对研究河段的整体水质均有不同程度的提升,可达到水质改善的目的。随着截污、活水工程的实施,北村水系主要河涌典型断面处的水质基本可以达到Ⅴ类水质的要求,引水调水及CSO调蓄池实施后污染严重河涌观测断面污染物浓度下降超过70%,可为珠三角河网水质改善措施提供依据。

海洋油气工程陆地终端运营对周边海域环境的影响及建议

曹保久, 李冠城, 王洽槟, 刘勤, 穆桂珍, 梁菊平, 侯敏驰

2023, 44(2): 61-69. doi:10.3969/j.issn.1001-9235.2023.02.008

摘要 ( 40 )

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为了解陆地终端运营对周边海域海洋生态环境的影响,并为后续陆地终端等海洋油气工程开发运营提供海洋生态环境保护的经验,对2016—2021年间某海洋油气陆地终端运营期间污染物处理情况、周边海域生态环境状况、风险防范措施和应急能力建设进行分析研究。结果表明:本陆地终端周边海域海水中COD和石油类的平均值范围分别为0.91~1.69 mg/L和0.001~0.027 mg/L,均符合第一类海水水质标准;沉积物中石油类平均值范围为(20.0~169.7)×10^-6,均符合第一类海洋沉积质量标准;浮游植物、浮游动物和底栖动物的多样性指数平均值范围分别为1.13~3.54、0.19~3.42和1.47~3.26,海洋生物种类较丰富,生态环境质量总体较好,河口环境变化可能是导致监测海域海洋生物群落波动的重要因素。系统合理的风险防范措施和应急能力建设保障了陆地终端的安全健康生产。

基于Tennant改进法的云南高开发利用河流生态流量研究

李姣, 李学辉

2023, 44(2): 70-75. doi:10.3969/j.issn.1001-9235.2023.02.009

摘要 ( 72 )

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河流生态流量是维系江河生态系统的基本要素,是控制水资源开发利用强度的重要指标,开展生态流量研究是为河流健康代言的一项重要工作。根据云南高开发利用河流特点,以金沙江流域牛栏江水系为代表开展生态流量研究,按照河流“用水期”“防洪期”和“蓄水期”的划分提出Tennant改进法,并与3种常用的水文学方法进行对比分析。通过比较,本研究提出的Tennant改进法在满足开发利用河流用水特性、天然河流年内丰枯变化规律、河道内生态环境状况、枯水期生态流量满足率方面有明显优势。

围填海影响下澳门潮波特性时空变化分析

王任超, 张功瑾

2023, 44(2): 76-80. doi:10.3969/j.issn.1001-9235.2023.02.010

摘要 ( 7 )

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基于历史潮位资料,分析了澳门海域历年潮波分潮时空变化特征,并分析澳门历年围填海强度对澳门海域潮位变化的影响。研究表明,澳门站附近水域属于不正规半日潮,历年潮波变形均显著,并在不同时间段会出现波动,澳门站历年来H_S₂/H_M₂的值在0.4左右波动,说明澳门站的潮高日不等现象受时间的影响显著;运用经验正交函数分析方法(Empirical Orthogonal Function,EOF)探讨了澳门站长序列潮位变化,第一特征矢量的方差贡献率达79%,为典型分潮振幅组合,通过对第一特征矢量与澳门海域围填强度的相关性分析,相关系数为84%,说明澳门围填海工程是导致澳门海域潮波变形的主要影响因素。

2010—2019年南盘江流域水资源空间均衡状况分析

曾祥云, 莫介环

2023, 44(2): 81-89. doi:10.3969/j.issn.1001-9235.2023.02.011

摘要 ( 15 )

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为分析南盘江流域2010—2019年水资源空间均衡状况,基于南盘江流域的社会经济指标、水资源禀赋及开发利用数据,运用水资源负载指数、水土资源匹配系数、水资源效益指数及其基尼系数,分析了流域水资源利用状况和流域水资源空间均衡状况;建立社会经济-水资源开发利用-水资源禀赋的三角系统模型,描述了流域水资源空间均衡的稳定性及可持续性。分析结果表明:南盘江流域的水资源负载等级较高且空间分布不均,流域的水土资源匹配水平低且空间均衡性不高,用水效益虽有逐年升高趋势但整体水平依然不高。三角系统模型分析结果表明:南盘江流域整体上的水资源系统稳定性较好,但从流域套8个地级市区域来看,有一半地市水资源系统不能构成三角形系统,部分地区水资源系统空间失衡。

天目湖沙河流域近20年土地利用变化对叶绿素浓度的影响

龚翔峰, 徐守刚, 孟定华, 毛劲乔, 顾小涵, 朱诗洁

2023, 44(2): 90-95. doi:10.3969/j.issn.1001-9235.2023.02.012

摘要 ( 8 )

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天目湖沙河流域集饮用、灌溉、旅游、渔业等多种功能为一体,对区域生态安全保障起到至关重要的作用。针对该区域保护与开发并存的实际需求与压力,为研究区域富营养化程度及人类活动对库区主要水环境因子的综合影响,以2001、2011、2021年3个时段卫星遥感影像与叶绿素a浓度监测值为基础数据进行相关研究:①研究时间段内天目湖流域均处于中富营养状态;②根据遥感影像将天目湖流域内的土地类型分为水体、林地、草地、耕地、建筑用地、裸地,其中耕地面积受人类活动的影响增长83%;③分析了各土地利用面积与库区水质目标管理核心指标叶绿素浓度变化的相关性。结果表明:叶绿素a浓度与水体、林地、建筑用地、耕地面积成正相关,与草地、裸地面积成负相关,其中建筑用地、耕地面积与叶绿素浓度的相关系数分别为0.536和0.773,均在一定程度上影响着库区水环境状态。研究结论从流域尺度表明了沙河流域土地利用与水环境保护存在密切联系,可为实施库区系统规划和保护提供重要参考。

基于PRECIS区域气候模式的清水河流域水文预测研究

马文静, 潘张榕, 刘振路

2023, 44(2): 96-104. doi:10.3969/j.issn.1001-9235.2023.02.013

摘要 ( 4 )

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极端天气的频繁出现导致未来河流水文条件变化不稳定,使用SWAT水文模型,对清水河泉眼山水文站点处径流进行模拟与验证,再基于PRECIS区域气候模型,对清水河流域泉眼山站点处21世纪中期和末期径流变化进行模拟。结果表明:在21世纪中期和末期,随着未来温度的升高,降水量的下降,导致未来清水河的径流量有所下降,其中在世纪中期,2种情境下的径流量模拟值基本一致;而在世纪末期,由于SSP8.5的情景下降水预测值更高,产生的模拟径流量大于SSP4.5情景下的径流量。

基于不同降雨强度的黄土边坡降雨入渗特性研究

关晓迪, 姚夷凡

2023, 44(2): 105-114. doi:10.3969/j.issn.1001-9235.2023.02.014

摘要 ( 13 )

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以甘肃庆阳某均质黄土边坡为参照原型,建立了满足相似条件的室内模型边坡,进行了不同雨强下的边坡降雨入渗试验,得到了不同雨强下降雨入渗规律和冲刷规律。研究结果表明:在边坡不同位置处降雨入渗速率不同,呈现出坡顶入渗速率最快、坡脚次之、边坡中部最慢的特点;且边坡不同位置处降雨入渗深度亦不同,表现为坡脚入渗深度最大,坡顶次之、边坡中部最小;小雨条件下边坡降雨入渗深度在10~15 cm,中雨条件下降雨入渗深度在15~25 cm,大雨条件下降雨入渗深度在18~35 cm,暴雨条件下降雨入渗深度在20~40 cm。

基于响应面法的岩溶区堤坝注浆帷幕设计优化研究

谢梦珊, 曹磊, 郭晓静, 刘旭, 张聪, 蒋买勇, 李金友

2023, 44(2): 115-121. doi:10.3969/j.issn.1001-9235.2023.02.015

摘要 ( 4 )

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帷幕注浆是解决岩溶区堤坝渗漏问题的有效措施,为优化岩溶区堤坝注浆帷幕设计,有效控制坝基渗流量和渗透压力。首先,采用多场耦合软件构建了岩溶区堤坝帷幕服役模型,提出了岩溶区堤坝帷幕服役性能评价标准;其次,基于Box-Behnken响应面试验设计,建立了岩溶区帷幕渗透系数、帷幕高度、帷幕宽度与帷幕体内Ca(OH)₂溶蚀率之间的回归模型;最后,以满足帷幕服役性能条件下最小帷幕注浆量为优化原则,基于Matlab中的fmincon函数建立了岩溶区注浆帷幕设计参数优化模型,求解某岩溶区险情堤坝帷幕设计参数的最优组合。研究结果表明:帷幕渗透系数是影响岩溶区堤坝帷幕体内Ca(OH)₂溶蚀率最重要的因素,其次是帷幕高度与帷幕宽度;考虑到工程安全性和经济性要求,建议该岩溶区堤坝帷幕设计采用帷幕高度15.80 m、帷幕宽度4.51 m的参数组合。研究结果可为岩溶区堤坝帷幕服役性能评估提供参考,也可为岩溶区堤坝注浆帷幕设计优化提供新思路。

基于软件定义安全的水利网络安全协同防御体系探析

肖尧轩, 牟舵, 秦泽宁, 郭冬宝

2023, 44(2): 122-128. doi:10.3969/j.issn.1001-9235.2023.02.016

摘要 ( 7 )

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针对越发隐蔽化、复杂化和智能化的网络攻击方式,分析了水利网络安全防护现状、面临的网络安全问题,提出了水利网络安全协同防御体系,并根据该体系设计了网络安全协同防御管控系统。基于软件定义安全架构,将传统硬件或虚拟化安全设备的控制层和安全层分离,由安全资源池提供安全防护,安全控制平台负责管理和策略下发,支持根据不同防护需求编排安全业务,构建多种安全防护机制,为实现内外协同、上下联动的水利网络安全协同防御能力提供技术支持。

新型竖缝式双池室鱼道设计及其水力特性分析

谢美铃, 付成华, 吴一杰

2023, 44(2): 129-133. doi:10.3969/j.issn.1001-9235.2023.02.017

摘要 ( 5 )

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鱼道是为保障鱼类的生存繁衍,保护洄游性水生物通过水坝、水闸等障碍物的重要通道。设计一种新型竖缝式双池室鱼道,并采用RNG κ-ε模型对鱼道进行数值模拟,计算分析其水力特性。结果表明:鱼道具有3条主流区和多个稳定的低流速回流区;鱼道池室内水流具有丰富的流速信息,能够给不同鱼类提供上溯信息供其洄游;休息池室中回流区的紊动能较小且沿程稳定,消能池室紊动能最大值为。竖缝式双池室鱼道作为一种新型鱼道,其水力特性较易满足鱼类洄游条件,相关成果可为鱼道工程设计提供参考。

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