一个网格型松散结构分布式水文模型的构建

根据流域降雨径流的基本过程,以蓄满产流理论为基础,建立了一个网格型松散结构的分布式流域水文模型。模型将流域离散为包含河道与不包含河道两种类型的单元格,以协克里金方法插值得到空间离散的降雨输入,考虑的产汇流物理过程包括降雨、植被截留及蒸散发、单元格产流、单元格汇流及河网汇流。模型结构简单,参数较少,在充分利用植被覆盖类型图及土地利用类型图的基础上,能够获得大部分参数的选用值。通过在长江三峡区间沿渡河流域的实际应用,模型计算成果令人满意。     

内陆河流域山区水文与生态研究

以河西走廊黑河干流山区流域为例,从山区水文循环、水文与生态系统以及径流形成和预测等方面讨论山区流域水文和生态相互作用研究的有关问题。山区降水的空间和时间分布规律和固态、液态降水组成变化主要受制于海拔和地形的影响,而不同海拔和地形条件下的下垫面不同土地覆被和复杂的空间异质性则主要影响蒸散发量。对内陆河山区流域的水文小循环的研究,有助于进一步研究和认识内陆河流域上、中、下游水文和生态系统的相互联系问题。至今,对山区水文过程与生态系统的相互作用问题的研究还非常薄弱,需要研究山区森林草地生态系统在山区水文循环中的作用以及在维持和保护山区生态和环境中的作用和意义。内陆河流域山区水文过程复杂而综合性强,须加强对山区径流形成机理的多学科交叉研究,不断改善出山径流对气候变化和人类活动响应过程的模拟和预测水平。     

冰川流域径流估算方法探索——以科其喀尔巴西冰川为例

利用科其喀尔巴西冰川2005年6月至2006年5月水文、气象资料,并结合15 m融合TM、1∶50000地形图、FY-2C数值产品和NCEP/NCAR再分析资料等,构建了10个简单、具有一定自主创新意义的分布式冰川融水径流模型(空间分辨率60 m),较好地模拟了研究冰川流域的日平均流量.结果表明,利用FY-2C总云量资料并结合辐射传输参数化方案能够较好地估算流域太阳入射短波辐射;单独利用总辐射有直接估算大型冰川流域某段时期融水径流的可能.气温与冰川末端流量呈指数关系,度日因子模型更适合于消融季节;提出的基于单元格气温和海拔的简单消融模型有望改进度日因子模型.在气温指数模型中加入太阳辐射调整系数,能够更好地估算冰川融水径流.简化分布式能量平衡模型能够反映大型冰川融水径流的变化;单层汇流方案在一定程度上能够概化托木尔型冰川的汇流过程.     

雾水的D和18O同位素研究进展

凝结水的D、¹⁸O同位素研究目前主要集中在雾水方面,露水和土壤吸附水的相关研究仍属空白。由于形成时的温度较高,大多数雾水的D、¹⁸O同位素较当地雨水富集,但不同类型雾的同位素特征存在差异。平流式海洋雾为单级的蒸发—冷凝封闭循环系统的首次凝结,D、¹⁸O同位素较当地雨水显著富集;热带云雾林中的地形雾与降雨同时发生,且水分源于同一云团,δD、δ¹⁸O值差异较小;内陆辐射雾因部分水汽源于当地水分的再循环,过量氘和δD、δ¹⁸O值高于降雨。目前有少量研究用D、¹⁸O同位素指示雾水对植被、地下水和地表径流的补给作用,但以定性分析为主,基于端元混合模型的定量评价极少。露水和土壤吸附水的稳定同位素研究是干旱区凝结水研究的重要方向;D、¹⁸O同位素与其它同位素或化学指标的结合有助于促进凝结水生态水文效应的研究进展;短间隔、高密度的长期观测和用于稳定同位素分析的凝结水采样器的设计是需要进一步开展的工作。     

“内陆河流域生态——水文集成研究”双清论坛在兰召开

由国家自然科学基金委员会主办,中国科学院寒区旱区环境与工程研究所承办的第27期“双清论坛”于2008年3月30～31日在兰州召开。本次论坛的主题是“内陆河流域生态——水文集成研究”。来自中国科学院寒区旱区环境与工程研究所、中国科学院新疆生态与地理研究所、中国科学院生态环境研究中心、中国科学院地理科学与资源研究所、中国农业大学、中国地质大学、武汉大学、北京师范大学等单位的80余位水文水资源、地理地质、环境科学等领域的专家、学者参加了大会。     

城区水文循环机制与改善策略分析

在城区化过程中,由于人口快速成长且集中,随之而来的建筑物、道路等不透水面密度增加,导致地下水补给减少及破坏水文循环。为了解土地利用方式改变对长期水文量影响,建立一个适宜的城区水循环模式是非常重要的。选定台湾台北的六馆抽水站集水区进行分析,模式参数经过敏感度分析、率定与验证。采用改变不同透水铺面设置比例的方案,评估其对径流量、入渗量、蒸发散量的改变。并分析设置不同比例屋顶雨水贮集系统对地表径流量及供水量的改变。所建立的城区水循环模式是评估土地利用改变造成水文量的改变的一个有效工具,并可提供决策者做为城区土地利用决策的参考。     

水文时间序列周期识别的新思路与两种新方法

针对水文序列周期识别的困难,提出首先对原序列处理,再识别周期的新思路,同时提出两种新方法:一种是模拟延长序列法,即通过建模延长原序列,再应用最大熵谱分析法(MESA)对延长序列识别周期;另一种方法是构建主频序列法,应用小波重构法重构原序列主频部分,然后应用MESA对重构序列进行周期识别。结合实例,运用多种方法对同一序列进行周期识别。分析结果表明:由于受序列长度偏短、偏态性、复杂随机成分等因素的影响,传统单一处理方法(周期图法、FFT、MESA、小波分析)周期识别效果并不理想,而使用两种新方法可以有效地减小或消除上述因素的影响,周期识别效果有明显改善。     

实施“走出去”再创新业绩——河南省地矿局第一水文地质工程地质队掠影

河南省地矿局第一水文地质工程地质队始建于1957年。现有在职职工528人,各类专业技术人员248人,其中高级工程师31人（教授级高级工程师6人,享受国家级政府津贴专家5人）,国家注册土木（岩土）工程师、建造师30人。     

咸水层二氧化碳封存试验的水文和地球化学监测

水文和地球化学监测是典型试验场地特征描述和二氧化碳利流监测的主要组成部分。本次试验把二氧化碳注入德克萨斯州北部海湾地区河成三角洲Frio地层的含咸水砂层。注入的二氧化碳在原地形成超临界相,与周围咸水相比超临界相二氧化碳具有气体特征（低密度和粘度）,而一些二氧化碳溶解于咸水。典型试验通过1个注入井和1个监测井完成。在两个水井均开展了压力和流速监测;在监测井持续采集地表流体样品和定期采集井下液体样品。在二氧化碳注入之前开展的场地特征描述包括：在抽水试验的同时进行压力瞬变分析,来评估单相流动特征;确定注入井和监测井之间的水力连通性;确定对应的边界条件以及分析地层范围内的环境条件。此外,在注入二氧化碳前开展的示踪剂试验,有助于评估在单相条件下注入井和监测井之间的动态孔隙率和流径的几何形状。在注入二氧化碳前开展的地球化学采样,能为随后开展的地球化学监测提供基准,并有助于确定注入二氧化碳时使用的最佳示踪剂。在二氧化碳注入期间,开展水文监测来评估两相流动特征,并协助监测注入的二氧化碳羽流的运动;而通过地球化学采样能够提供二氧化碳和示踪剂到达监测井的直接证据。而且,含有二氧化碳的水能起到弱酸的作用,可与含水层内多种矿物发生反应,在监测井采集水样时可提供明显的化学信号。单相示踪剂试验和二氧化碳（以及与二氧化碳同时注入的示踪剂）的临界点曲线对比结果显示：超临界二氧化碳与固有咸水之间存在两相流动过程：为了有效地把二氧化碳封存于咸水含水层,必须充分了解二氧化碳封存场地当前存在的不确定性因素。     

快速城镇化进程中珠江三角洲高铵地下水赋存环境及驱动因素

地下水中高浓度的铵态氮对生活饮用水安全及生态环境存在潜在威胁。相比较硝态氮，高浓度的铵态氮不仅有各种人为来源，天然沉积环境更是造成高铵地下水的主要成因。本文以城镇化快速发展的珠江三角洲为研究区，运用数理统计、主成分分析等方法深入探讨了研究区高铵地下水的赋存环境特征及驱动因素。结果表明，研究区地下水中NH₄⁺质量浓度介于未检出~180 mg/L。研究区1539组地下水样品中，NH₄⁺质量浓度大于10 mg/L的高铵地下水69组，其中含NH₄⁺质量浓度大于30 mg/L的高铵"肥水"23组。对比2005-2008年历史水化学数据，2009-2018年新增建设用地孔隙含水层高铵地下水样品比例增加25%。高铵地下水呈斑块状分布于三角洲平原区第四系底部低洼的基底、洼地等退积层序发育的淤泥质含水层中。淤泥层等富含有机质和总有机碳的沉积层是珠江三角洲地区的"生铵层"，有机氮的矿化是三角洲平原区城市化孔隙含水层中高铵地下水的主要驱动力。城镇化扩张引起生活污水及富铵工业废水的泄漏入渗是城乡结合部高铵地下水铵氮的重要来源。三角洲平原区中性至弱碱性富含有机质的还原环境是高铵地下水的主要成因。风化溶滤、阳离子交换吸附、海陆交互作用是珠江三角洲高铵地下水质演变的主要水文地球化学过程。