基于Budyko假设的永定河流域上游不同支流径流变化归因分析

针对永定河流域径流锐减的突出问题,将线性倾向率、Mann-Kendall趋势检验、双累积曲线等水文统计法与基于Budyko假设的互补关系概念模型相结合,从定性和定量角度分析桑干河和洋河流域1957-2017年水文气象要素和NDVI（归一化植被指数）的演变趋势,并量化不同因素对其径流变化的贡献率。结果表明：1957-2017年期间,桑干河、洋河子流域径流深均呈显著减小趋势,减小速率为6.236和6.520 mm/10a,分别在1969、1983和1998年发生突变;降水量均呈微弱减少趋势,气温和NDVI均呈显著升高趋势,上升速率分别为0.321、0.296 ℃/10a和0.019/10a、0.016/10a。敏感性系数分析表明,桑干河和洋河流域径流对降水量表现为正敏感,干扰期敏感系数分别为0.08和0.09,对潜在蒸散量表现为负敏感,干扰期敏感系数分别为-0.03和-0.02。基于Budyko假设的互补关系法结果表明,相较于基准期,桑干河和洋河径流分别减少27.5和22.2 mm,降水量、潜在蒸散量和下垫面变化对桑干河径流变化的贡献率为16.7%、1.1%、82.2%,对洋河径流变化的贡献率为7.2%、-4.5%、97.3%。人类活动干扰导致的下垫面变化是永定河上游径流减少的主要原因,相较于桑干河子流域,洋河子流域径流受人类活动的影响更为显著。     

基于流域的县级单元河流水权确权分配

河流水权确权是水资源高效利用的重要措施。基于Hydro30全球高精度河网,以青海省县级行政单元为基本确权单元,提出了确权单元多年平均径流量、多年平均生态环境需水量、未来需水量预测、用水总量控制红线划定等计算和分配方法。首次将河流生态环境需水量分为河流最小生态环境需水量和河流适宜生态环境需水量;利用分解比例法和需水量调节法划定了确权单元用水总量控制红线;基于用水总量控制红线、未来需水量、河流水资源可利用量和地下水取水量确定了确权单元的取水权;确权单元内各条河流的取水权根据尊重历史用水与现状用水原则、生态公平原则、公平与效率原则、可持续利用原则、优化配置原则等综合确定。对于河流自产水量不能满足用水需求的确权单元,在取水量上限为用水总量控制红线的前提下,确权单元可以利用流域内上游过境水。获得了青海省46个确权单元2020年和2030年河流最大取水权和适宜取水权(以西宁市河流水权确权为例)。首次在县级单元对河流取水权进行了确权,可为其他地区河流水权确权提供借鉴。     

紫外/氯氧化预处理对超滤膜污染的控制研究

以紫外/氯氧化为预处理工艺，研究了该工艺预处理腐殖酸与高藻水对后续膜污染的影响。结果表明，紫外/氯氧化预处理对两种不同类型污染物引起的膜污染有显著不同的影响。预氧化后，腐殖酸引起的超滤膜污染得到有效控制，在次氯酸钠投加量为0.5 mmol/L时，可逆膜污染阻力降低了81.3%。高藻水经过紫外/氯预氧化后，膜污染反而加重，在次氯酸钠投加量为1 mmol/L时，不可逆污染阻力增大7.65倍。紫外/氯预氧化能够使进水溶液中腐殖酸发生矿化，使进水DOC显著降低；高藻水经预氧化后，溶液中大分子有机物转化为小分子有机物，使滤液DOC显著升高。扫描电镜结果表明，预氧化后腐殖酸在膜表面形成的滤饼层显著减少；尽管预氧化后藻细胞发生破裂，但破裂的藻细胞仍然会在膜表面形成滤饼层。模型拟合结果表明，紫外/氯氧化预处理能够缓解腐殖酸引起的膜污染主要是由于滤饼层过滤与膜孔堵塞的控制；而高藻水经紫外/氯氧化预处理后，滤饼层过滤与膜孔堵塞仍然占主导地位。