秦岭北麓沣河流域地下水-地表水化学特征及转化关系

秦岭北麓沣河是“长安八水”之一,对其水环境现状、影响因素及地表水-地下水转化关系进行深入研究是河流生态修复的关键。根据2022年7月在沣河流域采集的62个地下水样和17个地表水样的分析结果,采用数理统计法、Piper图、Gibbs图、离子比法和氢氧同位素分析了地下水和地表水化学特征及其影响因素,探究了地下水和地表水的转化关系。结果表明:①研究区地下水为弱碱性,约有50%为极硬水、25%为硬水,溶解性总固体(TDS)较大,最大值高达1 916 mg?L^-1,NO^-₃浓度较高; 地表水为弱碱性,为软水或微硬水,溶解性总固体较小,有机物含量较高; 地表水和地下水阳离子均以Ca²⁺为主,阴离子均以HCO^-₃为主,地表水基本是HCO₃-Ca型水; 地下水化学类型主要有HCO₃-Ca、HCO₃?SO₄-Ca、HCO₃-Ca?Mg和HCO₃?SO₄-Ca?Mg型,分别占比24.19%、24.19%、16.13%和9.68%,且水化学类型空间变化较大。②研究区水化学特征主要受到岩石风化作用的控制,蒸发浓缩和大气降水也有一定影响; 水中Na⁺除岩盐溶解外,还有硅酸盐风化的影响,Ca²⁺、Mg²⁺和HCO^-₃主要来源于方解石、白云石等碳酸盐的风化溶解; 地下水中阳离子交替吸附作用普遍发生,对Ca²⁺和Na⁺浓度影响较大; 人类活动增加了部分地下水中SO^2-₄、NO^-₃和Cl^-浓度,相比之下地表水受到人类活动的影响较小。③研究区洪积扇扇顶-扇中主要是地表水补给地下水,补给比例为46.62%; 洪积扇前缘主要是地下水补给地表水,补给比例为13.62%; 下游平原主要是地表水补给地下水,补给比例为38.39%。     

渭河流域2011年9月16—19日致洪暴雨诊断分析

利用常规气象观测资料、NCEP/NCAR(1°×1°)再分析资料,对2011年9月16—19日渭河流域致洪暴雨天气过程诊断分析,结果发现:巴湖横槽、乌拉尔山阻塞高压、低涡切变和副热带高压为连续暴雨的产生提供有利的环流天气背景条件。低涡切变的维持为大降水的产生提供了充分的动力抬升条件。低层辐合和高层辐散的有利配置加上旺盛深厚的垂直上升运动,将低层高温高湿的水汽抽吸到雨区上空。雨区位置随200hPa急流南压而南移,暴雨区与850hPa偏东急流位置对应较好。巴湖横槽转竖,引导冷空气大举南下,预示着持续阴雨天气结束。     

渭河流域三次暴雨过程水汽和上升运动的垂直结构比较

利用常规高空观测资料和NCEP/NCAR 6 h再分析资料等,着重从水汽和上升运动的垂直结构上对发生在渭河流域的三次致灾暴雨过程进行了比较分析。结果表明:三次暴雨过程具有相似的水汽通量散度场垂直结构,即低层辐合、中层或高层辐散,但低层辐合远大于其上层辐散,低层强水汽通量辐合不仅为暴雨区提供了充沛水汽,也导致并促使水汽在垂直方向上从低层向高层输送,从而增强大气垂直上升运动发展;600 hPa(或400 hPa)水汽辐合或辐散突然增强,预示降水强度将增大,其突然减弱,则标志着强降水趋于结束;三次暴雨过程中,强降水主要出现在整层上升运动形成前后和450 hPa附近垂直上升运动增强最快时段内。     

渭河流域3 100年前资源退化与人地关系演变

渭河流域全新世古土壤S     

渭河流域土地利用类型转换及其对生态空间格局的影响

研究目的自然资源综合调查作为中国地质调查局2021年的新拓展业务,旨在服务国土空间规划、用途管制及生态保护修复。研究方法本文基于流域2000年、2010年和2020年土地利用/覆被变化监测数据,利用ArcGIS软件对流域的土地利用类型和生态空间用地时空变化特征进行分析。研究结果结果表明：（1）2000—2010年流域耕地转换为草地、林地以及建设用地的面积分别为804.4 km²、350.3 km²、327.6 km²,而草地、林地以及建设用地转换为耕地的面积分别为94.3 km²、10.4 km²、1.2 km²;（2）2010—2020年流域耕地转换为草地、林地以及建设用地的面积分别为16646.8 km²、3024.5 km²、2547.9 km²,而草地、林地以及建设用地转换为耕地的面积分别为16867.7 km²、3103.6km²、2528.82 km²;（3）2000—2020年流域生态空间用地面积转换达48165 km²,其中生态用地→半生态用地面积为20172 km²,半生态用地→生态用地面积为20897 km²,弱生态用地→半生态用地面积为2519 km²,半生态用地→弱生态用地面积为2754 km²,反映流域生态空间用地转换趋于平衡和生态系统服务质量稳中趋增。结论以上成果对于促进渭河流域自然资源综合区划和国土空间“三区三线”优化具有重要意义。     

渭河流域东部全新世黄土-古土壤剖面光释光测年及其记录的土壤侵蚀事件

在渭河流域东部老官台(LGT)全新世黄土-古土壤剖面中,系统采集了15个黄土释光测年样品,应用单片再生剂量法(SAR)对这些样品的细颗粒混合矿物进行了光释光(OSL)测年,测定结果表明:红外之后蓝光释光([post-IR]OSL)的年龄偏大,红外释光(IRSL)的年龄偏小或与蓝光释光(BLSL)的年龄基本一致,应用IRSL和BLSL信号测定的OSL年龄整体偏小可能与测定样品中长石矿物的异常衰退有关,而[post-IR]OSL信号由于很少发生异常衰退问题,使得其年龄可靠性更高。基于测定的[post-IR]OSL年龄,结合该剖面的磁化率和粒度指标,进一步探讨了渭河流域东部自全新世以来发生的两期土壤侵蚀事件,第1期土壤侵蚀事件发生在约12.40~9.34kaBP,即全新世大暖期来临之前的气候转暖期间;第2期土壤侵蚀事件发生在约4.60~3.76kaBP,即全新世大暖期即将结束、气候开始出现恶化、黄河中游地区夏文化发展的时期,这为深入探索夏代发生的大洪水事件及其气候背景提供了科学依据,本区两期显著的土壤侵蚀事件的发现,揭示了东亚季风系统的不稳定性,表现为千年到百年尺度上的快速变化。     

变化环境下渭河流域水文干旱演变特征剖析

环境变化影响区域水资源的可持续开发利用,导致水文过程出现非平稳特征,需发展非平稳水文干旱评估方法。选取渭河流域为研究区,依据流域内2个水文站、62个雨量站和24个气象站1961-2013年数据,基于可变下渗容量模型定量分离气候变化和人类活动对径流衰减的贡献;采用标准化径流指数（Standardized Runoff Index, SRI）剖析水文干旱时空演变特征;提出多种SRI参数化方案,对比评定各方案表征非平稳干旱的合理性以及环境变化对干旱演变的影响作用。结果表明:自1991年以来渭河流域年径流量呈显著衰减趋势,人类活动是径流演变的主要因素,对咸阳和华县站径流量变化的贡献率分别为-66.7%和-71.0%;时变参数方案计算的干旱指数能合理重建历史水文干旱序列;人类活动是渭河流域1991年以来短历时水文干旱发生的主导因素,气候变化主要影响长历时旱涝的演变趋势。     

渭河２０１０年７月暴雨洪水分析

2010年7月下旬渭河流域局部地区发生高强度降雨,致使渭河干流及支流涨水,多处支流出现超警戒洪水,华县断面出现超警戒水位洪水。通过对该次暴雨洪水特性分析,发现洪水是由渭河北岸支流涨水形成,泾河洪水与渭河洪水在临潼站遭遇,使华县站出现超警戒水位洪水。     

渭河流域降水年内分配不均匀性时空变化研究

基于渭河流域19个气象站点1960—2015年的月降水数据和洛伦兹曲线,采用基尼系数及洛伦兹不对称系数定量描述了流域降水年内分配不均匀性,并利用Mann-Kendall检验法及R/S分析法等研究了流域年降水量及降水年内分配不均匀性的时空变化。结果表明：（1）流域年降水量整体呈不显著减少趋势,高值多出现在流域下游,且存在明显的西北-东南方向的降水递增带;（2）渭河干流多年平均降水年内分配呈双峰状,泾河流域为不规则多边形状,北洛河呈单峰状;（3）从基尼系数看,降水年内分配不均匀性依次为泾河、北洛河和干流,且除泾河外,均呈不显著增加趋势;（4）洛伦兹不对称系数整体变化趋势不显著,降水年内分配不均匀性多是由降水量少的月份引起的;（5）渭河流域降水量及其年内分配不均匀性均呈反持续性。     

浅析渭河流域水资源可持续利用

以渭河流域为研究对象,分析了其水资源利用问题,在此基础上提出了具有针对性的对策及建议。研究认为,渭河流域存在水资源供需矛盾、水污染、下游泥沙淤积、水土流失等多重问题,要解决这些问题有必要推进＂数字渭河＂建设,进行渭河水资源功能区规划,完善渭河水权制度建设,加强渭河水土流失防护建设等,以实现渭河流域水资源的可持续利用。