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1. chinaXiv:201809.00003 [pdf]

开都-孔雀河流域水资源优化配置

王文辉; 黄粤; 刘铁; 孟凡浩; 刘蛟
分类: 环境科学技术及资源科学技术 >> 环境科学技术基础学科

水资源是维持内陆河流域社会经济与生态环境协调发展的关键因素。针对水资源短缺现状,建立兼顾生态、生产和生活用水的优化配置方案是提高水资源利用效率、缓解供需矛盾的有效手段。本文以开都-孔雀河流域为研究区,采用二阶段区间优化算法,基于历史气象、水文、土地利用、社会经济等数据,构建水资源优化模型,对市政用水、生态用水、工农服务业用水等进行年、月、旬多尺度优化配置。该方法结合区间、概率优化的特点,可准确分析多水源来水和多用户用水的不确定性,实现不同政策情景下的水资源最优配置。研究表明:流域市政、畜牧业和二三产业需水基本能够满足,缺水主要发生在农业、生态用水和塔河下游输水。在区域分配上,库尔勒与和静县农业缺水最为显著;生态缺水主要发生在博湖县和库尔勒市,塔里木河下游生态输水单元最为缺水,在高来水水平下仍缺水0.27×108~ 0.92×108 m3·a-1。年内配水量最大发生在7月,最小为1月;9月缺水程度最高,农业和生态缺水量分别为0.36×108~1.43×108 m3和0.90×108 m3。不同的水资源管理政策将导致流域系统收益发生明显变化,与其他政策情景相比,经济效益优先的情景下,系统能获得更高的用水收益,是相对最优的水资源配置方案。

提交时间: 2018-09-03 来自合作期刊:《干旱区研究》 点击量528下载量111 评论 0

2. chinaXiv:201809.00004 [pdf]

新疆克里雅河上游主要离子化学特征及其成因分析

邵跃杰; 罗光明; 王建; 颜伟; 刘景时
分类: 环境科学技术及资源科学技术 >> 环境科学技术基础学科

以克里雅流域上游河水为研究对象,收集克里雅站2004—2013年及部分20世纪90年代以前水文数据,结合气温、降水等资料,使用多元相关统计方法和水化学图示法等进行综合分析,揭示克里雅河河水的离子化学组成和变化特征,并探讨其影响因素。结果显示:① 克里雅河河水矿化度变化在203~1 081 mg·L-1,平均值518 mg·L-1,相对世界河流平均水平偏高;② 河水阳离子Na++K+含量最高,主要阳离子浓度依次为(Na++K+)>Ca2+>Mg2+,河水阴离子以HCO3-为主,主要阴离子浓度依次为HCO3->SO42->Cl-;③ 夏季河水离子浓度受流量控制最为明显,即流量越大(小),矿化度越小(大);丰水期克里雅河河水以地表径流补给为主,枯水期河水几乎全部来自地下水,由于不同时期汇流路径的不同,河水离子浓度出现随流量的年内变化;④ 河水离子主要来源于岩石风化,其中蒸发岩的风化影响最大。

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3. chinaXiv:201809.00005 [pdf]

疏水纳米材料修复酞酸酯污染土壤及水体

刘帅; 潘响亮
分类: 环境科学技术及资源科学技术 >> 环境科学技术基础学科

新疆农田土壤及周边河湖沉积物中酞酸酯污染非常严重,由于干旱的气候条件,现有微生物修复技术往往难以适用治理新疆地膜造成的酞酸酯污染。因此,迫切需要研发酞酸酯污染土壤及水体的修复技术及材料。基于应用材料表面的强疏水性对酞酸酯的优异吸附性能的原理,采用多巴胺聚合将3种纳米颗粒(BN、SiO2、Fe3O4)改性得到疏水性良好的材料,并通过SEM-EDS、ATR-FTIR光谱、Raman光谱、N2吸附脱附曲线等对改性材料进行表征。以新疆地膜污染土壤中常见的酞酸酯、邻苯二甲酸二丁酯作为目标污染物进行吸附性能实验,结果表明:所研发的改性材料对邻苯二甲酸二丁酯具有良好的吸附效果,平衡吸附量可达218.63 mg·g-1;吸附可以在220 min内达到平衡,吸附动力学符合准二级动力学方程;吸附等温线用Langmuir与Freundlich模型均能良好的拟合,后者的相关性更好;并在pH(2~12)与氯化钠盐度 (高达4%)下,材料就能保持良好的吸附效果。该材料在修复干旱区酞酸酯污染土壤、沉积物及水体中具有广阔应用前景。

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4. chinaXiv:201809.00007 [pdf]

干旱区河床参数计算

介飞龙; 封丽华; 李升
分类: 环境科学技术及资源科学技术 >> 环境科学技术基础学科

干旱区地下水主要补给来源为河水入渗,评价干旱区地下水资源量需要准确计算河床的参数,包括垂向河床渗透系数(K)和垂向河水入渗速率(V)。本文描述了一种简化后的渗水仪和干旱区河床垂向渗透系数的计算公式,将该方法应用于新疆南部昆仑山北麓,测定了干旱区河流的河床参数。结果表明:此方法能够有效地测定干旱区河床垂向渗透系数,18个试验点的垂向河床渗透系数在0.864~14.832 m·d-1。根据试验结果总结了干旱区河水垂向入渗速率与河水深度的关系,提出了一个用于描述干旱区河流河水入渗速率与河水深度关系的经验方程,表明河水垂向入渗速率(V)与河水深度(M)正相关,河水入渗速率的增长率(dV/dM)与河水深度负相关,当河水深度很大时,河水入渗速率的增长率趋于0。

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5. chinaXiv:201809.00008 [pdf]

银川平原水体氢氧同位素及主要水化学参数特征

范广群; 张德忠; 张建明; 桑文翠; 赵力强
分类: 环境科学技术及资源科学技术 >> 环境科学技术基础学科

运用环境同位素和水化学技术,通过现场测试和室内分析,研究了银川平原不同水体的氢、氧同位素和基本水化学参数特征,研究表明:银川平原各水体δ18O、δD值基本分布在当地降水线和黄河水δD-δ18O关系线下方,由于湖水受到强烈的蒸发作用,与其他各地表水相比同位素组成明显偏正,但其氘盈余(负值)远低于全球降水线;同位素特征显示,地表水和地下水均接受黄河水补给,其中河水、渠水和部分地下水的同位素组成一致,表明地表水与地下水之间水力联系十分密切;研究区地下水δ17O-δ18O拟合线(ln(δ17O+1)=0.524 ln(δ18O+1)+0.00094)和全球降水线(ln(δ17O+1)=0.528 ln(δ18O+1)+0.00033)相近,但17O盈余大于海水;银川平原各水体均呈碱性,水体的化学类型主要有HCO3-Na、HCO3-Ca·Mg,阳离子以Na+为主,阴离子以HCO3-为主。Gibbs 图显示各水体离子组成主要与岩石风化、蒸发结晶有关。

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6. chinaXiv:201809.00006 [pdf]

模拟增温增雨对典型草原土壤酶活性的影响

钞然; 张东; 陈雅丽; 万志强; 高清竹; 包铁军; 杨劼
分类: 环境科学技术及资源科学技术 >> 环境科学技术基础学科

气候变化对生态系统的影响呈增加趋势。土壤酶作为草地土壤中活跃的组分之一,与草地土壤养分含量关系密切。为探究半干旱地区酶活性及土壤养分对气候变化的响应,利用开顶式生长室于2011—2016年在典型草原进行模拟增温增雨试验。结果表明:①增温使土层0~10 cm硝态氮和铵态氮含量分别增加40.2%和129.1%,增雨使硝态氮含量增加63.5%,铵态氮含量降低63.6%。② 土层的增温使土层0~10 cm过氧化氢酶活性和蔗糖酶活性分别降低4.8%和13.3%。与增温的效果相反,增雨使碱性磷酸酶活性、蔗糖酶活性和脲酶活性分别提高7.1%、35.7%和14.9%,对过氧化氢酶无显著影响(P>0.05)。③ 土层0~10 cm硝态氮和铵态氮含量有增加趋势(P<0.05),不同种类的土壤酶活性对气候变化的响应存在差异,这可能与气候变化趋势下土壤养分循环的变化有关。

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7. chinaXiv:201809.00009 [pdf]

干旱区生态网络构建以——吐鲁番市 高昌区为例

祖拜旦·阿克木; 阿里木江·卡斯木; 陈探; 刘玉贞
分类: 环境科学技术及资源科学技术 >> 环境科学技术基础学科

以吐鲁番市高昌区为例,利用2015 Landsat,通过形态学空间格局分析( MSPA)方法,将绿地景观划分为7种类型;然后从MSPA景观类型中提取对生态网络构建具有重要作用的核心区和桥接区进行连接度评价,根据结果选取“源地”;采用最小路径方法建立研究区的潜在生态廊道。结果表明:该研究区生态网络是由26条潜在廊道组成,廊道大多分布在研究区南部,潜在廊道数目较少。该成果可为干旱区的生态网络构建研究提供参考和依据,具有一定的借鉴意义。

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8. chinaXiv:201809.00010 [pdf]

巨菌草留茬沙障防风固沙效益 及其适宜模式研究

王强; 左合君; 李钢铁; 郭婧宇; 魏翔宏; 刘宇胜; 闫敏
分类: 环境科学技术及资源科学技术 >> 环境科学技术基础学科

基于对乌兰布和沙漠刘拐沙头黄河沿岸相近株距(10~15 cm)、不同行距(1 m、2 m)、不同留茬高度(10 cm、30 cm)巨菌草的防风阻沙试验的观测数据分析。结果表明:① 巨菌草留茬沙障的防风固沙效益与沙障的高度和行距有直接关系,高度一定,行数越多,带距越小,防护效果越好,但所需材料增加。② 巨菌草留茬沙障内输沙量主要集中在地表15 cm以下,近地表0~5 cm处沙障对风沙流的阻碍能力较强。沙障行距为1 m、2 m时,高10 cm的沙障分别经9 带、12 带后风速降至起沙风速以下;高30 cm的沙障对风的阻碍能力增强,分别经7 带、9 带后地表无流沙运动。③ 沙障的设置应在保证高效的前提下降低成本。行距2 m、高30 cm的巨菌草留茬沙障,气流经过9 个条带(18 m宽)后,风速可降至起沙风速以下,此设置模式宜在干旱地区推广。

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9. chinaXiv:201809.00011 [pdf]

基于地形因子的TVDI改正-以陕西省为例

郑发美 ; 白建军
分类: 环境科学技术及资源科学技术 >> 环境科学技术基础学科

近年来,温度植被干旱指数(Temperature Vegetation Drought Index,TVDI)在遥感旱情监测中得到广泛的应用,但传统的TVDI没有考虑地形因子对指数精度的影响。本文以陕西省为例,利用DEM数据对地表温度做高程修正,同时引入归一化差值山地植被指数(Normalized Difference Mountain Vegetation Index,NDMVI)代替归一化植被指数(Normalized Difference Vegetation Index,NDVI),以减弱地形起伏对植被指数的影响,进而构建新的TVDI。分别利用修正前后的地表温度以及NDMVI和NDVI构建了4种TVDI,并分析4种指数与土壤湿度及降水的关系,分析比较其监测农业干旱的精度。结果表明:高程与地形起伏对TVDI监测干旱的精度有较大的影响。经过修正后的TVDI与传统TVDI相比,其与土壤相对湿度的相关系数从-0.342提高至-0.711,且能更准确地体现降水的变化特征,说明修正后的TVDI能够更有效地反映区域土壤水分状况,可对农业干旱进行更加精确地监测。

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10. chinaXiv:201809.00012 [pdf]

基于NPP的石羊河流域环境治理工程成效评价

李传华; 赵军; 师银芳; 魏伟
分类: 环境科学技术及资源科学技术 >> 环境科学技术基础学科

人类活动是净第一性生产力(NPP)变化的重要影响因子,计算人类活动对NPP的影响可以定量评估其对生态环境的影响,对评价环境治理工程成效也具有重要意义。本文以石羊河流域为研究区,通过变异系数法计算治理前后的NPP人为影响值,比较2个时段NPP人为影响值的空间格局、变化及趋势,并以行政区为单元评价生态环境治理的成效。研究表明:① 人类活动对植被NPP的影响覆盖了大部分区域,2000—2006年人为影响值介于-588.31~653.57 g·m-2·a-1,2007—2010年介于-644.30~673.63 g·m-2·a-1。2个时段人为作用对全流域植被NPP的正负影响均十分剧烈,整体都表现为正影响,净影响值从0.37T g Ca-1减少到0.33T g·a-1。② 治理后流域60.13%的区域NPP人为影响发生改变,主要表现为正向影响减弱(占36.54%)和负向影响减弱(占12.09%),人类活动在直接作用区域有所放缓;但人为影响的方向变化较少,仅占5.60%。这说明虽然治理局部取得了一定成效,但要从根本上治理将是一个长期的过程。③ 各行政区治理成效各异,民勤与凉州区成效最为显著,其他依次为古浪、天祝、永昌、肃南、金川等县市。

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