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2026年03期
气候变化与水安全专题
“7·20”极端暴雨复现模拟研究——以郑东新区为例
户东东;刘俊国;张晓雷;鞠俊彦;李正阳;【目的】构建贴合“7·20”极端暴雨情景的城市洪涝模拟体系，精准复现洪涝演进过程，揭示内涝形成机制及关键影响因子，为城市防洪排涝优化和极端暴雨应对提供科学依据。【方法】基于郑东新区河道分布、地形高程及排水管网布局等基础数据，依托MIKE FLOOD平台构建“河道-地表-排水管网”三维耦合城市洪涝模型，并通过率定与验证提高模型可靠性，系统分析极端暴雨条件下研究区淹没特征及内涝成因。【结果】(1)暴雨期间，贾鲁河郑东新区河段遭遇超标准来水，漫堤风险显著，河道外泄进一步加剧周边积涝。(2)研究区地表淹没呈现范围广、水深大、持续时间长的特征，核心区域受淹风险突出。(3)降雨峰值期，全区91.56%的排水管道处于超载运行状态，同时受河道高水位顶托的影响，排水能力明显受限。(4)排水系统超载、河道顶托与漫堤风险叠加是严重内涝的主要成因，自然水系与人工排水系统协同不足进一步放大了灾害影响。【结论】“7·20”极端暴雨下，郑东新区内涝由极端降雨、管网超载及系统协同不足共同造成，其中排水管网承载能力不足和河道防洪标准偏低是关键短板。未来应提升河道防洪标准，强化排水系统与自然水系协同调度，优化易涝区排涝设施布局，完善城市综合防洪排涝体系。
面向人与自然和谐共生的水灾害和谐防控评价
左其亭;杨智楷;闫长位;【目的】科学诊断区域水灾害防控短板、提升防控效能，是实现人与自然和谐共生的重要环节。【方法】基于人与自然和谐共生理念，阐释了水灾害和谐防控的概念和内涵，提出了灾害风险可控、生态系统健康、承灾韧性稳定、防控能力承载4个判别准则，构建了涵盖评价指标、评价方法、因素识别等模块的水灾害和谐防控评价体系。在此基础上，采用SMI-P综合评价方法评估水灾害和谐防控指数(WPI),运用标准化降水蒸散指数(SPEI)、游程理论、InVEST模型等方法实现评价指标定量化，借助障碍度模型识别各指标的影响程度，并在河南省开展了分区实例应用。【结果】(1)2008—2023年，河南省18个地级市的水灾害和谐防控指数(WPI)整体呈稳步上升趋势，其中焦作市的WPI多年平均水平最优(WPI=0.640);(2)研究期间WPI的空间分布存在显著差异，表现为豫西、豫北地区优于豫东、豫南地区，而豫中地区水灾害和谐防控水平相对滞后；(3)水利设施投资占比是影响WPI的首要障碍因子，生态系统健康是驱动WPI变化的关键准则。【结论】构建的水灾害和谐防控评价体系能有效量化评估区域水灾害和谐防控水平，揭示其时空演变规律及核心制约因素，具有理论合理性和实践可操作性。研究结果可为河南省各地级市的水灾害防控提供数据支撑和决策参考。
基于基尼系数与集对分析的北京市水安全评价
门宝辉;伍兴涛;庞金凤;刘楠;【目的】水安全是经济社会发展的基础和人类生产生活的保障。揭示北京市水安全状况，为北京市水资源管理优化与空间配置提供量化依据。【方法】基于DPSIR模型构建北京市水安全评价指标体系，利用基尼系数评价北京市整体水安全状况和识别各项指标的影响强弱，运用集对分析法对2018—2022年北京市各行政区的水安全状况进行综合评价。【结果】(1)以人口数量为匹配对象时，北京市各行政区的水安全等级占比分别为：Ⅱ级(较安全)9.09%,Ⅲ级(基本安全)65.45%,Ⅳ级(较不安全)25.45%。(2)在两组匹配关系中，以人均GDP为匹配对象时，年均水安全等级表现为Ⅳ级(较不安全);以人口数量为匹配对象时的水安全状况相对较差，年均值表现为Ⅴ级(极不安全)。(3)北京市2020年和2021年的水安全状况最优，2022年的水安全状况最差。【结论】针对北京市的水安全状况，建议优化水资源空间配置格局，调整产业发展结构，有序疏解城区过密人口，减少化肥施用量，实施水土保持工程，推广节水灌溉技术，加大对水土流失的治理力度。
鄱阳湖流域地下水位时空变化特征及气候因子影响分析
杨美;胡梅;李云良;邢子康;宋钢;吴光东;陈静;储小东;【目的】揭示鄱阳湖流域地下水位的时空演变规律及其对极端干旱事件的响应机制，为气候变化下的水资源可持续管理与生态保护提供理论依据与决策参考。【方法】基于2018—2022年116个地下水观测井数据，分析地下水位时空变化，并采用地理加权回归模型探讨降水、蒸散发和地表水体分布对地下水位动态的影响。【结果】(1)鄱阳湖流域90%以上区域地下水埋深在9 m以内，50%以上在4～8 m范围内，秋冬季埋深较大。(2)受地形地貌的影响，流域上游的地下水位高达200～300 m,下游的约20 m,地下水总体由山区流向近湖平原区，平原区的地下水位动态更具变异性。(3)多因子分析表明，相较于蒸散发(贡献度<1),地表水体分布和降雨对地下水位变幅的影响更强(贡献度>2)。(4)2022年极端干旱对地下水位的影响主要出现在7月后，表现为地下水埋深增大、储量减少。【结论】鄱阳湖流域地下水位对降水变化高度敏感，地表水动态变化与降水过程是地下水位变化的主要驱动因素。本研究可为该流域水资源管理与生态环境可持续发展提供科学依据。
基于多目标的山地城镇水安全格局综合评价
栾春凤;王颖卓;赵人镜;张一;【目的】开展水安全综合评价及空间格局分析，识别影响水安全的关键要素，以提升山地城镇制定水安全空间策略的可操作性。【方法】以济源市为例，从水资源、水环境和水生态安全，水灾害规避等多目标导向出发，构建山地城镇综合水安全格局评价指标体系，采用GIS和RS空间分析技术，划分“高、中、低”3种安全水平，最终将单要素安全格局评价结果进行叠加，获取综合水安全格局。【结果】(1)山地城镇的水资源安全格局主要受人为因素影响，城区处于极低安全水平；(2)水环境安全格局主要受地表水水质和净水能力影响，其中污染源为关键因素；(3)水生态安全格局主要受水土保持与水源涵养能力影响，决定水土保持能力的关键因素为地形、土地利用类型及植被覆盖度，水源涵养能力则深受降水量与土地利用类型影响；(4)水灾害规避安全格局主要受雨洪淹没范围影响，雨洪淹没范围与降雨量、土地利用类型、地形等密切相关；(5)山地城镇的综合水安全格局与地形、土地利用类型、河流等要素存在较为密切的关联性。【结论】多元目标导向下的水安全格局评价指标体系拓展了评价的深度与广度，能够精细化揭示各类影响因素的作用强度及其空间关系，为我国山地城镇水安全问题的解决提供理论支撑。
水电开发影响下的流域水生态安全综合评价
刘玲;崔磊;梁媛;李冲;张璇;张宏伟;【目的】评估水电开发对金沙江中游流域水生态安全的影响，揭示不同开发强度下水生态安全的空间差异特征，为流域生态保护和水电开发提供科学指导。【方法】基于2022年金沙江中游流域干支流水生态实地调查、遥感监测和历史数据，构建以生境健康、生态健康和生态服务功能健康为核心的水生态安全评价体系，采用层次分析-熵权法确定指标权重，运用综合评价法分别评价研究区干流库区段和支流河段的水生态安全状况。【结果】(1)金沙江中游流域水生态安全整体处于一般状态，各准则层生态状况差异明显，其中生境健康得分较高(亚健康),生态健康与生态服务功能健康空间差异显著；(2)在空间上，上游库区和支流水生态安全状态相对较差，上游干流库区段和支流河段处于“一般状态”的河段数量均多于下游的；(3)水电开发强度与自然地貌特征是影响流域水生态安全状态的主要因素，上游高强度水电开发叠加高海拔峡谷地貌导致水生态安全风险显著增加，下游宽谷地貌与适度的营养输入支撑了相对较高的生态丰富度。【结论】水电开发强度越大，对流域水生态安全的威胁越显著，自然地貌特征对空间分异具有重要调节作用。建议上游严格控制开发强度并加强生态修复，下游优化营养物管理与加强栖息地保护。
黄河流域生态保护和高质量发展专题
季节变化下黄河沉积物DOM特征及其与重金属的关系
李志萍;朱家伟;邓淑君;【目的】揭示黄河沉积物中溶解性有机质(DOM)的光谱特征、重金属总量特征以及时空分布特征，探究DOM与重金属之间的相关性，为流域水资源管理和生态保护策略的制定提供科学依据。【方法】以不同季节下黄河河南段表层沉积物为研究对象，采用紫外可见吸收光谱、三维荧光吸收光谱分析DOM光谱特征，利用电感耦合等离子体质谱仪测定重金属含量，应用平行因子分析和相关性分析等方法研究不同季节下DOM与重金属之间的关系。【结果】(1)在调水调沙之后的秋季，有色可溶解性有机质(CDOM)浓度最高，河流沉积物中芳香族和疏水性化合物的相对含量以及CDOM的相对分子量也随之增高，外源输入占比有所增加。(2)在夏季和秋季，三维荧光光谱耦合平行因子分析(EEM-PARAFAC)模型解析出两种荧光组分，即类蛋白组分C1和类腐殖质组分C2;在冬季，还另外解析出第3种组分，即低激发类色氨酸组分C3。(3)研究区表层沉积物CDOM以陆源产生居多，并且各个季节不同河段的CDOM来源相似，主要为陆地或者土壤源输入，自生源贡献较少。(4)相关关系较为明显的重金属元素主要是Co、Ni、Cu及Zn,在不同季节下呈现出不同的相关关系，这表明不同季节周边人为干扰影响了CDOM的特征和组成，使其产生了复杂的相互作用。【结论】研究结果有助于进一步明晰沉积物中DOM的迁移转化规律及其与各类污染物的耦合作用机理，可为黄河河南段的水环境管控和生态治理提供数据参考与理论支撑。
生态服务价值视角下黄河故道核心区土地资源承载力研究
王东群;丁富军;杨孟豪;马莎;张康;【目的】厘清黄河故道区域生态家底和土地资源承载力，为区域生态保护和土地资源高效利用提供实践指导。【方法】以黄河故道的核心区域商丘市为案例区，基于多源数据并结合修正的当量因子法，量化了1999年以来的生态服务价值，将其引入到土地资源承载力评价模型中，综合评价了2011年以来的土地资源承载力。【结果】(1)1999—2022年，商丘市各县(市、区)的生态服务总价值均呈现减少态势，导致商丘市生态服务总价值损失了12.662亿元。其中2022年，永城市地均生态服务价值最大，为152.209万元/km2;梁园区最小，为131.979万元/km2。(2)1999—2022年，商丘市各县(市、区)4类一级服务的生态服务价值结构较为稳定和相似，均以调节服务为主；9类二级服务的生态服务价值总体排序为：废物处理>生物多样性维持>食物生产>气候调节>水文调节>气体调节>原材料生产>美学景观>土壤保持。【结论】商丘市各县(市、区)的土地资源一直处于超载状态，表现出服务供给能力低于消费能力的特征，其中，梁园区和睢阳区土地资源承载力最差，恶化趋势最明显。
