天津市非点源污染物空间分布规律研究

对天津市1995—2004年耕地、化肥施用、畜禽养殖、农村人口及城镇径流等进行了统计分析,得到各县(市、区)的非点源污染负荷量,结合土地利用G IS信息,运用空间分布原理得到天津市各县市区不同土地利用类型的非点源污染负荷模数。结果表明:市区、塘沽、大港和汉沽的承载关键污染负荷的土地利用类型是城镇用地,西青、津南、北辰、东丽和武清是农村居民点,其余县(市、区)的主要负荷土地利用类型是水田和旱地,应根据不同的关键负荷类型制定相应的工程与非工程措施进行有效的源头预防和治理。     

改进SWAT模型在强人类活动地区的应用

摘要：SWAT模型是一个具有较强物理机制的、长时段的流域水文模型。针对中国人类活动强烈的流域水循环特点,在二元水循环理论的指导下,以SWAT模型为基础,进行了灌溉和人工耗用水模块的开发和改进,构建了适用于此类区域的二元水循环模型。利用改进后的模型对全世界用水最为强烈的区域之一——天津市的水循环过程进行了模拟,结果表明,改进后的模型模拟的NASH效率系数从0.62提高到0.89,相关系数从0.79提高到0.91,比改进前有明显的提高。模型构建和改进的成功,对分布式水文模型在高强度人类活动影响流域的水资源水环境研究和管理将起到积极的作用。     

改进的SWAT模型在强人类活动地区的应用

针对中国人类活动强烈的流域水循环特点,在二元水循环理论的指导下,以SWAT分布式水文模型为基础,进行了灌溉和人工耗、用水模块的开发和改进,构建了适用于此类区域的二元水循环模型。利用改进后的模型对天津市的水循环过程进行了模拟。结果表明,改进后的模型模拟的NASH效率系数从0.62提高到0.89,相关系数从0.79提高到0.91,比改进前有明显的提高。模型的构建和改进,对分布式水文模型在高强度人类活动影响流域的水资源、水环境研究和管理将起到积极的作用。     

环首都经济圈水资源合理配置与评估

河北省环首都经济圈对于加速形成以首都中心城市带动、区域中心城市支撑、点面协同发展的京津冀一体化有着重要意义,按照环首都经济圈总体规划,实现其跨越式发展,水资源的支撑和保障能力将面临严峻挑战。本文在区域水资源情势分析的基础上,对当地的地表水、地下水和外调水进行多水源的联合调配,从水资源开发利用率及其变异系数对环首都经济圈区县优化配置结果分析表明,研究提出的区域水资源配置方案对于提高环首都区域供水保障程度、支撑环首都经济圈的快速发展可提供科学支撑.     

基于广义ET的水资源与水环境综合规划研究Ⅱ:模型

在所提出的广义ET区域水资源综合规划的理念和研究框架基础上,本文构建了基于广义ET的区域水资源与水环境综合模拟模型,该模型由分布式水文SWAT模型、人工水平衡AWB模型及分布式地下水MODFLOW模型耦合而成,实现了地表水和地下水、天然水循环和人工水循环、水量和水质联合模拟。该模型可作为区域水资源与水环境综合规划的工具。以天津市为例,从地表水径流、地表水水质、地下水以及模型模拟ET结果等方面对模型进行了校验,校验结果表明模型可进行不同节水、水资源配置、点源和非点源水污染控制、水生态修复规划方案的情景模拟,为区域水资源与水环境规划提供支撑。     

水资源承载力指标体系及评判准则研究

随着社会用水和排泄强度的不断增大,水资源数量和质量成为区域生态环境和社会经济协调发展的主要约束因子,也是影响水资源承载的主要因素。本文从水资源、经济社会、水生态、水环境综合角度,基于"量、质、域、流"四大方面构建水资源承载力"四层三级"评价指标体系,提出水资源承载状况的评价标准、评判方法和水资源承载类型的划分方法,为水资源承载力评估和状态诊断提供方法支撑。本文以天津市为例开展现状水资源承载力评估分析,研究表明:天津市在入境和本地水总水量35.98亿m~3、生态补水2.8亿m~3、出境水量12.95亿m~3、污水一级A出水COD水质标准的情况下,天津市水量承载力区间为1 686万~1 772万人,水质承载力区间为1 169万~1 393万人,水资源承载力区间为1 169万~1 393万人,均值1 281万人;天津市水资源承载状况属于水资源超载区,类型为水质超承载型。     

面向总量闭合的水资源配置模型与应用

水资源总量控制是水资源管理的主要手段,针对区域来水、取用水分开统计,导致区域来水、取用耗排水、断面出境水量不闭合问题,本文从水量控制核算的角度出发,构建基于水循环转化的水资源配置模型,通过模拟区域水资源取用耗排过程下的水循环过程,以区域来水和出境断面水量双向控制方法核算区域水量取用情况。以天津市为例,在全境多年平均来水42.1亿m~3(其中外调水14.7亿m~3)情景下,2020年水平年天津市取用水、耗水和排水等总量闭合控制阈值分别为38.25、22.0和16.25亿m~3,出境水量为22.1亿m~3,根据水资源实际管理需求,模型给出了各区县不同水源和行业相应的控制阈值,研究成果可为水资源消耗双控行动、最严格水资源管理和节水型社会建设提供科学支撑。     

水资源综合模拟与调配模型WAS(I):模型原理与构建

针对自然-社会水资源系统的复杂互馈机制科学问题,以及水资源管理应用需求,将水文学数值模拟和水资源适应性调配相结合,研究构建了概念性半分布式水资源综合模拟与调配模型WAS;提出了模型架构、单元划分、动态互馈模拟、计算公式和运行策略等WAS模型原理及方法,为自然-社会水资源复杂系统的模拟与科学调配提供支撑。     

基于区域水资源承载力的山西生态小水电建设

水资源承载力是衡量一个地区发展潜力的主要指标。在对水资源承载能力进行综合动态平衡研究的基础上,建立了区域水资源承载力模型,并将该模型应用于山西生态小水电建设研究。结果表明,①以2015年为规划水平年,山西的水资源能支撑区域容纳0.356亿人按照241m3/人的人均水资源量进行生产生活;②2015年山西共需水85.17亿m3,其中16.84亿m3用于满足工业需水,38.31亿m3用于满足农业需水,24.78亿m3用于满足生活需水,2.39亿m3用于满足生态环境持续与修复的需水;③各产业需水结构上,生活需水增幅最大,达1.47倍,工业需水次之,增幅为60%,生态需水较现状年增加80%;④区域生态小水电建设应以长治市和晋城市为重点,重点做好沁河及浊漳河水资源承载力条件下的生态小水电建设及区域生态水电建设的优化。     

基于广义ET的水资源与水环境综合规划研究Ⅰ:理论

在分析国内外水资源规划的发展历程的基础上,基于广义ET耗水控制理念探讨了区域水资源水环境综合规划的理论、内涵及其规划理念。分析了其调控机制、规划原则以及规划目标。确定以目标ET制定-方案设置-情景模拟-方案评价-方案推荐5个步骤为基于ET的水资源规划的决策思路,进而提出了七大总量控制规划指标,建立了规划框架。为综合解决全球气候变化和人类活动影响下日益严重的水资源和水环境问题提供了探索途径。