鸭绿江流域分布式水文模型开发及验证

基于水分能量传输模型(WEP模型),构建了鸭绿江流域基于物理机制的分布式水文模型,该模型综合了水文模型和陆面过程模型的优点,耦合了水分循环和能量过程的模型。以"子流域套等高带"为计算单元,将全流域划分为558个子流域和2 427个等高带,以日为时间步长,对冠层截留、蒸散发、下渗、产汇流等水循环要素过程逐一模拟计算,并以该流域2个主要水文站的还原流量资料为准,对模型进行校准与检验。在校准期与检验期,沙尖子站Nash-Sutcliffe效率系数在0.9左右,水量模拟误差约-4%,梨树沟站Nash-Sutcliffe效率系数在0.94左右,水量模拟误差仅为0.4%左右,表明该模型模拟精度很高,可为流域广义水资源评价、洪水预报预警和国际河流开发利用等提供有力的决策依据。     

横断山区水电开发对鱼类资源多维影响及其保护措施研究进展

横断山区水系发达,河流众多,岭谷高差悬殊,复杂的地质环境造就了鱼类物种的多样性,同时丰富的水能资源形成了目前我国最大的水电能源基地。近年来,梯级电站密集建设改变了该区域水流、水温、水质、水域空间等多方面生态水文条件,对当地鱼类种群资源造成深远影响。本文基于横断山区水电开发及鱼类资源的现状,系统归纳了水电开发引起的生态水文要素变化和鱼类栖息过程受到胁迫的内在关系,回顾了国内外研究者在鱼类资源保护各个角度上提出的研究方法和应对措施,并提出了下一阶段研究的重点和具体方向。研究可为梯级水电开发下的鱼类资源保护提供理论支撑。     

拒马河流域年季月径流量对土地利用变化的响应

为探究年、季、月多时间尺度径流量对土地利用变化的响应,以紫荆关水文站以上的拒马河流域为研究对象,构建拒马河流域WEP-L分布式水文模型,采用情景模拟分析方法设置9类土地利用变化情景定量分析土地利用变化对径流量的影响.结果表明:WEP-L模型在拒马河流域适用性较好;退耕还林将减少年径流量,并随着森林覆盖率的增加,径流量减...     

寒区水循环与寒区水资源演变

阐述了寒区水循环与寒区水资源演变在变化环境的研究中的意义及作用。分别从国内外的研究中综述了变化环境下寒区水循环与寒区水资源演变研究现状与进展,并归纳了寒区水文模型在寒区水循环研究中研究进展。此外,还分析了寒区水循环和寒区水资源演变研究中的难题和局限,强调了应用水文模型在研究寒区水循环与寒区水资源演变的进展。认为完善寒区水循环物理机制的研究,开发基于寒区水循环机制的分布式水文模型以及寒区水循环和水资源演变的归因分析是未来寒区水循环和水资源演变研究中的发展趋势。     

考虑空气阻力作用的分层土壤降雨入渗模型

基于室内试验资料,建立了非稳定降雨条件下考虑空气阻力作用的Green-Ampt模型(Modified Green-Ampt Model,MGAM),其包括非稳定降雨条件下土壤积水入渗过程和非积水入渗过程、湿润锋运移过程、积水入渗状态和非积水入渗状态相互转化过程。为了量化空气阻力作用影响程度,引入了饱和度系数Sa,并提出饱和度系数计算方法。同时应用MGAM和传统的Green-Ampt模型(Tranditional Green-Ampt Model,TGAM)模拟了径流强度、土壤累计入渗量和土壤剖面含水量,并和实测值进行了对比分析。结果表明:MGAM模型模拟的土壤累计入渗量、土壤含水量和径流强度均与实测结果吻合良好,而TGAM模型模拟土壤累计入渗量、剖面含水量均大于实测值,而径流强度小于实测值。     

中国水资源与经济社会发展匹配度的动态分析

以中国六大地理分区2004～2015年间的水资源量为基础数据,以GDP、人口和耕地面积作为经济社会发展要素,构建和计算六大分区的水资源与经济社会发展要素之间的基尼系数。在此基础上,运用MannKendal检验法对六大地理分区的水资源与经济社会发展要素的基尼系数进行趋势分析。研究结果表明:(1)华北地区最强的水资源约束是水资源与GDP不匹配;(2)中南地区最强的水资源约束是水资源与耕地面积不匹配;(3)西北地区最强的水资源约束是水资源与人口不匹配。其中,中南地区水资源与经济社会发展要素不匹配程度较轻,华东地区、西北地区和西南地区的水资源与经济社会发展要素不匹配程度较重。另外,全国各分区的水资源与经济社会发展要素的基尼系数在2004～2015年间没有明显变化的趋势。     

松花江流域冰封期水功能区限制纳污控制研究

提出水功能区限制纳污控制率的概念,即入河污染量在其纳污能力范围内的水功能区个数占核算区域中水功能区总数的比例。该概念弥补了水功能区水质达标率、限制排污总量等指标在支撑最严格水资源管理中的不足。针对寒区冰封期水体自净能力降低、废污水难以达标排放造成的高水环境风险,建立了基于分布式水文模型的冰封期水功能区纳污能力计算方法。将相关理念和方法应用于松花江流域,开展了面向水功能区限制纳污控制的冰封期水质水量联合调控研究。结果显示,在强化节水和水利工程合理调度的水量优化调控方案下,松花江流域污水处理厂在2020年冰封期要全部达到一级B排放标准,工业废水全部达到二级排放标准,方能基本实现90%的水功能区限制纳污控制率目标。     

基于分层土壤的水土调控方法试验

以土壤物理学原理为指导，充分利用土壤基本物理性质，提出一种通过调整土壤剖面的分层组合方式，达到 调控水土过程的技术，命名为人工分层配土（artificially?layered?soil，ALS）工程。为验证人工分层配土工程在水土 调控方面的作用，开展室内积水入渗试验、植被蒸散发试验和野外干旱区土壤水分观测试验。结果表明：室内试 验中，通过调整土壤剖面结构，人工分层配土显著提高了土壤的入渗能力，初始入渗速率提高 3 倍以上，平均入渗 速率提高 67.57%，土壤累计入渗量增加 47.14%，同时降低了表层土壤含水量，减少 38.39% 土壤的无效蒸发量； 野外试验中，分层配土处理组土壤含水量主要储存在地表下 31~50cm 处，而野外原状土土壤含水量主要位于表层 土壤，且相较于原状土壤，人工分层配土耗水量减少 13.32%，耗水速率降低 12.90%。因此，人工分层配土工程实 现了水土调控的目的，对干旱区水土资源调控和荒漠化防治具有重要的意义。     

南水北调中线京石段应急供水水库入流预报研究

岗南、黄壁庄、王快和西大洋水库是南水北调中线工程规划向北京应急供水的4座水库,对水库来水进行快速准确的预报对应急供水调度有着十分重要的意义.针对水库控制流域的水循环特性,选用了双层水箱模型进行水库入流预报.对上下游串联的岗南和黄壁庄水库进行耦合水库调度模型的联合模拟预报,对于相邻的王快和西大洋水库进行了对比流域的试验研究,探索了水箱模型参数移植在缺资料地区水文预报中的应用.率定期的参数自动优选和预报期的验证结果表明:各水库模拟效果较好,各项指标均在合格范围内.     

"黄河流域水资源演变规律与二元演化模型"研究成果简介

简要介绍了在国家重点基础研究发展规划“973”项目“黄河流域水资源演变规律与可再生性维持机理”第二课题(G1999043602)中取得的三项主要成果:(1)流域水资源二元演化模型;(2)黄河流域水资源全口径层次化动态评价;(3)人类活动影响下的黄河流域水资源演化规律。首先,将分布式流域水文模型(WEP-L)和集总式水资源调配模型(WARM)相耦合,建立了流域水资源二元演化模型。然后,在界定“广义水资源”与“狭义水资源”概念的基础上,提出了水资源全口径层次化动态评价方法,并给出了黄河流域评价成果。最后,通过比较2000年现状下垫面条件下与历史系列条件下的评价结果,以及考虑与不考虑人工取用水条件下的模拟结果,初步发现:(1)黄河流域在强烈的人类活动影响下,水资源量及其构成均发生了显著变化,地表水资源量衰减,而不重复地下水量增加;(2)在狭义水资源量衰减的同时,伴随着有效蒸散即降水有效利用的增加,流域广义水资源量有一定幅度增加。研究成果对客观评价水土保持生态建设、农田基本建设等土地利用变化的水文水资源效应,对黄河的治理规划和水安全战略具有重要参考应用价值。