基于投入产出模型的陕西省虚拟水分析

虚拟水理论和虚拟水贸易是水资源管理的一个重要途径,其中虚拟水贸易量的估算是难点。采用投入产出法对陕西省的直接耗水强度系数、完全耗水强度系数、耗水乘数、产业间的水转移系数及虚拟水贸易及消费量进行了估算。结果表明:陕西省农业是耗水强度最大,但绝大部分是在农业生产环节直接耗水;工业、建筑业及服务业直接耗水较小,绝大部分是间接耗水,尤以服务业较大。而虚拟水贸易评价结果表明陕西省是虚拟水的净输出省,但是面临严峻的水资源短缺问题。建议陕西省强化虚拟水管理,通过产业结构、消费结构和贸易结构的调整来减少本地水资源消耗,实现水资源和社会经济协调发展。     

基于冻土水文模拟的松花江流域水资源演变规律

为分析松花江流域水资源的演变规律,基于寒区水-热-氮素循环模型（the?water?and?energy?transfer?processes and?nitrogen?cycle?processes?model?in?cold?regions,WEP-N）和水资源评价方法,对径流发生突变的 1998 年前后（即 1999—2018 年和 1956—1998 年）进行比较,松花江流域年水资源总量减少 217.0 亿 m3,减幅达到 22.2%。其中, 地表水资源量减少是水资源总量减少的主要组分,占水资源总量减少的比例为 96.9%,不重复地下水资源减少量 占 3.1%。基于多因子归因分析方法分析可知,气候变化是松花江流域水资源减少的主要因素,对松花江流域全年 水资源总量、地表水资源量、不重复地下水资源量减少的贡献率分别为 81.6%、74.9%、286.6%,取用水的贡献率 分别为 18.4%、25.1%、－86.6%。从年内不同时期分析可知,非冻融期是全年水资源量减少的主要时期,占全年水 资源总量减少的 82.6%,冻融期占 17.4%。和北方的海河流域、黄河流域相比,水资源减少幅度和主要影响因素各 不相同,主要取决于气候变化和人类活动强度变化幅度的不同。与位于华北和西北的两大流域海河流域和黄河 流域对比,气候变化对松花江流域水资源衰减的影响与海河流域相当,明显大于黄河流域,而人类活动对松花江 流域水资源衰减的影响明显小于两大流域。     

河网提取算法中河道断裂现象原因剖析及算法改进

Burn-in算法和AGREE算法是目前应用广泛的基于实际河网高程强迫修正的河网提取算法.该算法能有效提取出同真实河网高拟合度的模拟河网,但某些情况下,所提取的河网会产生“断裂”现象.河网“断裂”现象的产生在于实际河网栅格高程“高估”和“低估”所引起的局部流向计算错误,其中所有“低估”类以及大部分“高估”类影响都是可以通过填洼等方法加以消除的,即不会产生“断裂”问题.真正产生“断裂”的原因是：存在“高估”类河网栅格且“高估”所带来的影响无法通过填洼等操作加以消除.基于此,对Burn-in算法和AGREE算法进行修正,提出一种消除“高估”类影响的解决方案,从根本上解决河网“断裂”问题,实现程序自动化处理.渭河流域实例应用表明,改进算法可有效解决模拟河网“断裂”问题,且适用于多种基于高程的强迫修正算法.     

基于WEP模型和TRMM_PR的唐家山堰塞湖入湖径流预报

为解决缺资料地区的堰塞湖入湖径流模拟预报问题,本文以2008年5月12汶川大地震形成的唐家山堰塞湖为研究对象;采用分布式水文模型与热带降雨测量卫星的降雨数据（TRMM_PR）相结合的方法,设置了3种降水输入模式,对堰塞湖形成期内（5月12日—6月9日）的日均入湖流量进行了模拟预报,并利用监测期内（5月29日—6月9日）入湖径流实测资料与模拟结果进行了对比。结果表明：根据气象站实测降水数据对TRMM_PR数据进行修正后输入模型（模式3）,比将气象站实测数据直接输入模型（模式1）和将TRMM_PR观测数据直接输入模型（模式2）的模拟结果要好。本文的模拟结果表明,分布式水文模型可以和星载雷达测雨数据相结合可有效弥补因气象站点过于稀疏、单站控制面积过大造成的资料缺乏问题,而利用气象站点观测数据对TRMM_PR数据进行修正可以有效改善模型的降水输入,从而可以提高入湖径流预报精度。     

基于二元水循环的用水总量与用水效率控制研究——以渭河流域为例

以二元水循环理论为基础,以最严格水资源管理制度中的"用水总量"与"用水效率"联合调控为目标,提出"以耗水管理为核心,用水总量与用水效率控制为约束"的理念和思路。分析了用水总量与用水效率控制的概念和关系,构建了基于二元水循环理论的用水总量与用水效率多重调控机制。为实现耗水总量控制,将用水过程划分为水源端的供水和用户端的用水两大环节。由于各类水源到达用户的供水过程存在不同的环节,水量损失有所差异。通过对基于规则的水资源配置模型的改进,建立了水源—用户供水优化模型,重点分析不同水源利用情景对于用耗水总量控制的影响。最后,以渭河流域为例进行了应用分析。     

考虑城市管网的分布式水文模型子流域划分及编码研究

在基于子流域划分的分布式水文模型应用中,城市区域雨水管网的存在使得原先不相连通的区域具备了汇流的条件,从而改变了天然地表径流汇流路径。另一方面,城市区域还存在着污水管网汇流,其对子流域编码的上下游关系要求往往会和通常的天然水系上下游关系相冲突。因此,在城市区域进行子流域划分和编码的时候,需要考虑雨水管网和污水管网的影响。通过将雨水管网等同于天然河道,参与DEM高程修正,实现雨水管网对汇流路径改变作用。通过对基于天然水系汇流关系得到的子流域进行重新编码,得到能够同时满足天然水系汇流以及污水管网汇流要求的编码序列。以深圳坪山河流域为例进行的实例应用表明该方法可有效地解决雨水管网和污水管网的影响问题。     

基于分布式水文模型的水功能区设计流量研究

通过建立流域分布式水文模型，并实现对于枯水期流量的有效模拟，结合水功能区设计流量核算规则，提出了基于分布式水文模型的水功能区设计流量计算方法。将此方法应用于松花江流域，对流域内300个水功能区的设计流量进行了计算，并考虑取用水、下垫面和调水工程等因素的影响，对流域在2020年和2030年水循环情景下水功能区设计流量的变化情况进行了计算和分析。结果显示，在未来情景下流域内水功能区设计流量整体呈下降趋势。以松花江干流上设计流量下降幅度较大的扶余站和哈尔滨站所在水功能区为重点研究对象，提出为上游丰满水库设置230m3/s最小下泄流量的优化解决方案。     

土壤水资源的内涵及评价指标体系

在总结土壤水研究现状和对土壤水的资源价值认识的基础上，重新定义了土壤水资源，并闸述了土壤水资源评价的必要性。文中指出，土壤水资源是指一个地区包气带内能被人类生产和生活直接和间接利用的土壤水含量，它包括四大指标，从其作用范围出发的可被作物直接吸收利用的土壤水资源量，最大可能被利用的土壤水资源量；从其作用的目标出发的用于国民经济的土壤水资源量和用于维持和恢复生态环境的土壤水资源量。并在此基础上初步构建了土壤水的评价体系。     

基于目标约束的政府水利投资风险评估体系

以投资风险评估理论为基础,从投资风险的定义、度量、评估体系和评估步骤出发,结合我国政府水利投资的新形势和风险特点,研究了基于全项目风险分解结构进行投资风险评估的方法,考虑到投资项目不同阶段的风险属性差异,提出了基于目标占束的全过程和全项目风险评估的模型、定量、定性等分析评估方法,并以我国某大型水利工程为典型案例进行投资风险评估分析,取得了预期的结果,说明该体系可为实现水利资本保值增值,为政府投资决策提供科学依据。     

水文学及水资源学科发展动态

基于近几年国内外相关学术期刊、学术会议论文集、专著与研究报告,进行了水文学和水资源学科发展动态调研。研究表明,面对全球气候变化、强烈人类活动影响等新问题,水文学和水资源学科近年来产生了一批新的研究热点领域,在新的理论与现代技术手段的支撑下取得了较大进展。日益明显的与其他学科的交叉合作现象,是当前水文学和水资源学科发展的重要特点。根据学科发展动态,建议加强科学试验、学科交叉等方面的研究,以推动我国水文学与水资源学科的不断创新与发展。