Budyko框架下白河流域径流演变及其归因分析

明晰径流演变及其驱动力对流域水资源可持续利用具有重要意义。以白河流域为研究区，基于TFPW-MK趋势检验法分析了研究区1982～2018年水文气象、植被和社会经济等多要素的演变趋势，并进一步利用考虑多要素时变特征的Budyko框架量化了多要素对径流变化的贡献率。结果表明：(1)近37年来，白河流域径流以-2.83 mm/a的速率减少；Budyko水热耦合参数n呈波动变化，总体以0.041/10 a的速率增加；(2)参数n与降水量及工农业用水量相关性较高，拟合度R²达0.97。引入时变参数n可提升径流模拟效果；(3)白河流域径流对降水变化最为敏感，对工业用水量最不敏感；1991～2018年间降水对径流减少的贡献率由78.7%逐步降低至20.8%,而潜在蒸散量与农业用水量对径流减少的贡献率则逐步增加，分别由7.6%和4.1%增加至17.4%和37.5%;(4)研究时期内气候变化对径流的影响逐渐减弱，其贡献率由86.3%减少至38.3%。     

气候变化下汉江上游林地植被生态需水量的时空演变

研究气候变化下林地植被生态需水量的时空变化,对于保护涵养水源的林地植被系统,合理规划管理流域水资源有着重要作用。以汉江上游流域11个气象站点1971~2010年的气象资料为依据,采用结合[1]土壤含水量与植物类型修正蒸散发量得到植被生态需水量的方式,从时空角度定量研究了在生长季4~10月份流域林地植被生态需水量及其趋势性变化,并且分析了生态需水量对各气象因子变化的敏感性程度。结果表明:汉江上游流域林地植被多年平均生长季生态需水量为6.915 8×109 m3,整体上呈现非显著性增加趋势,在空间分布上具有明显的地带性特征。生态需水量对不同气象因子有不同程度的敏感性:最高温度水汽压太阳辐射风速最低温度,生态需水量对各气象因子敏感程度的地带性分布特征还与各区域的纬度、海拔、植被类型和下垫面情况有关。     

中国水资源状况与水资源安全问题分析

根据最新的水资源调查评价结果，分析了中国水资源的现状和特点：总量丰富，但人均占有量低；年内年际分配不匀，旱涝灾害频繁，水资源供需矛盾突出；地区分布不均，水土资源不相匹配；水资源利用率低，污染严重。在此基础上，分析了我国水资源安全目前存在的主要问题：水资源时空分布不均严重阻碍社会经济发展；水资源供需矛盾严重，水资源利用效率低下；水质危机导致水资源危机，生态环境恶化严重；水资源管理缺乏科学体制。认为21世纪中国的水资源矛盾将进一步加剧，我国必须进行大规模的改革和强有力的措施，包括节约用水，建立节水型工业，提高用水效率，加强水污染防治，引入市场机制，加强科技创新，树立可持续发展的思想，实行水资源的统一科学管理，维护我国的水资源安全，以缓解我国水资源的供需矛盾，实现经济和社会的可持续发展。     

淮河流域水生态环境现状评价与分析

为了全面评价淮河闸坝与污染对淮河水生态的影响，必须首先对水生态现状有一个全局的认识。从淮河流域全局出发，通过对淮河典型河段的水生态和水环境进行现场调查与室内分析，对流域内水生态环境现状进行了综合评价。采用生物学指数与水生物指示环境结合的方法评价水体污染程度、生态系统稳定性与河流/水库的健康程度。评价结果表明：(1)颍河中下游地区与沭河中下游地区水生态系统脆弱，河流多处于病态；(2)涡河付桥闸、东孙营闸到蒙城闸段水生态系统不稳定，河流不健康，但下游河段水生态有自恢复迹象；(3)洪汝河河流多处于亚健康状态，水生态环境自修复能力较强；(4)淮干水生态环境质量的突变点在临淮岗，上游较好；(5)西部、南部山区水库水生态环境质量最好；(6)整个流域水生态质量西高东低，南高北低；优劣顺序为：西部、南部山区＞洪汝河水系＞涡河中下游地区＞颍河、沭河中下游地区。建议枯水期加大淮干以南及上游山区水库的下泻流量，保持河道畅通和一定流速，提高水体自净能力，同时控制颍河、涡河上游污染物的排放，联合调度水量与水质，淮河水生态得以修复。     

中国西部生态系统的水问题综合评估研究——以三工河流域为例

基于中国西部生态系统综合评估的概念框架,提出了该评估的水问题评估目标和概念框架,并以三工河流域为研究对象,通过对不同年份生态系统服务价值的评估,以人工生态系统和天然生态系统服务功能最大化为原则,确定1987年的生态景观状态组合为生态系统保护的最佳生态目标。在此保护目标下,分别估算了河流廊道和河道外生态需水,判定三工河流域生态需水的阈值区间为17%～24%。其后,结合社会经济需水的预测情况,综合分析了当地居民福利变化的情况,并以河流廊道用水和河道外用水平衡、社会经济内部用水平衡以及生态系统和社会经济系统用水平衡为原则,提出了基于人与生态和谐的水资源配置的对策和建议。     

闸坝河流河道内生态需水研究——以淮河为例

提出了一种估算闸坝下游河道内生态需水的方法--改进的生态水力半径法（AdaptedEcologicalHydraulicRadiusApproach,AEHRA）,该法能够同时计算输出相应河段的生态水位,方便对闸坝进行调度。将其应用到淮河,以鱼类作为生态保护目标,估算了上、中、下游共4个典型闸坝下游河段的生态需水和生态水位,结果表明:①鱼类产卵期内需要较大的生态流量,其顺序为:蚌埠>周口>颍上>白龟山,下游大于上游,中游居中,受断面影响显著;非产卵期则为:周口>颍上>蚌埠>白龟山,中游大于上下游,受河流鱼种影响较大。周口闸下河段全年各月生态需水量相同,需加强上游闸坝的联合调度满足冬季12~-月的生态需水;②要维持河道内生态流量,需进行闸坝调度调整下游水位,保证生态水位;③淮河受人类活动影响剧烈,河流的连续性被切断,生态需水变化没有连续性,只有根据最小生态水位通过闸坝调度,维持河道生态系统最小生态需水,才能逐步恢复淮河健康生态。     

基于压力—状态—响应概念框架的可持续水资源管理指标体系研究

基于压力－状态－响应概念框架,充分考虑可持续隶资源研究的特点和目标,提出持续水资源管理指标体系,并应用于深圳东部供水水源工程可持续管理的评价。     

河流水质大系统灰色非线性规划的分解协调方法

对多排污口和复杂河系排污的水质规划问题进行了研究,探讨了河流水质系统的广义不确定性,建立了河水质灰色非线性规划模型。针对河流复杂排污体系的灰色非线性规划面临的高阶、高维和非线性问题,提出运用大系统理论分解协调方法解决上述问题。在此基础上,定义了灰凸集,灰凸函数,灰凸规划,证明了灰色非线性规划模型的厂广Ｋｕｈｎ－Ｔｕｃｋｅｒ条件。实例研究表明,本模型与方法合理、可信、适合于一般含灰参数非线性规划问题     

水环境质量评价灰色模式识别模型及应用

在灰色关联度的基础上,以定义的关联差异度为测度,并结合水质综合指数,构造一种新的水环境质量评价灰色模式识别模型。该模型克服了灰色关联度分析方法评价结果趋于均化而分辨率低的缺点,同时评价结果具有连续性和可比性,能够更精确地反映水体污染程度的状况。     

长江中下游极端降水时空演变特征研究

以长江中下游为研究对象,基于131个气象站点1961～2017年的逐日降水资料,选取9种极端降水指数,利用Mann-Kendall趋势分析和交叉小波变换深入研究了长江中下游流域极端降水时空分布特征及其与太阳黑子和大气环流异常因子之间的关系.研究结果表明:(1)1961～2017年间,长江中下游流域极端降水指数除持续干燥指数(CWD)和持续湿润指数(CDD)外,其余7种降水指数均呈现上升趋势,其中年降水总量(PRCPTOT)达16.59 mm/10年;(2)除CDD、CWD外,其余极端降水指数均呈现由流域东南部向三面递减的半环状变化趋势,多数极端降水指数在洞庭湖流域、长江下游及太湖流域上升趋势显著;(3)设计重现期为50年时,除CDD、CWD外,其余极端降水指数空间分布由东南部向西北部递减,两处异常分布可能与地形因素有关;(4)太阳黑子和大气环流异常因子对极端降水的变化有较强的影响,其中太阳黑子的影响最大,EN-SO次之,PDO最弱.该研究结果可为极端降水事件驱动力的深入探究奠定基础,进而为防灾减灾工作提供依据和支撑.