洪水径流系数的尺度效应研究

洪水径流系数是表征降雨径流过程的一个重要参数,以往对径流系数的尺度效应基本上是在坡面或者小流域上进行观测或试验。通过统计滦河流域6个中大尺度子流域汛期的暴雨洪水过程,计算了各场暴雨洪水的径流系数,发现径流系数随着流域面积的增大而减小,并分析了产生这种趋势的原因。结果表明,降雨空间分布不均匀性、单位面积地下径流出流能力及下渗都能引起径流系数的尺度效应。认识径流系数的尺度效应,对于研制开发不同尺度的、具有物理机制的流域水文模型,防洪减灾具有一定的指导意义。     

干旱灾害的识别途径

干旱和洪水一样，都是对人类及其社会危害极大的自然灾害，但相对洪水灾害来讲，国内外对干旱灾害的研究均很薄弱。针对这种情况，本文系统地归纳总结了干旱灾害的识别方法，以便为干旱灾害的研究和治理提供帮助。     

基于下垫面遥感资料的海河流域水文类型分区划分

以海河流域为研究对象,根据1956—2005年的年降雨量和水面蒸发资料、DEM、土地利用、土壤和植被覆盖遥感图,提取了反映下垫面条件和气候特征的物理因子,并以此作为分区指标,以子流域为划分单元,依据下垫面条件和气候因子的相似性和差异性,采用地理信息系统和多元统计分析的方法,将海河流域内1 399个子流域划分7类水文类型分区(HTR),并分析了各水文类型分区的空间分布特征及产汇流机制。其中HTR1、HTR2和HTR4位于平原地区,土地利用类型以耕地为主,其他水文类型分区位于山区和丘陵区。HTR1耕地面积比例最大;HTR2土壤透水性最差,易产生超渗地表径流;HTR3土壤透水性最好,易产生地下径流和壤中流;HTR4年蒸发量较大,年降雨量较小,气候最干旱;HTR5和HTR6土地利用类型分别以草地和林地为主;HTR7年降雨量较大,年蒸发量较小,气候最湿润。分区成果明确地反映了流域的下垫面情况及气候条件,分区结果与流域的地形地貌非常吻合,也反映了流域水文特征的分布规律。通过分析水文类型分区内典型流域的下垫面和气候情况以及水文特征,阐述了分区结果的准确性及合理性,为海河流域水文特征的研究及水资源评价提供了依据。     

茶树上游猎型蜘蛛功能团对景观低碳管理模式的反应

目前温室效应加剧、生物多样性减少以及农田环境污染加重等问题已成为关注的焦点。由于蜘蛛是环境变化的指示标志和农业生中的重要捕食性天敌。通过选择茶树上游猎型蜘蛛为研究对象,调查分析景观低碳管理模式茶园（JG）与习惯管理模式茶园（XG）对茶树上游猎型蜘蛛组成、结构以及群落数量特征的影响。结果表明：JG茶园茶树上游猎型蜘蛛种类较多,有8个科,18个种;XG茶园有6个科,13个种;优势种和丰盛种中,JG茶园个体数为375头、195头,比XG茶园分别提高1.16、0.33倍。JG与XG两类茶园的蜘蛛种群数量特征在年龄结构、性别比例方面存在显著差异（P＜0.001）;JG茶园雌蛛个体数为157头、雄蛛个体数为320头,是XG茶园的1.12和1.32倍;JG茶园成蛛与幼蛛个体数是XG茶园的1.25和0.87倍,成蛛比幼蛛高出46.32%,而XG茶园成蛛比幼蛛高出21.82%;JG茶园蜘蛛种群数量特征发生动态显著高于XG茶园（P＜0.05）。JG茶园蜘蛛多样性指数和丰富度指数比XG茶园增加16.46%和12.14%。主成分分析表明,第一、二主成分累计贡献率达50.47%, JG茶园位置明显接近光盔蛛科（Liocranidae）、圆颚蛛科（Corinnidae）、跳蛛科（Salticidae）和管巢蛛科（Clubionidae）等蜘蛛群落数量分布较多的方向偏移,而XG茶园则向盗蛛科（Pisauridae）和猫蛛科（Oxyopidae）等蜘蛛群落数量分布较少方向靠近。由此可知,茶园实行低碳管理,实行复合种植,有利于减少CO2气体排放,保护茶树上游猎型蜘蛛种类多样性,提高对害虫的自然控制能力,为茶园固碳增汇,茶叶产值提高打下了基础。     

梯级水库防洪应急调度的模拟分析

梯级水库中的上游水库遭遇不利的突发事件而发生溃坝,会给下游水库及防护区带来严重的洪灾损失.以岗南、黄壁庄梯级水库为例,拟定岗南水库遭遇地震的突发事件,确定了水库溃坝工况,建立溃坝洪水计算模型,对岗南水库在不同预泄时长后溃坝的洪水过程进行模拟,黄壁庄水库针对上游入库溃坝洪水采用按调度规则调洪和以最大泄洪能力泄流两种溃坝应急调度方式进行模拟分析.结果表明:有预泄的溃坝调度可以在一定程度上缓解岗南水库溃坝洪水对下游造成的洪灾损失,且预泄时间越长缓解程度越明显;黄壁庄水库的两种调度方式都能保证水库自身安全,但从出库洪水对下游防护区的洪灾损失大小角度考虑,按调度规则调洪优于以最大泄洪能力泄流的方式.     

供水系统干旱期的水资源风险管理

把风险分析方法用于干旱期的水资源管理，给出了相应的风险、可靠性、恢复性和易损性等具体的风险指标。经实际应用表明，这些风险指标可以从不同的侧面反应干旱的真实危害程度，它较系统优化方法更简单易行，也便于水资源管理者制定和选择有效的干旱管理措施，可为水资源的规划和管理提供新的方法和途径。     

蓄滞洪区洪水资源利用的风险效益分析

利用蓄滞洪区的现有洼淀拦蓄洪水,实现其洪水资源化是合理开发和有效利用水资源的重要途径。以天津市大黄堡洼蓄滞洪区为例,建立了蓄滞洪区洪灾风险的评价指标体系,提出了相对风险度的概念及其计算方法,并分析计算了大黄堡洼7种洪水资源利用情景下的综合风险度、相对风险度、损失、经济效益和生态效益。结果表明:与综合风险度相比,相对风险度更为直观形象,便于决策者判断,据其能更及时地做出应对策略,了解损失、效益值受蓄水量和淹没范围的共同影响。最后综合分析风险、损失、效益计算结果,优选出合理的洪水资源利用情景,并分析了其合理性。     

于桥水库浮游藻类时空分布规律的数值模拟研究

于桥水库作为天津市重要的饮用水水源地,为改善水库环境、防治水华爆发,有必要研究其浮游藻类时空分布规律.本研究的主要方法是引入可以反映影响藻类生长的多个复杂非线性因子的综合参数——藻类综合生长系数,用于表征其生长变化趋势,该综合参数作为参变量添加到动力迁移模型中的对流—扩散传导方程中求解,实现生长模型与动力迁移模型的耦合,得到的耦合模型即可达到对藻类的生长规律和动力迁移作用同时兼顾的效果.应用耦合模型对于桥水库库区藻类进行模拟预测,模拟输出的时空分布图能够直观清晰地显示库区藻类浓度偏高时期和易富集区域,模拟值与实测值的平均误差为15.4%,在可以接受范围之内.模拟结果表明该模型可用于探索藻类的生长、富集和迁移规律,并为水库防治水华采取相应措施提供科学依据.     

港口安全系统工程管理研究分析

为了研究建立港口安全系统工程管理体系,基于港口安全生产特点和安全管理实际,以天津港为研究对象,根据安全系统工程理论原理,在对天津港安全管理分析的基础上,通过分析港口安全管理现状、港口危险与有害因素辨识、系统安全分析评价、安全系统工程控制管理等方面,建立了港口安全系统工程模型.提出了港口安全系统工程管理的方法模式,建造了安全系统分析评价事故树和系统安全控制机制.结果表明,港口安全系统工程管理是一种有效的安全管理方法,为发展规范港口行业安全管理起到了重要作用.     

基于水库旱限水位动态控制的供水策略研究

为了克服现行水库旱限水位确定方法和功能定位上存在的不足,更好地为水库抗旱调度提供技术支持,通过结合供水系统水文干旱识别方法,用汛末蓄水量、干旱期设计来水量及供水规则计算干旱预警期。并根据实际来水逐月修改来水系列,对当年潜在干旱期和干旱预警期进行再计算,实现旱限水位的动态控制,由此提出了用“预警期/旱限水位”数对的形式(Td,DL)来表示的旱限水位动态控制方法。将旱限水位与限制供水策略相关联,用水库旱限水位作为触发水库限制供水的特征水位。并以水库累计缺水指数最小为目标,以限制供水系数为优化变量,建立水库进入干旱预警后的供水模拟-优化模型。以天津市于桥水库为实例研究,结果表明,旱限水位动态控制方法对水库干旱的预警不仅更加合理,且具有较好的可操作性;旱限水位与限制供水策略相关联,避免了潜在干旱期内水库出现程度更加严重的缺水,对不同蓄水条件下的限制供水系数进行分析,发现限制供水系数最优值一般取在0.5~0.75。