流域生态系统管理研究

本文在对流域生态系统及生态系统管理的概念进行阐述的基础上 ,指出流域生态系统管理是流域开发和流域社会经济可持续发展的有效途径 ,并对流域生态系统管理中的热点问题进行了论述     

国外流域管理的成功经验对雅砻江流域管理的启示

世界各国对流域管理的不断探索,大大丰富了流域管理的理论和实践,流域管理已成为国家和地区水资源管理的一种行之有效的模式。我国的流域管理尚处于最初的探索阶段,如何借鉴国外流域管理的成功经验,形成有效的流域管理模式已成为我国水资源管理的主要任务之一。为了给国内流域管理实践提供一些有益的借鉴,分析总结了具有代表性的美国田纳西河流域管理模式、澳大利亚墨累 达令河流域管理模式和英国泰晤士河流域管理模式的成功经验和存在的问题。以雅砻江流域水电开发为实例,在对该流域的实际情况进行全面分析的基础上,将该流域与上述三条流域进行比较,充分借鉴三条流域管理模式成功经验,提出了雅砻江流域管理的相关对策和建议。     

基于跨区域水质水量指标的流域生态补偿量测算方法研究

生态补偿量测算方法研究是国内外流域生态补偿领域研究的重点课题之一。本研究提出的基于河流水质水量的跨行政区界的生态补偿量计算办法，将实行统一的流域和区域综合环境管理纳入到流域地区政府的责任范围内，即将流域水体行政区界河流水质和水量指标设定为生态补偿测算的综合指标值中。本研究首次尝试应用“综合污染指数法”进行流域生态补偿的水质评价，并提出依据水权和对全流域GDP的贡献度或比率的方法进行流域水流量的测算。同时，提出跨区域流域生态补偿量测算的原则、模式、流程及计算模型，并结合实例进行了理论上的测算，解决了流域生态补偿中利益主体责任不清的弊端和补偿执行不力的缺陷，并为流域生态补偿的有效实施提供了执行的方法和依据。     

小流域地段景观生态设计研究——以大别山巴河上游地段为例

在实地调查研究的基础上，分析了巴河上游流域地段的景观结构功能与演替及流域治理存在的问题，切中流域生态环境变化的要害——水土流失问题。在区内景观带自然分异的基础上，进行了流域景观生态设计。     

流域管理体制研究

一个科学、合理的流域管理体制,是对流域的开发、利用和保护活动进行有效管理的先决条件,是实施流域可持续发展战略目标的基本组织保证。对我国现行的流域管理体制及其存在的问题作了较为深入的分析和研究,在此基础上提出了建立统一管理、垂直领导的流域管理新体制的主张,并对流域管理新体制的形成和运行提出了具体的建议。文章旨在为我国建立一个科学的流域管理体制提供一些研究意见。     

鄱阳湖流域千年旱涝变化特点及R/S分析

为揭示鄱阳湖流域旱涝变化规律,预测未来变化,搜集整理了鄱阳湖流域地方志、奏折等古文献记载的旱涝记录,根据灾害现象、灾害后果、救灾情况等综合研判旱涝等级。对1160~1950s旱涝频次序列进行了变化周期分析。采用了R/S方法分析了年代际旱涝频次的Hurst指数,结合变化周期分析结果,对1950s以后鄱阳湖流域的旱涝频次变化趋势进行预测,采用基于1951~2010年器测降水量的SPI指数进行验证。研究结果表明:1160~1940s鄱阳湖流域及各子流域的干旱、洪涝频次呈波动变化,周期性变化明显,干旱、洪涝的3~6个年代周期段在整个时段内均非常显著,通过了95%的信度检验;鄱阳湖流域及各子流域的年代际干旱频次的Hurst指数普遍在0.7~0.8之间,洪涝在0.8~0.9之间。预测1950s后鄱阳湖流域年代际旱涝频次整体变化将呈阶段性上升趋势,经验证预测结果与实况较为吻合。     

清江流域的环境问题研究

阐述了清江流域的自然、社会环境状况，分析了清江流域目前存在的主要环境问题及其产生的原因，对清江流域开发所产生的环境影响进行了预测，提出了保护清江流域环境的对策和措施。     

流域地理景观生成中纹理映射技术

洪水演进仿真系统的研制是进行“数字流域”工程建设的重要研究内容,系统的研制必须利用先进的模拟仿真与可视化方法等现代计算机技术,在计算机生成的虚拟环境中,对洪水在现实河道里的推进情况以及洪水对流域内区域的淹没情况进行仿真模拟。系统的可视化以流域地形的仿真为基础,流域三维景观的生成则是洪水演进仿真系统的主要可视化需求,纹理映射技术是实现流域三维景观的重要技术手段。在分析比较计算机图形学中的几种典型纹理映射方法基础上,针对复杂流域地形貌和卫星遥感流域数据源特点,研究了相应的纹理映射算法模型。使用Visual C 系统开发语言,依据清江流域的真实数据源生成清江流域三维网格地形,并基于OpenGl技术,运用逆透视过程和非参数映射方法,实现了清江流域三维景观的真实纹理粘贴,使生成的流域景观具有真实自然的三维可视化效果。     

跨国水资源保护的法律措施——兼及中国的实践

国际流域各国在自己境内利用跨国水资源或进行其他活动时,有义务保护国际流域水资源,防止对其他流域国造成重大损害。对有关国际文件的规定和国际社会的实践进行了系统的分析和比较,从促进跨国水资源包括涉及我国的跨国水资源保护的目的出发,运用比较、概括和归纳的方法,对流域各国保护国际流域水资源的法律措施进行了归纳和总结。这些措施包括但不限于环境影响评价、交流信息、监测、通知、紧急情况下的援助、控制污染、公众参与等。最后就中国促进相关跨国水资源的保护提出了具体的措施建议：严格执行《环境影响评价法》、《水污染防治法》等法律法规;建立跨国河流水环境监测网;保持和加强与相邻国家和沿岸各国的信息交流与合作;继续与更多的沿岸国谈判和签署双边或多边流域保护协议,并建立流域保护或管理委员会负责对跨国河流流域的保护与管理.     

流域水生态承载力研究的起源和发展

流域水生态承载力的研究是近几年来从水生态的角度解决流域可持续发展问题的有效手段。通过文献综述的方法,从流域水生态承载力的起源和发展入手,对流域水生态承载力的理论基础,与相关已有研究的区别和联系进行了探讨,并对流域水生态承载力的进一步研究进行了展望。从起源上看,承载力理论、可持续发展和生态足迹理论、流域生态学理论分别是流域水生态承载力研究的基础、落脚点和支撑。从发展上看,水生态承载力是水资源和水环境承载力的有机结合和深化。从测度和评价方法上看,第一生产者的净初级生产力方法、生态足迹法、可持续发展指标法和生态系统健康等生态承载力的测度方法为流域水生态承载力的评价奠定了基础。目前流域水生态承载力的研究尚处于初级阶段,今后不论是在理论探讨还是模型应用中均应进一步体现人类与自然和谐共存的根本目的以及水体质、量辩证统一的规律,通过物质、能量、信息、空间和时间五位一体的研究方法,使流域水生态承载力的研究更具有实践意义     

小流域地段景观生态设计研究

在实地调查研究的基础上，分析了巴河上游流域地段的景观结构功能与演替及流域治理存在的问题，切中流域生态环境变化的要害－－水土流失问题。在区内景观带自然分异的基础上，进行了流域景观生态设计。     

近50年鄱阳湖五大流域降水变化特征研究

基于鄱阳湖流域在江西省内部分对应的79县市气象站1960～2006年逐日降水观测资料,采用线性回归的方法分别研究五大流域的年降水量、降水日数、暴雨日数等3要素的变化趋势,并用Mann法进行了变化趋势的显著性检验,用距平与均方差之比达到15和20作为气候异常检验指标,对各流域的各时间序列进行了异常检验,采用了Mann Kendall法对各时间序列进行突变检测。结果表明：（1）各流域的年降水量变化趋势基本一致,年降水量与年暴雨日数密切相关;饶河流域强降水事件较多,降水强度大,赣江中游流域降水时间分布相对较均匀,强降水事件较少;（2）各流域年降水量、暴雨日数总体呈波动上升趋势,20世纪90年代以来暴雨日数异常偏多的概率最大;（3）年降水日数以20世纪80年代中期为界,之前呈波动上升趋势,之后呈波动下降趋势,2002年至今各流域降雨日数明显偏少;（4）各流域的年降水量、降水日数、暴雨日数均未出现趋势性的突变;（5）近50年来鄱阳湖流域降水时间分布不均的情况加剧,旱涝灾害风险增加。     

雷达定量估测降水技术在三峡流域面雨量估算中的应用

利用完全覆盖三峡流域的3部多普勒天气雷达探测资料,并结合三峡流域周边水文自动站实时观测资料,集成多种定量降水估算方法,对三峡流域进行面雨量估算。结果表明：这种方法在一定程度上弥补了传统利用自动站观测资料采用插值方法计算流域面雨量中由于自动站观测资料时空分辨率不足的缺点,提高了流域面雨量的估算精度,从而更好的为三峡水资源利用和洪峰预报提供重要参考     

分布式TOPMODEL模型在清江流域降雨径流模拟中的应用

以清江流域上游为研究区域,探讨TOPMODEL模型在大流域的应用;对比了SRTM和地形图两种DEM数据在流域地形指数计算及降雨径流模拟中的差异,结果表明,虽然不同DEM计算得到的地形指数和模型率定参数存在较大差异,但是模拟效率基本相同,SRTM数据作为全球覆盖的免费高分辨率DEM数据将极大促进TOP-MODEL模型的应用;分析了TOPMODEL模型在大流域中应用存在的局限性,在此基础上,构建了基于子流域的松散耦合的分布式TOPMODEL模型,提出了利用流域实际下垫面数据进行模型参数率定的方法,探讨了子流域划分详细程度对模拟结果的影响,结果表明,分布式TOPMODEL模型充分考虑了流域降雨和下垫面属性空间不均匀性对水文过程的影响,模拟效率高于传统TOPMODEL模型,随着子流域数目的增加,模型在率定期和校验期的效率均呈上升趋势,但是到达一定程度之后,受降雨等输入参数及模型计算误差所限,增加子流域个数不能继续提高模拟效率。     

流域过境水对流域水循环的影响——以太湖流域地表水平衡为例

流域水循环是流域生态系统的核心,其中流域过境水是流域水循环的一个重要要素。通过对大量有关太湖流域水文资料的流域水平衡分析,初步探讨太湖流域过境水对流域水循环的影响。结果显示太湖流域是长江流域中受过境水强烈影响的一个子流域。在太湖流域,流域过境水的引入扩大了流域水循环总的通量,影响了流域水循环的路径,改变了流域水循环水的配置格局。同时水循环作为流域内物质运输的介质,流域过境水的引入对太湖流域内物质的运输有不可忽视的影响,其中最重要的就是影响了污染物的运输,增加了污染物在太湖当中的沉积与滞留     

GIS环境下基于DEM的中国流域自动提取方法

应用地理信息系统平台,建立基于水文站网和水资源信息的空间化水循环数据库是研制开发全国水循环信息管理系统的关键和基础,为了与全国水文站网的观测资料相匹配,水循环数据库的结构将按流域组织,因此快速、有效地自动提取全国流域是所有工作进展的前提。为了从数字高程数据中自动提取全国流域,以提高基于GIS的全国水资源信息获取的效率,从DEM的特性出发,提出了一种从DEM中自动提取全国流域的实用方法。该方法利用1：25万DEM数据,首先将全国流域划分为14大流域片,并在每一流域片内分别提取流域。提取过程如下：首先对DEM数据进行填洼和削峰,然后确定每个栅格单元的水流方向,再根据各栅格单元的水流方向,计算出每个栅格单元的汇流能力,根据汇流能力采用阈值法确定河流网络,最后通过河流网络和流域出水口,快速识别出所有子流域。另外,还给出了利用GIS软件ARC/INFO GRID提取全国流域的AML程序代码,并以海河流域作为实验区将抽样测量结果和自动提取结果进行了实验对比分析,其结果表明利用该方法提取的流域数据与利用手工方法绘制的流域基本一致,证明该方法是有效的。     

赣江源头流域植被变化的水文响应模拟研究

应用2个分布式水文模型（SWAT和Topmodel模型）,对赣江流域的源头--梅江流域20年内的植被变化所造成的生态水文响应做出了模拟研究。根据2个模型不同的特点,设计了不同的模拟方案,使用SWAT模型模拟径流量的变化,Topmodel模型模拟汇流过程的变化。模拟得到的结果是：排除研究时间段内流域气候变化的影响,仅变换流域下垫面的属性,植被的变化对流域水文特征产生了明显影响,在整个梅江流域的范围内,2000年的年径流总量比1987年增加了146%;在其子流域--琴江流域,1995~2000年的7次洪峰峰值径流出现时间比1987年延迟,峰值径流量减少约5%。这说明从上世纪80年代开始在该流域内进行的植树造林和国土整治工作,即江西省“山江湖工程”,对流域的生态健康具有良好的回馈效应。     

大清河流域社会经济发展与水资源供需能力分析

本文着重研究了大清河流域社会经济发展与水资源之间的相互关系,运用可持续发展的观点,对大清河流域的发展进行了预测,并结合预测方案提出了解决问题的建议。     

分布式TOPMODEL模型在清江流域降雨径流模拟中的应用

以清江流域上游为研究区域,探讨TOPMODEL模型在大流域的应用;对比了SRTM和地形图两种DEM数据在流域地形指数计算及降雨径流模拟中的差异,结果表明,虽然不同DEM计算得到的地形指数和模型率定参数存在较大差异,但是模拟效率基本相同,SRTM数据作为全球覆盖的免费高分辨率DEM数据将极大促进TOPMODEL模型的应用;分析了TOPMODEL模型在大流域中应用存在的局限性,在此基础上,构建了基于子流域的松散耦合的分布式TOPMODEL模型,提出了利用流域实际下垫面数据进行模型参数率定的方法,探讨了子流域划分详细程度对模拟结果的影响,结果表明,分布式TOPMODEL模型充分考虑了流域降雨和下垫面属性空间不均匀性对水文过程的影响,模拟效率高于传统TOPMODEL模型,随着子流域数目的增加,模型在率定期和校验期的效率均呈上升趋势,但是到达一定程度之后,受降雨等输入参数及模型计算误差所限,增加子流域个数不能继续提高模拟效率.     

双控行动下流域初始水权分配的多层递阶决策模型

以流域初始水权配置实践为导向,参考现有水权按照"流域-省区-市区-行业"层级结构进行初始配置的思路,在用水总量和用水强度控制的制度约束下,建立双控行动下流域初始水权分配的多层递阶决策模型,以模拟各个层面水权相关利益主体之间的民主协商及其上级层面行政仲裁过程,实现"流域-省区-市区-行业"层级结构的水权分配,充分兼顾分水的公平性与效率性,优化流域社会经济综合用水效益。在此基础上,提出多层递阶决策模型的迭代算法,对流域初始水权分配模型进行求解。并结合流域初始水权配置实践,验证多层递阶决策模型的可行性。研究方法的创新性体现为:一方面,构建的"流域-省区-市区-行业"层级结构的目标函数,有效保障了流域整体的国内生产总值最大化,体现了双控行动下流域分水的经济效益性。同时,有效保障了流域内各省区之间、各市区分水的协调满意度最大化,体现了用水总量控制约束下流域分水的社会公平性;另一方面,构建的"流域-省区-市区-行业"层级结构的约束条件,有效保障了各省区、各市区的配水比例与社会经济发展综合指数之间的匹配关系,提高了各省区之间、各市区之间的耦合协同发展效度,有效保障了双控行动下市区内各行业的用水目标达到预期的目标值,充分体现了流域内各省区、省区内各市区的经济社会发展需求以及市区内各行业的发展用水需求。从大凌河流域初始水权配置实践的多层递阶决策结果来看,流域社会经济综合效益的满意度达到0.993 4。其中内蒙古、辽宁、河北的水权分配比例分别为4.939%、93.731%、1.330%。与水利部试点方案进行对比分析可知,大凌河流域初始水权分配的多层递阶决策模型结果与水利部试点方案相吻合。