黄河流域分布式水文模型开发和验证

研究目的是开发和验证大流域分布式水文模型,为黄河流域水资源评价和演化规律分析服务。在综合了分布式水文模型和陆面过程模型各自优点的基础上,开发出模拟对象为“天然-人工”二元水循环系统的WEP-L模型。该模型以“子流域内等高带”为计算单元,并用“马赛克”法考虑计算单元内土地覆被的多样性,避免了采用过粗网格单元产生的模拟失真问题。针对各水循环要素过程时间尺度不同的特点,计算时采用了1h至1d的“变时间步长”,既合理表述了水循环动力学机制又提高了计算效率。将全黄河流域划分为具有空间拓扑关系的8485个子流域和38720个等高带,采用45年(1956～2000年)水文气象系列数据及相应下垫面条件进行了模拟计算,并根据黄河流域主要水文站逐月和逐日径流系列进行了模型校验。验证结果表明,所构建的模型具有较高模拟精度,可应用于黄河流域二元水循环过程模拟和水资源演变规律分析。     

环境规划中情景分析方法及应用研究

确定环境规划中情景分析的步骤和方法主要包括:对象和焦点问题及关键决策识别,核心要素识别,驱动因子列举,驱动因子重要性和不确定性排序,核心情景驱动选择和情景勾画,情景的丰富和应用.以邛海流域的环境规划为案例进行分析,设计了2005-2015年的4种情景,并利用系统动力学模型(SD)和不确定性模糊多目标模型(IFMOP)对情景进行了定量描述和分析.结果显示,邛海的环境污染压力正在增大,污染源治理和生态工程是需要优先考虑的项目,但所需的投资巨大,对地方财政造成很大压力,需要寻求新的投资途径并加强环境管制.      

基于偏好结构和优先权的流域水资源配置

本文以基于优先权的资源配置的特征——对资源的竞争性为视角,提出了资源偏好结构的一致性和差异性的概念,并用一致性优先权取代先前文献所用的(非)循环优先权的定义,研究了在环形优先权和一致性优先权结构下,偏好结构的一致性对配置绩效及配置结果的影响。有限的资源数量与一致性的偏好是资源竞争的原因。在完全信息环境中,在偏好一致性的条件下,基于优先权基础的资源配置问题的配置结果取决于优先权结构,一致性的优先权结构是保证配置公平性前提。流域水市场的参与者对水资源具有一致性的偏好结构,流域水资源的配置是一典型的竞争性资源配置问题。同时,合同匹配理论的发展给出了一条新的讨论流域水资源配置问题的思路。我们能期望依托于合同匹配理论的框架来设计流域水市场的制度体系。流域水资源的交易存在外部性与公共物品性,这种外部性呈现一定的空间格局。在环境意识觉醒和存在一致性社会性偏好条件下,外部性效应会反映在交易者的效用函数中,我们通过交易机制设计,让交易者的社会性偏好得以表达,以实现流域水资源的社会最优配置。     

基于ILBM的太湖饮用水源地管理研究——以苏州市为例

饮用水源地管理是全球关注的热点,安全的饮用水源供给依赖于不断完善的管理机制,湖泊流域综合管理(ILBM)可以为水源地管理的完善提供很好的框架。湖泊流域综合管理框架由管理组织、政策、公众参与、信息、科学技术和资金六要素构成。基于该框架,文章对苏州太湖水源地管理现状进行了分析和诊断。研究发现,苏州市太湖水源地管理存在缺乏有效的管理组织协调机制、缺乏经济激励型和教育与公众参与政策、公众参与水平低、信息可信赖度差、科学技术与地方需求结合不紧密、资金投入不稳定等问题。基于ILBM管理框架,提出了水源地管理优化的政策建议。     

北运河下游流域典型设施农田非点源污染负荷定量化研究

为定量研究北运河下游流域设施农业非点源污染负荷情况,选择北辰双街大棚葡萄示范园为研究对象,通过对降雨径流污染负荷模型(SCS模型,USLE模型,吸附态N、P污染负荷模型以及溶解态N、P污染负荷模型)和灌溉污染负荷模型(改进的输出系数法模型)进行研究与修正,对径流和灌溉过程进行模拟分析,估算大棚种植区的污染负荷.结果显示,研究区雨季吸附态N、P输出负荷分别为40.98和1.42 kg·a-1,溶解态N、P输出负荷分别为628.77和4.57 kg· a-1,灌溉期TN、TP、NH4+-N和NO3--N输出负荷分别为182.15、2.56、60.49和62.82kg·a-1.示例验证表明所建模型具有较好的模拟效果,可进一步推广应用.     

基于情景分析的区域洪涝灾害风险评价——以巢湖流域为例

洪涝灾害是制约区域粮食安全和社会可持续发展的主要因子之一。在风险识别的基础上,从致灾因子、孕灾环境、承灾体等方面选取评价指标,建立评价指标体系。运用层次分析法确定指标权重,通过情景分析技术从降水、土地利用、人口、GDP等方面构建复合情景;应用GIS空间分析技术构建洪涝灾害风险评价模型,对巢湖流域洪涝灾害风险进行评价。研究结果表明:2020年巢湖流域洪涝灾害危险性由东南部向西北部减小;合肥市区的洪涝灾害易损性最大,和县的易损性最小。巢湖流域东南部洪涝灾害风险最大,西南部的大别山区风险较小,随着重现期的增大,流域的洪涝灾害风险也逐渐增大。模拟灾害发生的情景,并分析不同情景下的洪涝灾害风险,更能体现洪涝灾害的不确定性和变化性,为流域防洪战略决策研究提供科学依据。     

长江上游流域大洪水天气分型特征分析

通过对1981~2012年24例长江上游流域大洪水过程进行普查,发现影响长江上游大洪水强降水过程的天气系统主要为:巴湖槽东移型、贝湖槽稳定型和东北冷槽型。采用统计、诊断及合成分析方法,对3种不同天气类型的大尺度环流背景、主要影响系统及致洪降水发生机理进行研究,并总结其特点及差异。结果表明:3种类型大洪水的洪水特征及降水特征各不相同,大尺度环流背景及天气系统也有所差异。副高及500hPa中高纬环流形势异常是导致强降水发生的直接因素,西南涡、冷暖式切变线及冷空气在不同的类型洪水降水中作用各不相同,异常气旋性环流场、水汽输送方向及水汽通量辐合区与强降水的位置密切相关。     

淠河流域不同强度等级降水变化研究

淠河流域降水时空变率大,深入分析不同强度等级降水的特征和变化,对于全面揭示研究区气候变化、合理有效利用水资源、防治洪旱灾害具有十分重要的意义。基于淠河流域12个气象站1958~2012年逐日降水资料,分析年、季不同级别降水量(频次)的变化特点,以及主汛期(5~9月)连续3d最大降水量的概率分布。结果表明,淠河流域小雨量(频次)四季分布比较均匀,级别越高,降水频次越少,分布越集中,夏季暴雨多发。淠河流域年总降水量增加趋势不显著,总降水频次则显著减少。夏季各级别降水量(频次)均呈增加趋势,其中暴雨增加最显著,冬季总降水频次无明显趋势变化,小雨、中雨量增加显著,春、秋季总降水频次和小雨频次的减少趋势极其显著。淠河流域暴雨量、暴雨频次均在1968年发生增多突变,小雨频次在1975年有极显著减少突变,年总降水量有增多突变,总降水频次则有减少突变。自20世纪70年代后期以来,研究区主汛期连续3d极端强降水出现概率加大,不同重现期极值增大,洪涝灾害风险加剧。     

滇池流域生态承载力及系统耦合效应剖析

利用ENVI4.8和Arcgis9.3软件对2001~2010年的遥感影像数据进行处理和分析,计算得出各年份的生态承载力。结合相关年份的社会经济数据,同时根据滇池流域的实际情况提取18个分析指标,运用相关分析和回归分析方法,对滇池流域生态承载力以及其与生态环境系统、资源环境系统、社会经济系统3个子系统要素的耦合关系进行分析。结果表明:(1)2001~2010年滇池流域的总生态承载力和人均生态承载力呈快速下降趋势,降幅达37.3%;耕地生态承载力呈下降趋势最明显,下降幅度达52.61%,但建设用地的生态承载力上升幅度达27.08%。(2)滇池流域生态承载力与三大系统要素相关性较好,其耦合形态呈"J"、"L"型、"U"型和倒置的"S"型等。(3)对耦合形态的形成机理进行分析,其结果表明:城镇化、社会经济的发展以及流域内粗放型的经济增长方式对形成这种耦合形态的影响较大。     

西南喀斯特流域岩溶水氢氧同位素时空分布特征及水文意义——以后寨河流域为例

受多重导水介质影响,喀斯特流域水循环过程复杂,只以水分为研究对象的水文学方法难以刻画其时空变化特征及其受喀斯特水文地质条件的控制作用.稳定氢氧同位素赋予岩溶水指纹信息,为解译喀斯特流域水循环时空演变与水文功能提供了重要研究手段.论文选取贵州普定后寨河流域为研究对象,基于月尺度的高空间分辨率的水样采集,结合聚类分析和克里...