基于ET的水资源与水环境综合规划研究（Ⅱ）- 模型

本文根据基于ET的区域水资源综合规划的理念、研究框架、目标及调控体系，构建了基于ET的区域水资源与水环境综合模拟模型（WQQCM），该模型由分布式水文SWAT模型、人工水平衡AWB模型及分布式地下水MODFLOW模型耦合而成，实现地表水和地下水、天然水循环和人工水循环、水量和水质联合模拟，作为区域水资源与水环境综合规划的工具。本文以天津市为例对模型从地表水径流、地表水水质、地下水以及模型模拟ET结果等方面进行了校验，校验结果表明模型可支撑不同节水、水资源配置、点源和非点源水污染控制、水生态修复规划方案的情景模拟，为区域水资源与水环境规划提供数据支撑。     

基于ET的水资源与水环境综合规划研究（Ⅲ）- 应用实例

本文将基于ET的区域水资源与水环境综合规划理论与方法应用于我国天津市，按照“制定目标ET-方案设置-情景模拟-方案评价-方案推荐”的规划方法，提出区域基于ET的水资源和水环境综合规划方案；依据构建的区域水资源与水环境综合模拟模型、量化准则及方案优选方法，得到推荐方案及区域的地表水、地下水、生态、环境、国民经济、出境水以及ET等七大总量控制指标，提出区域基于ET的水资源与水环境综合规划措施和实施方案。结果表明，基于ET的区域水资源与水环境综合规划理论与方法能够合理的控制区域水资源节约、地下水超采、环境污染等问题，支撑天津市社会经济和生态环境的可持续发展。     

基于广义ET的水资源与水环境综合规划研究Ⅲ：应用

将基于广义ET的区域水资源与水环境综合规划理论与方法应用于天津市,按照"制定目标ET-方案设置-情景模拟-方案评价-方案推荐"的规划方法,提出天津市基于广义ET的水资源和水环境综合规划方案.依据构建的区域水资源与水环境综合模拟模型、量化准则及方案优选方法,以天津市为例进行了应用.针对2020水平年南水北调东线不通水的情况,提出针对天津市水资源与水环境规划的七大总量控制:ET消耗控制量为74.7亿m~3、地表水取水控制量为32.3亿m~3、地下水取水控制量为1.2亿m~3、国民经济用水控制量为28.8亿m~3、生态修复用水控制量为3.2亿m~3、污染物排放氨氮控制量为1.02亿t、COD控制量为7.5亿t、人海水控制量为16.4亿m~3.分析结果表明,基于广义ET的区域水资源与水环境综合规划理论与方法有利于合理解决天津市水资源紧缺、地下水超采、环境污染等问题,支撑天津市社会经济和生态环境的可持续发展.     

基于流域水循环的水资源评价研究

针对传统水资源评价不能反映水循环过程中的全部有效水量和现代水资源管理的需求,将水资源划分为广义水资源、狭义水资源、国民经济可利用量和针对水功能区划水质目标的可用水资源量.以分布式水文模型耦合人工水平衡模型作为分析工具,以降水为资源评价的全口径通量,实现水资源的层次化评价和针对水功能区划水质目标的可用水资源量的水量水质联合评价.以天津市为例,对1980年～2004年水循环过程进行了模拟和评价.     

广义水资源合理配置研究(Ⅱ)——模型

广义水资源合理配置的目的是实现广义水资源在经济系统和生态系统中的合理分配，本文根据广义水资源合理配置的内涵、目标、研究框架、调控体系等，开发了广义水资源合理配置模型(WACM)，该模型由水资源合理配置、水循环模拟和水环境模拟模块组成。WACM模型通过采用层层嵌套、逐步细化的模拟机制，以及不同尺度模型之间分解和聚合的信息交互方式，实现区域水量-水环境-水循环过程的动态配置与模拟，保证广义水资源在经济社会和生态环境系统间分配的合理性。模型可实现全口径供需平衡分析，有效拓展了传统集总式配置模型的功效，并通过经济、生态、环境和水循环响应的合理性检验，可以及时反馈和调整广义水资源合理配置方案，保证广义水资源配置的合理性。     

基于广义ET的水资源与水环境综合规划研究Ⅰ:理论

在分析国内外水资源规划的发展历程的基础上,基于广义ET耗水控制理念探讨了区域水资源水环境综合规划的理论、内涵及其规划理念。分析了其调控机制、规划原则以及规划目标。确定以目标ET制定-方案设置-情景模拟-方案评价-方案推荐5个步骤为基于ET的水资源规划的决策思路,进而提出了七大总量控制规划指标,建立了规划框架。为综合解决全球气候变化和人类活动影响下日益严重的水资源和水环境问题提供了探索途径。     

开封市水环境浅析

<正>1水环境概念水环境的概念有狭义和广义两种理解。狭义的"水环境"指的是水质,目前在城市环境规划指标体系中水环境分项指标主要指城市地表水COD平均值和饮用水水源水质达标率。广义的水环境正如《中国水利百科全书》中所解释:"水环境广义指水圈,而通常则指江、河、湖、海、地下水等自然环境,以及水库、运河、渠系等人工环境",即包括自然状态下的水资源条件(水资源量、水资源时空分布及其特征等),又包括采用各种工程措施和     

黑河流域水循环系统的分布式模拟(Ⅰ)——模型开发与验证

从水循环的物理机制着手，在考虑人工侧支循环的基础上，以现代地理信息技术为数据处理平台，开发了黑河流域水循环系统的分布式模拟模型。文中系统描述了模型结构，从水循环过程和能量循环过程2个方面对模型各要素的过程模拟进行了阐述，其中水循环过程包括蒸发蒸腾、入渗与径流、地下水运动、地下水流出和地下水溢出、坡面汇流与河道汇流、人工侧支循环等要素过程。在获取各类输入参数后，采用1km网格、以日为时间步长对黑河流域上、中游地区(36 728个网格单元)进行了1981～2002年的逐日模拟。结果表明，所建立的分布式模型对月径流过程和日平均流量过程具有较高模拟精度。校正期内前后两个验证期均得到良好验证。该模型可用于预测未来环境变化条件下流域水资源演变。     

地表水地下水的交互与耦合模拟研究现状与进展

在介绍"四水"转化概念模型的基础上,引出了地表水与地下水之间的联系及相互作用过程,归纳地表水和地下水交互作用研究的基本规律和方法;系统介绍和对比国内外典型地表水与地下水耦合模型的总体结构、特点、适用领域及模型的局限性。对地表水地下水交互作用过程及耦合模拟研究中存在的问题提出看法,认为集成模型应该解决时空尺度整合、参数的不确定性等关键问题,指出综合水循环和水质各组成部分的复杂系统模拟是模型发展的必然趋势,对今后研究工作的发展趋势和研究前景作了探讨。     

新疆库尔楚河水环境评价

为满足社会经济发展用水需求,合理有效地开发利用库尔楚河水资源,需要对库尔楚河水环境和未来水资源开发趋势进行评价。通过对库尔楚河基本概况和水环境存在的问题,用取样分析、环评法对地表水、地下水水环境分别进行分析论证,对水质变化进行预测,结果表明,库尔楚河水质良好,开发潜力较大,但也存在水污染潜在风险,提出综合规划、强化管理、重点保护等水环境保护举措。     

长江流域水资源质量评价

水资源质量评价是水资源调查评价的组成部分,是长江流域水资源综合规划的重要内容。通过对长江流域1 553个水质监测站点的监测资料进行分析,从水化学特征、河流及湖库现状水质、湖库营养状态、水功能区达标情况和地下水现状水质及污染等方面,对长江流域水资源质量进行了评价。结论表明：长江流域地表水水质总体较好,局部区域趋向恶化;地下水现状水质总体较差,污染较为严重。     

面向对象模块化的分布式水文模型MODCYCLE Ⅰ：模型原理与开发篇

MODCYCLE是一个定位于流域/区域长时间尺度水量平衡分析的分布式水文模型,具有较强的物理基础。该模型采用基于DEM的子流域划分对流域进行离散,并可针对土地利用和土壤的不均匀性进行下垫面细化,同时对人类活动影响下水循环过程的描述较为全面,可详细模拟大气水、土壤水、地表水和地下水之间复杂的"四水转化"过程。该模型具有以下特点:(1)基于C++语言以完全面向对象的方式(OOP)模块化开发,具有清晰的模型结构和灵活的功能扩展性;(2)基于数据库平台并采用ADO通用数据接口引擎,模型输入输出数据管理比较便利;(3)具有层次化水量平衡校验机制,既可为用户提供不同水循环子系统的水量平衡状况,又可辅助开发人员在模拟异常时定位错误发生的模块;(4)实现了并行计算,在多核计算机系统上运行可大幅提高计算速度。     

流域水环境数值模拟技术应用及研究展望

在气候变化与人类活动影响新形势下,流域水环境发生了很大变化。水环境数值模拟可以定量描述流域水环境演变过程,是水环境规划、管理与保护工作的重要研究手段。从地表水环境模型、地下水环境模型、流域非点源污染模型3方面,分类归纳了当前主要的水环境数值模拟技术;从流域水环境演变与调控、水利工程对流域水环境的影响研究、水污染防治工程设计、水资源保护规划与管理等方面,总结了流域水环境数值模拟技术的应用情况;最后分析了当前水环境模拟技术的不足,并对流域水环境数值模拟技术的发展趋势进行了探讨。     

基于ET的水资源与水环境综合规划研究（I）-理论

本文总结了水资源规划的六个模式，全面综述了水资源规划发展思路，深入阐述了基于ET的水资源与水环境综合规划理论内涵和五大调控机制，提出了综合规划的四个原则、五大目标、决策思路和技术路线，系统建立起基于ET的区域水资源与水环境综合规划研究框架。     

基于蒸腾蒸发量指标的水资源合理配置方法

本文基于真实节水理念,提出了基于流域或区域蒸腾蒸发量(Evapotranspiration, ET)指标、以可消耗ET量分配为核心的水资源合理配置技术框架.该框架以分布式水文模型、多目标分析模型、水资源配置模拟模型等组成的模型体系为支撑,包括可消耗ET计算、可消耗ET分配和ET分配方案验证等技术流程,从流域或区域总来水量、蒸腾蒸发量和供水量、用水量、耗水量与排水量两层面,围绕ET指标进行水平衡分析与分配计算.以南水北调中线工程实施后北京市水资源合理配置问题为实例,进行了应用研究的尝试.     

改进的SWAT模型在强人类活动地区的应用

针对中国人类活动强烈的流域水循环特点,在二元水循环理论的指导下,以SWAT分布式水文模型为基础,进行了灌溉和人工耗、用水模块的开发和改进,构建了适用于此类区域的二元水循环模型。利用改进后的模型对天津市的水循环过程进行了模拟。结果表明,改进后的模型模拟的NASH效率系数从0.62提高到0.89,相关系数从0.79提高到0.91,比改进前有明显的提高。模型的构建和改进,对分布式水文模型在高强度人类活动影响流域的水资源、水环境研究和管理将起到积极的作用。     

分布式水资源配置模型DTVGM-WEAR的开发及应用

构建了一个系统描述自然及人类活动作用下水循环路径的分布式水资源系统配置模型。通过将水文及其伴随过程与水资源配置过程进行"在线"或"离线"形式的耦合,基于抽象概化规则框架的规则集合进行水资源配置模拟,形成较为通用的水文-水质-水生态-水资源系统配置模型。该模型能够较好地反映不同配置规则下的水资源分配过程,实现水量、水质、水生态要求的水资源综合配置。实例证明,模型能够根据区域供用水结构特征及用水需求灵活地调整配置规则,为水资源系统合理配置提供较为可靠的模拟结果。     

灌区地表水—地下水耦合模型的构建

为了定量描述灌区水平衡要素及其转化关系,构建了灌区地表水-地下水分布式模拟耦合模型。通过改进SWAT模型的稻田及旱作物水分循环、蒸发蒸腾量和渠系渗漏计算等模块,建立了灌区地表水分布式模拟模型;以SWAT模型中的水文响应单元(HRU)和MODFLOW模型中的有限差分网格(cells)作为基本交换单元,将改进SWAT模型的地下水补给量计算值加载到MODFLOW模型的地下水补给模块,实现了灌区地表水-地下水分布式模拟模型的耦合。耦合模型在柳园口灌区的应用结果表明,该模型能够准确模拟和预测灌区地表水和地下水的动态变化,为灌区水管理提供了科学依据。     

基于ET控制的平原区县域水资源管理研究

受气候变化和人类活动的影响,水循环过程发生改变,单纯基于用水侧考虑已不能完整反映区域的水资源问题,必须从水资源物理成因角度开展用水控制。本文从水资源的自然属性出发,以水循环过程为基础,重点阐述了基于ET控制的水资源管理的基本理论与方法,针对平原区县域的特征,提出了基于ET控制的平原区县域水资源管理模型及计算方法,并以地下水超采典型区—滦南县为例进行了实例应用。模型以县域ET控制为手段,以消减ET实现为目标,从水资源的物理驱动过程入手,考虑了产业发展、种植结构、节水潜力以及地下水超采等县域发展的实际问题,使规划管理方案更贴近县域生产实际,控制超采更具可操作性。     

鞍山市水生态环境建设战略构想

随着工业化、城市化的进程加快和人民生活水平的提高,经济社会对水量与水质提出了更高的要求。本文针对鞍山市地表水环境和地下水水质的现状,确立了"水安全、水环境、水经济、水景观、水文化"的战略构想,以强化对水资源和水环境的保护,合理协调社会、经济、环境、人与自然对水资源的需求。