长江口及毗邻海域生态系统健康评价研究

生态系统健康评价是构建生态安全的重要支撑。以长江口及毗邻海域为例，构建由年径流量波动比、年泥沙量波动比、入海段面CODMn、DO超标率、COD超标率、DIN超标率、DIP超标率、底栖动物多样性指数、浮游动物桡足类密度比例、浮游植物甲藻种类比例、类大肠菌群超标率等22个敏感指标构成的评价指标体系，并建立了5个等级的评价标准；建立基于最大熵的河口生态系统健康模糊评价模型（FAME）。运用FAME模型对长江口生态系统健康的现状、变化趋势进行评价分析，目前长江口处于亚健康状态。为长江口综合整治及其他河口同类生态建设工程提供理论与方法储备。     

黄河河口区生态系统健康评价指标体系探讨

在探讨河口生态系统特征和健康内涵的基础上,从生态系统健康的完整性出发寻求河口生态系统健康评价的适宜指标。根据河口生态系统健康评价指标体系构建原则,在充分考虑黄河河口区生态特征的基础上,基于"压力-状态-响应(pressure-state-response,PSR)"模型,从黄河河口区的生物生态、环境质量、社会经济、管理措施和人类健康等方面筛选出50个评价指标,并对每个指标的获取方式和计算方法进行了详细说明,构建了黄河河口区生态系统健康评价指标体系。该指标体系是一个由目标层、子系统、准则层、指标层构成的4层递阶层次指标体系结构。     

长江口盐水入侵对径流变异和海平面变化的响应

基于1960—2019年长序列实测径流、潮位资料,采用Mann-Kendall检验和Theil-Sen估计分析了长江口径流变异和海平面变化趋势,结合MIKE21水动力模型和蒙特卡罗方法,提出了计算盐度超标率的方法,并对长江口盐水入侵风险进行了评估。结果表明：径流对数值的年方差和平均海平面高度分别呈显著下降和上升趋势;预计到2060年和2100径流对数值的年方差分别减小30%和60%,平均海平面高度分别上升0.2 m和0.4 m;海平面上升增大了长江口盐度超标率,河口中段的盐度超标率增幅相对明显;随着径流变异性的减小,长江口沿线盐度超标率呈交错增减变化;2060年和2100年长江口平均盐度超标率将从46.9%增大到52.2%和54.9%,其中海平面变化对长江口盐水入侵的影响显著大于径流变异。     

投影寻踪法在滦河流域生态系统健康评价中的应用

针对滦河流域日益突出的生态系统健康问题,基于压力-状态-响应(PSR)模型,构建了滦河流域生态系统健康评价指标体系。采用投影寻踪法将高维数据指标转化到低维子空间,利用基于实数编码加速遗传算法优化求得最佳投影方向。通过建立投影寻踪等级评价模型,对2012年滦河流域4个市进行生态系统健康评价。结果表明,承德、秦皇岛、唐山和锡林郭勒对应的等级值分别为4.58、3.77、2.83和2.69,分别处于很健康、健康、亚健康和亚健康状态。同时,结合评价指标体系,对4个市生态系统存在的问题进行分析。     

长江口采砂方案评价指标体系初探——以东风西沙水库工程采砂方案为例

近年来,为改善投资环境,长江口沿江两岸堤内外吹填造地对河道砂石的需求量逐渐增大。大规模无序、盲目的采砂活动已引起局部河势的不利变化,危及长江口防洪及通航安全。为规范长江口采砂行为,维护长江河口的健康,迫切需要建立一套科学的评价指标体系,为评价采砂活动提供方法。结合近年来编制采砂可行性论证报告的实际工作经验,对长江口采砂方案评价指标体系进行了初步探索,提出了评价指标的评价方法与评价标准,供业内同行及采砂管理部门参考。     

长江口采砂方案评价指标体系初探

近年来，为改善投资环境，长江口沿江两岸堤内外吹填造地对河道砂石的需求量逐渐增大。大规模无序、盲目的采砂活动已引起局部河势的不利变化，危及长江口防洪及通航安全。为规范长江口采砂行为，维护长江河口的健康，迫切需要建立一套科学的评价指标体系，为评价采砂活动提供方法。结合近年来编制采砂可行性论证报告的实际工作经验，对长江口采砂方案评价指标体系进行了初步探索，提出了评价指标的评价方法与评价标准，供业内同行及采砂管理部门参考。     

蔷薇河生态系统健康状况评价研究

本文采用多指标评价法对蔷薇河进行生态系统健康评价,并将评价结果分为"病态、不健康、亚健康、健康、很健康"5个等级,构建了单一目标层、5个准则层和16个具体指标的健康河流评价体系,并借助于层次分析法建立评价模型得出研究成果。结果表明,蔷薇河生态系统健康评价综合指数为3.02,即蔷薇河处于健康状态,但已接近亚健康状态。此评价方法可为同类其它河流开展生态系统健康评价提供参考。     

基于PSR模型的三门峡库区湿地生态系统健康评价

为评价三门峡库区湿地生态健康状况,基于PSR模型,从压力、状态、响应3个层面构建了包括人口密度、水体面积、湿地管理水平等15个指标的湿地生态系统健康评价指标体系,采用层次分析法和模糊综合评价法计算指标权重和指标隶属度,将湿地生态系统健康状况划分为"健康、亚健康、脆弱、病态、疾病"5个等级,根据综合评价指数确定三门峡库区湿地生态系统健康状况。结果表明,2017年三门峡库区湿地生态系统健康综合评价指数为0.696,处于"脆弱"等级,接近"亚健康"状态;压力、状态、响应3个目标层中,状态层的约束性最强(0.548 5),响应层次之(0.241 0),压力层最弱(0.210 5);在15个评价指标中,物质供应、生态环境恢复、科研娱乐和湿地受胁迫程度是影响三门峡库区湿地生态系统健康状况的主要因素。     

基于DPSIR的黄河口及毗邻海域生态系统健康评价

为综合评价黄河口及毗邻海域的生态系统健康状况，借鉴驱动力-压力-状态-影响-响应(DPSIR)模型，选取人口增长率、年径流量、富营养化指数、浮游植物多样性指数、生态环境治理投资等28个反映生态系统健康状况的因子建立评价指标体系。基于实测和统计数据等基础资料，采用层次分析法和综合指数法对2011—2020年黄河口及毗邻海域生态系统健康状况和变化趋势进行评价。结果表明：2011—2020年黄河口及毗邻海域生态系统基本处于亚健康与健康状态，2018年以来，随着黄河口生态水量调度力度加大，生态系统健康状况显著向好。     

深圳典型河流生态系统健康指标及评价

以深圳市的3条河流为实例,对河流生态系统健康理论和评价方法进行了研究。建立了以水化学和水生物指标为基础的河流生态系统健康评价指标体系,并确定评价指标的等级标准。提出了基于模糊概率的河流生态系统健康评价方法,以反映河流健康状况以及不同健康状况河段所占的比例。结果表明,深圳河流有70%以上河段处于亚病态和病态状态,仅有45%的河段达到健康水平,说明受到人类活动影响严重,河流生态系统严重退化。     

中国西南易旱地区识别的探讨

利用中国西南地区13个气象站56年以上的长系列月降雨量资料,统计分析了降雨的多年变化、季节变化特征,以及连续少雨时间段事件,探讨了易旱区识别的定性定量分析方法,初步建立了气象易旱区识别指标及标准,将5个地区识别为易旱地区,5个地区识别为较易旱地区,3个地区识别为不易旱地区,将6个地区识别为易发长时间干旱地区,并对识别方法进行了讨论,为进一步的易旱区综合识别研究提出了建议。     

厄瓜多尔水资源规划中农业灌溉保证标准的选取

灌溉设计保证标准是灌溉工程规划设计中的一项重要指标,它直接影响着工程的规模、投资费用和效益。灌溉设计标准通常表现为灌溉设计保证率和经济内部收益率、经济净现值等经济指标。在厄瓜多尔共和国水资源规划中,通过对世界主要国家的农业灌溉保证率标准进行对比分析,确定了该国的农业灌溉保证率标准。应用该标准对厄瓜多尔全国九大流域灌区的水资源配置进行了规划。结果表明,厄瓜多尔全国灌区在规划水平年达到目标灌溉保证率的条件下,农业灌溉用水量和经济分析均合理,说明所确定的厄瓜多尔农业灌溉保证率标准具有合理性和可行性。     

灌溉工程设计标准选择

灌溉工程设计标准一般用灌溉保证率表示，常采用经济分析方法进行比较选择，笔者建议采用财务动态分析法，要求灌区内部回收率必须大于12％，净现值必须大于零．其财务分析基本参数包括不同灌溉保证率的灌溉面积、灌溉工程投资、作物多年平均减产系数、灌溉效益、灌溉工程年运行费．基本参数的确定可用公式算出，根据这些基本数据，按财务现金流量，分别计算不同灌溉工程标准的财务内部收益率、经济效益费用比和财务净现值，最终进行灌溉工程设计标准的选择．     

考虑融雪洪水跳跃变异的水库极限防洪风险复核

采用Pettitt非参数检验法和Mann-Kendall非参数趋势检验法分析肯斯瓦特水库年最大洪峰流量序列非一致性,确定序列变异形式,利用"分解-合成"理论进行一致性修正,得到过去、现状两种条件下年最大洪峰流量序列,将其作为水库入库融雪洪水过程,根据水库防洪调度规则进行调洪演算,并通过频率分析法对两种条件下水库极限防洪风险率进行分析计算。结果表明:年最大洪峰流量序列在1993年发生变异,序列整体上升趋势不显著,跳跃变异为序列主要变异形式;根据两种条件下水库坝前最高库水位,以校核洪水位Z_d=993.35 m为水库极限防洪风险控制指标,过去条件下肯斯瓦特水库极限防洪风险率为0.231 23%,而现状条件下为0.354 58%,两种条件下复核后的肯斯瓦特水库极限防洪风险率均大于5 000年一遇的校核标准0.02%。     

近50年重庆市气候干湿变化时空特征

以重庆市34个气象站点1961—2011年降雨、气温、相对湿度等资料为基础,计算了近50 a全市的湿润指数。运用Kriging法将年均气温、降雨和湿润指数的倾向率和倾向系数进行空间插值,并对反映气候干湿变化的年气温、降雨量和气候湿润指数等时空特征进行了分析。结果表明:①近50 a,重庆年均气温呈波动上升趋势,上升速率为0.09 ℃/(10 a),空间分布上年均气温呈现由西南向东北升高,但整体差异不显著;②降雨量呈波动下降趋势,年均降雨量倾向率为15 mm/(10 a),空间上有从东南向西北递减的趋势;③重庆市湿润指数总体上略有下降,其空间特征表现为由东南向西北逐渐趋于干旱,下降幅度呈由东南向西北递减趋势,但总体差异性不显著;④气温、降雨与湿润指数相关系数分别为-0.465和0.950。     

石羊河流域气候暖湿化变化特征分析

根据石羊河流域47年的气温、降水量、干旱指数等资料,分析该流域暖湿化变化特征。研究表明：①近47年来,石羊河流域每10年的年际平均增温达到0.32℃,20世纪60—80年代期间,各季节平均气温变暖不明显,年平均气温大多处在负距平。90年代末期到21世纪初期,各季节平均气温均呈上升趋势,冬季增温显著,气温距平从-1.04℃上升到1.87℃。②降水量总体呈上升趋势,但增长趋势不显著,降水量每10年增长7.1 mm,与西北地区降水增加趋势一致。③年平均干旱指数总体呈下降趋势,但趋势不明显,其干旱指数每10年下降0.98。④通过Mann-Kendall方法验证,1994年为增温突变年,降水没有达到突变水平,1992和1993年为干旱指数下降突变年。研究发现,石羊河流域气候正趋于暖湿化,这将有利于该区绿洲的发展,对当地经济发展极为有利。     

我国水力资源分布及开发利用情况

水力资源是我国常规能源的重要组成部分,我国政府对水力资源的开发利用极为重视,为了摸清家底、制定合理的能源政策,于2000年组织全国各省市开展了水力资源复查工作,并于2005年11月25日向全世界发布了复查成果:我国水力资源理论蕴藏量的平均功率为694 400MW,年发电量为60 829亿kW.h;技术可开发量的装机容量为541 640 MW,年发电量为24 740亿kW.h;经济可开发量的装机容量为401 795 MW,年发电量为17 534亿kW.h。这是我国解放以来第4次公布的水力资源权威数据,由于本次复查所采用的方法、技术标准及指标体系都与世界接轨,因此颇受各国关注。     

上海市不同历时暴雨组合概率研究

基于上海市徐家汇站1960—2011年的日降雨资料,分析上海市年最大1d和3d降水量年际变化和年代际变化特性;择优选择GH Copula函数构建了年最大1 d与3 d降水量的联合分布模型,并推算它们的同现重现期和组合风险概率。结果表明:年最大1 d和3 d降水随时间呈增加趋势,自20世纪70年代开始其均值随年代增加;年最大1 d和3 d设计暴雨同频遭遇风险率在75%~85%之间,且同现风险率随年最大1 d设计暴雨值增大而增加。在设计上海市防洪排涝标准时若考虑最大1 d和3 d降水量的遭遇组合,有利于提升防洪排涝能力,保障防洪安全。