组件式流域模拟模型集成技术进展及发展趋势

组件技术与计算机技术相结合能克服传统建模方式难以解决大规模系统模拟集成的缺陷,可有效促进流域模拟模型集成的发展。为此,从模型组件化的可移植性、灵活性、扩展性、与第三方软件集成等方面分析了组件技术在流域模型集成中的重要作用,分析了国内外组件式流域模拟模型集成技术的发展现状,进而提出国内流域模拟模型集成系统存在的问题。最后,从数字流域模型平台化、基于云计算模式的模型集成、模型应用的组件化等方面,探讨了流域模拟模型集成系统的发展趋势。     

流域水资源水量水质集成管理模型研究进展

将流域水资源水量水质集成管理模型分为优化模型、模拟模型、优化和模拟相结合模型以及决策支持系统四大类,按此分类总结了目前国内外研究的相关进展,并针对模型中出现的水量水质耦合项,分析了直接求解法、大系统分解协调技术、逐步求解法和情景优选法等水量水质变量的解耦原理和技术,并展望了流域水资源水量水质集成管理模型在水资源优化配置、生态环境需水配置和水资源冲突协调领域中的应用前景。     

黑龙江省防汛指挥决策支持系统集成技术研究

随着计算机应用系统规模的扩大和复杂程度的提高，系统集成的重要性与日俱增，已经成为影响系统研发建设成败的关键。本文结合黑龙江省防汛指挥决策支持系统的研发建设实践，介绍了省级防汛指挥决策支持系统的集成方法及其关键技术。文章重点阐述了系统集成U字模型的原理及其在省级防汛指挥系统建设中的应用，并以黑龙江省防汛指挥决策支持系统为例，着重介绍了功能集成、数据集成、界面集成和平台集成的成功经验.U字模型是在以往系统集成模型基础上，经过进一步的研究与提升而产生的系统集成新模型。与以往的模型相比，U字模型具有集成层次结构更加明晰、更加便于进行成果质量控制等显著优越性。黑龙江省防汛指挥决策支持系统成功采用U字模型进行系统集成，其理论和实践成果可供同类信息化建设工程参考。     

超导限流储能系统的建模与优化

超导限流储能系统(SFCL-MES)是将超导储能系统与桥路型超导限流器集成起来实现的，二者共用一个超导磁体。文中分析了SFCL-MES的集成建模与优化的原理。根据SFCL-MES的限流集成原理，提出了它的限流集成模型。基于SFCL-MES在故障限流时的动态拓扑分析，建立了它的动态数学模型。在此基础上，根据不同的优化目标，建立了相应的优化模型，并对优化结果进行了比较分析。最后对于SFCL-MES集成后可以减小超导磁体容量的原理进行了讨论。     

地下水地理信息系统设计与实现

针对GIS在地下水资源管理中缺乏专业模型支持的缺陷，研究开发了地下水地理信息系统(Groundwater Geographical Information System，简称GGIS)。利用Delphi、MapObjects和OpenGL技术，实现了地下水模型与GIS组件的完全集成。GGIS具有集数据管理、可视化、建模、绘制钻孔柱状和水位剖面图、生成有限元网格等功能。开发的系统在建模、模型输入输出等方面变得更方便。实践证明，将GIS与地下水模型完全集成，极大地提高了地下水建模效率。     

淮河流域洪水预报系统的模型集成研究

根据淮河流域洪水特征和水系构成,分析了水文学与水力学模型在洪水过程、洪水要素和空间范围方面的集成方式,并且介绍了两种模型针对淮河流域特点所采用的关键技术方法.为实现两种模型的充分集成,采用了数据 - 模型 - 应用3层结构的总体集成框架,通过模型应用过程的模块化处理和数据有效交换,建立了集模拟、率定和预报功能于一体的综合计算平台.本文所建立的集成模型采用长系列实测资料进行了参数率定和模型验证,应用结果表明建立的集成模型具有较高的计算精度.     

基于OpenMI技术的墒情预报模型

在水科学数字模拟研究中,模型开发与集成技术一直是研究的重点内容.作为模型开发与集成的一种新方法,OpenMI技术已受到水环境领域专家极大关注,并在许多国际水环境机构项目研究中开始应用.简述了模型集成技术进展及当前常用的模型集成方法,采用统一建模语言详细分析了OpenMI关键内容,深入剖析其技术内涵,并从软件设计角度以3层蒸发模型为实例,基于OpenMI技术研制了墒情预报模型,给出了模型开发与集成的一套实用方法.该方法模型不仅可用于墒情预报系统,更可用于大系统复杂区域,如降雨、产流和洪水预报模型开发与集成.     

分布式水文模型与网络GIS技术集成的研究

分布式水文模型是目前流域模型方面的研究热点。为此,将分布式水文模型与网络GIS技术相集成,探讨了分布式水文模型在网络GIS框架下的数据存储、物理实现和消息通信方式,设计了完整的分布式水文模型与网络GIS框架集成方案,并根据集成方案实现了CREST模型的网络计算服务实例。实例结果表明,分布式水文模型与网络GIS技术集成具有良好的应用效果,能够拓展分布式水文模型的应用范围。     

风电场监控软件集成服务模型设计与应用

大型风电场中的风电机组和监控系统一般由多个厂商提供，相互兼容困难，难以进行统一维护与管理。遵循IEC 61400-25标准的信息模型、信息交换模型及对Web Services的映射方法，设计了基于Web Services的风电场监控软件集成服务模型，讨论了基于该模型的多个异构风电机组与服务端互联互通的问题，给出了风电机组标准服务接口的定义方法和安全通信机制。通过对该模型的工程实现与应用分析，论证了所做工作对风电机组的统一监控和集成管理等问题的解决具有现实意义与应用价值。     

基于微观交通仿真的城市内涝对道路交通的影响评估研究进展

在城市洪涝灾害频发和内涝下交通问题突出的背景下，针对城市内涝对道路交通的影响评估问题，梳理了国内外研究成果，对城市内涝模拟原理以及常用的城市雨洪模型的特点进行了分析，总结归纳了城市内涝对道路交通的影响评估方法，论述了微观交通仿真模型的构建和应用，提出了城市内涝对道路交通影响评估可优化的方向。指出在现有软件缺失和条件有限的情况下，基于积水深度与行车速度的关系式将城市雨洪模型和微观交通仿真模型进行集成，用于分析内涝下交通问题是较为有效的手段；城市内涝对道路交通的影响十分显著，通常反映在道路(损失、性能和结构)、交通工具(行驶速度和安全性)和驾驶员(心理和生理变化)3方面，以及道路-交通工具-驾驶员的综合影响。     

绿水评估方法研究进展

在回顾绿水量计算方法的基础上,阐述了水分平衡法、植物生理学法、微气象学法、模型法、遥感法及仪器法的适用条件和特点,认为遥感信息支持下的微气象学法和模型法实际可操作性更大;提出了绿水计算面临的两个关键问题是时间和空间尺度、生产性绿水与非生产性绿水的分离,分析了气候变化和下垫面景观变化对绿水评估的影响,同时展望了绿水评估对水资源一体化管理的应用前景。     

再生水作为景观环境用水的安全评价指标探讨

景观环境用水是再生水回用的重要途径之一,对其安全性做出合理评价是再生水回用的关键.根据我国再生水中所含主要污染物及其可能的暴露途径,结合国内外相关水质标准,探讨了再生水回用于景观环境水体的安全评价指标.分析了人体健康安全指标(包括有毒有害化学物质指标和微生物学指标)和生态安全指标(包括综合毒性指标和富营养化指标)的意义和适用性,建议研究科学的指标体系和定量化评价方法.     

水资源资产负债表编制理论与方法研究进展

水资源资产负债表编制是水资源环境保护的重要举措。本文系统梳理了国内外水资源环境综合核算的发展历程,借鉴国际先进经验,分析了我国编制水资源资产负债表的理论基础、技术方法中存在的问题,就水资源资产负债的确定原则、表式原型设计和水价值核算体系提出了解决思路,初步构建了符合我国水资源管理实际需求的水资源资产负债表技术路线,并对水资源资产负债表在水资源综合管理中的作用进行扩展讨论。这些研究期望有助于探索编制水资源资产负债表提供帮助。     

全球治水模式思辨与发展展望

近百年来全球治水取得了巨大成就,为保障可持续发展提供了关键支撑;然而,全球水问题愈演愈烈,亟待进一步创新治水模式。结合水问题发展历程,剖析了水问题的根本症结;从治水目标、总体路径和治理措施等方面解析了全球治水模式的不足,认为当前的全球治水模式未能充分融合水循环及多要素过程的自然属性,存在末端治理和过程分离等突出问题。对下一步治水模式提出了发展建议:从耦合流域水循环多过程互馈机制的角度,提升自然属性和自然力的作用,协调多要素多过程的功能,建设富自然-功能协调流域,系统治理复杂水问题。     

GEF海河流域水资源与水环境综合管理知识管理系统

GEF海河流域水资源与水环境综合管理知识管理系统是GEF海河项目的核心内容之一,是海河流域水资源和水环境管理信息的存储、管理和共享交换中心;利用先进的3S（GIS/RS/GPS）和IT技术,建设流域水资源与水环境知识共享平台,实现海河流域水利与环保部门之间的信息交流与共享;以遥感监测ET为管理措施、水功能区为管理单元、水权为管理核心、模型为支撑工具、取水许可与排污许可为控制手段,构建海河流域水资源与水环境综合业务管理系统;该系统的建设为加强海河流域水资源与水环境综合管理,促进各级水行政管理部门间的协调合作,改善海河流域水资源与水环境状况提供了重要的技术手段和成功经验。     

水务一体化管理与数字流域建设

在国际广泛认同的水资源综合管理原则的基础上,分析了水务一体化管理的实践基础和科学基础,提出以流域管理为基础、流域管理和行政区域管理相结合的城乡水务一体化管理模式;并通过研究数字流域的基础平台建设和数字流域模型,提出水务一体化管理的保障措施.     

Hydro-economic Modeling in River Basin Management: Implications and Applications for the European Water Framework Directive

Economic ideas and processes are becoming increasingly integrated with more traditional engineering and hydrologic models of water management problems. Combining economic management concepts and performance indicators with an engineering-level of understanding of a hydrologic system can provide results and insights more directly relevant for water management decisions and policies. When such models are developed and used with involvement of stakeholders, they can become a basis for shared understanding of water problems as a foundation for negotiated management and policy solutions. When implemented with optimization software, integrated hydro-economic models also can suggest promising innovative solutions for policy-makers to consider. Their applications to river basin management problems are reviewed. Economic and integrated economic-engineering-hydrologic modeling is then discussed in the context of the evolving European Water Framework Directive. Relevant items are cost recovery and water pricing, cost-effectiveness of water management measures, and public participation in decision processes.     

节流开源措施综合效益评价分析

根据可持续发展观与循环经济理念建立了节流开源措施综合效益评价指标体系,该评价指标体系反映了经济、环境与社会效益的统一。在查阅了国内大量节水、污水回用、雨水利用、海水淡化与长距离调水的工程实例与资料的基础上,根据收集到的数据,总结计算了可量化的指标值,并且对节水、污水回用、雨水利用、海水淡化与长距离调水做了定性定量结合的综合效益评价分析,对于水资源的可持续开发利用具有一定的指导意义。     

Experiences with IWRM in the Central Asia and Caucasus Regions

Abstract

The Soviet period of the command system left a legacy of under-funded multilevel bureaucratic structure of water administration and planning for the Central Asia and Caucasus countries. The existing administrative system of water management is unable to cope with inter-sector, dynamic, and versatile character of current water management problems. Therefore, the situation calls for principles of integrated water resources management (IWRM) in the region. This paper presents some ideas about institutional reforms in water sector started in Central Asia and Caucasus regions. It describes the key IWRM principles and how these principles are being implemented into practice.