气候变化对南水北调中线受水区径流量影响研究

资料显示,南水北调中线受水区近50年来气温增高1℃左右。为了分析气候变化对未来南水北调水源区需调水量的影响,本文以南水北调中线受水区为研究对象,采用WCRP的CMIP3数据,运用WEP-L分布式水文模型,计算气候变化情景对南水北调中线受水区径流量的影响。研究成果对于南水北调中线工程通水后水源区需调水量研究具有重要的借鉴意义,为研究气候变化对径流量的影响提供了一种可靠的方法,并为分析气候变化对水循环的影响奠定了重要的基础。     

南水北调中线水源区土地利用结构演化特征

通过测算南水北调中线工程水源区土地利用结构熵和土地利用类型转换关系,分析了水源区土地利用结构演化特征,指出水源区土地利用结构在2012年以前稳定性较高,但是2012年以后因丹江口水库蓄水而对水源区土地利用结构产生了一定影响,导致水源区土地利用结构稳定性偏弱;水源区土地利用类型的数量变化主要表现为水域、建设用地面积增加,耕地、林地、草地、未利用地面积减少,空间位置变化主要表现为耕地与林地、林地与草地、草地与水域之间空间位置的变换;利用主成分分析方法对水源区土地利用结构演化的影响因素进行了研究,指出经济发展水平、社会生活和土地利用以及生态环境为其主要影响因素。     

1960—2020年南水北调区域极端气象要素变化分析

南水北调工程会引起所涉区域极端气候发生变化,同时极端气候事件对调水工程运行也存在影响。研究以1960—2020年气象观测数据为基础构建极端气象要素指标体系,采用变化范围法（RVA）与集对分析法（SPA）对南水北调影响区极端气象要素的改变程度进行量化计算,揭示了经济发展、气候变化与南水北调工程影响下区域极端气象要素的演变规律。结果表明：在经济发展与气候变化影响下,1960—2020年南水北调影响区极端气象要素指标综合改变度总体为上升趋势,并出现了明显的区域差异性,中线地区极端气候改变度显著大于东线,而两线水源区变化程度低于输水区和受水区;调水前后对比分析表明,工程调水对中线的影响大于东线,且受水区极端气象要素变化程度更为明显;对极端气象要素分析发现,极端蒸发受气候变化与经济发展影响显著,极端气温受调水工程影响变化较大,极端降水受外界扰动变化不明显。     

南水北调中线工程水源区植被时空演化特征

研究南水北调中线水源区植被时空分布和演化特征,对水源区生态环境保护与社会经济长期稳定发展具有重要意义。利用2010—2019年南水北调中线水源区中分辨率成像光谱仪(MODIS)归一化植被指数(NDVI)数据,基于NDVI最大值合成和一元线性回归方法研究水源区植被时空演化特征,并结合水源区地表温度、降水与土壤湿度等数据探讨植被变化原因。结果表明:①水源区NDVI空间分布与地形强相关,2010—2019年,水源区NDVI均值为整体上升趋势;②2013—2015年水源区NDVI呈现显著的“下降-恢复”特征,可能与2014年水源区地表温度和降水异常导致的旱情、2015年水源区降水恢复以及丹江口水库蓄水水位上升有关;③2010—2019年,水源区植被发生显著变化的区域主要集中在低海拔的人口密集区,反映这些地区的植被更易受气候变化、城镇扩张和“退耕还林、植树造林”政策的影响。此外,南水北调中线工程通水后,丹江口水库水位上升是导致水库区域NDVI降低的原因。研究结果可为南水北调中线水源区生态环境保护提供科学依据。     

调水工程实际供水达不到设计规模的原因分析

我国许多调水工程实际供水达不到设计规模,直接影响了供水效益的发挥。据调研,调水工程实际供水量主要受用水量预测精度、受水区和水源区水资源状况、水价和配套工程建设等因素影响。因此,确定调水工程规模应考虑以下因素;提高用水量预测精度,合理确定用水定额;统一调配调入水与当地水,使外调水用户尽可能稳定;合理确定水源地的可调水量;制订和建立合理的水价和水价机制;落实工程建设资金来源和筹措方案。     

中国引调水工程及区域分布特点分析

收集了新中国成立以来已建或在建的 137 项引调水工程, 以 7 大地理分区为基础, 对各分区引调水工程数量、 引水量等进行了初步统计, 分析了 7 大分区内引调水工程的特点。分析发现, 在经济较为发达的华东、 华北、 华中地 区, 引调水工程数量较多, 设计年引水量较大, 工程任务涉及范围较广, 供水任务由灌溉逐渐扩展至工业、 生活及生 态用水, 且有些工程规模较大, 如南水北调东中线一期工程等; 经济欠发达的西南、 西北等地区引调水工程数量及设 计年引水量相对较低, 且供水对象侧重于生活用水和灌溉用水, 工程规模相对较小     

南水北调中线水源区水文特征分析及其 水资源适应性利用的思考

南水北调中线调水工程是为了解决华北地区缺水问题而采取的特大型调水工程,水源区地理特征是调水水量和水质的重要基础。然而,从目前的研究现状看,对水源区边界、面积、河流长度等主要特征参数和水资源特征系统梳理不足,水资源利用仍存在一些问题。基于此,从地理学的角度,借助地理信息技术和统计学方法,结合实地调研,对南水北调中线水源区主要特征参数进行系统梳理;分析和总结水资源特征、水资源开发利用演变过程以及存在的问题;基于水资源适应性利用理论,结合南水北调中线水源区实际,提出其水资源适应性利用的研究思路和战略措施建议。研究成果对保障南水北调中线可持续调水、支撑水源区水资源开发利用和协同管理提供技术支撑。     

变化环境下韩江生态流量演变特征分析

选取位于粤东、闽西南地区的韩江流域为研究对象,基于CA-Markov模型对2050年流域土地利用空间格局进行预测,构建SWAT分布式水文模型,以未来土地利用情景和气候变化情景为变量进行水文模拟,分析不同情景下韩江生态流量的时空演变特征。结果表明,未来城镇化扩张将使梅江支流中上游成为韩江流域内生态流量对土地利用变化最为敏感的区域;土地利用和气候变化将导致韩江流域枯水期流量整体减小,枯水期流量对环境变化更加敏感;韩江流域生态流量变化特征将呈现从西南到东北由升到降的趋势,梅江支流中上游地区的生态流量将得到改善;梅江和汀江两大支流上游区域生态流量对气候变化更为敏感;韩江流域径流总量下降,但丰枯流量分化加剧,长期来看枯季生态流量保障风险可能进一步增大。     

东洋河流域土地利用及气候变化对径流的影响

为分析东洋河流域土地利用与气候变化对径流的影响,选用SWAT分布式水文模型,通过情景分析法模拟变化环境下流域的径流响应。结果表明:①SWAT模型在东洋河径流模拟过程中具有较好的适用性且不确定性较小。②按现有土地利用和气候变化趋势,单一因子和共同作用对径流均有削减作用(即水文负效应),将会造成下游用水形势更加严峻,并影响整个洋河流域的生态环境。③未来气候变化情景中,径流量与降雨变化呈正相关关系,与气温变化呈负相关关系。④极端土地利用情景中,增加耕地和林地使年均径流量减少,增加草地使径流量增加。⑤影响未来流域年均径流的主要因素是气候变化,土地利用变化的影响相对较弱。土地利用的变化对调蓄径流有一定作用,可缓解气候变化带来的水文负效应,有助于流域水资源的科学管理。     

跨流域长距离调水工程的风险及对策

采用系统和风险分析理论,从水文、建筑物、经济、政策、环境和社会等方面分析了跨流域长距离调水工程系统的风险因子及影响方式,提出调水工程风险因子分类和分级的原则,对调水工程建设和运行过程中的各类风险进行了初步的风险评价。提出了减小或转移各类风险的措施,尤其强调了非工程措施在提高工程运行可靠性和减小系统失效概率中的作用,为建立调水工程风险管理模型提供参考。     

河北省南水北调受水区水环境状况及改善措施

南水北调工程按照地域划分为东线、中线以及西线三部分，其中与河北省水资源关系最紧密的中线第一期工程已经开工，受到了河北省的广泛关注，在“先节水后调水，先治污后通水、先环保后用水”的原则指导下．对一期工程中在河北省所面临的环境问题进行分析，将水环境问题产生原因分为水资源匮乏及废污水排放，根据不同的原因结合南水北调工程，对水环境问题的解决措施进行了综合与阐述。     

水权理论与南水北调工程水权分配

南水北调是一项跨流域、跨省市的远距离调水工程，由于沿线各省（市）的自然地理、人口、资源、社会、经济等状况各不相同，因此必然存在流域、城市之间用水矛盾和利益协调问题。通过对国内外水权现状进行研究，根据水权基本理论，从我国社会主义市场经济体制、水资源状况和南水北调工程实际出发，提出了南水北调工程水权分配的基本思路、原则和程序。     

水体交换对水环境的影响

2008年8月横山岭水库管理部门发现水质异常,经论证分别于2009～2011年通过放水、蓄水过程,使库区水体进行了充分交换,水体中重金属类水质参数变化甚微,富营养化及其他类参数不同程度得到改善,说明水体交换是改善库区水质最重要的手段之一.     

水务市场化与水价的市场形成机制

简要论述了水务市场化的过程,提出了供水和排水两个环节可依靠市场定价的观点,找出了水务市场化的具体途径。     

水稻无水层灌溉水分生产率分析

通过较长时间小区试验,对水稻3种灌溉方法的产量、用水量、水分生产率进行了研究。结果表明:无水层灌溉与薄露灌溉、习惯灌溉相比,早稻分别增产651,990 kg/hm2,增产率为10.3%、16.5%;晚稻分别增产717,1 175 kg/hm2,增产率为9.9%、17.4%。同时,灌溉水量早稻分别节水830,3 150 m3/hm2,节水率为46%、69%;晚稻分别节水1 410,2 955 m3/hm2,节水率为58%、74%。无水层灌溉早稻、晚稻水分生产率分别为2.67,2.94 kg/m3,达到了国际领先水平。     

再生水为水源的城市湖池生态环境需水量计算

以再生水为湖池水源可缓解城市水资源紧缺现状,但存在因再生水水质标准低、易发生水体富营养化的问题。计算湖池生态环境需水量,定期对湖池进行补水和换水,以保证湖池生态环境的健康。基于污染物质平衡原理,采用换水周期法,建立兼顾水量和水质生态环境需水计算模型。以西安市沣庆湖为例,估算生态环境需水量,计算结果为:沣庆湖换水周期冬季为125 d、夏季为53 d。沣庆湖年平均生态环境需水量为24.37万m^3。     

水泵直接供水在农村自来水工程中的应用

随着国家实施饮水解困工程，使多年饮水困难的村顿吃上了自来水。通过农村自来水安装实践，介绍一种不同压力罐、水塔和变频设备一解决农村定时供水的自来水工程。     

南水入密云水库对水质及水环境的影响

南水北调来水调入密云水库调蓄工程思路优化了南水北调中线总体布局,实现了南北联调、丰枯相济,同时恢复密云水库在供水任务中的重要地位,提高了北京水资源战略储备。由于丹江口水库和密云水库分属于两个不同的流域,且分别位于两个气候区,因此水体水质可能存在一定的差异。为避免调水可能带来的水质及水环境风险,在前期设计阶段与相关单位联合开展了两库水质调查、水质混合试验,构建密云水库平面二维水环境数学模型并进行了分析。研究结果表明:工程运行后两库水混合,对密云水库的水质、水温及其他理化指标没有产生不利影响,密云水库库区整体富营养化状态将逐年改善,调南水入密云水库有利于改善现状密云水库常年低水位运行所面临的富营养化、水质恶化等问题。     

引供水工程中泵站流量控制调节的实现

介绍了引供水工程中流量控制调节的方式与流量调节的重要性,阐述了泵站流量控制调节的理论模型与实现方法。在流量—转速(或流量—角度)调节方式的基础上,提出了泵组流量控制的比例—积分—微分(PID)调节方式,分析了PID调节的基本原理、参数确定、闭锁要求及主要调试步骤。     

水价管理办法中的农业供水价格

新的<水利工程供水价格管理办法>规定农业供水价格按补偿供水生产成本、费用的原则核定,实行两部制水价,但在实际执行中存在一定难度,因此,建议出台地方性的具体实施办法,制定配套政策,通过改革努力降低供水成本,提高农民对水费的承受能力.