基于Visual MODFLOW的潍坊市北部地区水资源优化配置

鉴于潍坊市北部地区地下水超采严重,在利用地下水井成井资料分析潍坊市北部地区水文地质条件的基础上,运用地下水数值模拟方法、指标定额法对潍坊市北部地区不同规划水平年的供需水量进行分析预测,进而拟定三种水资源配置方案,对比分析了不同方案下的地下水超采量。结果表明,研究区多年平均地下水补给量为22 323×10~4 m~3,排泄量为27 635×10~4 m~3,地下水系统处于负均衡状态,均衡量为-5 312×10~4 m~3;水资源配置方案Ⅲ在满足水资源供需平衡的同时,地下水超采量由现状年的5 618×10~4 m~3减少到2020、2030年的0m~3,为最佳配置方案。     

浆水泉水库生态引水量计算

为保护浆水泉水库生态环境、合理调配水资源,在综合考虑入库水量、出库水量及库体内水质变化的基础上,建立了水量平衡方程和水质水量耦合模型,设定了三种不同情景,计算了浆水泉水库不同水文年不同水位等级所需生态引水量。结果表明,情景1中平水年最优水位、枯水年最优水位和适宜水位对应的生态引水量分别为164.88×104、178.20×104、148.72×104 m3;特枯年适宜水位和中等水位对应的生态引水量分别为157.20×104、140.22×104 m3;情景2中平水年最优水位、枯水年最优水位和适宜水位对应的生态引水量分别为269.47×104、291.80×104、211.83×104 m3;特枯年适宜水位和中等水位对应的生态引水量分别为225.85×104、181.36×104 m3;情景3中给出了各月引水中污染物BOD浓度的最大允许值。不同情景的计算结果系统反映了可能与需求、水质与水量的协调,对水库水量的科学配置和水生态保护具有重要的参考价值。     

基于Jason-2测高数据的新西兰陶波湖水位变化监测

为研究新西兰陶波湖水位变化情况,应用水位实测数据评价Jason-2卫星测高数据获取的湖泊水位精度,分析2008年12月至2015年11月陶波湖的水位变化,并进一步探讨水位变化与降水量之间的关系。结果表明,卫星测高数据得到的湖泊水位可信度较高,7年来陶波湖平均水位为356.6m,总体较为平稳,波动不大。受降水、气温、积雪融水等多方面因素的影响,陶波湖春季水位最高,夏季其次,冬季再次,秋季水位最低。陶波湖的水位变化与降水量有明显的相关关系,滞后3个月的降水对水位影响最为显著,且在年尺度上,年平均水位变化与年降水变化统一。     

城市水资源协调配置问题中双层规划模型及应用

为解决水资源配置系统中的不确定性和层次性问题,开发出具有层次关系的双层优化模型,其中以经济效益为上层目标,配水量为下层目标。将所开发的双层优化模型应用于北京市大兴区的水资源配置系统,并运用模糊满意度算法和Lingo软件对模型进行求解。双层优化结果表明,2016、2021、2026年该地区水资源配置系统的经济效益分别达到5.28×10~8、7.42×10~8、8.42×10~8元,配水总量分别达到21 923×10~4、24 768×10~4、26 817×10~4 m~3,相应的COD排放量分别为4 199.2、4 700.3、4 649.1t;其次,82%的水量来源于地表水和南水北调水源。对比双层优化结果与两个单目标优化结果,可为决策者提供不同情景下的优化方案,并为决策者制定水资源配置方案提供决策支持。     

阿拉湖群面积变化及其成因分析

基于阿拉湖群1977~2010年间5期遥感资料及湖群周边5个气象站近41年的逐月降水和气温资料,建立了谱间关系法和阈值法相结合的湖泊面积提取模型提取湖群面积,并结合降水气温变化趋势分析了湖群面积变化及其影响因素。结果表明,阿拉湖群1990年后由萎缩向扩张转变,湖泊变化强度由-0.126%增加至0.467%;1966~2006年阿拉湖群气温呈上升趋势,上升幅度为0.32℃/10a,降水量总体呈微弱减少趋势,减少幅度为-2.3mm/10a,自20世纪90年代后,降水量有所增加;气温升高及降水量增加会加速湖群的扩张,而农业灌溉耗水等人类活动能够改变气候因素变化引起的湖群面积扩张程度。     

三峡水库运行后鄱阳湖水文情势变化特征

为揭示三峡水库运行后鄱阳湖水文情势的变化特征,选取月平均水位、极端水文条件、极端水文事件发生时间、脉冲频率及历时、水文条件变化情况作为水位指标,对比分析三峡水库运行前后水位指标的变化特征,采用t检验法判定水位指标变化是否显著,并通过比较水位指标变化的百分比绝对值分析变化剧烈的指标。结果表明,在三峡水库、降水变化等因素的综合影响下,鄱阳湖年平均水位及月平均水位、不同历时极端高水位与极端低水位均显著降低,10月落水率显著提高,枯期水位指标变化百分比绝对值总体上较大,鄱阳湖枯期水文情势变化较为显著。     

中国页岩气开发现状

正据国土资源部通报,我国页岩气勘查开发截至2014年7月底,全国共设置页岩气探矿权54个,面积17×10~4km~2;累计投资200亿元,钻井400口,其中水平井130口;累计完成二维地震2×10~4km,三维地震1500km~2。估计2015年,我国页岩气产量达到65×10~8m~3,2017年150×10~8m~3,2020年全国页岩气产量将超过300×10~8m~3,如果措施得当,有望达到400×10~8～600×10~8m~3,     

我国“十三五”地热开发利用目标

正我国《地热能开发利用"十三五"规划》明确指出,"十三五"时期,新增地热能供暖(制冷)面积11×108m~2;新增地热发电装机容量500MW。到2020年,地热供暖(制冷)面积累计达到16×10~8m~2,地热发电装机容量约530MW。2020年,地热能年利用量7000×10~4t标煤,地热能供暖年利用量4000×10~4t标煤。将形成较为完善的地热能开发利用管理体系和政策体系,掌握地     

梧桐河流域上游径流时序变化特性及趋势

为掌握梧桐河流域上游径流时序变化特性以指导流域水资源开发利用,基于梧桐河上游宝泉岭水文站1951～2013年天然径流序列,采用累积距平法、非参数检验Mann-Kendall法和Morlet小波分析法研究了年、季节径流量的趋势特征、突变特征及周期特征,探讨了引起天然径流量发生变化的主要原因。结果表明,梧桐河流域春、冬两季径流量分别以0.005×10~8、0.004×10~8 m~3/10a平均速率呈增加变化,夏、秋两季径流量分别以0.144×10~8、0.243×108 m~3/10a平均速率呈减少变化,仅秋季径流量减少趋势显著,在季节径流量综合作用下,年径流量以-0.379×10~8 m~3/10a平均速率呈不显著减少变化;年及季节径流量丰枯转变频繁,突变多发生于1960年代中期以前;年及四季径流量存在显著周期特征,第1主周期依次为12、14、12、11、11年;降水减少引起流域径流量减少,使得两者呈基本一致的时序变化特性。研究成果可为流域水资源开发利用及规划管理提供依据。     

新调度规程下三峡工程防洪综合效益分析

三峡工程自2003年建库以来,通过科学调度,防洪调度水平不断优化,发挥了巨大的防洪作用。根据三峡水库多年实际调度经验及科研成果,2019年对三峡枢纽调度规程进行修编,防洪调度细则得到进一步优化。依据1881～2015年宜昌站还原流量数据,对比分析了新旧调度规程下三峡水库防洪、发电、航运效益。结果表明,根据新调度规程开展防洪调度,在不增加防洪风险的前提下,水库多年平均拦洪量增加16.36×10~8m~3,其中因中小洪水调度增加7.0×10~8m~3,因城陵矶防洪补偿调度增加9.36×10~8m~3;汛期时新调度规程较原调度规程多年平均发电量可提高1.24%,同时可增加35000m~3/s以下通航时长1.4d,提高了航运效益。     

滇池草海水动力特性及牛栏江补水规模适宜性研究

滇池草海具有浅水型湖泊的水流特点,风是湖泊水流运动的主驱动力,出入湖水流运动影响相对较弱。为加快草海水体循环与交换,促进草海水质的持续性改善,在研究草海水动力特性的基础上,分析了牛栏江—草海补水的适宜规模。结果表明,牛栏江来水量与湖区水质具有显著的线性关系,当前湖区TP浓度主要受牛栏江来水的影响与控制,TN浓度受入湖水质影响明显。从草海水质改善需求和牛栏江—滇池补水工程综合效益发挥的角度,推荐牛栏江—草海补水工程的适宜规模为3.0m3/s。     

风场和吞吐流对狭长型雁鸣湖流场的影响

基于二维非结构网格水动力模型,对实测风场和吞吐流作用下的雁鸣湖进行流场数值模拟,水位模拟结果与实测结果拟合较好,说明该模型能够反映雁鸣湖水动力变化过程。在此基础上定量研究不同风速、风向、吞吐流对雁鸣湖水动力的影响。研究表明,风对湖泊流场的变化起主导作用,其中风速是影响湖泊流速的主要因素;风向对湖泊环流的方向起主导作用;吞吐流是调节水环境的主要手段,对整体湖流影响较小,但对于局部水域有一定的影响。因此,在常年主导风向下,适当地增加吞吐流有利于改善湖泊流场。     

汾河三期蓄水工程人工湖渗漏对太原市浅层地下水影响的数值模拟

为分析汾河三期工程人工湖渗漏对太原市浅层地下水的影响,建立人工湖与地下水流耦合数值模型,并选取渗透系数、给水度、降水入渗系数、最大蒸发系数和湖底电导率5个影响因素进行正交试验分析。数值模拟结果表明,人工湖不进行防渗处理时,年渗漏量为1 259.6×10~4 m~3,最大壅高值为2.4m,壅高影响距离6.7km,对太原市浅层地下水影响较大,垂直封闭防渗有效地减小了湖泊渗漏量与地下水壅高范围,渗漏量随防渗墙进入潜水隔水层深度的增大而减小。正交试验结果表明,各影响因素对年渗漏率的影响程度从大到小依次为湖底电导率渗透系数最大蒸发系数给水度降水入渗系数。研究成果可为太原市人工湖建设与工程防渗设计提供依据。     

引江济巢工程对改善巢湖水质的数值模拟分析

巢湖受周围城市工业化及农业生产迅速发展的影响,湖区及流域的生态环境发生了巨大变化,尤其是近几年巢湖水质达到重富营养化水平。引江济巢工程是改善巢湖水质的重要工程措施,采用EFDC生态动力学模型模拟了巢湖不同调水流量、调水线路、调水时间对水环境的影响。结果表明,引江济巢工程在一定程度、时间上使巢湖湖区水质发生一定程度的改善,但若入湖水质不达标,调水也增加了巢湖的富营养化风险。     

近40年来纳木错水面面积及蓄水量变化特征

为量化识别纳木错的水面面积及蓄水量变化,运用1976~2015年期间7期典型时相的Landsat遥感影像,通过归一化水体指数法提取了不同时期纳木错的水面面积,同时结合其库容—水面面积关系曲线,计算得到各时期的湖泊蓄水量并分析变化特征。结果表明,近40年来,纳木错蓄水量增加了97.85×108m3,增加比例达到9.93%。总体扩张情况分为1976~1996、1997~2009、2010~2015年3个阶段,各阶段面积变化速率分别为1.37、4.74、0.13 km2/a;水量变化速率分别为1.47×108、5.20×108、0.14×108m3/a。其中1997~2009年扩张速率最快,而近6年来纳木错并未显示出明显的扩张趋势。研究成果为气候变化背景下高寒地区流域水循环演变规律研究提供了支撑。     

近40年来纳木错水面面积及蓄水量变化特征

为量化识别纳木错的水面面积及蓄水量变化,运用1976~2015年期间7期典型时相的Landsat遥感影像,通过归一化水体指数法提取了不同时期纳木错的水面面积,同时结合其库容—水面面积关系曲线,计算得到各时期的湖泊蓄水量并分析变化特征。结果表明,近40年来,纳木错蓄水量增加了97.85×108 m3,增加比例达到9.93%。总体扩张情况分为1976~1996、1997~2009、2010~2015年3个阶段,各阶段面积变化速率分别为1.37、4.74、0.13km2/a;水量变化速率分别为1.47×108、5.20×108、0.14×108 m3/a。其中1997~2009年扩张速率最快,而近6年来纳木错并未显示出明显的扩张趋势。研究成果为气候变化背景下高寒地区流域水循环演变规律研究提供了支撑。     

同位素技术在湖泊水文学中的应用研究

介绍了同位素方法在湖泊水文学中的应用,利用水体同位素示踪湖泊的演化过程可为解决湖泊水质、水量、水环境问题提供重要的技术手段.根据湖泊各水体的实测稳定同位素值和相关的水文气象资料,利用稳定同位素质量平衡方法可估算湖泊水量平衡方程中的各收支项.     

气象因子对抚仙湖水量的影响

抚仙湖为我国第二深水湖泊,为合理开发利用和有效保护抚仙湖水资源、加强湖泊的调度运用控制,在分析气象因子的基础上,采用逐步回归分析法构建了预报模型,寻求影响抚仙湖各月1日蓄水量的主要因子、影响程度及时空分布情况。分析比较结果表明,考虑水温和降水因子的预报模型效果最佳,各月1日蓄水量均受湖水温和降水情况双重影响,最主要的影响因子为降水量因子。     

我国煤电生产水足迹评价

为识别能源产业对水资源、水环境的影响和风险,基于水足迹评估理论方法构建了煤电生产水足迹评价模型,并以2016年为例,从区域尺度定量分析了我国煤电生产各环节虚拟水消耗量和虚拟水流动格局。结果表明,2016年我国煤电生产的总水足迹为107.3×10~8 m~3,其中灰水足迹占44%,蓝水足迹占56%;伴随电力的调运,晋蒙和西北地区年虚拟水输出量约为5×10~8 m~3,该区域属于我国缺水乃至严重缺水地区,能源发展面临的水资源和水环境约束十分显著。     

淮北市岩溶地下水可持续开采量及临界水位的确定

为实现地下水资源可持续开发利用,以淮北市相山区岩溶水为例,从与地下水有关的生态地质环境健康、水与社会协调发展等方面,探讨了实现地下水可持续开采的临界水位条件为7.5m,采用人工神经网络方法计算得出相山区岩溶地下水可持续开采量为3 003×104 m3/a。经水均衡分析,计算结果符合区域水资源开发利用现状,可为岩溶水开采提供参考依据。