基于二元水循环的水量-水质-水效联合调控模型开发与应用

为将我国最严格水资源管理制度的实践与二元水循环理论相结合，提高“三条红线”控制指标的科学性与合理性，本文以SWAT模型为基础，通过改进子流域划分方法、添加经济社会模块和人工用水模块，对其人工侧支循环模拟进行了系统的完善，开发了基于SWAT的水量-水质-水效联合调控模型SWAT_WAQER。以广西南流江流域为例，从国民经济用水量、河道径流与水质等方面对模型进行校验，并在此基础上划分了2030年“三条红线”控制指标。结果表明：该模型性能良好，能够用于不同节水情景下的国民经济用水量、污染物排放量、水功能区水质达标结果分析，可以作为科学制定“三条红线”控制指标的有力支撑工具。     

基于宏观经济结构合理化的宁夏水资源合理配置

本文分析了宁夏目前经济结构下水资源利用效率及产出效益，研究在一定经济发展水平下，当资源配置最优时，最优的经济均衡增长途径。区域最优经济结构是由国民经济各部门相互依存的关联关系技术矩阵所决定的，其均衡增长率和均衡增长产出结构分别等于非负矩阵的弗罗比尼斯特征根和相对应的弗罗比尼斯向量。本文根据联合国经济发展统计数据，分析出宁夏未来调整第一产业与第二产业结构的比例，认为应适当减少宁夏高耗水水稻种植面积，逐渐把农业用水量向工业用水量转移。转变经济增长方式，从水资源的高效利用及配置出发走内涵式、节水型的社会发展道路，以解决宁夏水资源严重不足的问题。     

可持续发展水文水资源信息共享探索及实践

本文通过我国可持续发展水文水资源信息共享需求的现状分析，剖析了可持续发展水文水资源信息共享存在的问题，研究了建立我国可持续发展信息共享的法规、标准体系和信息共享技术，并提出通过水文水资源信息1∶100万空间化、标准化改造、元数据创建发布搭建可持续发展信息共享交互平台，实现可持续发展水文水资源信息的空间化集成和信息共享服务。     

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。     

分层水资源网络及其应用

本文以水资源系统概化方法为基础，提出构建分层水资源网络的理论和方法。对不同水源运动过程进行划分，分割出包括地表供弃水、河网输水、污水排放、外调水传输和地下水等多层水源网络。通过分层网络系统描述不同物理意义的水力联系和水量平衡关系，量化不同网络水源之间的相互转换和影响，明晰了不同水源运动转化过程，从方法上简化计算过程。最后以海河流域水量平衡模拟为例，检验了其有效性。     

松辽流域初始水权分配中确定政府预留水量的研究

介绍了松辽流域水权初始分配中政府预留水量问题的系统研究。首先给出了政府预留水量的确定原则和预留优先级，然后提出一种政府预留水量双侧耦合分析方法，通过政府预留水量的需求与可能两个侧面，采用“自下而上”的预留需求与“自上而下”的可预留水量双侧耦合分水模式。通过大量的分析和计算，得出了松辽流域不同水平年、不同频率的政府预留水量。分析和应用结果表明，该方法是可行的，可为流域初始水权分配提供一种有效的技术方法。     

宁夏灌区节水潜力的研究

通过广义水资源配置模型和平原区水循环模型的有机耦合，分析了宁夏的真实节水潜力——耗水节约量，并建立了宁夏平原区取用水节水与耗水节水二者之间的定量化关系。结果表明，宁夏耗水节水潜力远远小于取用水节水潜力。在宁夏平原区，随着水利用系数的提高，农业取用水量和耗水量不断减少，且减少幅度越来越小。随着水的利用系数的提高，农业取用水节水量和耗水量不断提高，且取用水节水量和耗水节水量的增加幅度越来越小。随着取用水量的减少，耗水量也逐渐减少，但减少幅度越来越小。当取用水达到极值点时，取用水量等于耗水量。随着取用水节水量的提高，耗水节水量也逐渐增加，但增加幅度越来越小，最后趋近于零。     

智慧水利解析

智慧水利是水利高质量发展的显著标志,是运用大数据、人工智能、物联网、云计算、移动互联等新一代信息通信技术,基于自然水系、水利工程体系和水利管理体系,智慧地将适量适质的水适时送到适地,为实现长久水安澜、优质水资源、宜居水环境、健康水生态提供支撑。智慧水利包括目标、对象、时空、技术、价值、成效等六个维度的内涵。目标维度包括问题识别与目标制订,对象维度包括服务主体与水利业务,时空维度包括监控环节与决策过程,技术维度包括赋能体系与核心技术,价值维度包括概念模型与推进路径,成效维度包括功能表征与建设愿景。在智慧水利建设中,数据是基础,要高度重视水利数据的收集、开放和共享;信息是关键,要高度重视监测数据的信息提取和分析;知识是核心,要加强水利知识的挖掘、提升和知识的积累;智能和智慧是目的,要重视人工智能的使用和标准化管理体系的构建。     

妫水河入官厅水库水污染成因及减排措施评估

为保障妫水河入官厅水库入流水质达标,分析水质成因,分步制订水质改善措施。采用MIKE21耦合植物作用的Ecolab生态水质模型,对妫水河下游入官厅水库断面至东大桥断面、支流三里河水域进行模拟。通过对丰水期和枯水期监测数据及模拟结果进行分析,流域上游来流水量及水质、区间污染源及河流湿地等自净作用是影响官厅水库入流水质的主要原因,其中:妫水河入流污染负荷对水库入流水质贡献率最大,丰枯水期氨氮、总磷和总氮的贡献率分别为18.32%～45.76%、9.31%～31.17%和29.34%～67.56%;区间入河污染源氨氮、总磷和总氮削减率分别为19.41%、31.31%和24.94%;丰枯水期河道自净对氨氮、总磷和总氮削减率分别为44.85%～61.29%、51.40%～77.92%和8.40%～23.06%。为改善官厅水库入流水质,在流经城市区的妫水河下游及三里河修建了河流湿地公园,对区域污染源进行截污,使得入库水质可达到Ⅲ类水。为长远确保官厅水库的水质,控制来流水质和加强流域治理是关键,同时营造岸带湿地,对水质改善有积极的作用。研究结果及方法可为水库污染防治及负荷量削减提供理论依据。     

基于TOPSIS-模糊综合评判的模糊推理模型在开河预报中的应用

冰凌开封河受到较多自然和人为因素的影响,具有较高的不确定性,为了进一步提高冰凌开封河预测的精度,考虑各因素的综合作用成为解决问题的关键。先采用主成分分析法初步确定冰凌开封河历时影响因子的权重,运用模糊推理模型依据影响因子矩阵的相似性进行初步预测,进而采用TOPSIS-模糊综合评判模型对预报因子进行识别,筛选出合理的预报因子进行二次预测。运用实例对基于TOPSIS-模糊综合评判模型冰凌预报因子识别的模糊推理模型的效果进行了检验,同时与冰凌预报模糊优选神经网络BP模型进行对比,结果表明:在TOPSIS-模糊综合评判模型因子进行识别基础上的模糊推理模型预测精度较高、效果较好,既能够有效识别预报因子,又能够较好地提高预报封河、开河历时的精度,为凌汛预测提供了新的途径。