长江经济带“四水”与社会经济SD模型构建及应用Ⅱ——2035年发展模式情景分析

基于构建的长江经济带“四水”与社会经济系统动力学模型，选用灵敏度大于5%的参数设置了16个不同的发展情景，并对不同情景进行了模拟和评价。研究结果表明：不同情景之间人均GDP相差较小；在社会经济子系统优先发展、水资源和水生态环境子系统常规发展情景下，废水排放总量、COD排放总量和氨氮排放总量最大，分别为4.37×106万t、2.56×106 t和2.26×105 t;在社会经济子系统常规发展、水资源和水生态环境子系统优先发展情景下，废水排放总量、COD排放总量和氨氮排放总量最小，分别为3.68×106万t、2.07×106 t和1.82×105 t;在社会经济子系统和水灾害子系统优先发展情景下，洪旱治理投资增加；在预测年份，区域整体水安全朝着更为安全的方向发展，在现状仿真情景下（情景1）,到2035年水安全评价指数达到64分（等级4）;对于单一子系统优先发展，它对区域整体水安全性的影响顺序由大到小排列依次为水生态环境>水资源>水灾害>社会经济。因此，社会经济子系统常规发展，水资源、水生态环境和水灾害子系统优先发展的模式为最优发展模式。     

我国海水淡化若干问题及对策

我国拥有1.8万km的海岸线,海洋资源丰富,海水淡化是解决水资源短缺,增加淡水资源的根本之道。总结了海水淡化的利用情况,深入探究制约海水淡化发展的因素,分析了淡化海水的利用前景。在分析国际海水淡化现状、经验及浙江舟山海水利用经验的基础上,针对我国海水淡化存在的问题,提出了我国海水淡化发展的对策:建议加大技术投入,发展政产学研商模式,降低经济成本;合理规划建设海水淡化项目,提高产能利用;加强对海水综合利用,减少环境污染;加强政策扶持,完善法规标准,不断推进海水淡化产业的发展。     

星-机一体的水力几何形态流量估算方法

河川径流变化的监测是水资源开发及生态建设的基础。但我国仍然存在大范围的水文资料匮乏地区,水资源储量及变化资料的缺失制约着区域社会经济发展。低空遥感及卫星遥感数据能快捷方便地获取河流信息,为此将卫星遥感数据与低空遥感数据相结合,依据水力几何形态理论,通过低空遥感数据建立表征河流水力几何形态的数字模型,在卫星遥感长序列数据的支持下进行流量估算研究,为水文资料匮乏区的中小河流流量监测提供一种新方法。选取位于新疆的玉龙喀什河为研究区,建立表征河流水力几何形态的数字模型,应用卫星遥感数据计算23次不同时期的流量。将计算结果与水文站实测数据对比验证,结果表明,当流量小于200 m~3/s时,基于水面宽的水力几何形态流量估算方法效果较好,其中均方根误差结果为4.65 m~3/s,对该地区进行精细化的水资源管理时具有较强的参考价值;当流量大于200 m~3/s时,同时使用水深和水面宽的水力几何形态流量估算方法具有更好的精度评价结果,80%的流量估算结果在许可误差范围内,对该地区的洪水预报具有参考意义。     

水资源系统安全的不确定性思维:从风险到韧性

不确定性是水资源系统安全问题的主要来源,而风险和韧性是应对该不确定性的两种重要思维模式,因此有必要明晰二者的内涵与联系.鉴于此,首先,对水资源系统风险的内涵界定与评估方法进行梳理,并从系统论角度探讨风险的基本要素与特征,进一步指出了韧性理念产生的必要性;其次,从韧性的起源、提出与发展历程等方面阐述了韧性思维的主要理念与...     

基于聚类与主成分分析的城市节水型社会建设差异性分析

为明晰节水型社会试点城市下阶段的建设重点以及为后续试点城市提供经验,分别分析了16个节水型社会试点城市节水型社会建设的前一年、建设试点期结束的后一年及2015年的差异性,构建了城市类型和节水型社会建设影响因素两个指标体系,采用聚类分析法将16个试点城市分为A、B、C三类,应用主成分分析法得到各类城市节水型社会建设的主要影响因素。除污水情况和供用水公共设施建设对所有类型城市影响较大外,对于A类城市,生活社会规模的影响较大,农业社会规模的影响可不予考虑;农业、工业社会规模对B类城市影响较大;农业社会规模和城市环境绿化对C类城市影响较大。     

河流泥沙水文学模型边界条件参数化方法探讨

针对河流泥沙水文学模型,在对基础方程(考虑上站来水含沙量的幂律函数公式)基本内涵(不平衡输沙理念、相对空间概念及自动调整作用)综合分析的基础上,从河道边界条件(河段长度、宽度、比降等)参数化角度出发,提出根据河道边界条件确定模型参数的方法。边界条件参数化方法途径主要包括:统计分析方法与理论比较途径。其中,统计分析方法宜先对同一河段选用同一进口断面,分别选取下游不同距离出口断面,通过实测资料统计回归,研究参数随距离的变化规律;理论比较途径主要基于对水文学、水动力学模型方程的理论比较分析,探求参数的计算方法。从断面质点系统跟踪角度来看,河流泥沙水文学与水动力学模型关于空间变化的基础方程,经过空—时变量变换均可表示为关于时间变化的滞后响应模型方程形式,两者区别在于对描述系统水沙组合的特征变量选择不同。河流泥沙水文学模型边界条件参数化最终结果转化为了水沙质点系统的调整时间与泥沙沉降时间,这从另一角度提供了对河流泥沙水文学模型方程物理意义的理解。     

喷头不同组合模式下水量分布和喷灌均匀度的田间试验及数值模拟

利用三次样条两次插值叠加法并结合单喷头水量分布可计算得到多喷头组合水量分布。为验证该方法的适用性及探究变间距条件下喷灌均匀度的变化情况,通过田间试验,得到ZY-2型单喷头水量分布及多喷头18 m×18 m组合形式下水量分布,计算了喷灌均匀度。利用MATLAB软件构建了喷头组合条件下水量分布的数值模拟模型,计算出不同组合模式下水量分布和组合喷灌均匀度。结果表明:模拟与实测喷灌水深的相对误差(RE)和均方根误差(RMSE)分别为8.49%和3.17 mm,组合喷灌均匀度的相对误差为1.85%,表明构建的模型能较准确地模拟不同喷头组合条件下的水量分布和组合均匀度; ZY-2型喷头在正方形21 m×21 m布置形式下,喷灌均匀度达到最高(0.873);在变喷头间距和变支管间距两种矩形布置时,喷灌均匀度整体上随着支管间距的增加而逐渐降低,但喷头间距增加时喷灌均匀度降低的幅度更大。研究结果可为优化喷头布置形式提供技术支撑。     

从水生态系统健康到河湖健康评价研究

城市水生态问题凸现,水生态健康成为当今水科学研究中最具活力的前沿领域之一。河湖健康评价作为诊断水体健康和指导生态修复的重要工具,是水生态系统健康评价理论在我国河湖管理和保护过程中的重要实践。基于流域、地域、水体类型和生物类型对我国十几年来河湖健康评价典型研究成果进行了系统整理和分类,发现指标体系法在我国具有较为广泛的应用。根据气候、地理、水文、生态等条件差异,将我国水体初步划分为10个生态分区,采用指标体系法对河流和湖库分别构建健康评价指标体系,根据实际案例应用分析结果表明构建的河湖健康评价指标体系具有一定的可行性,适合在我国尝试推广。     

东北三省典型气象灾害对粮食生产影响特征研究

基于改进后的Mann-Kendall趋势检验方法(MMK)对东北三省1949—2015年各省主要作物种植时序变化特征进行研究。利用1949—2015年该地区典型气象灾害(干旱、洪涝、低温、风雹、台风)的受灾、成灾及绝收面积构建对应灾害类型的灾害减产成数,并利用趋势分析、脱钩关系评价模型评价识别各类灾害对东北三省粮食生产的影响特征。研究结果表明:1949—2015年东北三省粮食作物种植面积比例降低趋势显著,典型作物产量由高到低为:玉米、稻谷、小麦及大豆,且四种作物产量均呈增加趋势。东北三省受灾害影响程度由高到低分别为:旱灾、洪涝、风雹、低温及台风。粮食种植面积和粮食产量与典型气象灾害间的脱钩关系相似,2000年以来东北三省旱灾和洪涝灾害与种植面积间以绝对脱钩关系为主。     

济南市主城区城市洪涝风险分析

随着经济社会的高速发展和城市化进程的不断推进,我国多数大中城市面临着严峻的城市洪涝问题,构建科学合理的洪涝风险评价体系对政府制定防洪减灾政策至关重要。以济南市主城区为例,构建元胞自动机CAflood模型,基于模拟结果,耦合指标体系法和数值模拟法,结合层次分析法和熵权法计算的组合权重,构建新的洪涝风险评价体系,评估主城区不同暴雨情景下洪涝风险。结果表明,综合熵权法与层次分析法的组合赋权法能够结合各方法的主客观优势,较单一赋权方法更加科学合理;区划结果表明,高风险区与济南市历史洪涝灾害伤亡地点高度吻合,新评价体系在济南市洪涝风险区划中具有较高的适用性;随着重现期增大,中风险及以上风险等级面积不断增加。其中,高风险面积变化对重现期为5～10年降雨变化最为敏感,建议济南市在遭遇这一重现期暴雨时,防汛部门重点关注高风险区受灾情况,及时做好灾害预警及减灾措施。