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。     

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。     

1960-2020广东汛期降水的时空变异性分析北大核心CSCD

城市内涝等灾害会给人民生命财产和社会经济造成巨大损失,而其主要驱动因子为降水,因此科学、全面认识降水量的分布规律及发展趋势对城市防洪减灾至关重要。本文采用广东26个站点1960—2020的月降水数据,基于空间插值、Mann-Kendall检验、滑动t检验和小波分析等方法,对广东汛期降水的空间变异性、趋势性、突变点与周期性进行分析。研究表明广东按站点月降水量的峰值特征可分为四个降水类型区,各月之间、沿海与内陆降水量年际变化不同步,并阐明了前、后汛期降水高值中心与低值区的空间转移过程。按沿海/内陆-前/后汛期分组分析,对各组降水年际变化判定了趋势和显著性突变点,并识别了各个最强周期尺度下的主周期。     

气候变化对河北省宁晋县冬小麦 低/高产年产量的影响

采用河北省平原区粮食生产大县宁晋县1982—2018年冬小麦产量数据和对应气象数据,对其进行Mann-Kendall（M-K）趋势检验和Sen斜率分析,利用HP滤波法将冬小麦产量分离为气候产量和趋势产量,筛选产量变化较大的年份并揭示主要气象影响因子,进而分析冬小麦产量与气候变化的关系。研究结果表明：冬小麦生育期平均气温、最高气温和最低气温均呈显著上升趋势,上升幅度分别为0.05、0.03和0.07 ℃/a,平均风速呈显著下降趋势,下降幅度为-0.01 m·s-1·a-1;冬小麦实际产量多年平均值为5 330 kg/hm2,实际产量和趋势产量均呈显著上升趋势,气候产量无明显变化趋势,但是变化范围为-1 245~1 376kg/hm2（-41%~26%）,说明年际间变化较大;分析典型高产年和低产年气候要素对冬小麦产量的影响,发现播种 返青期极端低温（1986年12月8日和9日日最低气温达到-21.2 ℃,1993年1月14—25日最低气温平均值达到-14.1 ℃）,拔节-抽穗期补灌不及时（1993年）以及种植后期降水量过多（2008年）会导致小麦减产,日照时数的提高和播种-拔节期气温的升高有利于小麦高产;不同年份造成减产的主导气象要素不同表明了气候要素对小麦减产的复杂性,而不同年份造成增产的主导气象要素相似则表明了气候要素对小麦增产的一致性。     

基于混沌理论的汉江上游安康站1950—2014年逐月降水量特征

通过对安康站1950—2014年逐月降水量的趋势进行分析,发现其降水存在周期变化。基于自相关函数法、C-C关联积分法来确定安康站降水的非线性系统的延迟时间、嵌入维数后,对降水序列进行了相空间重构,并利用G-P关联维法以及最大Lyapunov指数法进行混沌特征识别。结果显示:采用G-P关联维算法分析安康站1950—2014年降水时间序列并不能得到其存在混沌特性的结果,但最大Lyapunov指数法显示其存在混沌性;基于现有780个月份降水数据,可预报的最大时间长度为7个月。研究结果可为当地和下游地区的径流预报提供科学支撑。     

基于SWMM和InfoWorks ICM的城市街区洪涝模拟与分析

针对我国城市日益突出的洪涝问题,以福州市主城区某街区为例,基于SWMM与InfoWorks ICM构建了城市街区尺度洪涝模拟模型,基于差分进化算法率定SWMM关键参数,并在不同的降雨情景下,模拟了城市街区地表内涝淹没与危险性分布,并对比评估了模拟结果的可靠性。结果表明：基于差分进化算法率定得到的SWMM参数具有较好的效果,两次洪峰的模拟水位和实测水位误差均在1%以内;10 a、20 a、50 a和100 a 4种重现期降雨驱动下,研究区淹没面积分别为3.14 hm²、3.37 hm²、3.61 hm²和3.72 hm²,重现期从10 a到100 a,总淹没面积占比由27.40%上升到32.46%;基于SWMM与ICM耦合的模拟方式在研究区具有较好的适用性。     

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...     

虚拟水战略环境影响评价相关问题探讨

虚拟水理论为规划环境影响评价研究提供了新视角。本文将虚拟水理论融入战略环境影响评价研究之中,论述了虚拟水战略环境影响评价的必要性,提出了虚拟水战略环境影响评价的内涵、基本原则和相关研究内容,总结了现有虚拟水战略环境影响评价的研究成果及研究中存在的一些问题,并对未来研究的发展方向做出展望。     

滦河流域气象干旱向水文干旱传播特征及风险分析

干旱是一种复杂的自然灾害,气象干旱可能导致水文干旱等灾害,严重影响社会经济发展。探明气象干旱向水文干旱传播的特征及规律,可为减小干旱损失、保障流域供水用水安全提供技术支持。本文基于滦河山区1960—2017年的气象水文数据,应用游程原理识别气象水文干旱事件,甄别二者间的传播特征,并借助Copula模型评估气象干旱向水文干旱的风险和干旱传播的临界关系。结果表明：（1）在1960—2017年期间,与气象干旱事件相比,水文干旱事件具有频率低、历时长、峰值低的特点;（2）滦河地区气象干旱和水文干旱传播关系以单场气象干旱向单场水文干旱传播为主;（3）气象干旱向水文干旱的传播存在明显的滞后效应,从上游至下游地区干旱滞后时间依次增长;（4）Gumbel Copula函数能够更准确地评估该流域干旱传播风险,结果显示上游地区发生干旱传播的风险低于下游地区,上、下游地区气象干旱发展成水文干旱的临界历时分别为0.93个月和1.26个月,临界峰值强度分别为0.66和0.44。本研究可为评价不同干旱事件间的传播与演变关系,构建流域干旱风险评价模型提供新思路。