广东省东江流域显著水问题类型识别

通过构建流域水资源、水环境与水生态功能评价指标体系,采用ArcGIS自然间断点分级法分析广东省东江流域水资源、水环境与水生态3类涉水功能的空间格局特征,采用Spearman等级相关系数定量分析3类涉水功能间的交互作用,识别各地区显著水问题类型,并提出相应管控策略。结果表明：广东省东江流域水资源、水环境与水生态功能评价等级空间格局体现出显著的空间差异性;流域水资源、水环境与水生态功能间的交互作用类型为兼容;基于3类涉水功能评价等级及功能间交互作用类型,将广东省东江流域10个评价单元划分为水资源、水环境、水生态、水资源-水环境、水生态-水环境及非显著型6个显著水问题类型。     

考虑来水的东江流域用水量脉冲响应

运用协整的方法研究广东省东江流域近30年来总用水量与各行业用水量及流域来水量的长期关系,并建立了向量自回归模型对行业用水量和来水量的关系进行脉冲响应分析和方差分解。结果表明,东江流域总用水量的波动主要归因于生产用水的冲击,其对总用水量的方差贡献率之和长期达到91％以上,总用水量对来水的冲击呈现微弱负向响应;第二产业用水对自身和除第一产业用水外的行业用水波动影响强大而持久,为显著的正向响应,远大于各行业用水相互间的冲击。     

东江上游龙川站水文情势变化分析

针对河道受气候变化和人类活动影响致使水文情势变异的问题,基于东江上游龙川水文站1952~2010年的实测径流数据,利用Mann-Kendall检验方法分析了径流量的变化趋势和变异区间,并引入IHA指标、生态过剩和生态赤字指数来量化东江流域的水文变异程度。结果表明,在过去近60年期间,龙川水文站年径流量呈增长趋势,由于上游水库的调节作用,径流量大小、频率、延时及逆转次数都有显著改变;生态统计分析表明,生态过剩现象较生态赤字现象更为频繁,夏季洪水期高度运用水库调度的情况则除外。可见龙川站水文情势的变化对生态系统具有潜在影响,需加强东江流域的水资源管理来满足供水和生态系统的需求。     

澜沧江流域枯水年发电效益与下游生态-出境水互馈博弈研究

针对流域河道内水资源综合利用目标之间存在的互馈竞争关系,本文以澜沧江干流景洪水电站为研究对象,基于博弈理论构建了水电站发电效益与下游生态-出境水的完全信息静态博弈模型,并耦合支付函数最大化方法,探究在枯水典型年来水总量的约束下,水电站发电效益与下游河道内生态需水-出境流量之间的竞争博弈关系。纳什均衡解表明,在下游河道内生态需水流量选择最小值参与博弈时(天然径流量的21%),景洪水电站发电效益(多年平均年发电量的80%)和澜沧江出境流量保证率(93.7%)在该典型年达到最高,总效益最大。此外,研究还发现景洪以下河道枯水期的日流量大于504 m~3/s(出境流量下限值)、800 m~3/s(航运需水下限值)的保证率由常规调度下的78.4%、40.3%提高到博弈均衡调度方案下的93.7%和48.8%。研究对于优化流域水库调蓄以协同发电和下游河道内用水综合效益具有借鉴作用。     

武江流域气象要素变化及对径流敏感性分析

基于武江流域1959-2006年月均气象要素(降水量、气温、蒸发量、相对湿度和日照时数)及水文资料,采用Mann-Kendall法和相关分析等方法,分析了流域近50年来气象要素变化趋势及其与径流之间的关系;运用非线性回归模型计算并分析了降雨和蒸发对流域径流的敏感性。结果表明:近50年来,流域降雨量、气温呈上升趋势,而蒸发量、相对湿度、日照时数则呈下降趋势;降雨与径流有较好的线性关系且与径流关联度最大,是径流量变化的主要驱动因子;武江流域径流对降雨变化的响应较气温更为显著。     

变化环境下东江流域用水系统协调度分析

水资源的有限性和稀缺性使得流域生产、生态和生活等用水部门在一定时期必然产生争水现象。依据协同学原理及有序度、协调度等概念,在生产、生态和生活用水子系统中设置序参量,构建用水系统协调度的评价模型,并以东江流域为例,计算了流域及各地区用水子系统的有序度和用水系统的协调度,揭示变化环境下(包括气候、人类活动等方面)流域用水系统协同异化特征演化规律。结果表明,2005年前,河道外需水的增加和水体污染的加重使得流域用水系统的协调度降低;2005年后,各部门用水趋于合理,用水系统的协调度在波动中增加,用水系统逐渐朝着良好、有序状态演进。     

广东省城市供水安全水平时空格局及成因分析

依据广东省2010年~2020年21个地级市经济社会发展和供(用)水数据,研究构建城市供水安全保障评价指标体系,采用指标体系法评价各地市供水安全保障水平,利用贝叶斯时空分配模型揭示供水安全保障水平时空格局的变化特征及其主要影响因素。结果表明,广东省城市供水安全保障水平近10年总体呈波动下降趋势,2017年后下降明显;其供水安全保障水平空间不均衡格局显著;人口密度、人均GDP、万元GDP用水量以及工业用水量是该省城市供水安全保障水平的主要影响因素。人口密度和人均GDP在珠三角形成高值聚集区,而万元GDP用水量则在珠三角形成低值聚集区,是该省城市供水安全保障水平时空格局形成的主要成因。     

降雨空间插值方法在东江流域的比较运用

利用东江流域46个站点的已知实测降雨量,运用基于ArcGIS的三种空间插值方法(IDW、Spline、Krige)选取不同数目雨量站对东江流域降雨量进行空间插值并检验插值结果的优劣。结果表明:三种插值方法的插值结果基本能反映流域降雨量的空间分布特征,IDW法更适合东江流域的降雨量空间插值;东江流域的降雨空间插值受已知降雨量站点数目大小影响,各站点降雨量空间插值精度因插值方法的选择而异。     

东江流域水资源优化配置报童模式研究

针对当前用水总量控制的社会命题,将经济学中的收益与赔偿概念引入到水资源优化配置体系中,以用水总量控制指标作为水资源配置的核心状态变量,建立了变化环境下基于用水总量控制的流域水资源优化配置报童模型,并应用于广东省东江流域,采用大系统分解协调原理对模型求解,得到研究区2020年生活用水控制指标高方案和低方案下的配水结果。结果表明,两种用水量控制指标方案下,流域各行业配水量相差不大,在特枯来水年份缺水严重,缺水率超过了50%,生活用水控制指标低方案较高方案获得的用水净收益大;模型较好地协调了东江流域来水、需水、用水总量控制指标与配水之间的效益关系,用水户用水净收益的变化特征反映了配水的合理性,证实了模型的可行性。