面向金泽水库取水安全的太浦河多目标联合调度研究

为强化上海市黄浦江供水系统的重要组成部分金泽水源地取水安全,又兼顾太湖流域及太浦河沿线区域防洪、供水需求,开展了太浦河太浦闸与沿线88个闸控口门的多目标联合调度研究。在分析太浦闸及两岸河道现有调度方式的基础上,拟定了两类共10个联合调度方案。采用细化后的太湖流域水量水质模型,对各调度方案进行了模拟。然后,构建了反映防洪、供水、水环境需求的多目标函数,采用蚁群优选算法对所有调度方案进行了优选。结果表明:与现状调度方案相比,太浦闸同时根据太湖水位和金泽断面水质情况加大下泄流量,同时太浦河沿线河道闸门有序控制,可显著提高金泽水源地关键水质指标达标率、抬升金泽水源地最低水位,又基本不影响流域及区域其他调度需求。     

降水变化条件下沿海地区暴雨潮位遭遇联合风险EI北大核心CSCD

为辨识沿海地区极端降水变化特性,并定量揭示其对暴雨潮位遭遇风险的影响,以华南沿海地区的深圳市为例,采用Pettitt方法检测1965—2016年极值降水的变异情况,根据变异年份划分研究时段,基于Copula函数构建了深圳市暴雨潮位的联合分布模型,对比分析了不同时期暴雨潮位遭遇的联合风险的变化情况。结果表明:1985年为深圳年最大1 d降水量的突变点;受极端降水特性变化的影响,对同一重现期的暴雨潮位组合而言,1985年之后暴雨潮位遭遇风险较1985年之前显著增大;Copula函数求解简便、适应性强,能够定量求解沿海城市暴雨潮位遭遇的联合风险。     

基于联合分布的太湖流域梅雨特征研究

为了研究太湖流域梅雨特征量中入梅时间和梅雨量之间的相互关系,首先利用3种拟合评价方法优选单变量的边缘分布,然后基于Copula函数理论构造两变量的联合分布,并用所建的联合分布分析不同情况下入梅时间与梅雨量的遭遇概率和条件概率。结果表明:太湖流域不同入梅时间遭遇不同梅雨量的概率有明显差异,总体上仍以入梅时间和梅雨量正常遭遇为主,不同入梅条件下仍是出现正常梅雨的概率较高,但入梅偏早时出现梅雨偏丰的概率达0.417,入梅偏晚时出现梅雨偏枯的概率也达到0.374。因此,在太湖流域入梅偏早的情况下要密切关注流域防洪情势的变化;而当入梅时间偏晚时,则应注意流域出现干旱的情况。研究可为流域相关部门尽早采取防汛抗旱及水资源调度措施提供决策依据。     

丰水地区县域节水型社会达标建设实践与思考

基于丰水地区节水型社会建设面临的基本形势和特点,以位于苏南丰水地区的苏州市相城、吴江两区为案例,系统梳理县域节水型社会达标建设的主要做法和措施,分析达标建设的成果和效益,并结合创建经验与体会,提出今后节水型社会发展建议,可为类似地区县域节水型社会达标建设提供借鉴.     

对雨洪资源利用的再认识

雨水和洪水是宝贵的自然资源,雨洪资源利用是具有悠久历史的重要水资源开发利用方式。近年来雨洪资源利用的实用性技术获得了蓬勃发展,但对其基本概念尚存在明显的认识误区,相关概念和术语的不规范使用给研究和实践带来了混乱。鉴于此,从有关历史和现实情况出发,根据水文学基本理论,对雨洪资源利用进行了再认识,明确了雨水、洪水的自然资源和水资源属性,阐明了雨水资源利用和洪水资源利用的基本内涵和定义,辨析了雨水资源利用和洪水资源利用之间的关系,并澄清了“雨水资源化”“洪水资源化”等术语的规范性。对雨洪资源的思考和认识有助于夯实雨洪资源安全高效利用的理论基础,为科学开展雨洪资源利用评价、规划和技术创新及应用创造了条件。     

太湖流域降水不均匀性研究

基于1951—2011年逐日降水数据,采用信息熵分配紊乱指数、基尼系数和变差系数3种不均匀性指标,分析旬、月时间尺度上太湖流域及各分区降水分布的不均匀性。比较3种不均匀性指数的差异,并探讨指数与流域洪涝灾害的相关关系;同时采用基于预置白处理的Mann-Kendall方法和Hurst系数,诊断降水不均匀性指数的变化趋势及持续性,分析对流域旱涝灾害情势的可能影响。结果表明:3种不均匀性指数间的差异较小;当年或汛期降水总量和不均匀性指数值均较大时,太湖流域较容易遭遇洪涝灾害,而在降水总量较小且不均匀性指数值较大时,则容易遭遇干旱灾害。在月时间尺度上,太湖流域汛期降水的不均匀性将持续增加,降水分布具有更为集中的态势,发生洪涝灾害的风险将有所增加。因此,有必要继续分析降水在空间上的不均匀性,以揭示降水在空间尺度上的分布差异,继而为流域防灾减灾提供技术支持。     

基于广义可加模型的降水空间估算模型

采用太湖流域浙西区33个站点1989—2013年的降水观测资料,基于广义可加模型建立了该区域年降水空间估算模型,得到了该区域分辨率为1 000 m×1 000 m的降水栅格数据。借助多种统计指标,分析了不同预测因子对降水空间估算结果的影响,特别比较了是否将高程作为预测因子情况下的年降水量估算差异。结果表明:加入高程因子作为广义可加模型的预测变量后,无论是模型的优良性还是降水空间估算精度均有所提高,能够更合理地描述浙西区降水空间分布受地形影响的特征。此外,从模型偏态效应图来看,浙西区降水量随着纬度的增加明显减小,随着高程的增加显著增大,而随经度的变化则不明显。     

基于水下自走式监测系统的数据分析与应用

应用德国弗劳恩霍夫系统应用中心研制的多功能水下自走式监测与分析系统,以湖州市对河口水库、日照市青峰岭水库、南京市金牛山水库、秦淮河为试点,对上述水库及河流的多参数水质(溶解氧、电导率、铵盐含量、硝酸盐含量、温度)进行监测。基于所测数据,采用水下三维地形图、水质参数等值线图、分层切片图、纵向剖面图、水质参数散点图等方法,对上述水质参数在水体中的分布规律进行分析,对水下三维地形进行解释,对不同水质参数之间的相关关系进行一定探索。研究表明:在水库表面,溶解氧含量分布在空间上存在一定差异;硝酸盐含量分布在不同深度水体中差别很小,但在靠近底部时发生明显变化,与库底淤泥影响有关;随着水深的增加,水温逐渐降低;水面电导率值和硝酸盐、铵盐含量有一定的正相关关系,溶解氧和温度存在一定的负相关关系。应用结果表明:所测数据可快速生成水下地形及水质三维结构图,能较好地反应试点区域水情、水质的主体分布。     

遥感和再分析蒸散发数据精度评估:基于GRACE和流域月水量平衡模型的比较研究

采用GRACE陆地水储量变化数据和两参数月水量平衡模型(WBM-DP)分别构建了流域实际蒸散发月序列ET_GRACE和ET_WBM,以此为基准评价了两种遥感蒸散发数据MOD16、SSEbop和一种大气再分析蒸散发数据GLDAS-Noah在汉江流域上游的性能,解析了基准序列不同对蒸散发数据精度的影响。结果表明,GRACE数据和WBM-DP得到的2006—2014年汉江流域上游蒸散发基准序列在年尺度上较接近,但在月尺度上差异明显。WBM-DP可较好地模拟降水和潜在蒸散发作用下流域水储量的季节性变化特征,构建的蒸散发基准序列也更合理;而GRACE数据反映的流域水储量变化存在不合理现象,由此根据水量平衡方程推算的月蒸散发基准序列也具有异常现象。在月尺度上,基准序列的不同会导致蒸散发数据精度指标的非一致性变化,其精度评估结果也可能不同,在非汛期各月,以ET_WBM为基准时,MOD16综合精度最优;而以ET_GRACE为基准时,SSEbop最优。且相对于ET_GRACE,以ET_WBM     

基于ATAK的MSWEP数据空间降尺度及对降水融合的影响研究

全球性降水数据为获取大范围降水空间分布提供了新途径,但其空间分辨率不高一直是制约其应用于流域或区域尺度上的重要因素之一,因此研究全球性降水数据的空间降尺度方法具有重要的理论和实用价值。本文采用从区域到区域的Kriging（Area to Area Kriging,ATAK）和反距离权重（Inverse Distance Weighted,IDW）两种方法,不考虑地面雨量资料及影响雨量的有关辅助信息,在汉江流域将全球性降水数据MSWEP的空间分辨率由0.1°×0.1°提高至0.02°×0.02°。结果发现ATAK降尺度得到的月雨量场虽然在统计精度上与IDW无明显差异,但提高了对月降水量局部空间变异特征的描述能力,在一定程度上克服了IDW的平滑效应。进一步以ATAK、IDW降尺度处理后的MSWEP数据以及不作空间降尺度处理的原始MSWEP数据为背景场,采用GWR方法分别与雨量站网降水数据融合,发现3种情况下得到的月降水融合数据在空间基本格局上相同,精度统计结果也较为接近,但雨量场的空间连续性及细节特征仍有一定差异。在地表雨量站网密度较高的情况下,背景场差异对MSWEP和站点降水融合结果的影响不能完全消除,甚至在局部可能放大。因此,对于MSWEP等全球性降水数据与站网降水资料的融合而言,选择适当的空间降尺度方法是必要的。本文的结论和认识为全球性降水数据的空间降尺度和雨量场精细化估计提供了重要参考。