HBV模型在逊毕拉河流域的适用性研究

流域水文模型是水资源评价和管理的重要工具之一,以我国北方的逊毕拉河流域为研究对象,评估了HBV模型在不同资料条件下的区域适用性。结果表明:HBV模型对逊毕拉河流域模拟效果总体较好,Nash系数多在0.6以上;雨量资料的质量对水文模拟效果具有较大的影响,在雨量资料较为充分的条件下模拟效果更好,Nash效率系数超过0.8(吴家堡站);HBV可以较好地适用于资料较好的我国北方寒冷地区进行环境变化影响评估等方面的研究。     

水文相似度及其应用

本文分别从流域下垫面、河网发育情况、产汇流影响因素的角度，探索性的提出了几个水文相似性评定指标，并采用层次分析法计算每种水文相似性指标在计算水文相似程度中的权重。以江西雨量站网密度实验区中的朗口和银山流域为研究对象，实例计算了两个流域的水文相似程度，结果证明水文相似度有助于定量化研究水文相似性问题。     

基于生态位理论的黄河流域用水结构分析

为分析和探究黄河流域用水结构的变化特征,科学支撑流域水资源合理配置与调度,保障流域可持续发展,以黄河流域为研究对象,基于生态位理论构建了用水结构生态位及其熵值模型,分析了流域及流域内主要省区用水结构演变趋势和特征,并与发达国家用水特征作比较。在此基础上提出了相关建议。结果表明:黄河流域的农业用水生态位(0.7～0.78)最大但呈现波动减少趋势,工业用水生态位(0.12～0.15)次之且变化趋势为波动且有所下降,生活用水生态位(0.06～0.08)与城镇公共及生态用水生态位(0.03～0.09)相对较少但皆有不同程度的增长趋势。各省区的生态位熵值差异较大,表明流域及各省区间用水结构差异较大。统计年间宁夏、内蒙古及山东的农业用水占有率高于全流域,陕西、山西、河南及甘肃的工业用水占有率高于全流域,各省区城镇公共及生态用水的占有率变化剧烈,陕西、山西及河南的生活用水占有率高于全流域。相较于黄河流域,美国的工业用水(0.42～0.52)在用水结构中的优势更加突出,农业用水(0.31～0.44)相对处于劣势地位;两个区域生活用水在用水结构中的地位相对其他的用水类型更为接近。     

CRU高分辨率格点降水资料在海河流域的适用性

利用海河流域及其子流域漳河流域的实测站点资料,采用皮尔逊相关系数、均方根误差、平均绝对误差以及相对偏差作为评价指标,对CRU(climate research unit)数据降水产品的月尺度降水数据在海河与漳河流域的适用性进行评估分析,结果表明：CRU数据在海河子流域漳河流域的适用性好于整个海河流域,各项评价结果均达到预期期望;突变性与周期性规律检验结果与以往基于实测数据分析结果相符;从相关系数角度来看,应用于2个流域的CRU数据在1990年之前整体表现良好,但在1990年后海河流域的相关系数显著下降。综上CRU数据可应用于海河流域与漳河流域的气候变化背景下水文过程模拟与分析,但应用于海河流域实测站点数据的还原时,应充分考虑其年际表现不一的问题。     

变化环境下考虑物理机制的SD需水预测研究

随着气候变化与人类活动作用的加剧,流域水资源受变化环境的影响愈加显著。研究变化环境下的流域水资源系统变化特征及需水预测对支撑流域水资源管理与合理配置具有重要的指导意义。基于系统动力学原理,耦合了考虑物理机制的需水预测方法,建立水资源系统模型,以黄河流域为例,分析了多因子驱动及多要素胁迫作用下黄河流域水资源系统变化特征,采用MPI气候模式预估的未来气温、降水结果及未来流域5种不同的经济社会发展情形,预测了黄河流域2017—2030年的水资源供需演变趋势。结果表明:①黄河流域的生活需水量随着流域人口及人均用水需求的增加不断增长。随着产业结构调整,工业需水量呈现缓慢减少态势,生态及三产需水量逐年增加,农业灌溉需水量呈下降趋势;②在加强流域水资源管理力度、增加节水技术投资的前提下,保障流域经济、社会协调发展,注重发展经济的同时兼顾流域生态环境保护,满足黄河流域下一阶段的经济社会可持续发展的要求;③为保障黄河流域水资源可持续发展,实现黄河流域生态保护和高质量发展,需要调整流域水资源管理策略,提高节水程度,促进流域产业结构优化。     

澜沧江-湄公河流域可分配水量计算与水利益共享

与传统的水量分配相比,基于水利益共享的跨境水资源分配理念,由于其更能体现公平合理原则和流域可持续发展要求,自提出以来受到了广泛关注,但由于跨境流域的水利益计算和分配机制等问题非常复杂,为此开展了专项研究。结果如下:①针对跨境流域的可分配水量以及水利益计算等核心问题,以澜沧江-湄公河流域为例,阐释了澜湄流域可分配水量的计算过程,指出以往将流域多年平均径流量(入海口流量)作为流域可分配水量的误差之处;②针对跨境流域全流域水利益难以计算的问题,从流域的水资源开发利用或保护活动对水利益的影响角度,通过水利益的变化来度量全流域水利益和水利益分配,创新性地解决了跨境流域水利益计算的难题,并初步提出了基于水利益共享的水资源分配原则。研究成果将有利于推动基于跨境流域水利益共享理念的水资源分配模式的实施,实现跨境流域各国水利益共享,共同应对气候变化风险、保护河流健康和促进全流域水资源可持续开发利用,以澜湄水资源合作助推"一带一路"倡议。     

气候变化下海河流域未来水资源演变趋势

气候变化将对水资源产生重要影响,评估气候变化对水资源的影响可为区域可持续发展提供重要依据。海河流域是我国水资源供需矛盾最为突出的地区之一。本研究的目标是评估气候变化对海河流域未来2021—2050年水资源的可能影响。基于IPCC AR5的7个全球气候模式在3种排放情景(RCP2.6、RCP4.5及RCP8.5)下的资料驱动可变下渗容量模型,模拟了海河流域未来水资源的变化情势。结果表明:可变下渗容量模型在海河流域具有较好的适应性,率定期和检验期的水量相对误差Er都控制在±5%以内,各站月径流过程的Nash-Sutcliffe模型效率系数NSE达到0.70以上,日径流过程的NSE达到0.60以上;与1961—1990年基准期相比,未来2021—2050年海河流域水资源将呈现略微增加的趋势,其中流域北部水资源的增加趋势更为明显,滦河及冀东沿海和海河北系的增幅分别为1.52%~10.40%和2.72%~10.62%,徒骇马颊河水系在不同情景下预估的水资源各有增减,预估结果的不确定性较大。未来海河流域水资源短缺的问题尚不能得到根本性改变,仍需通过加强水资源综合管理来应对。     

黄河源区水文水资源对气候变化的响应

气候变化是目前世界各国科学工作者关注的重要问题之一。以黄河源区为研究区,采用Mann-Kendall非参数检验和Spearman秩次检验相关法分析了过去60 a降水、气温及径流的变化趋势;利用10套情景数据驱动大尺度分布式VIC模型,分析了黄河源区未来径流和土壤含水量的可能变化。结果表明,过去60 a黄河源区年平均气温呈显著上升趋势,平均每10 a上升约0.23℃,高于全球地表平均升温速率0.13℃/10 a;日最低气温比日平均气温和日最高气温的升高趋势显著;年降水量呈微弱增加趋势,年径流量呈微弱减少趋势,两者变化趋势都不显著;可变下渗容量模型能较好地模拟黄河源区的水文过程,率定期及检验期的水量相对误差都在5%以内,月径流过程的Nash效率系数达到0.9。采用4个全球气候模式、4种排放情景组成的共10个情景系列来驱动水文模型,结果表明,未来黄河源区径流和土壤含水量将有可能呈减少趋势,未来唐乃亥站的年内日径流量分配的不均匀性将更明显,发生干旱的可能性进一步加大,将会对工农牧业生产构成威胁,应及早采取措施。     

澜沧江－湄公河流域水资源利用现状与需求分析

为了摸清澜沧江-湄公河流域各国对水资源开发利用和需求情况,首先概述了澜沧江-湄公河流域水资源分布情况和流域内各国开发利用现状,其次基于各国的实际经济发展情况,分析了各国的用水需求。分析表明:在水资源开发利用方面,各国主要在航运、水电、灌溉、渔业养殖等方面对水资源进行开发利用,但受水资源分配不均和各国开发技术水平差异的影响,整体开发水平不高。在水资源需求方面,各国对澜沧江-湄公河流域水资源依赖程度差异较大,依赖程度最大的是柬埔寨,其次是越南、泰国、老挝、缅甸,中国依赖程度最小。受人类活动和气候变化的影响,未来各国对澜沧江-湄公河流域水资源需求将会更加多元化和复杂化,在水资源安全保障方面还需继续加强合作和积极应对。     

关于智慧水利的认识与思考

智慧水利是运用物联网、云计算、大数据等新一代信息通信技术,促进水利规划、工程建设、运行管理和社会服务的智慧化,提升水资源的利用效率和水旱灾害的防御能力,改善水环境和水生态,保障国家水安全和经济社会的可持续发展。智慧水利是水利信息化发展的新阶段,也是水利现代化的具体体现。信息是智慧水利的基础,要高度重视信息的收集、监测和分析;知识是智慧水利的核心,要应用新的信息技术,加强信息的挖掘、提取和知识的积累;能力提升是智慧水利的目的,要着重提升流域的监测能力、预测预报能力、调度决策能力和运行管理能力。