基于小波分析的断面污染负荷演变 规律研究初探 ——以松花江哈尔滨段为例

采用Morlet小波函数对松花江哈尔滨水源地站1999 } 2008年逐月断面污染物负荷量变化过程进行小波分析,以多时间尺度揭示10年间污染物负荷量年际变化关系。结果表明,1年、2年、5 年时间尺度呈现强周期交替规律,3年、4年呈现弱周期交替规律。污染物负荷量年内变化与地表径流过程基本相符;受2005年松花江污染突发事件影响,该序列存在突变点。     

淮南煤矿采煤沉陷区蓄洪除涝初探

目前我国对于煤矿采煤沉陷区的治理途径仅限于土地的复垦、深挖浅垫、开发湿地等手段,而利用沉陷区做蓄水区,发挥其蓄洪除涝作用的研究案例目前国内比较少见。本文针对淮南矿区的3个主要沉陷区进行了初步分析,摸清了沉陷区的动态变化规律,并预测出未来这些沉陷区的可蓄容积能够极大地缓解当地乃至淮河流域洪涝灾害的压力,同时可以充分利用雨洪资源提高供水保证率,对该地区的防洪除涝及水资源配置具有重大意义。     

基于地下水压采和水源置换的城市供水安全研究

随着国家对地下水压采和水源置换工程的实施,城市供水安全研究就显得尤为必要。以沈阳市为例,基于地下水数值模型对沈阳市压采后的地下水环境演变趋势进行了模拟预测,根据预测结果分析地下水压采和水源置换后沈阳市供水安全面临的风险,探讨规避城市供水风险的措施,旨在为推进地下水封井压采、水源置换及构建城市安全供水保障体系和实行最严格水资源管理制度等提供科学依据。     

辽宁省水利保障能力评价模型研究

为了研究辽宁省水利建设能否保障该省区域经济社会可持续和谐发展,以辽宁省第一次全国水利普查成果为依托,建立一套水利保障能力评价指标体系,利用模糊聚类综合评判模型和主客观赋权方法,对辽宁省各地市水利保障能力进行排序。评价结果表明,辽宁省各地市水利发展很不平衡,需要因地制宜,科学调整发展战略。     

面向干旱区湖泊保护的水资源配置思路——以艾丁湖流域为例

以艾丁湖流域为例,探讨并提出面向干旱区湖泊保护的水资源配置思路和方法,包括流域耗水总量控制、入湖总水量控制、用水总量控制、缺水总量控制、地下水取水总量控制等多层次全视角下的水资源配置模型系统及多重循环迭代方法。结果表明:艾丁湖流域2020年生态缺水量为2.60亿m3,2030年生态缺水量达2.48亿m~3。规划近期通过区域内压减灌溉面积,减小地下水超采量;远期需实施外调水工程。2020年综合耗水率进一步增大,在保障经济高速发展的同时,为满足艾丁湖入湖水量的基本需求,湖泊生态补水量应为0.72亿m~3/年。2030年在外调水2.48亿m~3的情景下,入湖总水量为0.91亿m~3/年。研究成果拟为面向干旱区湖泊保护的水资源配置方案分析与比选提供计算思路。     

地下水控制性临界水位及确定方法

地下水位及其变化趋势是衡量地下水资源开发是否合理的重要评判依据,为了充分反映地下水系统的功能属性和水资源管理要求,在辨析地下水控制性临界水位与上限、下限临界水位相关概念的基础上,以维系地下水资源功能、生态功能和地质环境功能可持续为目标,考虑地下水流动系统的整体性和协调性,通过构建多元量化关系模型,由各功能和类型分区单井临界水位划定成果加权得到各管理分区面水位阈值。以地下水开发利用问题较为突出的河北省平原区为研究对象,基于各代表性监测井2001—2013年水位数据构建量化关系模型,地下水控制性临界水位划定结果表明:河北省平原区浅层地下水控制性上限临界埋深阈值为1.93~13.19 m,控制性下限临界埋深阈值为10.94~27.06 m;深层地下水控制性临界埋深阈值为12.15~49.09 m。     

基于二元水循环的流域分布式水质模型构建与应用

流域分布式水质模型是描述污染物的时空迁移转化过程的数学工具，是预测未来水质状况、研究污染物总量控制方案的技术手段。本文针对流域分布式水质模型WEQ开展研究，结合二元水循环理论，着眼于加强污染物产生、入河过程的机理，考虑水库库容变化对污染物时空变化的影响，进一步增强模型的物理机制。改进后的WEQ使农田面源由陆域产生至入河过程更具有物理机制；借助水土流失方程计算水土流失量，增强了土壤侵蚀面源污染来源的可信度；通过水质过程与二元水循环过程的耦合，实现了污染物入河过程的动态计算；将水库蓄变量作为模型变量，描述水库调蓄对污染物的影响。本文以嫩江流域为例，模拟COD、氨氮的空间分布规律及河道断面负荷变化特征。模拟结果显示，率定期:MSEQ=1.81,Re=62.3%,Pearson=0.374;验证期: MSEQ=1.45, Re=50%,Pearson= 0.692，通过产生量核算、水质模拟过程与监测数据对比以及水库调度合理性分析，确保改进的WEQ模拟误差在合理范围之内，能够反映强人类活动干扰下的水质过程，对水环境管理需求具有实际意义。     

基于生态水文阈值调控的内陆干旱区水资源多维均衡配置研究

针对内陆干旱区城市发展和生态环境保护的强烈互斥性,在整体识别内陆干旱区水循环与生态演变耦合作用机理上,构建基于生态水文阈值调控的水资源多维均衡配置模型。模型分3个层次:以流域为单元的水资源系统耗水总量和地下水采补平衡;以行政分区为单元的经济社会系统水量平衡和水土平衡;以河道关键控制断面和灌区为单元的生态环境系统水生态平衡和水盐平衡,并给出相应的多重循环迭代算法。将该模型方法应用于我国内陆干旱区——塔里木河流域,结果显示:在平枯水平年通过累计新增节水灌溉面积85.1万hm~2,累计退减基本农田外灌溉面积41.5万hm~2,累计退减国民经济用水量为75亿m~3,可实现该地区水资源-经济社会-生态环境复合系统的有序良性演化和高效均衡发展,验证了该方法的可行性。     

基于二元水循环的流域分布式水质模型构建与应用

基于二元水循环理论,着眼于污染物产生、入河过程机理的描述,对流域分布式水质模型WEQ 进行了改进。改进模型的农田面源由陆域产生至入河的过程更具有物理机制;借助水土流失方程计算水土流失量,增强了土壤侵蚀面源污染计算结果的可信度;通过水质过程与二元水循环过程的耦合,实现了点、面源污染物入河过程的动态计算;考虑河道内人工取用水量、水库蓄水量变化对污染物时空分布的影响,进一步增强模型的物理机制。以嫩江流域为例,模拟了COD、氨氮的空间分布规律及河道断面负荷变化特征。模拟结果显示,其均方误差 与相对误差减小,模拟精     

基于改进破产理论的省级用水总量控制指标分解

以吉林省为例，借鉴马斯洛需求理论开展各地级市分层次用水需求识别，构建“省-市”两级用水总量控制指 标初始分配指标体系，基于充分保障区域用水的刚性需求，引入刚性需水量对传统破产理论准则进行改进。选取 人口-用水总量基尼系数、GDP-用水总量基尼系数、人均综合用水量、万元 GDP 用水量 4 个指标评价用水总量控 制指标分解方案的社会经济稳定性。研究结果表明，改进破产理论方法在省级用水总量控制指标分解中具有较 高适用性，分解结果符合各地级市未来发展用水趋势，且均能满足各地区发展的刚性用水需求，有效提升了地区 用水公平性与稳定性。具体体现在：与 2020 年实际分解方案相比，吉林省人口与用水总量匹配程度稳定性、GDP 与用水总量匹配程度稳定性分别提升了 11.03%、9.97%；大部分地级市用水水平与用水效率较现状年均有明显提 升。与采用传统破产理论分解方案相比，吉林省人口与用水总量匹配程度稳定性、GDP 与用水总量匹配程度稳 定性分别提高了 33.77%、18.32%；各地级市用水水平与用水效率变化更为合理。本研究可为各级水行政主管部 门开展精细化用水管理提供参考借鉴，同时对于健全最严格水资源管理制度体系具有一定的技术价值。