海绵城市系统构建模式

海绵城市是我国城市水问题综合治理的一种新理念。目前科学界和实践部门因各自的专业所限和视角不同,对于海绵城市的本质内涵、构建模式和建设途径还存在诸多不同观点,缺乏统一认识,在一定程度上阻碍了海绵城市研究与实践的深入。本文试从对城市水问题的基本判断出发,分析指出海绵城市的科学内涵,综合提出海绵城市构建的系统模式。该模式从系统思维出发,总结了海绵城市建设的本质内涵、系统诊断、基本途径和耦合平衡,并统合于海绵城市"一片天对一片地"核心思想,突破专业限制,从宏观上提出了涵盖海绵城市全要素全过程的系统科学范式,可为海绵城市研究、规划与建设提供基础理论支撑。  

水生态文明评价体系研究

在梳理水生态文明评价指标相关研究现状与已开展工作的基础上,对水生态文明的内涵进行了解读,提出了包括水生态系统、水供用系统、水管理系统和水文化系统的水生态文明评价指标体系框架,并开展了各系统的评价指标筛选,明确了各项指标的具体计算方法,结合水生态文明评价的基本条件和特色性指标,形成了较为完整的水生态文明评价体系。  

中国水资源配置30年

论文分析了水资源配置在水利规划管理工作中的基础性作用,总结了国内水资源配置的主要发展历程,剖析了新形势下水资源配置的原则和需要解决的主要平衡关系,分析了最严格水资源管理制度下量、质、效三个层次对水资源配置的综合需求,对未来发展方向作了展望,指出了水资源配置需要在多维决策机制下基于高效目标和低碳模式开展,实现自然水循环和社会水循环双重目标体系下水资源从低效向高效转化的多维调控。  

长距离输水水力控制的研究进展与前沿科学问题

长距离输水的水力控制是一门新兴的跨学科理论,主要涉及到管道水击、明渠非恒定流、渠冰工程、管道泄漏的检测、水力学参数的不确定度和系统辨识、计算机仿真技术等相关学科。本文概述了水力控制相关学科的研究进展及存在的主要问题,然后,从实用的观点出发,提出一些值得解决的前沿科学问题。  

鄱阳湖与长江关系及三峡蓄水的影响

通过机理研究,结合实测资料分析,说明了鄱阳湖河相与湖相的分界水位,阐明了长江干流来流对湖口出流的顶托作用,并给出了湖口出现倒流的条件,得到了鄱阳湖对洪水的调节作用系数,初步理清了鄱阳湖与长江干流江湖相互影响规律。分析了三峡水库蓄水期的影响及鄱阳湖的枯水特性。三峡水库运用初期,其蓄水的前半段时间,鄱阳湖向长江干流多补水量23亿m3,后半段少补水量11亿m3。三峡水库运用30年后,在河道冲刷、可补水量减少和蓄水的共同作用下,鄱阳湖的枯水季节相当于提前了1个月左右。本研究对认识江湖关系及鄱阳湖治理具有重要意义。  

微灌在中国:历史、现状和未来

微灌技术在我国的发展历经40余年,通过不断的实践与创新,逐步实现了关键设备的国产化和系列化,研究解决了系统设计和运行管理中出现的一大批关键问题,形成多个符合我国国情又具有明显地域特色的微灌技术应用模式,取得了显著的节水增产效果,成为我国节水灌溉的主要形式之一。同时,微灌技术的不断进步也促进了其在水肥药精量控制和农田生态环境调控管理等方面的综合效益发挥,成为推动我国农业现代化、实现农业生产方式转变的重要力量。本文通过回顾微灌技术在我国的应用和研究历程,系统总结了微灌技术在研究和实践中取得的标志性成果,在深入分析研究领域和应用中存在问题的基础上,提出了需要进一步研究的问题和方向,为微灌技术在我国的可持续发展提供参考。  

变化环境下气象水文预报研究进展

随着全球气候变化、下垫面改变及高强度人类活动的不断加剧,流域降水、蒸发、径流等气象水文要素都受到直接性的影响,水文序列的一致性假设不复存在。在变化环境下,传统径流预报方法适用性逐步变差,从而对气象水文的精准预报带来挑战。本文分别从气象水文预报的各个环节——多源降水数据融合、数值天气预报、流域水文模型、参数率定、数据同化、集合预报等方面综述了变化环境下的气象水文预报的研究进展。可以看到,国内外学者围绕上述技术都开展了大量研究,并取得了大量成果。未来针对变化环境下气象水文预报研究,将主要围绕以下方向开展:(1)落地和预报降水精度及时空分辨率的进一步提高;(2)水文模型结构的改进及不确定性分析;(3)水文预报误差的描述方法及其可靠性。  

论黄河水沙变化趋势预测研究的若干问题

1980年代中期以来黄河水沙情势发生了巨大变化,明晰其过程、特征及水沙变化研究的关键所在,有助于聚焦核心科学问题,重点攻关,为黄河流域生态文明建设提供科技支撑。本文系统分析了黄河流域1950—2016年水沙变化过程,梳理了不同阶段各家水沙变化趋势预测成果,辨析了趋势预测结果差异显著的原因。研究表明:黄河水沙锐减,时空减幅不同步,年内利于输沙的流量持续时间和水量、沙量都在减少,含沙量则与水利水保工程建设呈现协同的阶段变化,黄河水沙异源的空间分布格局仍然持续;黄河水沙变化趋势多借助于"水保法"、"水文法"和"物理过程模型法"等开展预测,不同时期的预测成果差异显著,其中机理和机制等的认识不足、评价技术等的缺失及预测条件变化的不确定性等是导致差异显著的主要原因。今后需加强黄河水沙变化机理、措施的群体效应、预测结果可信度评估和治黄策略等关键科学问题研究,为准确预测新情势下黄河水沙变化趋势提供理论基础。  

新时期治黄方略初探

"水少、沙多、水沙调控能力不足"是治黄历史矛盾。新时期治黄矛盾发生了重大变化,"沙多"得到了大幅度控制,"水沙调控能力不足"有了一定程度的缓解,"水少"已经演化成为主要矛盾。面向新时期黄河流域生态保护和高质量发展目标,应对治黄矛盾的思路在于"增水、减沙、提高水沙调控能力",促进流域水沙关系协调。实施西部调水是破解治黄矛盾的战略性举措,不仅可以保障黄河长治久安,支撑流域高质量发展用水需求,还能够有效提升黄淮海平原生态环境质量。基于治黄矛盾及其发展变化规律,提出了新时期治黄五大方略,即坚持生态优先的高质量发展、以水为脉的系统治理保护、应对极端灾害风险的综合预防、流域自然-社会水循环协同管控、流域和区域统筹的五大平衡控制。  

东北黑土区膜下滴灌施氮管理对玉米生长和产量的影响

2011和2012年在东北黑土区开展了玉米膜下滴灌田间试验，研究生育期滴灌施氮次数与施氮量对玉米生长和产量的影响。施氮次数取1 次（拔节期）和3 次（拔节期、抽穗期、灌浆期）2 个水平， 施氮量取50、100、150、200 kg/hm2 4个水平。结果表明，施氮次数对玉米的生长和产量影响显著，1次施氮处理显著提高了玉米在生育前期的株高、叶面积指数（LAI）、干物质质量和氮素吸收量，3次施氮处理使生育后期的干物质质量和氮素吸收量显著提高，产量随施氮次数显著增加，平均比1 次施氮处理提高5 %；施氮量对玉米各生育期株高和LAI 的影响均不显著，干物质质量和氮素吸收量随施氮量呈增加趋势，尽管2012 年玉米产量随施氮量的增加显著增长，但施氮量对玉米产量的影响明显小于施氮次数。本研究建议东北黑土区玉米膜下滴灌采用3次施氮、施氮量150~200 kg/hm2的施氮管理措施。