基于系统动力学模型的天津市水资源承载力模拟分析

为研究天津市水资源供需远景发展情况,根据天津市水资源供需和发展现状,结合系统动力学方法和层次分析法建立了天津市水资源可持续发展系统动力学模型。将2012—2019年的历史数据与系统动力学方法的模拟数据进行比较,相对误差绝对值基本小于10%,所构建的模型具有较高的可信度,可用于预测天津市未来的水资源承载力发展情况。在此基础上,通过设定现状延续型（S₁）、综合节水型（S₂）、开源治污型（S₃）和综合发展型（S₄）4种不同情景,利用所构建的系统动力学模型预测了2020—2035年水资源供需平衡情况。结果表明：2035年现状延续型情景下天津市总需水量可达41.58×10⁸ m³,2035年S₁~S₄情景的水资源承载系数分别为0.178 2、0.397 3、0.481 5和0.728 1,分析得到2025年南水北调东线供水将大幅缓解天津市水资源超载现状;在4种发展情景中,综合发展型方案对缓解水资源供需不平衡的效果最优,未来应遵循“节水优先,保障供水”的原则,综合实施节水、治污、开源等措施保障天津市水资源系统的可持续发展。     

陆地蒸散发分割方法及影响因素研究进展

蒸散发（ET）是陆地水文循环的重要组成部分,蒸散发分割及其影响因素辨识在气象、水文和农业等领域均有重要意义。为研究不同蒸散发分割方法的适用性及不同时间尺度上蒸散发分割的影响因素,在总结不同蒸散发分割方法优缺点的基础上,探讨了日和季节两个时间尺度上蒸散发分割的影响因素。结果表明：水文气象和同位素方法适用于田间尺度,数值模拟方法适用于区域尺度;在日尺度上蒸腾和蒸散发比值（T/ET）与太阳辐射、土壤温度及植被类型（体现在气孔导度差异）等因素呈正相关关系,在季节尺度上T/ET与植被生长状况呈正相关关系,与降水（降水量和降水频次）及土壤含水量呈负相关关系。最后,总结了蒸散发分割研究中存在的不足,从蒸散发分割的方法和影响因素两方面提出了未来研究需要解决的关键问题,以期为蒸散发分割的研究提供参考。     

基于不同优化算法的土壤水分特征曲线模型模拟性能分析

土壤水分特征曲线反映了包气带土壤孔隙中水分质量与能量之间的基本关系,同时也间接反映出土壤内部的孔隙情况。土壤水分特征曲线模型对实测土壤持水数据的拟合效果不仅取决于所选用的模型,还依赖于对拟合算法的选取。基于UNSODA 2.0数据库中世界各地实测土壤持水数据,采用多种高效拟合算法(遗传算法、粒子群算法、模拟退火算法、差分演化算法)对4种应用广泛的土壤水分特征曲线模型(Brooks-Corey模型、van Genuchten模型、Kosugi模型、Biexponential模型)进行研究,旨在获取最适宜拟合土壤水分特征曲线的模型与拟合算法。结果表明:van Geunchten模型对较细和较粗质地土壤的实测持水数据拟合效果较好; Biexponential模型在中等质地土壤类型下的拟合效果较好;而Brooks-Corey模型拟合效果整体较差;粒子群算法与差分演化算法对土壤水分特征曲线的拟合效果最佳;模拟退火算法在运算效率上高于其他算法,当需处理的数据量较大时使用该算法可显著缩短运算时间。研究成果可以为农田水利、生态水文等研究中土壤水力参数的选取提供指导和参考。