城市防洪及雨洪资源利用探讨

城市内涝频发,人民生命财产损失严重,同时,许多城市又面临水资源严重不足及地下水过量开采等问题。二者的矛盾让寻求雨洪资源合理开发利用显得愈发紧迫。文章分析了天气变暖引起极端天气频繁,城市化进程加快、绿地减少、不透水面积急剧增加,是城市暴雨洪水频发的成因,阐述了郑州市资源性缺水的特性。提出通过X波段雷达监测、制订科学方案等非工程措施解决郑州市城市防洪问题,通过制定相关政策、采取奖惩措施、建设拦蓄工程,将郑州市建设成为海绵城市,进而将城市防洪与缓解水资源紧缺紧密地联系起来。     

20年来中国河流水质变化特征及原因

根据1997—2017年中国水资源公报所发布的全国降水量、污水排放量、地表径流量以及水质环境评价总河长、各类水质河长占比等信息,分析了我国江河水质演变态势及其变化原因。结果表明:20年来,我国污水排放量总体呈现增长趋势,但2011年之后逐年下降;降水量和地表径流量呈先减少后增加的趋势;2010年之前,不同级别水质河长占比并没有明显的规律性变化,但2011年之后,Ⅰ～Ⅲ类水质河长占比呈现稳定增长趋势,Ⅳ～Ⅴ类和劣Ⅴ类水质河长占比呈现减小趋势,说明我国江河水质总体趋于改善。地表径流增加以及近些年来污水排放量减小是河流水质改善的主要因素。     

南京主城区设计暴雨计算研究

科学合理地推求城市设计暴雨过程直接关系到城市防洪安全。论文以南京市为研究对象,基于由年最大值法选取得到的1982-2015年1h南京市面平均雨量样本,从P-Ⅲ型分布函数、耿贝尔分布函数、指数分布函数中优选拟合最佳的分布函数,并结合南京站1h雨量样本计算主城区设计面雨量;在对比分析同倍比法与同频率法推求不同历时典型暴雨时程分配的优缺点的基础上,选择同频率法由设计面雨量推求得到南京市主城区历时12h的不同重现期设计暴雨过程。结果表明:P-Ⅲ型曲线拟合最优,同频率法求得的暴雨时程分配更符合防洪排涝工程的要求。研究成果可为确定城镇防洪排涝工程的设计标准提供科学依据。     

南京市短历时设计暴雨雨型研究

设计暴雨的确定是城市管网系统排水能力规划设计的重要基础。以南京市中心城区为研究区,首先应用暴雨强度公式分别计算历时60 min和120 min的不同重现期设计暴雨量,再基于1982-2015年降水资料利用年最大法选取得到年最大降雨序列,并计算综合雨峰系数,最后应用PilgrimCordery雨型和芝加哥雨型推求南京市中心城区历时60 min和120 min的设计暴雨过程,并对峰值大小、雨峰位置、雨峰出现时累计暴雨量进行对比分析。结果表明:历时60 min和历时120 min设计暴雨的雨峰分别处于整场降雨过程的1/2时间和前1/3时间;两种方法得到的雨峰值大小相当; PilgrimCordery雨型法计算的雨峰出现时累计暴雨量大于芝加哥雨型法;短历时设计暴雨雨型推荐选用芝加哥雨型。研究成果可为南京市中心城区地面积水风险评估与排水管网系统的规划和建设提供参考。     

气候变化下黄河流域未来水资源趋势分析

开展流域水资源变化趋势研究是水资源规划和开发利用的基础工作。基于RCPs（Representative Concentration Pathways）排放情景下7个全球气候模式的气候情景资料,分析了黄河流域未来气温及降水的变化趋势;采用RCCC-WBM模型动态模拟了黄河流域未来水资源情势。结果表明:黄河流域在未来30年（2021—2050年）气温将持续显著升高（线性升率为0.24～0.35 ℃/（10 a））;与基准期（1961—1990年）相比,流域降水总体可能增多,但对降水变化预估的不确定性较大;受气候变化影响,黄河流域未来水资源量较基准期的可能会略微偏少,流域水资源供需矛盾可能进一步加剧;不确定性及其带来的评估风险是目前及未来气候变化影响及水资源评估中需要加强研究的重要内容。     

近60 a河南省河川径流演变特征研究

河南省地跨海河、黄河、长江、淮河四大流域,水资源问题突出,深入分析河川径流演变规律对河南省水资源管理具有重要意义。选取河南省主要流域的6个代表水文站实测流量数据,利用Mann-Kendall秩次相关检验分析了各代表站年平均流量、月平均流量演变规律。结果表明：近60 a河南省实测流量呈下降趋势,2000年后流量略有回升。自西向东,流量下降速率越来越大。全省径流突变后年平均流量减小,各站减小幅度均大于15%,北部流域突变年份较早,南部流域变化幅度较大。月平均流量总体呈减小态势,海河流域河南段、黄河流域河南段下降显著,达到5%显著性水平。除长江流域河南段外,全省月平均流量年内分配变化不大,从全省范围来看,月径流量占年径流量比例呈枯增丰减态势。     

标准化综合干旱指数在北汝河流域干旱评价中的应用

河南省北汝河流域频发的干旱灾害严重影响工农业生产和人民生活,分析评价干旱旱情对指导抗旱救灾、减轻干旱灾害损失具有重要意义。采用新安江模型模拟计算北汝河汝州站以上流域1985～2016年日尺度径流深、蒸散发、土壤含水率,对其月尺度值与月降水量进行核熵成分分析,构建综合干旱指数,在对比分析不同分布函数拟合优劣的基础上选取拟合最优的对数逻辑斯特分布函数对综合干旱指数进行标准化得到标准化综合干旱指数;基于标准化综合干旱指数分析流域1985～2016年干旱情势演变,并与标准化降水指数和降水距平百分率的评价结果进行比较。结果表明,北汝河流域1985～2016年干旱事件发生频率呈增加趋势;标准化综合干旱指数对轻度干旱事件更为敏感,能较好地反映流域干旱特性及典型干旱事件的演进过程。研究结果为北汝河流域抗旱减灾提供了科学支撑,亦对其他地区干旱评价具有借鉴意义。