长江口生态流量研究

根据长江流域生态系统特点,把河流生态需水的重点定位于下游河段至河口区,选择盐的质量分数作为关键因子,提出了河道生态流量计算方法.建立大通至长江口外海一、二维耦合数学模型,采用实测资料对模型率定,模拟大通水文站不同来流量时长江口盐的质量分数空间分布规律.以维持长江口生态系统服务功能最大化为目标,选定盐的质量分数控制标准,分析得出长江大通站生态流量为10 000 m3/s.     

北三河流域水资源供需平衡对降水变化的敏感性

分析不同区域水资源供需平衡对降水变化的敏感性,并结合考虑云水资源和降水效率的空间分布,有助于常态化人工增雨作业地点的确定,对实现空陆水资源的统筹利用具有重要意义。以北三河流域为研究区域,基于新安江模型和彭曼-蒙特斯公式分析了研究区需水量对降水变化的响应,并探讨了不同计算单元水资源供需平衡对降水变化的敏感性。结果表明:当降水量增加时,流域平水年产水量增加的比例大于枯水年与特枯年,农田灌溉需水量随降水量的增加大致呈线性减小趋势;在不考虑外调水和地下水超采的情况下,自然降水情景的流域资源性缺水量分别为35.46亿m3（降水频率p=50%）、43.17亿m3（p=75%）和46.30亿m3（p=95%）,缺水峰值分别出现在5月、7月和8月;各单元缺水量对降水变化的敏感性主要由产水变化主导,空间上呈由北向南逐渐递减的趋势,当平水年降水量增加20%时,北部地区缺水量相对减少率达到150%以上,中部介于30%~50%,南部则小于15%。     

基于鱼类栖息地盐度需求的汛期河口生态需水研究

海河流域枯水期中下游河道基本干涸,汛期来水基本上是河口全年生态维持水量的惟一来源。根据汛期河口水生态系统的特点,选择鱼类为河口水生态系统的关键种群,以盐度作为关键生态因子,构建基于生态学和水动力学的汛期河口生态需水计算模型。以海河流域漳卫新河河口为例,采用改进熵值法进行河口及邻近海域鱼类优先保护次序评价,确定蓝点马鲛(Scomberomorus niphonius)和半滑舌鳎(Cynoglossus semilaevis)作为优先保护对象。在此基础上,运用1维水流和盐度数学模型模拟河口盐度与流量相关关系,以优先保护鱼类产卵和育幼的适宜盐度为控制条件,计算得到汛期漳卫新河河口最小和适宜生态流量分别为10.1、57.5 m3/s,揭示水动力特性变化导致鱼类栖息地盐度及其生态需水的变化规律。     

海河流域径流演变规律及其对气候变化的响应

根据海河流域长系列水文气象资料,对流域内年径流量的演变趋势、突变特征和周期性规律进行分析,同时选取降水量和气温这两项重要的气候要素,建立海河流域年径流与降水、春夏气温的统计回归模型,计算未来A1B、A2和B1三种气候条件下的径流量,从而分析径流量对气候变化的响应。     

区域层面河湖功能区划研究——以太湖流域为例

河湖功能区划是加强流域管理的一项新举措.对于自然属性和社会经济属性较为均一的区域,河流功能难以按其沿河道的空间分异性进行划分.基于这一特点,提出了区域层面河湖功能区划的概念,建立了由因素层、区划层和功能层构成的区域层面河湖功能区划体系,并提出了区划的方法和程序.进行了太湖流域区域层面河湖功能区划实践,将该区域共划分为3类13个河湖功能区,给出了每一区的功能定位和管理措施.结果表明,区域层面河湖功能区划的概念与方法合理可行,为平原河网区的河湖管理提供了一个新途径.     

农田灌溉用水量客观测算模型数据库研究

农业灌溉用水量约占全国总用水量的 60%,客观测算农田灌溉用水量是落实最严格水资源制度的重要抓手,综合运用数据库管理手段实现农业用水复核工作的流程化和规范性成为迫切需求。深入剖析农田灌溉用水量客观测算的原理与方法,梳理测算业务的数据流程,基于合理的数据分类提出测算模型数据需求。分析各类数据特性及数据间的关联特性,明确数据时间尺度与存储格式,建立气象站点、种植结构与测算区域的对应关系。运用面向对象的设计思路,以冗余度小、可扩展性好为原则推求农田灌溉用水量测算模型数据库设计方案,并在汉江上游构建农田灌溉用水量测算模型数据库实例,测算结果表明：模型数据库建设可高效支撑农田灌溉用水量测算,提升测算结果汇总分析能力。     

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。     

西辽河流域地表地下复合生态需水研究

针对西辽河流域水资源开发利用强度大、地下水超采、平原河流断流等严重的生态问题,将河道生态流量与地下水位作为整体来考虑,系统地确定复合型生态需水。首先以河道为对象,计算了最小生态流量、适宜生态流量;其次,以河岸为对象,以地下水与河流补排关系和避免盐碱化为依据,以河道生态流量为边界条件,确定了支撑河道生态需水的生态地下水位。西辽河流域的地表地下复合生态需水指标由河道最小生态流量和适宜生态流量以及地下生态水位构成,可为流域水资源规划和管理、生态系统保护和恢复提供科学依据。     

基于改进遗传算法与动态规划的输水泵站日优化调度

针对我国泵站因不合理调度而导致经济效益不高的问题,基于存在多管道系统的输水泵站,考虑峰谷电价的影响,以日运行费用最小为目标,构建了泵站日经济优化模型,并以蒙开个河库连通工程二级泵站为例,基于组合变异的改进遗传算法、动态规划法,对定速节流调节、变频调节两种调节方式进行泵站日优化调度。结果表明,改进遗传算法适用于泵站优化调度问题;同时发现当机组实际工况点偏离设计工况点较远时,采用变频调节经济效益更高。     

中国年最大致洪暴雨落区随机性描述与预测

鉴于中国年最大致洪暴雨落区的随机性,利用1900~2010年全国最大致洪暴雨落区分布资料,结合中国暴雨区划图并进行编号,得出每年暴雨落区的编号,从而形成年最大致洪暴雨落区时间序列。通过对该时间序列进行自相关、趋势、周期等一系列分析,发现该序列为独立序列,序列整体呈减小趋势,且通过了Kendall秩次相关检验,序列存在9年左右的第一主周期、5年左右的第二主周期和30年左右的第三主周期,可见该序列具有一定的规律性和可预测性。利用改进的BP网络方法对该时间序列进行模拟与预测,发现模拟和预测精度均较好,表明中国最大致洪暴雨落区具有一定的可模拟性和可预测性。