潍坊北部超采区地下水位预测与恢复

鉴于潍坊北部地下水超采严重的现状,在分析其水文地质条件的基础上,利用Visual MODFLOW软件建立地下水数值模拟模型,通过水位拟合、水均衡等分析模型合理性,并预测不同开采条件下未来五年(2016~2020年)的地下水流场,揭示其在自然、人为影响条件下的变化趋势。结果表明,研究区在地下水压采、回灌补源的条件下,相比初始流场,水位最大回升幅度为11m,地下水位回升明显,可作为水位最佳恢复方案。研究成果可为地下水超采治理和水位恢复提供依据。     

基于可变集的区域水资源全要素配置方案评价

传统的区域水资源配置以水量配置为主,存在的指标单一、评价重量轻质、忽视水质潜在效应及缺乏水质调控方案等问题;以统筹水资源、社会经济、生态环境三大系统的水资源全要素配置为指导,通过水量水质联合配置得出配置方案集;将可变模糊清晰集应用于方案集评价,构建了基于指标区间优选法的评价模型,该模型包括水资源配置中指标级别区间的构建及评价。经山东省邹城市2030年水资源配置方案实证分析表明:山东省邹城市2030年水资源配置方案集级别特征值区间为[2.5,3.5],水资源可持续利用程度处于良好与及格之间,评价模型实用性成果显著。     

基于时效匹配法的融合降雨临近预报研究

基于天气雷达外推的降雨临近预报其有效预报期通常不超过3h,而数值天气预报的预热问题"Spin-up"往往导致短期内的预报能力较差。鉴于此,本研究通过"取长补短"设计了一种依据临界成功率指标(CSI)和均方根误差(RMSE)的时效匹配方法,对两者的降雨预报进行融合,并选取了位于大清河水系的阜平、紫荆关流域的4场时空分布均匀程度各异的典型降雨过程进行试验应用。研究基于像素追踪的PBN外推临近预报和数据同化的WRF模式预报,通过时效匹配法实现两者的融合,融合方案为:1 h以内(不含1 h)采用PBN外推预报,1～3 h采用PBN与WRF的融合预报结果,3 h以上(不含3 h)则全部使用数值天气预报。通过对4场典型降雨过程预报效果对比发现:(1)随预见期延长,PBN外推预报权重逐渐下降,WRF模式预报权重逐渐增加;(2)融合权重在降雨初期、末期的变化并不显著,但在降雨发展过程中融合交叉点出现明显变化;(3)融合预报的效果优于两种单独预报,时效匹配法在时空分布均匀的降雨场次表现最好,其次为时间不均匀空间均匀场次,在时空不均匀场次表现较差。     

基于数据同化的降雨数值空间分布模拟研究

降雨数值模拟是延长水文预报预见期的重要方法,但由于降雨数值模拟中驱动数据所提供的初始场和边界场条件和大气的实际状态并不是完全吻合,导致模拟结果存在误差。减小降雨数值模拟的误差是提高水文预报精度的关键问题,特别是在大气数值模式和分布式水文模型耦合模拟过程中,高精度的降雨信息是准确模拟的关键。本文基于WRF模式和三维变分数据同化方法,选取雷达反射率和GTS(Global Telecommunication System)数据作为同化资料,开展基于数据同化的降雨数值空间分布模拟研究,从降雨的空间展布和指标评价两方面对同化前后的模拟结果进行对比。结果表明:同化后的模拟数据在CSI指标和RMSE指标上都优于同化前的模拟数据,说明同化后模拟数据的误差小于同化前的误差;将同化前后的数据展布在网格图中,发现同化后的数据可以更加准确地刻画降雨的空间分布规律,说明通过数据同化方法提高了模拟降雨和实际降雨空间分布的一致性,改善了WRF模式模拟降雨空间分布的能力。