跨流域调水的大尺度分布式水文模型研究与应用

变化环境下区域分布式水循环模拟研究,是地球系统科学中的重大科学问题,也是区域水安全和水资源风险管理需求的重要应用基础。本文开展了以南水北调中线工程联系的跨汉江、黄河和海河多个流域的区域水循环模拟、环境变化影响与水安全研究。重点论述了跨流域调水的大尺度分布式水文模型(LDTVGM)的研究与展望。目的是探讨变化环境下跨流域调水的分布式水循环模型的建立,发展区域水循环动力学-非线性系统-多源不确定性分析与综合的理论与影响评估方法,为分析应对气候变化和高强度人类活动影响的区域水资源安全及应对措施的风险管理,提供科学依据。     

西北内陆区水资源安全保障技术集成与应用

水资源短缺是制约西北内陆区经济和社会发展的瓶颈,在变化环境下,区域的水循环要素必然发生变化,使得水资源系统的变化过程更为复杂、水资源供需矛盾日益突出,合理开发利用水资源、高效节水和水量调配是西北内陆区可持续发展之急需解决的关键科学和技术问题。以保障西北内陆区水资源安全为目标,以水资源高效利用与调控为主线,按照"理论方法-技术研发-方案集成"的总体思路,以西北内陆区水资源安全风险评估及变化环境下水循环与水资源变化趋势为基础,集成保水节水技术、空中与地表水资源联合利用关键技术、荒漠绿洲生态保护的水资源调配技术,提出西北内陆区水资源配置方案、保障体系与对策建议。     

社会水循环理论基础探析Ⅱ:科学问题与学科前沿

探讨社会水循环研究的基本要素、内容 （过程、结构、通量与调控）、分类及其相互之间的科学关系,阐述评介社会水循环研究的国内外进展,对人水和谐的用水配置、用水零增长、蓝水-绿水-虚拟水与粮食安全、水生态与水环境安全、节水减排与循环经济问题等当前备受关注的社会水循环热点科学问题进行深入分析,认为社会水循环与自然水循环的耦合与作用机制、社会水循环系统及其水量水质的演变机制和社会水循环调控与需求管理的决策机制,是社会水循环研究的三大基础性关键科学问题,社会水循环研究的前沿领域包括自然水循环系统与社会水循环系统之间的耦合机理及平衡-约束机制、经济社会发展规律的科学认知与社会水循环之虚拟水流动机理、社会水循环系统的水量水质演变过程、社会水循环系统描述的模型技术与方法和社会水循环系统的评价与调控等,从而与文献[1共同构成社会水循环研究的理论基础和科学框架。     

河流水资源调度关键技术及通用软件平台探讨

近几十年来人类活动与全球气候变化的加剧,流域水循环发生了强烈的变异,世界面临着深刻的水危机,我国水问题尤为严峻,水灾害事件频发,水问题成为实现可持续发展的重大障碍因素,严重威胁国民经济和生态安全。从流域水循环演变与水资源综合调控这一科学背景出发,提出了基于二元水循环开展水资源调控来解决水问题的基本思路。探讨了水资源调度研究的发展现状和我国水资源调度研究存在的问题。在此基础上,提出了包含"监测-模拟-评价-预测-调度-控制"六大环节的水资源调度技术框架和关键流程。结合国家水资源监控能力建设二期项目,介绍了一套全国通用的水资源调度软件平台,实现了水资源调度执行成果在水利部本级、流域、省三级平台之间的业务协同和信息共享,从而提升河流水资源调度决策能力。     

近52年和林格尔气温和降水量变化

针对高强度水资源开发利用条件下流域水循环研究存在的问题,从认知、试验、理论、方法四个层次探讨了适应水资源开发利用条件的流域水循环的研究方法,构建了一个以水资源配置模型与水循环模型耦合为核心,以流域供需水分析和流域生态、环境、经济综合评价为响应的多目标调控模型。利用该模型,对黄河流域水资源进行了合理配置计算。结果表明,现状条件下黄河流域缺水严重;而在未来情境下缺水将更加严重,大力节水能够较大程度缓解缺水状况。     

水资源开发利用条件下的流域水循环研究

针对高强度水资源开发利用条件下流域水循环研究存在的问题,从认知、试验、理论、方法四个层次探讨了适应水资源开发利用条件的流域水循环的研究方法,构建了一个以水资源配置模型与水循环模型耦合为核心,以流域供需水分析和流域生态、环境、经济综合评价为响应的多目标调控模型。利用该模型,对黄河流域水资源进行了合理配置计算。结果表明,现状条件下黄河流域缺水严重;而在未来情境下缺水将更加严重,大力节水能够较大程度缓解缺水状况。     

甘肃省长江流域水循环及变化分析研究

以第三次甘肃省水资源调查评价成果,对甘肃省长江流域水循环中陆面蒸发系数、地表产流系数、降水入渗补给系数三参数的趋势、突变等分析研究。得出水循环相关参数变化趋势,对水循环规律的研究,对区域经济和生态发展具有指导性意义。     

王浩院士工作站落户天津沃佰艾斯科技有限公司

正近日,天津沃佰艾斯科技有限公司与中国工程院院士、流域水循环模拟与调控国家重点实验室主任、中国水利水电科学研究院水资源研究所名誉所长王浩院士签订了成立院士工作站合作框架协议,正式挂牌成立王浩院士工作站。根据协议,院士工作站建立后将依托以王浩院士为首的专家团队在流域水文循环模拟与调控、水循环多过程调节能力配置、生态海绵流域建设领     

追求健康水循环 避免水资源危机——评《水资源危机产生与管理》

支撑着社会发展、生活水平提高、生态环境改善的水资源,源于流域自然水文循环。社会对水资源的开发利用,不仅对自然水文循环的各个环节产生影响,而且取水、输水、耗水、排水等过程又形成了一个相对独立的社会水循环,而自然水文循环是社会水循环的基础。水资源的开发、利用和管理的目的是对社会水循环各个环节进行调控,使之与区域自然水文循环相适应,促进两大水循环和谐共存,保证水资源的可持续利用,避免水资源危机产生。程伍群教授等撰写的专著     

广西北部湾经济区水资源合理配置研究

随着国家区域发展总体战略和西部大开发的深入推进,广西北部湾经济区将成为我国沿海经济发展新一极。根据跨越式发展条件下经济社会发展与水资源开发利用的特性,并结合广西北部湾经济区的经济社会和水资源特点,提出了该区域水资源配置的基本要求和配置机制;在水资源系统概化基础上,构建了基于水量水质联合调度的水资源配置多目标优化模型;利用水资源配置模型进行了广西北部湾经济区各水平年的水资源供需平衡分析;根据推荐配置方案和配置格局,分析了重点地区的水资源供需发展趋势,并提出了水资源保障及调控措施建议。     

汉江流域水量调度协商会议制度探索与实践

为完善流域管理和区域管理相结合的水资源管理体制,推进汉江流域水量调度工作,长江水利委员会同流域内各省市相关部门建立了汉江流域水量调度协商会议制度。分析了协商会议制度建立的背景,解析了协商会议组成、主要任务及其工作机制。在此机础上,结合近年来的工作实践,对协商会议在建立工作机制、保障供水安全、改善生态环境以及加强水资源动态管控等方面取得的工作成效进行了分析。根据分析结果,提出了下一步工作建议。     

水资源与水生态若干工程技术研究述评

通过分析研究,从水循环与水环境监测及分析模拟技术、水循环及水环境调控技术、节水型社会建设与水资源高效利用技术、水资源与水环境管理技术、"数字流域"技术、生态水利技术、水资源评价技术与水资源配置技术等8个方面,对国内外水资源与水生态相关工程技术的发展态势进行述评,为国内外相关工程技术研究提供参考。     

长江科学院流域水环境与水生态研究进展及展望

简要介绍了长江科学院流域水环境研究所创建十年来的发展历程,系统总结了10 a来的主要进展和创新成果。①建立了功能齐全的水环境及水生态实验室,通过国家计量认证体系的指标有130余项,覆盖了《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)规定的109项指标,建成了先进的流域水环境数值模拟平台,建成了河湖生态修复技术中试试验场;②特色研究成果包括:基于水沙过程的多面源营养物质输移机理与生态防治、水沙调控下大型水库磷输送特征、长江流域典型水域特殊污染物赋存特征及生态风险、长江源区主要鱼类栖息地形成机制、高原河湖水环境变化特征、饮用水水源地水质监测分析和保护管理、农村水电生态环境影响评价与对策、河湖水系连通的生态水文过程模拟和风险评价等;③主要的技术成果包括:湖库富营养化水体移动式水质净化系统、微电流电解抑藻技术、镉污染土壤生态水利修复技术、农村分散式供水的微电流电解灭菌技术、选铜尾砂改性及资源化利用技术等。最后,分析了水环境研究所发展中存在的不足,针对新时期面临的形势,对下一步研究重点进行了分析和展望。     

华北地区水循环与水资源安全:问题与挑战(二)

华北地区缺水及其日趋严重的生态环境变化是中国首要解决的问题之一。目前,由于山区和平原径流明显减少和过量开发利用水资源,业已造成了地下水漏斗、平原区河道干涸、湖泊湿地萎缩、地表和地下水污染等生态环境恶化问题,严重影响了华北地区水资源安全。以海河流域为重点对象,通过国内外学科前沿进展综述,指出华北地区缺水及其导致的生态环境恶化问题背后的自然和人文因素作用和发展演化的背景,强调高强度人类活动作用下的水循环基础研究的重要性,提出华北地区水资源安全的水循环基础与应用问题研究的若干建议。研究自然和人类活动双重作用下的华北地区水循环过程、水体运动与污染物质输移及其与生态环境演变的耦合机制,阐明华北地区“河道断流,水体污染,湿地消失,地下水枯竭”的成因规律特别是人类活动的驱动分量,提出生态环境修复的理论基础。这不仅对变化环境下流域水环境演变的地学基础科学前沿研究有重大的学术价值,而且对中国可持续发展和社会进步具有重要的战略意义。     

华北地区水循环与水资源安全:问题与挑战(一)

华北地区缺水及其日趋严重的生态环境变化是中国首要解决的问题之一。目前,由于山区和平原径流明显减少和过量开发利用水资源,业已造成了地下水漏斗、平原区河道干涸、湖泊湿地萎缩、地表和地下水污染等生态环境恶化问题,严重影响了华北地区水资源安全。以海河流域为重点对象,通过国内外学科前沿进展综述,指出华北地区缺水及其导致的生态环境恶化问题背后的自然和人文因素作用和发展演化的背景,强调高强度人类活动作用下的水循环基础研究的重要性,提出华北地区水资源安全的水循环基础与应用问题研究的若干建议。在此基础上,研究自然和人类活动双重作用下的华北地区水循环过程、水体运动与污染物质输移及其与生态环境演变的耦合机制,阐明华北地区“河道断流,水体污染,湿地消失,地下水枯竭”的成因规律特别是人类活动的驱动分量,提出生态环境修复的理论基础。这不仅对变化环境下流域水环境演变的地学基础科学前沿研究有重大的学术价值,而且对中国可持续发展和社会进步具有重要的战略意义。     

水资源承载力研究方法总结与再思考

回顾梳理了我国水资源承载力研究的发展历程,将其分成"概念提出、初步研究、逐步完善、艰难发展、开创新时代"5个阶段;在对研究方法对比分析的基础上,把水资源承载力计算方法分为经验公式法、综合评价法、系统分析法3大类,并重点介绍了基于模拟和优化的控制目标反推模型(COIM)方法及应用情况。认为未来几年水资源承载力研究的重点包括:在水资源承载力计算方法选择上,全国层面宜采用经验公式法,更详细的研究宜采用系统分析法;在研究方向上,应构建水资源承载力计算模型和预警系统平台;应着重开展变化环境下水资源动态承载力研究;应与现代治水成果、与寻找"和谐平衡"结合。     

宁夏全区及5市水循环健康状况分析

针对水环境及水资源基础条件变化下的水循环健康问题,以宁夏全区及其所辖5个地级市为研究对象,收集2010-2018年的相关基础数据资料,结合当地区域水资源实际状况,筛选出15个评价指标,利用主成分分析法对宁夏及5市水循环健康状况进行评价分析。结果表明：宁夏全区及5市的水循环健康状况均呈现整体上升的趋势,但由于各地区在经济发展及水环境治理政策之间的差异,因此在影响因素方面存在明显的地区差异性。银川市水循环健康状况主要受农业用水量和污水处理的影响,石嘴山市的主要影响因素是当地水资源量及污水处理能力,吴忠市主要取决于当地的生态投资及排水管道建设,固原市主要受当地水资源总量限制,中卫市的主要影响因素是农业用水量和绿化率。     

太湖流域洪水识别与洪水资源利用约束分析

随着人口增长和经济的迅速发展,太湖流域出现了洪涝灾害、水资源短缺与水环境恶化三者并存的局面,水资源问题已成为制约区域经济社会可持续发展的主要因素。依托防洪工程体系和河湖水系,完善洪水调控方式,促进洪水与水量、水质调度相结合,对于强化太湖流域水资源综合管理具有重要意义。在分析太湖流域洪水特性的基础上,结合降水和水位等要素,划分了太湖流域“洪水期”,从水量平衡角度识别和解析了太湖流域洪水过程,阐明了太湖流域洪水资源利用的实质,提出了流域洪水资源利用的防洪安全、供水安全及水环境安全约束条件,初步总结了太湖流域洪水资源利用识别体系,为开展太湖流域洪水资源利用评价和改善流域洪水调控模式奠定了基础。     

有闸控制湖泊分期分级旱限水位研究

干旱灾害是主要的自然灾害之一,严重影响了居民生活、工农业生产和生态环境用水安全.旱限水位是做好水源工程抗旱调度决策的重要依据.本文综合考虑湖泊上游来水、区间用水、通航等因素,提出了有闸控制湖泊分期旱限水位和旱枯水位的划分方法,并以女山湖为典型区域开展应用研究.结果表明:旱限水位和旱枯水位的划分基本符合女山湖的实际情况,...