人水关系学的研究方法及应用前景

人水关系学是一门专门研究人水关系的交叉学科,具有丰富的方法论和应用实践。在对相关研究方法对比分析的基础上,总结归纳了人水关系学的研究方法,包括计算方法和技术方法,其中计算方法又包括辨识、评估、模拟、调控和优化方法等,主要用于理论计算层面的人水关系研究;技术方法面向改善人水关系的具体实践,包括水灾害防治、节水、水污染治理、水生态修复和水利信息技术等。并分析了这些研究方法在人文系统对水系统的影响、水系统对人文系统的影响、人水关系模拟、人水关系调控和人水关系的支撑体系五类重要研究中的应用前景。研究可进一步丰富和发展人水关系学内容。     

基于GIS分析的水资源分布空间均衡计算方法及应用

为分析水资源分布空间均衡性,选取降水量指标,基于GIS空间分析和统计数据的量化分析,提出表征任意空间点或空间单元均衡程度的空间均衡系数(S_(SEC))和表征全区域均衡程度的总体空间均衡度(G_(GSED))的概念和计算方法,并以河南省为例验证了该方法的准确性。结果表明,受季风性气候、纬度和地形的影响,河南省水资源空间分布差异较大,降水量由东北部向东南部递增,东南部降水量变化较大;中部地区水资源空间分布较为均衡,空间均衡系数分别由北部、南部向中部递增。研究结果可用于指导区域水资源优化配置和经济社会空间均衡发展。     

河湖水系连通功能及适应性分析

基于我国当前的基本国情和水利发展趋势,探讨了河湖水系连通的功能类型,将河湖水系连通的资源调配、水质改善、水旱灾害防御三大功能细化到二级功能,提出河湖水系连通功能体系。以大伙房水库输水工程为例,分析了河湖水系连通的适应性条件,研究结果可为河湖水系连通研究的深入开展提供参考。     

沙颍河流域水生态监控框架体系及建设内容

加强河湖水生态监控工作对促进我国河湖健康、加快生态文明建设进程具有重要意义.为此,着眼于我国新时代历史方位下治水矛盾的战略转变,立足于“水利行业强监管”的新时代水利工作重心,分析了加强河湖水生态监控的必要性和高新技术在水生态监控工作中的适应性,结合沙颍河流域实际情况提出了新时代沙颍河流域水生态监控框架体系,明确了水生态...     

水文学学科体系总结与现代水文学研究展望

水文学是人类在长期水事活动过程中形成的一门较早学科,目前已经形成了比较完善的学科体系。系统总结水文学学科体系、展望现代水文学发展趋势,对丰富和发展水文学具有重要意义。在系统总结水文学学科发展历程和研究成果的基础上,提出新的水文学学科体系框架,包括研究对象、理论体系、方法论、应用实践四个要素,划分了水文学不同分类方法的分支学科;提出现代水文学的概念,并分析其提出背景,阐述其特点;在此基础上,结合已有研究成果,分析了现代水文学发展趋势,并对未来水文学研究进行展望。为进一步深入研究水文学和制定水文学学科发展战略提供了参考。     

面向高质量发展的缺水地区水资源优化配置模型及应用

科学合理的水资源配置方案是实现北方缺水地区高质量发展的重要基础。在系统梳理相关研究成果的基础上,分析北方缺水地区水资源特点和未来配置需求,提出面向高质量发展的北方缺水地区水资源优化配置模型框架。从目标函数、约束条件、参数设置、算法设计等方面开展系统建模,并从惯性权重与学习因子两个角度对传统粒子群算法进行改进和有效性检验。最后,将模型和算法应用于北方典型缺水城市阳泉市的水资源配置方案研究。结果表明：阳泉市工业和生活用水具有较大节水潜力,平定县是最大用水户;规划水平年节水情景显著提升了缺水地区的需水满足程度和水生态环境承载能力;构建的高质量发展目标和北方缺水地区关键约束的水资源优化配置模型具有可行性。     

水科学的学科体系及研究框架探讨

"水科学"(Water Science)是最近20年来出现频率很高的一个词,但其使用已经比较混乱,急需要界定"水科学"的范畴和学科体系。现通过大量文献分析,结合最近几年的认识和思考,在目前国内对水科学理解评述的基础上,定义了水科学的概念及研究范畴;总结给出水科学学科体系,共涉及8个学科门类,包括相互交叉的10个方面,即水文学、水资源、水环境、水安全、水工程、水经济、水法律、水文化、水信息、水教育;构建了以"基础理论—技术方法—应用实践"为体系的水科学研究框架;在分析水科学研究面临的挑战的基础上,对未来水科学研究进行展望,提出8个方面的研究方向及研究趋势。     

极端暴雨下城市内涝模拟与应急响应能力评估

为探究极端暴雨对城市内涝积水特征和应急响应能力的影响,基于InfoWorks ICM模型构建郑州市金水区的某片区内涝模型,分析极端暴雨情景下的城市管网排水能力和内涝积水特征,基于ArcGIS网络分析模块评估公安、医疗和消防3类应急服务部门在单一和组合情景下的可达范围和响应时间,以此确定城市应急响应能力。结果表明：研究区管网排水能力整体较低,排水能力<3 a一遇的设计暴雨(3 a一遇,下同)的管道占比为50.15%,此类管道多分布于中部和南部,不能满足城市重要地区3～5 a的排水标准;淹没范围与管网排水能力和地表类型有着密切的联系,在较大除涝标准下,如20 a一遇和100 a一遇情景下积水呈现出南多北少的分布特征,而郑州2021年“7·20”特大暴雨情景下,北部和河流附近地区的积水面积较大;应急车辆涉水能力较高的服务部门在极端暴雨下的应急响应能力更高,100 a一遇和“7·20”情景下消防部门的响应能力最高,10 min内可达范围占比分别为78%和36%;多部门联合调度可有效提升应急响应能力,如100 a一遇情景下,5、10、15 min内联合调度的应急响应可达范围比最优部门(同一...     

闸控河段水质浓度与调度方式量化关系研究

在充分认识闸控河段水动力与水质因子变化特征的基础上,以沙颍河干流上的槐店闸为研究对象,研制了考虑水闸调控作用的水动力模型和考虑内源释放的水质迁移转化模型,结合实测资料对模型进行了验证;设计了多种水闸调度情景,对各情景下的水质浓度时空变化过程进行了模拟,进而构建了水质浓度变化率与闸门开度、闸门开启个数等调控因子的对数关系式。结果表明,本文所建立的量化关系能够反映闸门调度对水质浓度变化的影响,有助于实现对水闸的科学调度。     

人与自然和谐共生的水利现代化建设探析

人与自然和谐共生是正确处理人类与自然界相互关系的一种先进理念.新时代,我国水利现代化建设需要坚持人与自然和谐共生理念.在对人与自然和谐共生与水利现代化建设关系分析基础上,阐述了水利现代化建设坚持人与自然和谐共生理念重要意义,提出了人与自然和谐共生的水利现代化建设框架,包括一条建设主线、两大战略目标、三个重点对象、四条基...