近千年淮河流域河湖水系连通演变特征

分析了近千年淮河流域河湖水系的自然演变以及人类活动的扰动,深入探讨了其成因。研究表明:目前淮河流域河湖水系连通格局是人类在抵御黄河洪水和泥沙入侵的抗争中,遵循自然规律的同时兼顾漕运、灌溉等社会发展所需而构建的防洪、排涝、冲沙、灌溉、供水等的工程体系。流域主要干支流和湖泊连通基本受人工所控,自然-人工河网交织,河流-湖泊水量交换频繁,入江入海水道基本畅通,并与黄河、长江、海河等各大水系连通,基本解决了河水出海无路,洪涝灾害频发的问题。河湖水系连通在一定时期内对稳定淮河流域社会安定团结、推动经济发展起着积极作用,但也不可避免地对流域生态环境产生了一定的负面影响。水系连通下流域水资源演变规律、环境生态效应以及对社会经济布局的影响等研究是亟待解决的关键科学问题。     

我国主要城市群自然灾害风险分析与防范对策

根据政府间气候变化专门委员会(IPCC)第一工作组2021年8月9日发布的报告《气候变化 2021:自然科学基础》,自公元1850年以来人类活动产生的温室气体排放造成了约 1.1℃的升温,未来20年预计升温加快,可达1.5℃.全球变暖和升温加快导致全球范围内强降水事件的频率、强度和数量增加,许多地区出现更加严重的干旱,海平面持续上升,永久冻土层加剧解冻,冰川和冰盖融化等异常现象.     

城市化地区水资源承载力研究

本文探讨了城市化地区水资源承载力的内涵和特性。通过分析城市化对地区水循环、社会经济和生态与环境的影响,以“自然-人工”水循环为基础,以可持续发展作为控制目标,采用目标综合分析与多级灰关联评价相结合的方法,建立了一个城市化地区水资源承载力模型。通过对北京市通州区实例研究表明,该方法可为解决城市化地区水资源和生态与环境问题、指导水资源合理配置,对可持续发展战略的实施提供理论依据和技术支持。     

中国西部流域水循环重大科学问题及研究展望

水的问题是制约西部干旱区社会经济可持续发展的关键因素.认识水循环规律是研究地球系统水问题的基础.本文针对西部流域水循环的特点,列出水循环研究的重大科学问题,并展望未来水循环研究的重点内容.     

基于人机联合优化的SWAT模型参数率定方法研究

参数率定是水文模拟的重要环节,也是分布式模型研究中的难点问题。寻求一种收敛速度快、精度较高的参数率定方法,对提高模拟精度具有重要的意义。LGCPSO算法是一种可以更加有效地搜索全局最优解的优化方法,但使用过程中无法考虑参数的物理意义,参数取值可能不符合流域实际情况。本研究以西营河为例,采用人工试错法与LGCPSO算法联合率定SWAT模型参数,模拟流域的月径流过程和日径流过程。结果表明:人机联合优化方法和SCEUA算法计算得到效率系数Ens、相关系数R2和相对误差Re的结果接近,率定结果较稳定;采用人机联合优化方法率定参数后,月径流模拟过程的Ens和R2可达到0.8以上,日径流模拟过程的Ens和R2达到0.6以上,且模拟结果能较好地反映径流的实际变化趋势。因此,这种人机联合优化的率定方法具有一定的推广价值。     

分布式流域水文模型的一般结构

本文论述了分布式流域水文模型的一般结构和研制思路，并提出了相应的数学物理方程，对于分布式流域水文模型的应用研制具有一定指导意义。     

考虑土地利用类型的黑河中游水量平衡模型

根据黑河中游土地利用方式,划分6种主要的土地利用类型,针对每种类型进行水量平衡分析与概化处理,构建考虑不同土地利用类型的黑河中游月水量平衡模型。利用正义峡1980—2009年月径流数据对模型进行率定和验证,效率系数高于0.65,相对误差小于10%,能够满足水资源管理的需要。基于所构建的模型,模拟了黑河中游不同土地利用类型水平衡各分量的变化,发现黑河中游耕地若采用最优灌溉定额进行灌溉,较现状可节水5.27亿~6.56亿m3,不仅能保证中游的用水需求,还能改善下游绿洲生态环境。     

稀缺资料流域水文计算若干研究:以青藏高原为例

稀缺资料流域水文计算是长期困扰国际水文学界的难题之一,其根本难点在于降雨径流过程的复杂性、流域下垫面与气象要素的时空变异性以及人类对流域水循环规律认知水平的局限性。本文从稀缺资料流域的类型、缺乏降水和径流观测数据的水文计算研究等方面综述了稀缺资料流域水文计算的研究进展。以我国水文气象资料最为稀缺的青藏高原为例,结合水文综合模拟系统(Hydro-Informatic Modeling System,HIMS)在水情预报中的应用,阐述了稀缺资料流域的水文计算方法,包括卫星遥感降水产品的水文模拟能力评估、基于日平均径流数据推求瞬时洪峰流量、洪水调查数据的区域综合和水文模型参数移植等研究,展示了稀缺资料流域水文计算的相关研究进展。     

河流综合水质生态数值模型

基于河流动力学原理、污染物对流扩散守恒理论以及以浮游植物为中心的富营养化动力学理论 ,建立了一维河流综合水质生态模型 ,该模型对汉江武汉段的计算 ,效果很好 ,最大相对误差为 17% .     

基于河湖水系连通的水资源配置框架

在气候变化、经济持续高速发展的背景下,水资源形势日趋严峻。通过河湖水系连通工程改变自然水系连通情况,建立起大范围、跨流域的水资源统筹调配格局,进行水资源时间和空间上的重新分配,实现多源互补、丰枯调剂,成为解决我国水资源配置问题的新途径。相比传统水资源配置,基于河湖水系连通的水资源配置更多考虑跨流域(区域)水资源合理利用,涉及更广泛的区域范围和利益群体。基于河湖水系连通的水资源配置的基本特征和原则,本次研究提出新型水资源配置模式——权益保障与均衡发展模式,在考虑不同区域、行业、部门利益的前提下,突出权益保障与均衡发展。同时,探讨了对河湖水系连通后水资源配置中的主要技术与方法,包括跨流域水循环过程模拟技术、调水区与受水区丰枯遭遇分析方法、受水区可供水量计算方法等问题。