京津冀地区水安全挑战与应对战略研究

京津冀地区是我国水资源承载压力最大、水生态系统受损最严重的区域之一,面向地区未来发展需求,系统研判水安全风险并提出针对性的应对策略,是实现京津冀协同发展和世界级城市群建设目标的科技保障。本文较为系统地梳理了有关京津冀地区的国家重大政策、经济社会发展态势、生态保护要求,分析了京津冀地区水安全现状、面临的形势以及有关重大科学问题。研究表明,(1)水资源供需矛盾是京津冀地区水安全保障的首要问题,未来区域水资源大概率将持续衰减1×109～2×10⁹m³,南水北调后续工程需调水量为3.9×10⁹～6×10⁹m³以保障区域水系统安全;(2)针对区域河湖萎缩干涸、地下水超采严重的水生态现状,提出了河湖生态保护修复布局建议,明确了分区“健康地下水位”,即在恢复地下水埋深方面,山前平原区为8～20 m、中部平原区为3～5 m、城市区为6～10 m、东部沿海区为2～3 m;(3)针对防洪达标率低、蓄滞洪区启用难度大等地区防洪体系的薄弱环节,可加强常态与应急统筹管理,提前布局超标洪水等应对措施。相关...     

长江中下游地区旱涝异常的水汽输送结构特征及其变化趋势

本文采用箱格网整层水汽净收支及其边界流定量综合分析技术方案,分析了长江中下游旱涝过程中低纬间水汽输送结构特征及其年代际变化趋势.发现了中低纬西太平洋-南海区域存在副高变化显著区,且该区500hPa高度年际变化与东亚夏季风的强弱和中低纬间整层水汽输送结构特征以及长江中下游夏季降水密切相关.对东亚夏季风在中低纬关键区"箱格网"整层水汽输送收支距平状况的分析,发现长江中下游涝年夏季中低纬间呈反气旋式而旱年呈气旋式时水汽输送"相关链"结构,副高变化显著区500hPa高度距平序列与整层水汽输送的合成相关矢亦描述了上述长江中下游洪涝异常中低纬区间水汽输送反气旋式"相关链"图像.研究还表明20世纪80～90年代东亚夏季风减弱背景下,中低纬间反气旋式水汽输送"相关链"特征增强趋势显著,其与中国东部夏季降水年代际变化趋势吻合.     

基于MODCYCLE模型的农田降水入渗补给研究

利用MODCECLE模型对衡水野外试验田田间尺度下地下水的补给规律进行了研究.结果表明:2009年6-10月该典型区无灌溉条件下降水入渗补给量为12.1 mm,占总降水量的2.5%,有灌溉量的试验田块的入渗补给量为75.9 mm,占降水和灌溉量之和的13.64%;降水入渗补给曲线呈脉冲状;该地区降水强度大,入渗补给量就大,频率高、降水强度小的降水补给量相对较小;有效供水能力和初始含水率对入渗补给量的影响最为灵敏.     

水文模型不确定性及集合模拟总体框架

水文过程集合模拟将多种确定性和不确定性方法及物理模型和数值模型进行耦合集成,是当前减少水文过程模拟预报不确定性影响的一种有效方法。本文在回顾水文模型发展历程的基础上,从模型输入、模型参数和模型结构三方面的不确定性出发,剖析了水文模型不确定性的原因,最后对水文过程集合模拟的特点、总体框架及主要方法进行了评述。     

打造生态兴边的“蓝色石河子”——对新疆石河子市水生态文明建设的思考

水生态文明建设对新疆稳定及兵团发展意义重大。分析了石河子市自然及社会经济条件,阐述了石河子市发展模式转变及存在的瓶颈制约问题,提出了未来向生态兴边战略转变的建议,探索了山、水、林、田、城系统规划和全面建设"蓝色八师"的总体思路及布局并提出一些重要建议,如政策扶持、外流域补水、体制改革等。     

1960-2008年间洞庭湖流域降水变化时空特征分析

依据洞庭湖流域27个气象观测站1960—2008年逐月的降水量资料,综合运用气象统计方法和GIS空间分析技术,对洞庭湖流域近年来降水变化的时空特征进行了分析。结果表明:(1)在1960—2008年间,流域年降水量呈现出不显著的增加趋势,四季中春、秋两季表现为减少趋势,而夏、冬两季则表现为增加趋势,其中夏季的增加最为明显;但在1999—2008年的近10年间,流域年降水量表现为显著的减少趋势,四季中除冬季仍表现为增加的趋势外,其余三季均表现为减少的趋势。(2)在近10年间,流域内除个别站点年降水量仍表现为增加的趋势外,其余多数站点均表现出不同程度的减少。在时间分配上,夏、冬两季降水较流域多年平均值分别偏多2.85%和3.07%,而春、秋两季则偏少1.35%和11.43%。其中,秋季9、10月份偏少明显,而变差系数同期则明显增大,带来入湖水量大幅减少和区域干旱发生增加等不良影响。     

城市地下水应急供水水源地研究

针对建设应急供水水源地是维持城市社会稳定、保障经济快速发展、提高应对突发事件供水保障能力的有利措施,探讨了应急供水水源地相关概念、特征及选取原则,并以沈阳市新城子区长河羊肠河流域为例,论证了建设应急供水水源地的可行性.结果表明,根据不同的地下水应急供水方案建立后备水源地或应急供水水源地均行之有效,为该区域地下水应急供水水源地建设提供了参考.     

南四湖水体实测高光谱与悬浮物浓度及浊度关系分析

利用2014年7月21~23日南四湖水体实测的高光谱数据及同步水质采样分析数据,分别建立了估测南四湖悬浮物浓度的单波段、波段比值和一阶微分模型,并通过悬浮物浓度间接估测了水体的浊度。结果表明,829 nm处归一化反射率模型、829/542、R756/R748、R748/R756波段比值模型和754 nm处一阶微分模型均估测悬浮物浓度精度较高,均方根误差在8.96~36.54 mg/L之间,平均相对误差均低于30%;829 nm处原始光谱反射率和归一化光谱反射率模型及829/542波段比值模型间接估测浊度效果较好,均方根误差在2405~32.04 NTU之间,平均相对误差均小于35%;829 nm处归一化反射率模型和829/542波段比值模型更适合估测南四湖悬浮物浓度和浊度。     

基于动态权重系数法的区域综合干旱指标研究

为揭示区域总体干旱程度及其变化特征,以长株潭地区为研究区,在标准化降水指数(SPI)、标准化水位指数(SZI)、标准化区域水资源短缺指数(SSDI)基础上,利用动态权重系数法构建区域干旱综合指标MIDI,结合历史受旱面积率、因旱减少供水量等旱情统计资料,对MIDI的适用性进行分析验证.以长株潭地区11个气象站、12个水...     

基于SWMM的城市社区尺度管网排水模拟——以福州市某排水小区为例[H

基于福州市晋安区某典型居民区实测的管道液位数据，利用遗传算法对SWMM（storm water management model）参数进行优化率定，并利用Morris法对影响产汇流计算的主要参数敏感性进行分析。在此基础上，利用不同重现期的降雨驱动模型，比较分析在不同情景下小区排水管网的排水能力。结果表明：基于遗传算法对研究小区SWMM的参数率定取得了较好的效果，模型参数的拟合度较高；20180531场次降雨计算得到纳什效率系数0.82，20180620场次降雨计算得到纳什效率系数为0.81，实测最大水位、峰现时间等参数误差均在2%以内。通过对参数进行Morris敏感性分析，该居民小区SWMM的最大下渗率、最小下渗率、衰减系数以及管道糙率是比较敏感的模型参数。在不同重现期降雨情景下对排水管网排水能力分析可知，在降雨历时增加时，流量、节点平均超载时长、节点溢流数、满管时间等指标受降雨重现期的影响较大，节点超载数、满流管道数受降雨历时影响相对较小。研究结果可以为城市社区尺度下的管网排水系统模拟及评估提供一定的借鉴。