鄱阳湖流域生态系统管理框架

鄱阳湖流域内水环境污染、水土流失、土地退化、自然灾害、矿区生态环境破坏等重大生态环境问题,不仅影响长江中下游的生态环境,同时制约流域内社会经济的发展。因此,亟须实行鄱阳湖流域生态系统管理,更好地协调流域内河流上下游、河湖以及行政区域之间的环境保护与社会经济发展关系。在对鄱阳湖流域特征分析和综合管理回顾的基础上,探讨鄱阳湖流域生态系统管理框架,分析鄱阳湖流域生态系统管理的尺度和范围、生态系统服务可持续利用、适应性管理等问题,提出鄱阳湖流域生态系统管理目标,为鄱阳湖生态经济区建设以及流域开发与保护提供理论依据和指导。     

基于模糊优选神经网络与GIS结合的流域面雨量预测方法

提出了一种模糊优选神经网络模型与地理信息系统(GIS)相结合的流域面雨量预测方法.利用GIS软件对流域点雨量进行了空间分析,作为模糊优选神经网络的期望输出对网络进行训练,从而在流域面雨量与各站点观测雨量之间建立映射关系.新的点雨量观测数据输入训练好的网络,即可快捷得到本次降雨流域面雨量.     

呼兰河流域水资源供需平衡分析

在对黑龙江省呼兰河流域水资源现状分析的基础上,对流域各业用水情况进行预测分析,找出了流域水资源存在的主要问题,同时提出了解决用水矛盾的方法和建议,为制定全流域远期发展规划提供依据,同时为开展呼兰河全流域水资源综合规划工作奠定基础。     

颗粒流体系统的流域特性及其混沌行为

应用混沌动力学方法研究了颗粒流体系统的流域特性以及流域之间的过渡，从奇异吸引子图及波动频率、平均绝对偏差（ＡＡＤ）、Ｋｏｌｍｏｇｏｒｏｖ熵（Ｋ）和相关维数（Ｄ）等动力学参数的角度出发，论证了系统随气速增大依次出现颗粒控制的固定床（Ｐａｒｔｉｃｌｅ－Ｄｏｍｉｎａｔｉｎｇ，ＰＤ）、颗粒流体协调的流化床（Ｐａｒｔｉｃｌｅ－Ｆｌｕｉｄ－Ｃｏｍｐｒｏｍｉｓｉｎｇ，ＰＦＣ）和流体控制的稀相输送（Ｆｌｕｉｄ－Ｄｏｍｉｎａｔｉｎｇ，ＦＤ）等不同流域，讨论了流域之间的过渡。     

基于多重网格的地表水文与二维水动力动态双向耦合模型研究

针对流域洪涝模拟模型的计算精度、格式稳定性及计算效率等问题,本文提出基于多重网格技术的地表水文与二维水动力动态双向耦合模型(M-DBCM)。地表水文模型采用非线性水库法模拟降雨产流和径流;二维水动力模型采用浅水方程模拟洪水演进过程。采用不同分辨率的网格划分计算区域,在粗网格区域采用地表水文模型模拟降雨径流过程;在细网格区域采用二维水动力模型模拟洪涝积水区的水流运动。地表水文和二维水动力模型通过内部耦合移动界面(Coupling Moving Interface, CMI)实现无缝连接,保证通过CMI的水量和动量等通量守恒,提高模型的模拟精度。采用时间显式格式同时求解地表水文和水动力模型,在不同区域采用不同的计算时间步长,以提高模型的计算效率。通过典型案例验证本文构建的耦合模型的性能,结果表明本文提出的动态双向耦合模型能够在保证模拟精度的同时提高计算效率。     

未来气候变化下拉萨河流域径流变化趋势研究

【目的】气候变化引起水文循环的变化,主要表现为降水、径流等的显著改变。【方法】基于拉萨河流域分布式径流模型,应用第六次国际耦合模式比较计划(CMIP6)的4个气候模式数据,分析未来气候变化情景下拉萨河的径流变化。【结果】结果显示：SSP1-2.6情景模式下,拉萨河上中下游年径流深均呈减少趋势,约减少42%,但月径流量年内分配比例较实测月径流分配比例变化不大;SSP2-4.5情景模式下,总体上呈增加趋势,约增加1.5%,中上游径流深呈减少趋势,约减少1%～7%,下游支流呈增加趋势,约增加1%～37%;SSP5-8.5情景模式下,总体上呈增加趋势,约增加10%,下游支流增加趋势更加显著,约增加17%。【结论】结果表明：在CMIP6未来气候情景模式下,径流变化较为显著且不同情景模式差异较大;未来径流深变化趋势与未来降水变化趋势较为一致;拉萨河流域未来不同气候情景模式下径流深时空分布存在差异。通过对CMIP6未来气候模式进行模拟,分析拉萨河流域径流变化特征,为区域水文水资源配置、水资源利用等提供参考依据。     

卫星通导遥技术在数字孪生流域建设应用潜力与初探

基于通信、导航、遥感(简称“通导遥”)卫星平台的信息采集和传输技术在数字孪生流域建设中具有重要作用,是支撑数字孪生流域高效水利感知网建设、高精度数据底板更新和高保真动态仿真模拟有效手段和重要途径。国内数字孪生流域研究与建设工作已经初见成效,但水利监测网仍然面临水利数据感知要素少、频次低和传输不及时等问题,难以满足物理流域的实时监控和高保真仿真模拟的需求。首先梳理了卫星通导遥技术在水利业务中的应用进展,分析了当前数字孪生水利平台建设面临的挑战;其次,结合卫星通导遥技术优势,提出卫星通导遥融合应用的数字孪生流域框架,设计基于卫星通导遥融合的新型水利信息系统,该系统主要包括空天地一体化水利感知网与宽窄带融合星地一体化水利通信网两个子系统,为数字孪生流域建设提供一体化全覆盖信息支撑;最后,结合吉林市数字孪生水库建设实践,开展了卫星通导遥融合的新型水利信息系统与数字孪生水利工程的应用初探,结果表明卫星通导遥融合应用可支撑数字孪生水库防洪“四预”实时感知和动态模拟。     

对智慧水利标准体系构建的思考

建设智慧水利是推动水利高质量发展、提升水治理体系和治理能力现代化的重要抓手,构建完善的智慧水利标准体系是建设智慧水利的关键环节和重要保障。分析了我国智慧水利标准体系建设的现状和存在的主要问题,探索了智慧水利标准体系建设的思路、方向和任务,初步构建了智慧水利标准体系框架,并对监测感知交互体系、通用数据库与数据管理、模型库及模型功能评价等关键问题进行了初步探讨,可为我国相关标准制修订提供决策参考。     

湘江流域水体重金属污染及健康风险评价

为研究湘江流域水体重金属污染水平及对人体健康的危害,选取2000—2016年全流域26个监测站点,分析了Hg、Zn、Cu、As、Cr⁶⁺、Pb、Cd共7种重金属时空分布特征,利用综合污染指数评价法分析重金属的污染水平,并采用美国环保局推荐的健康风险评价模型对健康风险作了初步评价。结果表明：时间上,基于综合污染指数法及MK趋势分析可知流域水质状况良好且逐年改善;空间上,流域水质上游较中下游好,重金属高浓度值主要分布在中下游。健康风险评价结果表明：流域致癌重金属平均个人健康风险值表现为As>Cr⁶⁺>Cd,非致癌物重金属平均个人健康风险值表现为Pb>Cu>Zn>Hg,流域主要受致癌物风险影响。As、Cr⁶⁺是产生水体健康风险的主要来源且儿童受到的健康风险远高于成人。     

金沙江流域石鼓断面上游水汽含量与降水量特征

在流域尺度上研究水文循环过程中的水汽含量和降水量,为流域综合治理和水资源开发利用提供依据。基于ASTER GDEM V2地形数据、ERA-Interim逐月再分析资料及降水资料,研究金沙江流域石鼓断面上游上空水汽含量和降水量的时空分布特征,并讨论两者的相关性。研究表明：研究区上空水汽含量由南向北、由东向西呈递减趋势,西南部呈斜倒“U”型,东南部呈正“U”型;多年平均降水量自西北向东南逐渐增加;年平均水汽含量和降水量呈现上升趋势,四季水汽含量和降水量从大到小均依次为“夏、秋、春、冬”,多年平均月水汽含量和降水量为单峰型分布;年平均水汽含量同降水量之间为弱相关关系,各季节相关性差异显著,逐月相关性更具有指导意义。