区域水资源可利用量研究

区域水资源可利用量问题是一个比较复杂的问题,常规计算方法不能满足区域的实际情况。本文在总结水资源可利用量概念和计算方法的基础上,考虑水权及水质定义了区域水资源可利用及有效水资源可利用量的概念,以郑州市为例,结合郑州市的实际情况,计算了郑州市各行政区域的水资源可利用量,计算结果表明,郑州市当地水资源可利用量7.22×108m3,当地水资源可利用量严重不足;考虑客水及跨流域调水,现状年水资源可利用量11.5×108m3,规划年水资源可利用量21.56×108m3,考虑客水利用和跨流域调水后,基本能满足当地水资源需求量;考虑水质污染,现状年有效水资源可利用量10.11×108m3,加强水污染治理依然是未来十分迫切的任务。     

基于生态恢复的塔里木河干流生态需水量预测

以2005年为现状年,用定额法、潜水蒸发法和地下水储量变化法估算出塔里木河干流的生态需水量,其结果分别为33.89×108 m3、23.97×108 m3和33.07×108 m3,通过分析得到现状年合理的生态需水量为30.31×108 m3.并根据阿克苏、沙雅、库车、轮台、库尔勒、尉犁和铁干里克7个气象站1995-2004年的月平均蒸发量,采用阿维里扬诺夫公式和群克水均衡场公式对塔里木河干流天然植被的月潜水蒸发量进行计算,在此基础上计算月生态需水量.通过分析发现,植被生长期(4-10月)的生态需水量占全年生态需水量的86%,尤其是植被生长旺盛时期的5-8月的生态需水量占全年的59%.根据制定的生态恢复方案,用定额法和潜水蒸发法预测3个目标年的生态需水量,将两者计算结果加以算术平均,得到2010、2015及2020年合理的生态需水量分别为31.88×108 m3、34.08×108 m3及36.84×108 m3,为塔里木河流域的水资源优化配置提供科学依据.     

基于因素分解模型的辽宁省用水变化驱动力测度及时空分异

通过构建用水变化的因素分解模型,测度了1994-2006年辽宁省用水变化驱动力的经济增长效应、产业结构效应、用水强度效应及混合效应,并对各种效应进行了时间分异分析;测度了1994-2006年辽宁省14个地级市用水变化驱动力的四种效应,对各种效应进行空间聚类,进而对各种效应进行空间分异分析。结果表明:(1)经济增长拉动了水资源利用量的增长,1994-2006年平均效应为15.92×108m3/a;而用水强度和产业结构和混合效应的变化对水资源利用量的扩张起到了一定的遏制作用,同时期年平均效应分别为-12.44×108m3/a、-1.38×108m3/a和-1.88×108m3/a;(2)在1994-2006年间,经济增长效应的平均贡献率约为42.48%,用水强度效应的平均贡献率约为31.24%,产业结构效应的平均贡献率约为12.34%,混合效应的平均贡献率为4.72%。经济增长与用水强度变化是辽宁省用水变化的决定因素;(3)经济增长效应的波动性最小,对水资源利用量变化趋势起到稳定作用,产业结构效应的波动性最大,对水资源利用量变化趋势起到冲击作用,而用水强度效应和混合效应的波动性居于二者之间,是改变水资源利用量变化...     

长江干流径流的时序结构与长期记忆

基于宜昌、汉口、大通3个典型控制站的长期月径流序列,本文采用奇异谱分析方法、消除波动趋势法 (DFA) 等手段,识别长江干流径流序列的趋势、突变、周期振荡等时序结构及其长期记忆特征。主要结论有：①长江干流径流序列存在明显的准15年周期振荡特征,该周期振荡1970s以来受到某种扰动而弱化;② 宜昌站径流序列于1926 年、1970 年发生两次突变,均以径流减少为特征;汉口站径流序列于1955a发生突变,也以径流减少为特征;大通站径流于1955年、1988年发生两次突变,前者以径流减少为特征,后者以增加为特征;③ 长江干流月径流序列存在较强的确定性成分,长期记忆特征明显;集水面积越大,径流序列的长期记忆越强,表现出明显的记忆累积效应。     

渭河流域降雨时间序列非一致性频率分析

全球气候变化加剧及大规模人类活动影响,水文时间序列一致性假设不再成立,导致基于一致性假设的传统水文频率分析方法得到的设计结果可信度受到质疑。为了研究渭河流域降雨时间序列的非一致性对未来年份内某一重现期设计暴雨的影响,采用时变矩法及时间序列分解合成法对修正后的GCM降雨时间序列进行非一致性频率分析,并预测2050年、2075年、2100年相应的100 a?500 a重现期的年最大24 h设计暴雨。研究发现:(1)修正后的年最大24 h降雨时间序列均值及方差都存在显著的非一致性;(2)时变矩法设计结果较传统频率分析方法有较大差异,比如2100年100 a?500 a重现期的设计暴雨相比于传统方法分别增加29.09%、39.99%; (3)同时考虑均值及方差变异的时间序列分解合成法设计结果与时变矩法相当,但500 a重现期设计暴雨值相比于传统方法增加的程度稍小于时变矩法,其21Q0年100 a?500 a重现期的设计暴雨值较传统方法分别增加26.91 %、19.69%。     

海河流域水资源短缺风险研究

本文对海河流域水平衡和水资源短缺风险进行评价。文章采用研究时段为1994-2007年,作者首先研究了海河流域的水量平衡问题,并提出了流域非用水消耗量的概念和计算方法,经过分析,计算得出海河流域多年平均非用水消耗量为5.91×109m3。通过建立水资源短缺风险的评价方法,得出海河流域1994-2007年处于缺水量较多、缺水风险较高的时期,计算出缺水风险率、恢复性指标、稳定性指标和脆弱性指标分别为0.786、0、0.154和0.173。在考虑社会系统应对措施的条件下,水资源短缺风险将会显著下降。考虑南水北调工程对于该地区的影响,分别考虑在50%和75%两种来水水平年下,如果南水北调工程一期（2014年）的来水量为5×109m3,未来该地区的水资源短缺风险会从0.229-0.297下降到0.152-0.234。     

洮儿河流域中上游水循环要素变化及其原因

选取洮儿河流域中上游地区为研究区,分析1961～2000年期间径流、降水、气温等水文气象要素的演化趋势.采用特征参数时间序列法,初步探讨了气候变化与土地利用/覆被变化的径流效应,并通过洮南站40年天然径流与实测径流的比较,定量分析水资源开发利用对径流的影响.结果表明:降水、气温均呈一定的上升趋势,径流表现出先减少、后增加、再减少的趋势;年降水、年气温分别与天然年径流呈正相关和负相关的关系,然而这种影响随着时间序列的延长均有所减弱;近30年间,植被覆盖度降低可能是天然年径流增加的主要原因;水资源的开发利用导致1986～2000年期间的年径流减少5.8亿m3,占天然年径流量多年均值的37.1%.     

青藏高原大通河流域径流变化归因分析

大通河流域地处青藏高原东北部边缘,生态环境敏感脆弱,开展变化环境下水资源演变、归因研究对保护区域水生态环境,保障水生态文明建设具有十分重要的意义。采用线性倾向估计、集中度、集中期、有序聚类检验、小波分析等统计方法,分析了流域径流的年际变化、年内分配、周期和突变变化特征,基于累积量斜率变化率法和双累积曲线定量评估了气候因素和人类活动对径流变化的影响。结果表明：(1)近60 a大通河流域气候暖湿化明显,年平均气温、降水量、潜在蒸发量增幅分别为0.42℃·(10a)^-1和8.9 mm·(10a)^-1、5.6 mm·(10a)^-1,年径流呈减少趋势,倾向率0.67×108m3·(10a)^-1。(2)径流集中度和不均匀系数呈微弱下降趋势,枯季径流增加趋势明显,年内分配更趋于均匀,集中期有推迟趋势,延迟速率为3.0 d·(10a)^-1。(3)年径流在44 a左右尺度上周期震荡明显,突变发生在1990年,突变后径流量减少3.52×108m3,流域冰川分布呈减小趋势,植被覆盖无显著变化。(4)...     

基于径流还现的洮河流域径流变化特征研究

河川径流还现计算是准确反映区域水资源状况的基础,同时也是水资源规划和决策的重要依据。选取甘肃省洮河流域李家村、红旗2个代表水文站长系列径流资料作为基础数据,在还原计算的础上,对洮河流域径流进行还现计算,同时对径流变化特征进行研究。结果表明:1956-2016年洮河流域李家村、红旗多年平均实测径流量分别为39.52×10^8 m^3、44.66×10^8 m^3,还原后多年平均天然径流量分别为39.69×10^8 m^3、46.11×10^8 m^3,多年平均还原水量分别为0.17×10^8 m^3、1.45×10^8 m^3,2站消耗水量主要用于农业灌溉;2站天然径流突变趋势基本一致,突变点均为1990年;李家村、红旗站径流多年平均天然径流量修正还现后分别为31.76×10^8 m^3、38.77×10^8 m^3,减少径流量分别为7.93×10^8 m^3、7.04×10^8 m^3,分别减少20%、15%;还现后李家村站年径流呈现略微增加趋势,而红旗站年径流量呈现略微减小趋势;径流量呈现20世纪50年代和70年代-21世纪00年代低于多年平均值,21世纪10年代高于平均值和不同丰、平、枯状态的年代际特证。研究结果为流域水资源调查评价提供基础支撑,对促进流域水资源高效利用和优化配置,指导区域水资源综合管理与社会经济发展具有重要作用。     

三江源区径流演变及其对气候变化的响应

利用水循环模型、统计检测、对比分析等手段对三江源区水循环过程进行了分析,模拟和检测了1958-2005 年黄河源区出口唐乃亥站、长江源区直门达站、澜沧江源区昌都站汛期、非汛期和年径流过程的变化趋势。在此基础上,检测CSIRO和NCAR两种气候模式A1B和B1 排放情景下未来2010-2039 年源区出口断面的径流演变趋势,对比分析了气候变化的影响。研究表明过去48 年三江源区出口唐乃亥站年径流和非汛期径流过程呈显著减少趋势,而直门达和昌都站径流过程变化趋势并不显著。这将导致对黄河中下游地区的水资源补给显著减少,加剧黄河流域水资源短缺。气候变化背景下,未来30 年黄河源区径流量与现状相比有所减少,尤其是在非汛期,将持续加剧黄河中下游流域水资源短缺的现象。长江源区径流量将呈增加趋势,而且远远高于现状流量,尤其是在汛期,长江中下游地区防洪形势严峻。而澜沧江源区未来30 年径流量均高于现状流量,但汛期和年径流变化并不显著,而非汛期径流变化存在不确定性,CSIRO模式B1 情景显著减小,而NCAR模式B1 情景显著增加。气候变化对长江源区径流影响最显著,黄河源区其次,而澜沧江源区最小。