不同气候情景下华北平原蒸发与径流时空变化分析

基于中国气象局国家气候中心生成的IPCC第四次评估报告中23种气候模式的情景集成数据,采用Schreiber公式和Thornthwaite方法计算实际蒸发和径流,分析了2001-2060年SRES A1B、A2和 B1这3种情景下,华北平原气温、降水、蒸发与径流的时空变化。结果表明：未来华北平原气温呈升高趋势,且冬半年升温幅度大于夏半年;降水亦呈增加趋势,而冬半年降水增加幅度小于夏半年;与此相应,华北平原蒸发和年径流呈增加趋势,增幅和空间差异随时间推移而增大,到2041-2060年蒸发将上升7.1%～9.4%,径流将增加8.7%～10.7%。     

气候变化影响下极端水文事件的多变量统计模型研究

以黄河流域太原气象站和淮河流域鲁台子水文站为研究对象,利用Copula函数构建气候要素（降水）同极端水文事件（干旱和洪水）之间的多元统计模型,分析不同降水条件下不同等级干旱和洪水的发生概率变化。结果表明,Gumbel Copula能够较好地描述太原站7月份的前期累加降水量和帕默尔干旱指数（PDSI）的相关结构。随着降水量的增加,极端干旱的发生概率逐渐减小,重旱、中旱和轻旱的发生概率则先增加后减小。Clayton Copula能够较好地描述鲁台子水文站前期累加降水量和洪峰流量之间的相关结构。当前期累加降水量大于等于某一定值时,随着年最大洪峰x的增大,发生洪峰≥x的极端洪水事件的概率逐渐减小。在同一个极端洪水发生概率下,前期累加降水量越大,洪峰流量出现大值的可能性越大。     

基于分布式模拟的流域水平衡分析研究——以海河流域为例

流域水平衡分析是进行水资源科学评价与合理配置的基础,传统的流域水平衡分析大多是基于有限的站点观测资料和简单的集总式模型,很难适应考虑水循环空间变异性的复杂大流域水资源综合管理的需求.本文基于分布式水文模拟技术,探讨了一种能够考虑流域内部上、下游关系的水平衡分析方法.并以海河流域为例,构建分布式SWAT模型,对海河流域及水资源三级分区的水平衡状况进行分析,在此基础上探讨海河流域维持健康水平衡关系,降低流域蒸发,进行农业真实节水的必要性和有关对策.     

三峡库区梁滩河流域水化学与硝酸盐污染

运用水化学和水质分析技术,测定了三峡库区梁滩河流域地表水体和地下水体中的水化学组成和硝酸盐氮含量,揭示了梁滩河流域地表水和地下水水体的水化学组成和硝酸盐污染的空间分布规律、来源及循环过程。结果表明:梁滩河流域地表水的硝酸盐污染表现为沿着地表径流从上游到下游呈现出加重的趋势,这种污染趋势与养殖业、生活和工农业废污水的沿程直接排放有着直接关系;而地下水硝酸盐污染呈现出流域上游和下游较轻、而中游东侧支流区域较重的空间分布特征,这种空间分布特征与地表水体中氨氮和有机氮的含量、地表水与地下水之间的补给排泄关系、厚层土壤包气带的存在以及土地利用状况等因素有着密切的关系。     

永定河官厅水库下游河道内生态需水量研究

作为北京市母亲河的永定河自上个世纪80年代以来三家店以下一直处于断流,河床裸露、河道两岸土地沙化严重,是北京春季沙尘天气的主要沙源之一,由于地下水超采严重,加之无水补给地下水,使得北京西部地区第四纪地下水已经基本枯竭,永定河的生态系统已经受到严重破坏。要想恢复或治理受损的河道生态环境,作为生态系统中最活跃最重要的水分多少要先算清楚。本文采用湿周法计算了永定河官厅水库下游三个控制断面(官厅水库(坝下)、雁翅、卢沟桥)的河道内生态需水流量,计算结果为:官厅水库(坝下)站的河道内流量为3.7m~3 s~(-1)。(平水年P=50%,1978年),占年平均流量的20.7%,雁翅站的河道内流量为4.1m~3 s~(-1)(平水年P=50%,1981年),占年平均流量的20.1%,卢沟桥站的河道内流量为1.3m~3 s~(-1)(平水年P=50%,1978年),占年平均流量的22.1%。若能按照计算的流量来补充河道水量,即可使永定河恢复其基本的生态功能,按照Tennant法的标准,基本能使当地的河道生态系统处于较为良好的状态。     

大尺度水循环模拟系统不确定性研究进展(英文)

The regional hydrological system is extremely complex because it is affected not only by physical factors but also by human dimensions.And the hydrological models play a very important role in simulating the complex system.However,there have not been effective methods for the model reliability and uncertainty analysis due to its complexity and difficulty.The uncertainties in hydrological modeling come from four important aspects:uncertainties in input data and parameters,uncertainties in model structure,uncertainties in analysis method and the initial and boundary conditions.This paper systematically reviewed the recent advances in the study of the uncertainty analysis approaches in the large-scale complex hydrological model on the basis of uncertainty sources.Also,the shortcomings and insufficiencies in the uncertainty analysis for complex hydrological models are pointed out.And then a new uncertainty quantification platform PSUADE and its uncertainty quantification methods were introduced,which will be a powerful tool and platform for uncertainty analysis of large-scale complex hydrological models.Finally,some future perspectives on uncertainty quantification are put forward.     

淮河流域水文随机方法的径流图化(英文)

Theoretical difficulties for mapping and for estimating river regime characteristics in a large-scale basin remain because of the nature of the variable under study: river flows are related to a specific area, i.e. the drainage basin, and are hierarchically organized in space through the river network with upstream-downstream dependencies. Another limitation is there are not enough gauge stations in developing countries. This presentation aims at de-veloping the hydro-stochastic approach for producing choropleth maps of average annual runoff and computing mean discharge along the main river network for a large-scale basin. The approach applied to mean annual runoff is based on geostatistical interpolation proce-dures coupled with water balance and data uncertainty analyses. It is proved by an applica-tion in the upstream at Bengbu in the Huaihe River Basin, a typical large-scale basin in China. Hydro-stochasitic approach in a first step interpolates to a regular grid net and in a second step the grid values are integrated along rivers. The interpolation scheme includes a con-straint to be able to account for the lateral water balance along the rivers. Grid runoff map with 10 km × 10 km resolution and the discharge map along the river with the 1 km basic length unit are the main results in this study. This kind of statistic approach can be widely used be-cause it avoids the complexity of hydrological models and does not depend on the meteoro-logical data.     

气候变化下极端水文事件的研究进展

气候异常变化导致洪涝灾害、干旱等极端水文事件的发生及其增加的水灾害风险正成为人类生存所面临的重大挑战。近年来,开展气候变化背景下流域极端水文事件的变化趋势、发生机理及其对气候变化的响应与预测研究正逐渐受到国内外众多学者的关注。本文从极端水文事件的定义、研究方法、水文极值分布函数、观测事实及模拟研究等方面分析评述了极端水文事件问题的研究现状和研究成果。在此基础上,讨论了研究现状存在的问题并对该领域未来研究方向进行了展望。     

中国西部流域水循环研究进展与展望

由于中国西部水文循环的地区特性、生态系统的脆弱性和社会经济发展对水资源需求的增加,使得中国西部开发面临十分现实和严峻的水资源问题。从中国西部流域水循环的特点及存在的问题出发,探讨了中国西部流域水循环研究基础科学问题。同时,对21世纪中国西部流域水循环科学问题的研究进行了展望。核心的方面是：自然变化和人类活动影响的西北干旱地区水资源演变规律是什么？在西部生态环境建设中如何估算生态需水量？西北干旱地区的水资源究竟能够承载多大规模的社会经济发展需求？如何合理分配与调控水资源,最大限度地发挥其潜力,促进该地区社会经济的可持续发展？     

社会经济系统水循环研究进展

水循环包括自然水循环和社会经济水循环两个方面。社会经济系统水循环指社会经济系统对水资源的开发利用及各种人类活动对水循环的影响。对目前国际国内关于社会经济水循环关注的主要问题 (水资源安全、水资源社会经济研究、人类活动对水循环的影响、水环境、水资源可持续管理和综合管理) 及其进展进行了评述。水资源安全的主要对策已由增加供给转变为水资源需求管理。增加社会参与和明晰水权是水资源管理体制改革的方向。水价在水资源管理中的重要作用得到越来越多的重视。水资源可持续管理和综合管理正逐步落实。水资源需求管理机制、水权水价等水资源管理制度设计、作为可持续水资源管理基础的生态需水问题和环境变化对水资源的影响,将是未来社会经济系统水循环研究的焦点。