城市耗水计算模型

快速城市化背景下,城市人工供水的比例迅速增加,由此产生的耗水不可忽视。传统水文模型在计算耗水时一般只考虑降水产生的蒸发,忽略人工耗用蒸发。为解析城市耗水过程,探究城市耗水机理,在观测城市耗水过程的基础上,划分城市耗水类型,建立城市耗水量计算模型。以北京市某区域为例,采用调查统计、实验监测和模型计算结合的方法,计算该区域2014年的耗水量为820.0 mm,明显高于传统水文模型的计算结果（多年平均值为494.0 mm）。分项结果显示:研究区绿地耗水贡献率为40.58%,建筑体耗水贡献率为38.70%（其中内部人工耗水为31.22%,屋顶截留雨水蒸发为7.48%）,硬化地面贡献率为18.32%,水面贡献率为2.40%。结果表明:建筑体内部耗水量不可忽视,是人工用水消耗的主要组成部分,其耗水量与建筑体层数和居民数量成正比例关系。     

内蒙古中西部区域发展与水资源合理配置的多目标分析

结合内蒙古西部地区在社会经济发展进程中出现的生态环境恶化及水资源未充分合理利用的现实问题,建立了该区域基于水资源开发利用的宏观经济及生态系统的多目标模型.在多目标优化预测中,利用天然草场的载畜量为传递因子,拟定包含生态质量信息的"绿色净面积"为目标变量之一,宏观的刻画了牧区草原生态与经济的相互作用过程.模型研究了节水力度、区外工程投资力度、草原载畜量、供水工程规划等4个可决策边界条件的不同方案对区域可持续发展的驱动和影响.在牧区发展策略方面,模型计算出不同边界条件下的最佳减畜速率.通过天然草原生态系统服务价值和模型目标变量接口的计算,进一步支持了模型优化所得的减畜方案.     

基于模拟器技术的流域仿真系统研究

以现代仿真技术、柔性仿真、软件工程为理论基础，提出了流域模拟器的概念。通过面向对象的方法及组件对象模型(COM)技术建立模拟器，探讨使用模拟器构造流域模型，建立具有良好适应性、扩展性、集成性的流域仿真系统的途径，包括流域网络模型、流域仿真运行机制等。     

基于线性二次型的多级联输水渠道最优控制

灌溉输配水是水联网链路的重要环节,其自动控制水平直接影响着水联网效率和风险控制能力,对实现水资源高效管理与利用有重要意义。通过变化输水渠道线性积分时滞控制模型,建立了多级联渠道离散时间状态空间方程,基于线性二次型理论设计最优状态反馈控制器,利用MATLAB求解和SOBEK模拟进行了验证。在甘肃省昌马南灌区多级联渠道运行过程优化控制的模拟结果显示,线性二次型算法能够使控制点水位较快恢复并稳定在设定值,控制过程动作与水位波动次数少、幅度小,效果远优于常规分布式PI反馈控制。线性二次型算法能够应对多级联渠道时滞、耦合特性和一般未知取水扰动,实现可靠供水服务和有效运行控制。目前算法仅采用反馈控制,尚无法应对过大未知取水扰动,还有进一步改进空间。     

TRMM遥感降水低估还是高估中国大陆地区的降水?

卫星降水产品在一定程度上为地表观测稀疏地区的降水提供了参照值,但在具体应用时仍需进行适用性和精度评价.为降低不确定性,通行做法是利用地面观测数据对卫星产品进行融合校正,评价和修正卫星降水产品.以TRMM为例,对研究中国大陆范围的融合TRMM降水的公开成果进行了检视,发现不同研究成果结论之间存在不可忽视的方向性相背情况,极大地影响着生产实践应用中对融合产品的可靠性判断.研究认为,这种融合结果相背的现象与融合校正方法关系不大,而与地面降水参照站点选取的范围有密切关系.研究表明,仅靠TRMM卫星降水自身及与地面融合方法的创新,尚不能降低卫星降水产品的不确定性.目前仍需加强对卫星降水融合中地面观测数据的完整性要求,采用多种独立检验方法验证融合结果的一致性和可靠性.     

洪水资源利用风险适度性分析

洪水资源利用有助于缓解北方地区的水资源紧缺形势,风险适度性作为洪水资源利用三大适度性之一,用于指导洪水资源的合理开发与安全利用。在水库汛限水位调整中,提出采用不同频率设计洪水进行不同汛限水位条件下的洪水调节计算,并结合水库的经济与生态供水目标进行长系列用水调度模拟和供水效益分析,综合确定风险适度性的方法。对密云水库的计算分析表明,主汛期汛限水位从原设计的147.00 m安全抬高至目前的152.00 m是可靠的,其风险阈值上限为153.20 m;后汛期汛限水位可从目前的154.00 m安全抬高至155.40 m。两种情况下水库供水保证率可以分别提高0.30%和0.01%,且大坝和下游防护区的防洪风险率分别为0.01%和1%,与原设计一致,满足洪水资源安全利用的风险适度性要求。     

气候变化对石羊河流域重点治理规划的影响

根据IPCC全球气候变化情景,分析了石羊河流域未来可能气候变化趋势及其对流域河川径流量的影响。利用宏观经济水资源模型,研究了不同径流变化情景对石羊河流域治理规划效果的影响。结果表明：若石羊河流域未来径流量减少15%,对流域现状发展模式和治理模式经济影响将分别为29.8%和7.2%。石羊河综合治理可提高流域应对气候变化风险的能力,减小气候变化对流域社会经济的影响。     

气候变化对中国水资源影响的适应性评估与管理框架

通过论述气候变化对中国水资源影响的适应性评估与管理框架,提出一个气候变化影响决策评估工具,它包括：未来气候变化对中国水资源潜在影响的定性描述分析、半定量与定量分析以及适应性对策评估。由于不同气候区域所面临的水资源问题不同,选择中国4个典型案例区域,并确定不同的目标进行气候变化适应性管理综合研究,提出了甄别气候变化影响和适应性管理的新的思路、框架与方法论。该项研究为应对未来气候变化影响的水资源规划与风险管理提供了途径与方法。     

河流-含水层系统数值模拟方法探讨

地表水与地下水转化量的模拟预测一直是区域水资源评价和管理中的难题。提出了一种基于河流越流系数的处理方法,即将转化量计算模型同三维地下水数值模型完全耦合,能够预测在有人工干预条件下,地表水与地下水转化量的变化趋势。提出的方法适合多含水层系统的情形。实例研究表明,提出的河流-含水层系统模拟方法原理简单,易于实现,可以推广应用。     

河西走廊地下水系统数值模拟中的几个问题探讨

本文依据河西走廊地下水系统的特点，探讨数值模型中几个关键问题的处理方法，涉及含水层系统结构的概化，河流与地下水的相互作用，潜水蒸发，泉群的处理以及由断层形成的地下水瀑布模拟等问题，以酒泉盆地为例，研究了数值模型在区域下水系统演化与动态预测中的应用。