两种自动基流分割方法在干旱半干旱地区的对比研究

基流是河川径流的重要组成部分。在干旱半干旱地区,基流对于维持水源的稳定性及持续性、确定河流生态需水等方面具有重要作用。因此,基流分割结果的准确性至关重要。本文以黄河流域上游小流域为研究区,分别使用滑动最小值法和数字滤波法对典型年进行基流分割,然后用数字滤波法对1980-2014年日均径流进行基流分割,并分析基流的变化趋势。研究表明,数字滤波法在干旱半干旱地区具有较好的应用效果,滑动最小值法分割的基流结果偏小;在特定研究区的参数难以确定时,应结合两种方法的优点确定最佳的基流分割方案。研究区1980-2014年的平均基流指数为0.69,高于全国平均值0.26、西北诸河区的0.57及黄河区的0.43;趋势分析显示,研究区的年径流、基流、BFI的增长幅度分别为0.086 (m³/s)/10a、0.169 (m³/s)/10a、0.038/10a。MK趋势检验结果显示,年径流未通过10%的显著性检验,增长趋势不明显;基流和BFI分别通过了2.5%和1%的显著性检验,增长趋势显著。     

三江源气候变化及其对径流的驱动分析

以1965-2004 年三江源地区12 个气象台站的降水和气温资料以及长江源区直门达、黄河源区唐乃亥和澜沧江源区昌都水文站的径流资料为基础,分析三江源地区的降水、气温和径流的变化趋势,并采用Mann-Kendall-Sneyers 方法进行趋势显著性检验;采用Makkink 公式计算三江源区12 个气象站点的潜在蒸发,建立三江源区降水和潜在蒸发对径流的驱动模型,并对气候变化(降水和气温的变化) 对径流的驱动进行情景分析。研究表明：1965-2004 年三江源区气温升高,径流减少,并且气温和径流都在1994 年发生突变,但降水的变化趋势不明显。降水和潜在蒸发对径流深的驱动模型表明三江源区降水对径流起正向的驱动作用,潜在蒸发对径流起负向的驱动作用,具体来说,澜沧江源区潜在蒸发对径流的驱动力最大,长江源区次之,黄河源区最小。借助驱动模型对三江源气候变化(降水和气温的变化) 对径流的影响进行情景分析,结果显示,降水和气温对径流的驱动在总体上虽然分别是正、负方向上的驱动,但在具体情景下其各自的驱动作用又呈现出波动的特征。     

北京市水资源与水量平衡研究

以降雨-径流-蒸散发平衡和水资源供需平衡模式为基础进行研究,得到以下结论:北京市2001～2009年系列的水资源量与多年平均系列相比,水资源产量减少了约40.1%,减少的原因既有气候因素,也有人类活动导致土地覆被变化的原因,其中气候因素占30.1%,下垫面变化导致产流减少的比重为69.9%;同时由于人口的增长,北京市人均水资源占有量从270 m³下降到114 m³.在北京市水平衡分析中,采用不同下垫面蒸散发模式,计算得到2001～2009年北京市蒸散发为494 mm,河川径流量为46 mm,入境水量为4.34 亿m³,出境水量为8.03 亿m³,超采地下水、水库净补给以及外流域引水量为6.19 亿m³.在不考虑河道内生态需水条件下,北京市的现状缺水量为4.73～5.86 亿m³.到2014年南水北调中线水到达北京以后,北京将可以在75%来水年份下保障10～15年的水资源的基本供需平衡。但是如果遭遇95%来水频率的特枯年份,北京仍然将会面临较为严重的水资源短缺问题。     

永定河北京段蒸散发研究

永定河北京段蒸散发研究对永定河生态走廊建设有着重要的支撑作用。本文采用多种方法计算了永定河北京段的水面蒸发、潜在蒸散发和实际陆面蒸散发,结果显示:北京段水面蒸发为1182 mm,潜在蒸散发为969mm,1999-2009年北京市实际蒸散发494 mm。对各种水面蒸散发计算结果比较,并通过相关分析和RMSE分析发现,利用中国科学院地理研究所方法计算永定河北京段水面蒸散发较为合理,施成熙方法、前苏联扎依可夫方法计算结果相近,但彭曼公式结果偏大。潜在蒸散发采用Presley-Taylor公式,而联合国粮农组织(FAO)修正的彭曼公式和Hargreaves公式结果都偏大。研究区的实际蒸散量使用傅抱璞方法计算,结果得到了相同研究时段北京市水量平衡研究成果的验证。相比而言,张鲁公式和Turc公式结果偏大,而高桥公式所得结果与傅抱璞方法最为接近。     

北京市水资源安全与工业用水管理方法探讨

北京市水资源问题十分严重,水资源的开发利用率达到了惊人的135%。工业用水是一个十分重要的组成部分,工业有效用水和用水管理是北京市水安全的关键问题之一。工业用水的定额管理是工业用水管理的核心。本文首先对工业用水定额进行研究的基础上,阐述了用水定额制定和管理的一些基本方法,取得了以下结论:(1)工业用水定额可以分为主定额和辅助定额。主定额指单位产品生产所需要的取用水量,包括生产和辅助生产用水两个部分。辅助定额包括附属生活用水定额和企业的万元产值取水量。(2)产品生产的工艺过程是决定工业用水定额的主要影响因素。在某一种产品的生产工艺过程确定的条件下,其单位产品的取水定额是一个固定值。对于同一种产品的生产,如果生产过程所取用的原料不同、工艺方式不同,可以有不同的用水定额。(3)对定额管理方法进行了探讨。认为实现用水定额管理的核心,就是要把所制定的用水定额转换成一个可以操作执行的行业和企业的用水指标。该用水指标的确定是以产品的用水定额为核心,综合考虑以下因素:附属生活用水、企业规模、企业的开工率、企业的节水管理水平和季节的波动性。     

海河流域水资源安全评价

利用已建立的评价指标体系,对海河流域水资源安全现状进行评价。在海河流域的当地水资源量按372×108m3计算、引黄水量为60×108m3的条件下,海河流域的水资源保障是不安全的。但这种不安全属于气候干旱周期的不安全,如果气候转为类似1950～1970时期的湿润期,海河流域从水量来说就是安全的。海河流域的水资源不安全更突出的是水质不安全,所以加强水污染防治工作是提高海河流域水资源安全程度的首要选择。     

中国的用水何时达到顶峰

从中国实际用水增长业已放慢的趋势、已经开始启动的供水价格的大幅上升趋势和水价与用水的关系、经济增长方式由粗放型向集约型转变(高耗水行业已经接近顶峰)和用水与产业结构的关系、日益严格的环境立法和执法对用水的影响、中国水资源本身的限制等5个方面,分析中国的用水变化趋势,提出中国的农业用水量、工业用水量和总用水量目前均已接近顶峰,可望在10年内达到顶峰,最大用水量不大可能超过6500×108m3。