气候自然变异在气候变化对水资源影响 评价中的贡献分析——Ⅱ.未来期应用分析

基于模型率定期(基准期)气候自然变异的模拟方法及气候自然变异引起的径流变化的可能情况分析,此部分研究未来期(2021~2051年,2061~2091年)气候变化下径流变化情况及气候自然变异的影响。基于CSIRO、NCAR、MPI三种气候模式及A1B、A2、B1三种排放方式共7种未来气候情景,应用和基准期相同的水文模型和研究流域,引入基准期模型率定出的参数,考虑气候自然变异的影响,对未来气候变化对水资源的影响进行分析。为消除气候模式本身的系统误差,采用δ差值方法得到各模式各排放情景下的未来气候情景。该项研究主要说明如何在气候变化的影响评价中将气候自然变异的贡献分离出来,从而实现更客观的气候变化的影响评价。研究结果表明,气候变异的影响在整个气候变化进程中的贡献随时间的推移将有所不同。未来2021~2051年期间,气候自然变异的影响相对较大;未来2061~2091年期间,由温室气体引起的气候变化的影响占主导。     

关于中国北方水资源问题的再认识

特殊的地理地形和气候条件决定了中国洪涝干旱灾害频发。由于客观的禀赋条件,中国北方降水量小,水资源供需矛盾突出。在变化环境条件下,中国北方河川径流量呈现减少趋势,且随着经济社会的快速发展,区域需水较大幅度的增加,进一步加剧了北方水资源的供需矛盾;径流变化归因分析表明,人类活动导致的流域下垫面变化、工农业的快速发展及其他经济社会活动是北方河川径流减少的主要原因。实行最严格的水资源管理,加强节水型社会建设是解决北方水资源问题的根本出路。     

年最大洪峰流量的P-Ⅲ型分布拟蒙特卡罗随机模拟研究

随机模拟水文序列需要大量的随机数,而且利用传统的伪随机数模拟结果存在统计性质不好等缺陷.采用拟蒙特卡罗方法生成的拟随机数序列,模拟得到的年最大洪峰流量序列的统计性质较好,并且误差随着模拟样本长度的增加收敛很快.可以采用基于拟蒙特卡罗的随机模拟技术来得到所需样本长度的年最大洪峰流量资料.     

港珠澳大桥通车一周年专刊序

2018年10月24日港珠澳大桥正式通车,这是世界上最长的跨海大桥和最大规模的桥岛隧集群工程,也是中国交通史上技术最复杂、建设要求及标准最高的工程之一,被英国《卫报》誉为“新世界七大奇迹”。大桥跨越珠江口的伶仃洋水域,东接香港,西接珠海、澳门,全长55 km。大桥上游有广州港、深圳港和中山港等珠三角重要港口,与大桥交汇的重要航道有广州港出海航道、深圳港西部港区公共航道等大型深水航道以及青州水道、九洲港航道等重要航道,是中国沿海航线最密集、船舶密度最大的通航水域之一。伶仃洋河口湾呈“四口入海”和“三滩两槽”的地貌格局,潮汐和径流交互作用,水沙运动环境复杂。大桥在规划设计阶段曾面临桥位选址、主通航区设置、人工岛平面优化、桥孔合理跨距等一系列问题,工程建设期间同样面临着复杂水沙环境带来的施工难题。因此,在顺应滩槽演变趋势和减小水沙环境影响的前提下实现“桥梁与海湾和谐共处”的关键技术研究尤为重要。
南京水利科学研究院团队在珠江口地区开展了50多年相关科研工作,对伶仃洋的水沙环境和动力地貌特征有深入的认知,积累了丰富的工作经验和基础资料。在港珠澳大桥工可研阶段,研究团队开展了海床演变分析、海洋水文计算、水沙数值模拟、动床物模试验和试挖槽现场观测等多方面的研究,论述了伶仃洋的自然环境特点、总体动力架构、水沙运动特征及其相互作用关系,归纳出工程海域滩槽演变的基本特征,提供了工程所需的海洋水文设计参数,论证了大桥通航条件与相互影响关系,进行了桥隧人工岛平面形态优化,提出了桥、岛基础防护措施。在大桥主体的岛隧工程开工以来,研究团队开展了人工岛越浪控制措施、岛隧工程施工期水文分析及水动力仿真模型、东人工岛岛隧结合部沉放区掩护方案数模试验、沉管隧道E15-E33管节基槽局部突淤分析与预报、极端天气条件下西人工岛波浪要素计算及岛桥结合部局部整体模型试验等专题研究,为人工岛结构安全、沉管安放、钢圆筒施工、岛头掩护体设计等提供了重要技术支撑,解决了E15及后续管节安装期间基槽出现的泥沙异常淤积难题。
值此中华人民共和国成立70周年、港珠澳大桥通车一周年之际,本刊刊登了研究团队关于港珠澳大桥科研成果方面的论文16篇,包括伶仃洋水沙环境模拟、岛隧桥梁基础设计、考虑极端天气时港珠澳大桥人工岛设计波浪要素研究、水动力数值模拟、针对施工期间基槽异常回淤与东西人工岛结构稳定的分析与数值模拟等。伶仃洋复杂的水沙环境为港珠澳大桥的规划、设计和施工增加了一定难度,正是基于对伶仃洋复杂环境的深刻认识和尊崇自然规律才促成了港珠澳大桥宏伟蓝图的构想和最终实现。     

非点源污染模型研究

描述了土壤侵蚀的物理过程,分析了影响土壤侵蚀过程的主要因素,提出包括降雨径流模型、土壤侵蚀模型和畜禽污染模型的非点源污染模拟模型(NPSP),并介绍了该模型在爱尔兰Dodder流域的应用.     

厄尔尼诺现象及其对我国水文气候的重大影响

在简要介绍厄尔尼诺产生的背景、征兆、现象的基础上,分析了厄尔尼诺现象对全球及我国气候的影响,指出厄尔尼诺是一种自然现象,气候的形成受多方面因素的作用,厄尔尼诺对气候的影响是十分复杂和难以准确预测的,要加强对厄尔尼诺现象的监测和预测,预防和减少厄尔尼诺现象给人类带来的损失。     

宁强冯家山砂岩型铬铁矿床的地质特征及成因

陕西宁强冯家山砂岩型铬铁矿是一种特殊类型的铬矿床,含矿岩石主要是石英砂岩,其次是硅质角砾岩及粉砂质绢云母板岩,局部育炭质板岩。由这些含矿岩石组成大小悬殊、形态奇异的地质块体赋存在上元古界震旦系上统底部的微晶白云岩中。该矿为机械搬运沉积而成,既与白云岩非同一时期,又与附近超基性岩体无关,其时代尚待进一步查明。     

中国主要江河径流变化成因定量分析

变化环境下中国主要江河实测径流量发生了较为明显的变化,科学理清径流变化原因是流域水资源评价和管理的重要基础工作。基于中国七大江河代表性水文站1956-2018年的实测径流量资料,诊断了变化环境下水文序列的变异性特征;采用水文模拟途径,定量评估了不同驱动要素对径流变化的影响。结果表明:①淮河、长江和珠江实测径流量变异性特征不明显,相比而言,北方主要江河实测年径流量系列存在较为明显的突变性,但最显著的变异点发生时间存在差异,变异前后降水径流关系发生较大变化。②RCCC-WBM模型能够较好模拟中国南方湿润区和北方干旱区江河天然径流量过程,该模型可以用来还原人类活动影响期间的天然径流量。③总体来看,人类活动对中国北方江河径流量的影响大于气候变化的影响,气候变化是中国淮河及其以南江河径流变化的主要原因。     

尼尔尼诺现象及其对我国水文气候的重大影响

在简要介绍顾尔尼诺产生的背景，征兆，现象的基础上，分析了厄尔尼诺现象对全球及我国气候的影响，指出厄尔尼诺是一种自然现象，气候的形成受多方面因素的作用，厄尔尼诺对气候的影响是十分复杂和难以准确预测的，要加强对厄尔尼诺现象的监测和预测，预防和减少厄尔尼诺现象给人类带来的损失。     

地理信息系统及其在水文水资源中的应用

简要介绍了地理信息系统(GIS)和近十年来GIS在水文水资源领域中的应用。讨论了在具体应用中,如何选择GIS软件包。作为个例,介绍了爱尔兰国立大学都柏林学院水资源研究中心应用地理信息系统——ARC/INFO开发研究的流域水管理决策支持系统。