基于水库调蓄的黄河干流水体交换时间研究(英文)

This note analyzes the change in water renewal time characteristics based on res-ervoir action and then establishes calculation models for the water renewal time in the Yellow River mainstream. The results indicate that the amount of renewable water with reservoir action can meet the annual water demand and that water flows naturally at the Lijin station near estuary. Initial storage dynamics is an important factor in water resource renewable capacity at a certain time, and rational reservoir action can promote sustainable water re-source utilization. When the initial storages in the Longyang Gorge reservoir are 9.343 and 5.343 billion m3, the water renewal times are 28 and 33.9 d, respectively. Flow stoppage ap-pears in April and May.     

黑河下游植被对调水的响应

由于黑河下游来水量的减少,黑河下游绿洲面积急剧退化.为了改善黑河下游的生态环境问题,遏制绿洲进一步退化的趋势,国务院批复于2000年开始对黑河下游进行调水,通过9年调水,黑河下游水资源时空分布发生了很大变化.为了客观评价黑河下游植被对调水的响应,本文通过实地调查、遥感等手段,分析了黑河下游1995-2004年地下水埋深、典型植被、景观类型及东居延海在调水以来的变化情况.研究结果表明:黑河下游生态环境对调水响应明显,下游生态环境向良好的方向转变.     

基于水库调蓄的黄河干流水体交换周期的量化研究

针对黄河流域存在的水危机,探讨水体交换周期的内涵和意义,分析水体蓄变情况下水体交换周期的变化特征,在此基础上建立基于水量调度和河段配水的黄河干流水体交换周期的量化模型,并计算了不同时间尺度下黄河水体交换周期。研究结果表明,水体交换周期可以从不同时间尺度上把握水资源的可更新能力,精确地确定区域水资源总量,指导水库的调蓄计划,为建立可持续利用的水资源供水系统及其管理提供科学依据。     

流域水文年及丰枯水期划分方法

研究流域水文年及丰、枯水期划分方法,为水文水利计算提供科学依据。通过分析流域径流变化特点,提出径流累计距平法。将该方法用于黑河上游流域,结果表明:该方法为黑河上游流域确定了合理的水文年及丰、枯水期;在不同水文年起讫日下,黑河上游流域年径流时间序列的统计特性和典型年的径流年内分配特征发生显著变化。因此,径流累计距平法可用于划分流域水文年及丰、枯水期,统一水文年划分方式对水文水利计算十分必要。     

二元模式下水资源承载力系统动态仿真模型研究

首先探讨了二元模式下水资源承载力的内涵,然后根据水资源承载力的特点探讨了运用系统动力学方法研究水资源承载力的可行性,并在此基础上建立了二元模式下水资源承载力系统动力学动态仿真模型,最后以典型缺水地区陕西关中为例,根据未来水资源的变化趋势,研究了不同方案下关中水资源承载力,得到提高关中水资源承载力的满意方案。     

区域水资源系统动力学特征分析

对南水北调中线工程河南受水区水资源系统动力学特征进行了分析研究,给出了各子系统动力学特征指标和水循环之间的定性关系,揭示了各子系统的分形特征、复杂程度和演化规律.结果表明,该水资源系统具有明显的分形结构和混沌特征,为一个非线性系统,且系统演化存在一个奇异吸引子;从大气降水-地表水-浅层地下水-深层地下水水循环角度看,该系统的开放程度和受外界干扰的程度逐渐减小;从大气降水-地表水-浅层地下水的水循环角度看,该系统的复杂程度符合水资源系统的一般情况.分析成果对该区寻求改善水资源系统行为的机会和途径具有重要参考价值.     

基于GRACE数据的黄河流域地下水储量变化与人口暴露研究

近年来黄河流域人与水资源矛盾愈发突出,尤其是地下水储量的过度消耗已成为限制该区域人与自然和谐发展的主要矛盾之一。基于重力反演与气候实验卫星数据和全球陆面数据同化系数数据,根据流域水循环与水量平衡原理,测算2003—2016年黄河流域地下水储量的变化情况,在探究其时空变化特征的基础上,识别了地下水储量下降明显区域的人口暴露度。结果表明：（1） 空间分布上,黄河流域地下水储量西多东少,由西向东下降程度不断加剧,且下降区域呈现由下游向中上游扩散的态势。下降区域主要集中在中东部地区,变化等级以较剧烈减少和剧烈减少为主。（2） 时间变化上,2003—2016年黄河流域地下水储量整体呈下降趋势,年均降幅为5.93 mm·a^-1。其中,2004—2016年为连续下降,2015—2016年的下降幅度最大;另外,地下水储量时间变化存在季节效应,地下水储量下降幅度春季最大、冬季次之、秋季再次之、夏季最小。（3） 地下水暴露风险状态下的地级市人口密度在空间上呈东高西低、中部交错分布的状态,暴露风险人口密度最大地级市共16个;地下水储量下降人口累积百分比呈现明显上升的趋势,在2016年达到最大值。研究结果以期为黄河流域地下水资源可持续利用提供科学参考。     

黑河“97”分水方案适应性分析

黑河“97”分水方案自2000年实施以来,流入下游水量明显增加,缓解了下游生态环境恶化趋势,但在丰水年难以完成分水指标,其适应性受到各方关注。本文在分析“97”分水方案的技术特点及背景条件变化对分水方案适应性影响的基础上,通过构建黑河水资源配置模拟模型,对分水方案在不同需水条件和黄藏寺水库建成运行后长系列年（1958-2012年）实施情况进行了模拟,分析评价了黑河“97”分水方案的适应性。研究表明,由于分水方案制定和实施前后黑河经济社会、水系连通性等背景条件发生了较大变化,在现状工程和需水条件下,不能完成“97”分水方案的分水要求;在中游退耕至2000年水平和黄藏寺水库建成的情况下,虽然可以完成“97”分水方案的分水要求,但仍存在地下水超采情况,因此,基于20世纪80年代中期黑河经济社会和1955-1986年水文条件的“97”分水方案与黑河流域现状存在一定的不适应性。     

水体交换周期模型的修正及其在黄河上游的应用

在考虑水体入流和出流不等的条件下,提出了水体交换周期的计算模型和相应的数值算法.并选取黄河上游兰州-下河沿、下河沿-石嘴山、石嘴山-头道拐三河段,在天然径流状态下和有水库调节作用下分汛期和非汛期分别计算了历年各河段水体的交换周期.结果表明:(1)在天然径流状态下,三河段非汛期历年的交换周期几乎均长于相应汛期的交换周期,而在水库调蓄作用下,则没有表现出这一特点;(2)无论汛期还是非汛期,在水库的径流调节作用下各河段水体的交换周期普遍长于天然径流状态下的交换周期,即水库的径流调节作用使得下游河段水体的交换周期普遍延长,从而减缓了该河段的水量循环速率,对相应河段的水资源的可再生量产生了制约作用.     

基于物理栖息地模拟的河道内生态流量研究

结合物理栖息地模拟模型的水力学与栖息地模型,以黄河干流兰州-石嘴山河段为研究样区及该河段的关键鱼种黄河鲤鱼为对象物种,以流速及水深二水力学因子进行研究,推求该研究样区兰州、安宁渡、下河沿、青铜峡和石嘴山五断面对象物种的流量与权重可使用面积的关系。通过对上述各断面1975-1985年汛前共11年生态、水文及断面资料的分析计算,归纳出研究断面汛前适合的生态流量分别为195、220、220、220、175 m3/s,计算结果在Tennant法界定的生态流量范围之内。