河湖水系连通理论基础与优先领域

河湖水系连通是中国正在推进的重大治水战略,是提高国家水资源统筹调配能力、水生态环境修复能力和河湖健康保障能力的重大举措,也是提高水旱灾害抵御能力的重要保障。目前河湖水系连通的知识比较零散,尚未形成系统的理论体系,河湖水系连通理论基础的研究,对理论体系的构建、战略的实施和持续推进具有重要意义。本文基于河湖水系连通的理论研究的特征,提出其理论框架体系,分析了可持续发展、水利科学、经济学、生态学、系统科学等基础理论与河湖水系连通理论体系之间的内在关系。从当前国家实施河湖水系连通战略和构建河湖水系连通理论体系的迫切需求出发,本文提出了河湖水系连通理论研究的优先领域,包括河湖水系连通性与功能评价理论与方法、河湖水系连通水体耦合机制与系统稳定性理论、水系连通协调性理论、水系连通—经济格局匹配性理论、水系连通—生态环境影响机理与评估理论、水系连通巨系统不确定性与适应性理论等,优先突破重点领域理论研究,逐步形成和完善河湖水系连通理论体系,以科学、完整的理论体系支撑河湖水系连通治水战略高效、顺利实施。     

旱灾风险定量评估总体框架及其关键技术

作为旱灾风险管理的核心内容和关键环节,旱灾风险评估逐渐成为旱灾研究的热点问题。从科学界定旱灾风险概念入手,辨析了干旱风险与旱灾风险之间的关系,并从机理上对旱灾风险形成机制进行了剖析和阐述;首次提出了旱灾风险定量评估总体框架,即通过建立干旱频率~潜在损失~抗旱能力之间的定量关系实现对旱灾风险的定量评估,并探讨了该评估框架所涉及的干旱频率分析技术、灾损评估技术、抗旱能力评估技术和旱灾风险表征技术等关键技术及其难点。     

旱灾风险定量评估总体框架及其关键技术

作为旱灾风险管理的核心内容和关键环节,旱灾风险评估逐渐成为旱灾研究的热点问题。从科学界定旱灾风险概念入手,辨析了干旱风险与旱灾风险之间的关系,并从机理上对旱灾风险形成机制进行了剖析和阐述;首次提出了旱灾风险定量评估总体框架,即通过建立干旱频率~潜在损失~抗旱能力之间的定量关系实现对旱灾风险的定量评估,并探讨了该评估框架所涉及的干旱频率分析技术、灾损评估技术、抗旱能力评估技术和旱灾风险表征技术等关键技术及其难点。     

气候变化背景下水资源脆弱性研究与展望

论述了气候变化背景下水资源脆弱性概念、内涵及其与适应性管理的联系;综述了水资源脆弱性定量评估方法,包括指标权重法、函数及综合指标法等;介绍了减少水资源脆弱性的适应对策研究。分析表明,联系水资源供需矛盾的水资源脆弱性既有自然变化脆弱性的一面,又有气候变化影响导致水资源供需关系发生变化以及旱涝灾害影响加剧水资源脆弱性的问题。关键是要识别影响水资源脆弱性变化的主要调控变量,通过应对气候变化的适应性对策研究,最大限度地减少水资源脆弱性。未来气候变化背景下水资源脆弱性研究,将在进一步发展脆弱性影响与评估基础上,逐步转到适应性水资源管理与对策的研究。     

基于统计降尺度模型的博斯腾湖流域未来最高和最低气温变化趋势分析

SDSM统计降尺度模型是解决空间尺度不匹配问题的有效工具,它使气候变化响应研究得以在区域尺度上展开。本文将SDSM模型应用于博斯腾湖流域分析它的适用性,并对流域未来最高和最低气温的变化趋势进行了预测。以日最高气温和最低气温为预报量,选取合适的NCEP大气环流因子为预报因子,建立预报量与预报因子间的回归关系。使用1961-1990、1991-2001年的实测数据和NCEP大气变量分别对SDSM模型进行率定和验证,效果较好。把HadCM3输出的A2、B2情景下的大气环流变量作为模型输入变量,模拟流域未来3个时期(21世纪20、50和90年代)的气温变化。结果显示,流域未来日最高气温和日最低气温都呈现明显上升趋势,升高幅度依次为:日最高气温日平均气温日最低气温,且A2情景下气温增幅略大于B2情景下的增幅;冬季气温增幅最小,夏季增幅最大。分析结果可为博斯腾湖流域开展气候变化的水文响应研究以及气候变化的适应性研究提供科学依据。     

气候变化影响下水资源脆弱性评估方法及其应用

气候变化和人类活动影响下的水资源脆弱性评价,是将气候变化影响纳入水资源规划管理、提出缓解气候变化不利影响的适应性对策的重要科学依据。针对与气候变化影响的水资源系统的敏感性和抗压性相联系的脆弱性与适应性问题,提出变化环境下水资源脆弱性评估理论体系和一般性公式。进一步,以水资源供需安全为出发点,采用温度、降雨双参数弹性系数和有水资源基础,直观、简单的水资源关键性指标体系方法,提出气候变化和人类活动背景下水资源脆弱性评估模型。将模型应用于缺水最严重的海河流域,评价了现状和未来情境下流域水资源的脆弱性情况。结果表明:整体上海河流域水资源脆弱性偏高,且平原区较山区更脆弱;气候因素对流域水资源的脆弱性影响明显,未来如不采取措施,海河流域的水资源脆弱性将进一步加重。