变化环境下渭河流域水资源演变规律分析

渭河是黄河最大的支流,它是黄河中下游主要洪水来源区之一,也是黄河主要的产沙区之一.伴随气候变化、人类对水资源的开发利用活动加剧、大规模水土保持工程建设以及其他人类活动影响,渭河流域水资源的演变规律发生很大的变化.本文基于水资源二元演化模型研究了渭河流域的水资源演变规律,分析的水资源演变规律不仅包括狭义水资源,还包括广义水资源.本文所指的狭义水资源就是传统的水资源,即地表、地下水资源;广义水资源不仅包括狭义水资源,还包括直接为人类和生态系统所利用的降水.对1956～2000年渭河流域水资源演变过程进行了模拟,模拟结果表明,主要受降水减少和人类活动影响,1980～2000年地表水资源比1956～1979年衰减了7.3%,不重复地下水资源增加了20.2%,狭义水资源量减少了2.1%,直接为人类和生态系统所利用的降水减少了1.9%,广义水资源减少2.0%.考虑社会经济用水变化和土地利用变化,本文还预测了2020年水资源的演变趋势.经预测,2020年地表水资源量为81.6亿m3,比2000年少3.20亿m3;不重复地下水资源量为24.62亿m3,比2000年少0.28亿m3;狭义水资源总量为106.21亿m3,比2000年少3.48亿m3;直接为人类和生态系统所利用的降水为487.16亿m3,比2000年多3.05亿m3;广义水资源量为593.37亿m3,比2000年少0.43亿m3.     

渭河流域代表站气象水文要素变化特征分析

渭河是黄河的最大支流,是中国文明发祥地之一。渭河干流全长818 km,渭河流域面积13.48 km~2,其甘肃段位于甘肃省中东部,占流域总面积的44.1%。渭河流域自然条件差,地形差异大,气候垂直变化显著,且降水分布极为不均,洪水、泥石流、滑坡等自然灾害频发,水资源开发利用率小。对甘肃省境内渭河流域各代表站55年水文气象要素进行分析,得出甘肃省境内渭河流域气温、降水量、蒸发量、径流、输沙率的年内分配和年际变化特征,为甘肃省境内渭河流域水土保持治理、防洪减灾和水资源开发利用提供依据。     

采煤排水对区域水资源的影响——以山西阳武河流域上游煤矿区为例

煤炭资源的大量开采,对水资源造成了严重影响。以山西阳武河流域上游煤矿区为例,分析了采煤对水资源污染和水资源量减少的影响。未经处理的矿坑水直接排放不仅污染了过境河流水,同时也对第四系潜水、深层岩溶承压水造成了严重的污染。采煤排水是区域水资源量的减少和可利用水资源量减少的主要原因。对2个不同开采期水资源量变化进行分析对比,提出了采煤排水引起水资源量减少的主要原因是三水转化关系的变化,而可利用水资源量减少的主要原因是地下水流场变化、开采模数远大于径流模数、隔水层连续性破坏、底板突水、水资源污染等。     

三川河流域水资源演变个例研究

以三川河流域为例,应用WEP-L分布式水文模型和集总式流域水资源调配模型偶合而成的二元水循环模型,模拟了不同情景下流域水循环过程.在此基础上,定量分析了降水、人工取用水以及下垫面条件这三个主要驱动因子对流域水资源演变的影响.在模型中保持其它条件不变,仅以改变降水、人工取用水及下垫面条件来模拟种不同情景的水循环:情景1,1956-1979年降水系列、2000年下垫面、无人工取用水;情景2,190-2000年降水系列、2000年下垫面、无人工取用水;情景3,1956-2000年降水系列、2000年下垫面、无人工取用水;情景4,1956-2000年降水系列、2000年下垫面、有人工取用水;情景5,1956-2000年降水系列、1956-2000年系列模拟下垫面、无人工取用水;情景6,1956-2000年降水系列、2000下垫面、无人工取用水;情景7,1956-1979年降水系列、1956-1979年系列模拟下垫面、无人工取用水;情景;190-2000年降水系列、2000年下垫面、有人工取用水.情景2和情境1比较,发现降水单项因子减少4.5%引起各种口径水资源量的减少,地表水资源量减少1.4%,地下与地表水资源不重复量15.%,狭义水资源量1.3%,有效蒸散发量2.1%,广义水资源量4.6%.情景4和情境3比较得出,在人工取用水单项因子作用下,地表水资源量减少4.6%,而地下与地表水资源不重复量增加113.5%,在狭义水资源量减少0.4%的同时,伴随有效蒸散发量增加0.9%,广义水资源量增加0.7%.情景6和情境5对比,发现在下垫面条件单项因子作用下,狭义水资源量及其构成地表水资源量和地下与地表水资源不重复量分别减少4.3%、4.3%和2.%,有效蒸散发量增加7.1%,广义水资源量增加5.3%.情景和情境7对比分析得出,三个因子对水资源量的综合影响是,地表水资源量减少30.6%,地下与地表水资源不重复量增加114.5%,狭义水资源量减少25.%,有效蒸散发量增加6.7%,广义水资源量增加1.1%.研究成果对于其它流域水资源演变规律研究具有参考价值.     

气候变化对伊逊河流域水资源量的影响

海河流域作为中国水资源最为紧张的流域,其水资源对气候变化非常敏感.以海河流域中受人类活动影响较小的伊逊河流域为对象,基于海河流域未来气候变化研究成果构建了20种气候变化情景,应用具有物理机理的分布式流域水文模型模拟了不同气候变化情景下的流域水循环情景,对气候变化对伊逊河流域水资源量的影响进行了分析,结果表明气温升高1℃将使流域内3.8mm的径流转化为蒸散发,降水的增加将使流域的蒸发和径流都有所增加,其中新增降水50%转化为蒸发,30%转化为径流.同时径流和蒸散发对于高温和强降水更为敏感.未来气候变化的不确定性使未来水资源量的变化也有很大的不确定性,在以升温为主、降水变化存在很大不确定性的情况下,伊逊河流域天然径流量可能进一步衰减.     

基于不同排放情景的浑河流域水资源演化研究

人类活动与气候变化是影响流域水资源演化、水文循环规律的两大关键性因素。以浑河流域为例,通过分析CMIP5公布的气候模式相关性和相似性,选取5种典型模式并分别计算不同排放情景下的降水和气温,建立产汇流特性水文模型分析模拟浑河流域水资源及其演化规律。结果显示:在未来30年浑河流域水资源量呈现出逐渐增大的趋势,并增加了汛期水量的提升概率;枯季水资源量在高排放情景下呈现出降低的变化趋势,浑河流域水资源时程分配在未来更加不均衡,温室气体的排放将进一步加剧这种不均匀态势。     

沿海缺水区可利用水资源量计算研究——以湛江市为例

沿海地区水资源丰裕,但缺水问题严重.本文以区域水资源可持续利用为目标,以可利用水资源量为切入点,提出了沿海缺水区可利用水资源量的定义及计算方法.并时影响可利用水资源的3个主要因子:生态需水量、洪水弃水量及不可以利用水量进行了分析及确定.以湛江市为例进行了计算分析,结果显示,在水功能区达标、扩大调蓄能力及合理开发利用过境水资源的基础上,区域可利用水资源量将大幅度提高.     

两千年来黑河流域水资源平衡估算与下游水环境演变驱动分析

利用地方史志、历史地理、树木年轮和近代器测记录相关的黑河流域历史时期人口变动、水土资源开发利用、下游湖泊变化、流域水资源和气候变化等资料, 通过对比上游出山水资源量、中游人类活动水资源利用量和下游湖泊面积变化, 在千年-百年时间尺度上对流域水资源平衡进行了估算, 并分析了历史时期各阶段下游湖泊水环境和天然绿洲演变过程和驱动机制. 研究结果表明: 在黑河流域, 气候变化条件下的上游山区水资源总量和中游走廊平原区绿洲人类活动用水后下泄的水资源量, 决定了下游水环境演变过程;在两千年来显现出不同历史阶段的流域水资源平衡模式和下游水环境演变特征, 以及气候变化和人类活动在不同历史时期的耦合驱动机制.     

基于不同排放情景的洞庭湖流域水资源演化研究

流域水资源演化与气候变化和人类活动紧密相关,气候变化与人类活动的加剧极大地改变了流域水文循环。通过相似性和独立性分析,从CMIP5公开发布的47个气候模式中筛选出5个代表性气候模式,然后计算未来高、中、低3种不同排放情景下的气温和降水,构造符合研究区产汇流特性的水文模型,计算洞庭湖流域水资源量并分析其演化规律。结果表明:不论温室气体排放水平如何,洞庭湖流域水资源量在未来60a呈现增加态势,汛期水量增加概率加大,而在高排放情景下枯季水资源量表现为减少趋势;未来洞庭湖流域水资源的时程分配将更趋不均匀化,而温室气体的持续排放将使其变化加剧。     

甘肃河西地区内陆河流域荒漠化的水资源问题

河西地区内陆河流域荒漠化的水资源问题,根本的原因在于水资源短缺而导致的生态环境脆弱和水资源的过度开发利用.如果上、中游地区水资源的利用超过了水资源量的限度,则流到下游的径流量减沙,地下水位下降;而下游地区为了弥补水资源的不足,便大量开采地下水,致使地下水严重超采,从而导致植被退化和荒漠化.在分析上述问题的基础上,以石羊河为例,说明内陆河流域的荒漠化防治要求实行以农业节水为中心,建立节水型社会的流域综合治理,实现水资源、土地资源、经济、社会和生态环境协调和可持续发展.     

对渭河流域洪水预报的思考

渭河纵贯陕西富饶的八百里秦川,此间是陕西政治、经济、文化的中心,渭河防汛事关陕西经济发展,是全省防汛工作的重中之重。本文结合多年来渭河洪水预报、特别是2003、2005年的实践经验,通过对渭河流域暴雨洪水特性分析,揭示了渭河流域洪水预报中的难点和问题,提出解决渭河流域洪水预报的研究对策。     

基于水文模型的乌裕尔河流域水资源评价

基于水文模型的流域水资源评价可以为解决流域水资源短缺问题和改善水资源管理利用模式提供科学依据。针对传统水资源评价存在的问题,以乌裕尔河流域为例,利用研究区已建立的SWAT模型进行流域水资源评价,并分析了流域蓝水绿水资源量的时空分布规律。研究结果表明,绿水资源量在乌裕尔河流域水资源量中占得较大比重,对维持区域水安全、粮食安全和生态系统稳定具有重要作用。把绿水资源量评估纳入到传统水资源评估体系中,并对传统的水资源管理进行革新是一项势在必行的举措。     

粮食产量对气候变化驱动水资源变化的响应

水资源是支撑粮食生产的重要因素之一,气候变化驱动下的水资源变化及对粮食产量的影响是当前研究的国际前沿和热点问题。以汾河流域冬小麦和夏玉米2种主要粮食作物为研究对象,利用线性回归、人工神经网络、支持向量机、随机森林、径向基网络、极限学习机等6种机器学习算法构建粮食产量模拟模型,基于气候弹性系数法分析水资源量对气候变化响应关系,在流域尺度上研究粮食产量对气候变化驱动水资源变化的综合响应。结果表明:①机器学习算法能够较好地模拟汾河流域的冬小麦和夏玉米产量;②降水增加10%导致汾河流域水资源量增加19.4%,气温升高1℃导致水资源量减少4.3%;③当降水减少10%~30%时,冬小麦产量减少6.4%~19.3%,夏玉米产量减少4.0%~15.0%;④当气温升高0.5~3.0℃时,冬小麦产量预计增加1.8%~17.1%,夏玉米产量预计增加1.2%~7.9%;⑤汾河流域冬小麦产量对降水和气温变化的敏感性大于夏玉米。相关成果对于区域水资源管理和农业生产策略制定具有重要的科学意义和实用价值。     

浅析渭河流域水资源可持续利用

以渭河流域为研究对象,分析了其水资源利用问题,在此基础上提出了具有针对性的对策及建议。研究认为,渭河流域存在水资源供需矛盾、水污染、下游泥沙淤积、水土流失等多重问题,要解决这些问题有必要推进＂数字渭河＂建设,进行渭河水资源功能区规划,完善渭河水权制度建设,加强渭河水土流失防护建设等,以实现渭河流域水资源的可持续利用。     

基于MIKE BASIN的石羊河流域水资源管理模拟模型

水资源高效管理是提高水资源动态管理的有效方式,是实现地表水、地下水、再生水等多水源联合调配,提高水资源利用效率的综合管理措施,为水资源合理配置和高效利用提供技术支撑。以石羊河流域为研究对象,基于MIKE BASIN模型,根据研究区降水、蒸发和用水等资料,建立了石羊河流域水资源管理模型,模拟了石羊河流域径流量、水库和灌区需用水量变化特征。从模拟结果可以看出,所建立的水资源管理模型是正确的,选取的参数和计算的结果基本合理,模拟结果总体上反映了流域水资源变化状况,符合石羊河流域水资源的实际情况。通过模型预测了2015与2020年流域需水量,从预测结果可以看出,2015年较2010年减少23 572,19×10~4m~3,2020年较2015年减少20 926,77×10~4m~3,说明整体上流域需水量呈下降趋势。     

渭河流域甘肃段水资源特性及演变趋势分析

运用1956年—2015年60年实测整编长系列水文资料,对渭河流域甘肃段干、支流径流量开展变化特性分析及演变趋势分析。得出渭河流域甘肃段干支流径流量年际变化大,90年代至今出现了长达25年的枯水期。其中北道站与秦安站径流量呈丰、平、枯周期性交替出现,径流量逐年呈减少趋势,并且趋势显著。干、支流径流序列在1993、1985、1970等年份发生了显著性跳跃。为水行政主管部门制定区域水资源开发利用规划提供参考。     

衡水市气侯影响水资源变化特征及对策

利用衡水市1处国家基准气候站,68处雨量站1957～2007年的气温、降水和水资源评价资料,分析了气候变化对水资源量及水环境的影响。运用高桥浩一郎公式,计算了衡水市逐年蒸发量。分析表明,水资源量随着降水的减少而减少,气温的升高而下降,而与蒸发量无明显相关性。提出了几种应对气候变化对水资源影响的有效方法。     

浅谈水文预报与水资源优化管理技术

水文预报技术、水资源管理技术越来越先进,能够更好预测洪水、旱情等自然灾害,将灾害带来的损失降到最低。本文主要选择张家口市清水河流域作为实例研究对象,并分析流域水文预报与水资源管理存在的问题,提出水文预报与水资源优化管理技术应用策略。以此探讨水文预报与水资源优化管理技术的科学应用。     

云南水资源公报水资源量评价系统构建与实践

为满足实施最严格水资源管理的要求,根据水资源评价的理论及水资源公报编制的规范提出了云南水资源公报水资源量评价系统的构建思路,研究了降水、地表水资源量、地下水资源量、水资源总量的分析评价具体方法,并开发了云南水资源公报水资源量评价系统。实际应用验证表明,所提出的水资源评价方法是正确的、可行的,系统较好地支撑了云南水资源公报编制工作。     

陕西渭河流域水资源开发利用及问题分析

对陕西渭河流域水资源开发利用现状、现状水平年水资源供需平衡、水资源开发利用程度以及现状耗水量进行分析,得出目前农业用水所占比例较大且流域现状水平年全面缺水,但缺水程度有所差异,地下水开发利用程度较高的结论,并计算出境内近年水资源的实际消耗量。指出目前存在水资源供求矛盾、河流径流锐减、地下水超采以及水质恶化等问题,提出相应的建议与措施。