可持续水资源系统管理研究与展望

依据近些年国际水文水资源学术会议及交流等信息,综述近年来社会可持续发展对水资源系统管理提出的新的挑战及国际上可持续水资源系统管理研究的若干特点等问题,提出了几点认识和建议。     

区域水资源承载力理论与方法探讨

在总结区域水资源承载力的研究基础上, 以城市化地区为重点从水循环过程出发, 探讨 高强度人类活动影响下水资源的形成和转化规律, 分析水资源承载力的内涵, 探讨城市化地区水 资源承载力的理论研究基础, 即: 变化环境下的水循环理论、城市化与“社会经济—水资源—生态 与环境”系统交互胁迫理论和可持续发展理论。并在可持续发展原则指导下, 提出城市化地区水 资源承载力量化研究的理论框架和方法, 将城市化地区水资源承载力的研究纳入到区域“社会经 济—水资源—生态与环境”复合系统中, 从水循环动力过程出发, 揭示水资源承载力的本质。研究 成果可为城市化地区节水战略的实施、水资源合理配置和社会经济的可持续发展提供理论支撑。     

海河流域生态环境承载能力计算

利用多目标多阶段互动优化模型计算了海河流域生态环境承载力,确定了海河流域在南水北调、经济常规发展、生态环境逐步改善情况下的承载能力过程变化,结果表明:①海河流域现状处于严重的生态环境不可承载状态;②到2033年海河流域生态环境恢复到生态环境社会经济复合系统的良好状态;③海河流域生态环境临界可承载年2033年,可承载人口为15 730万,比自然预测人口15 100万多630万,工业、农业、生态及生活用水量占总用水量的比例将分别是28%、43%、18%、11%。     

水文时间序列解析-集成预测模型研究

为了克服实际工作中常规预测模型的弊端,本文提出了水文序列解析- 集成预测模型(Prediction Model based on Segregation and Aggregation of Hydrological Time Series, PMSAHTS),通过分离水文序列中的趋势信号和周 期信号得到消除了人类活动影响的序列纯随机信号,然后通过随机因子预测预报方法(如BP 神经网络)使用这些 随机信号进行训练和仿真预测,将预测结果与趋势、周期预测结果重新集成,得到水文序列的预测值。将该模型应 用到和田子项目区进行年内月平均蒸发量的预测,结果表明,PMSAHTS 模型达到了水文情报预报规范的合格要 求,可以用于实际预测。     

中小流域设计暴雨雨型研究进展

设计暴雨是缺乏流量数据的中小流域推求设计洪水的基础,对水利工程设施、市政工程设计等建设标准具有重大影响,国内外对此展开了大量研究。近年来由于气候和环境变化的影响,洪水频发且流量极大,山洪和城市内涝灾害对山区人民和城市居民的财产及人身安全构成了威胁,引起了多起严重事故,因此对设计暴雨雨型提出了更高的要求。论文系统总结了典型暴雨雨型选择的原则与方法和雨型分类方法,梳理了相关方面的国内外雨型推求方法及其特点,包括芝加哥雨型法、Huff雨型法、三角形雨型法、Pilgrim & Cordery雨型法等4种短历时设计暴雨雨型,以及长历时的SCS雨型与同频率分析法;最后提出了中小流域设计暴雨雨型存在的问题并对未来研究方向进行展望。     

巢湖推覆构造

巢湖推覆构造位于扬子陆块西北缘,大别造山带的前陆带上,由两个弧形推覆体组成。西南部属半汤推覆体,东北部属香泉推覆体,后者叠置在前者之上。主推覆断面下盘多为高家边组页岩,震旦—寒武纪的白云岩为测区的重要滑脱层;主推覆断面较平缓,略有起伏,总体向北西缓倾。其中香泉推覆体由三个次级片体组成,其相互叠置关系为后展式逆冲推覆。     

羌塘西北部松西地区新生代火山岩岩石地球化学特征及成因讨论

羌塘西北部松西地区新生代火山岩由安山岩、英安岩和晚期火山颈相流纹斑岩3种岩石类型组成,属于钙碱性-高钾钙碱性岩石系列.岩石富集大离子亲石元素和LREE,相对亏损高场强元素,Nb、Ta、Ti负异常,反映源岩具有壳源特征,基性端员的SiO2含量＜53%,表明松西地区玄武安山岩不可能完全由陆壳直接局部熔融产生,应该有少量基性的地幔物质加入.岩浆Eu负异常不明显,说明岩浆来源于加厚陆壳中下部,是印度板块与欧亚板块发生长期碰撞挤压导致青藏高原北部包括羌塘地区的陆壳缩短和加厚、拉萨地块大陆岩石圈的北向俯冲作用以及羌塘陆块之下上涌的软流层物质的底侵作用,引发增厚下地壳发生部分熔融形成的.     

三江源区径流演变及其对气候变化的响应

利用水循环模型、统计检测、对比分析等手段对三江源区水循环过程进行了分析,模拟和检测了1958-2005年黄河源区出口唐乃亥站、长江源区直门达站、澜沧江源区昌都站汛期、非汛期和年径流过程的变化趋势.在此基础上,检测CSIRO和NCAR两种气候模式AlB和B1排放情景下未来2010-2039年源区出口断面的径流演变趋势,对比分析了气候变化的影响.研究表明过去48年三江源区出口唐乃亥站年径流和非汛期径流过程呈显著减少趋势,而直门达和昌都站径流过程变化趋势并不显著.这将导致对黄河中下游地区的水资源补给显著减少,加剧黄河流域水资源短缺.气候变化背景下,未来30年黄河源区径流量与现状相比有所减少,尤其是在非汛期,将持续加剧黄河中下游流域水资源短缺的现象.长江源区径流量将呈增加趋势,而且远远高于现状流量,尤其是在汛期,长江中下游地区防洪形势严峻.而澜沧江源区未来30年径流量均高于现状流量,但汛期和年径流变化并不显著,而非汛期径流变化存在不确定性,CSIRO模式B1情景显著减小,而NCAR模式Bl情景显著增加.气候变化对长江源区径流影响最显著,黄河源区其次,而澜沧江源区最小.     

Priestley-Taylor公式的改进及其在互补蒸散模型中的应用

Priestley-Taylor公式是无平流的假设条件下提出的,而实际情况很难满足。为了消除基本假设所带来的计算误差,原公式中引入修正系数α。但大量研究表明,修正系数α具有很大的时空变异性,取值具有很大的不确定性。本文尝试直接引入平流项的方法来反映平流的影响作用。通过在乌江鸭池河流域进行实例验证分析,结果表明该方法具有一定的合理性,能够为冬季蒸散发的计算提供最小能量保证。相比原有的修正系数法,蒸散发的计算精度得到有效提高。特别是原有公式计算出现的冬季偏小、夏季偏大的情况得到了有效的改善。     

近40年黄河中游径流情势变化分析

20世纪60年代以来，黄河中游地区一系列大规模人类生产活动如引水灌溉、水土保持等，使得黄河中下游的径流情势在过去的几十年里经历了较大的变化，造成流域水土流失、生态恶化和经济损失严重。本文以黄河中游的岔巴沟流域为例，研究了1959～2000年黄河中游地区人类活动对径流情势的影响。结果表明：流域径流在1978年受到水土保持活动的显著干扰，年径流量减少了30％以上，且径流年际、年内变化均有所减小。此外，流域径流情势随淤地坝有起有落的发展过程出现了一系列相应的变化。