城市水系统理论及其模型研制与应用

城市水系统理论是流域水系统科学在城市尺度的拓展,为解决城市化引起的人水关系失衡和突出水问题(内涝、黑臭和水污染、生态退化等)提供了新的系统化解决方案.现有城市水系统相关研究大多关注水循环单一过程,对水循环及其伴生的物质循环、水生态以及人文等过程互馈机制仍需进一步探索.本文以流域水系统科学和水循环理论为基础,发展了城市水系统的概念、理论和技术体系;以城市多种下垫面条件下时变增益降雨-径流模型为核心,耦合自然-社会水循环及其伴生的水环境、水生态等过程和多尺度海绵措施的影响,研发了城市水系统5.0模型,实现了源头降雨-径流-面源污染负荷、排水管网系统水量水质转输、末端调蓄和净化、社会经济水循环、水系统评估和调控等五大关键模拟功能,成果已在武汉市开展示范应用.结果表明:城市水系统应以城市及其联系的河湖为研究对象,探索城市自然-人工侧支水循环和外江调蓄等耦合,以及社会经济发展、海绵措施对水量-水质-水生态等过程的调控机制.研发的城市水系统5.0模型很好地模拟了城区降雨-径流过程、水体总氮和总磷浓度、社会经济发展特征指标等.与实测数据对比,所有降雨-径流场次的相关系数和纳什效率系数分别处于优秀和良...     

神经网络方法在静止卫星多通道资料估算降水中的应用

使用人工神经网络 (ANN)模型探讨了利用静止卫星多通道资料估算地面降水的一种新方法 ,对淮河和长江典型区域 (2 4～ 3 6°N ,1 0 8°E以东 )一次暴雨过程的卫星遥感数据和地面水文站逐时降水资料的应用分析表明 ,该方法提供的客观定量的降水量估算的平均相关系数为 0 57,较现行业务使用的方法效果更佳     

气候变化对中国东部季风区水资源脆弱性的影响评价

将耦合暴露度、灾害风险、敏感性与抗压性的脆弱性评估模型应用于中国东部季风区水资源脆弱性评价,从水资源供需平衡角度分析了气候变化对东部季风区水资源脆弱性的影响。结果表明,2000年气候条件下,我国东部季风区接近90%的区域水资源处于中度脆弱及以上状态。其中水资源中度和高度脆弱区域约占全区的75%,极端脆弱区域接近15%。中国北方海河、黄河、淮河和辽河流域的水资源脆弱性最高。未来气候变化影响将加剧水资源脆弱性的风险,不同RCP排放情景下2030年代我国东部季风区水资源中度脆弱及以上区域面积有明显的扩大,极端脆弱区域将达到20%～25%。由于未来需水的进一步增加,中国北方水资源脆弱性的格局并未发生根本变化,而南方东南诸河等区域将面临可能发生的水危机。     

气候变化对密云水库水资源的影响及其适应性管理对策

 密云水库近30 a入库水资源量日益减少,严重影响城市供水和可持续发展,其中气候变化对水资源的影响成为最受关注的问题之一。以海河流域密云水库的水资源供应为例,研究了气候变化对入库水资源的影响。结果表明：除SRES A2情景下在2025年入库流量减少外,其他情景均表现为入库流量增加。对入库流量增加的情景,采用"零调整方案",即不采取调整措施是可以的,但由于未来北京水资源压力较大,有必要采取一些综合对策。通过多目标条件分析,为解决北京的饮用水供应问题,建议采用开源（跨河流调水）、节流（水田改旱地）及污水治理三管齐下的方案。     

区域水环境质量灰关联度评价方法的研究

本文针对区域多级河流断面的水质评价和综合评价问题，提出一种灰关联分析的评价方法。它的特点是从水质标准的灰关联序关系上评价水环境质量，计算方法简单，而且结论符合实际。通过与现行的方法比较，说明它的实用性。     

东台沟实验流域降水氧同位素特征与水汽来源

运用环境同位素技术研究水循环中水分子组成发生的微观变化,是兴起于20世纪中期研究宏观、微观水文过程机理的新技术。研究流域降水同位素时间和空间变化规律以及与降水要素的相关关系,对于研究流域水资源属性具有重要的理论与实践意义。本文以北京市怀柔区汤河口镇东台沟实验流域为研究对象,研究了该流域2003年7月至10月降水氧同位素含量及降水的时空变化,分析了降水δ¹⁸O与降水量、高程及空气湿度的关系,评估了雨量、高程及空气湿度等因子对降水过程的影响及作用,阐明了其间实验流域降水δ¹⁸O的时空分布规律,并得出实验流域在实验期间降水的主要水汽来源为由东南向西北方向。     

羌塘西北部松西地区康托组火山岩年龄及意义

羌塘西北部松西地区沿断陷盆地发育一套中性-酸性火山岩及火山碎屑岩,主要岩性包括安山岩和英安岩,是青藏高原隆升阶段在藏北地区伸展拉张作用的产物。安山岩^40Ar-^39Ar同位素年龄为36．42±0．93Ma。结合区域资料认为松西地区火山活动时代为古近纪始新世晚期一渐新世早期。火山岩年龄的确定不但制约了新生代沉积地层的年代,同时也为藏北地区陆内拉张时代的确定提供了依据。     

西藏西北部旋风沟地区古近纪潜花岗斑岩的发现及意义

潜花岗班岩为火山颈相,其锆石U-Pb同位素年龄为32±0.2Ma。岩石具有富Al、Th和LREE特征,Eu负异常不明显,表明不是由基性浆演化而成,而是由加厚陆壳底部熔融形成的。结合区域构造、沉积记录和火山岩组合特征,潜花岗斑岩形成于大陆拉张环境。潜花岗斑岩年龄的确定制约了新生代沉积地层的年代,同时也为藏北地区陆内拉张时代的确定提供了依据。     

基于灰色概率的非突发性环境风险度量化方法

以概率论和灰色系统理论方法为基础,利用灰色概率、灰色概率分布、灰色期望及灰色方差等基本概念,针对环境系统的随机不确定性和灰色不确定性,建立了基于灰色概率的非突发性环境风险度的量化方法. 将非突发性环境风险归因于环境系统的随机不确定性和灰色不确定性,将影响环境容量和环境负荷耗用量的变量的分布处理成灰色概率分布,并用具有灰色概率形式的环境风险度来量化环境系统的非突发性失效风险性. 最后,将具有灰色概率形式的环境风险度转化成一般的系统失效风险率,进而用改进一阶二矩法进行计算. 作为算例给出了该方法应用于嘉陵江苍溪段有机污染风险度的估算.     

无资料地区水文预报研究的方法与出路

无资料地区的水文研究是最近国际上水资源水环境研究的热点.总结了中国过去在流域洪水预报和设计洪水计算中针对无资料地区研究所取得的相关成果,指出现代水文学应该充分运用新的系统理论和方法,依靠计算机技术和遥感手段,在水文数值模拟方向上寻找无资料地区水文预报的新出路.对无资料地区的水文研究要从有充分实测资料的流域开始,人为隐去部分站点的实测数据以检验依靠剩余少量数据而建成的水文模型的适用性和精度.最后分析了流域分布式水文模型、空间插值、四维同化技术等方法在无资料地区水文预报中的意义和作用.