基于熵权的属性识别模型在海水入侵现状评价中的应用

针对海水入侵现状评价中单指标(Cl^-或矿化度)评价方法的片面性和不确定性等问题,本文将熵值理论和属性识别模型相结合,建立了熵权属性识别模型,并将其应用于滨海地区海水入侵现状评价中。以潍北平原8 个海水入侵实测点为应用实例进行研究。结果表明,潍北平原大部分地区海水入侵属于轻度侵染,水质为微咸水,东部地区(6、8 号点位)在5 月份海水入侵属于较严重侵染,但在11 月份侵染程度减缓,可能的原因是气候因素(降水增加、海平面上升)以及人为因素(地下水抽水量减少)等共同影响的结果。同时,5 月及11 月各个测点海水入侵侵染排序略有差异,但是差异较小。通过实例证明,该方法通俗易懂,计算方法简洁明了,便于掌握和应用,为海水入侵现状评价提供了一种可行有效的方法。     

潮河流域TOPMODEL模型网格尺度研究

TOPMODEL模型首要也是关键的问题就是地形指数的计算问题.除计算方法外,地形指数的分布还与DEM网格尺度息息相关.较大的网格推出的地形指数不具有显示水流路径的物理含义,会丢失一些物理信息.太细的分辨率可能引起流向和坡度的混乱.导致水流路径不连续.对于流域尺度而言,合适的网格尺度在很大程度上影响模拟结果的精度,但目前关于这方面的研究却很少.本文在集水面积5 340km2的中尺度潮河流域上进行地形分析计算,深入的分析了从50 m～600 m以50 m为间隔的不同网格尺度对地形指数分布的影响.并以平水年为例,研究了这些地形指数对流域径流模拟的影响.得出的结论对于TOPMODEL模型在中尺度流域上的应用具有指导意义.     

气候变化对淮河防洪与排涝管理项目的影响及适应对策研究

以"淮河流域重点平原洼地治理工程外资项目"为对象,综合分析了流域内地理气候、经济社会、河流水系及防洪体系的相互关系与演变特征。在气候变化影响下,流域3种类型的洪水中,由持续一两个月的长历时降水形成的量大但不集中的洪水,对平原洼地农业发展及治理工程效益的影响最为显著。在此基础上,对气候变化可能造成的影响进行了半定量分析,并提出了增强排涝能力与提高自适应能力并举的应对方案。     

华北地区降水多时间尺度演变特征

华北地区的水资源短缺及相关的生态环境恶化是中国亟待解决的问题之一。降水是水资源最重要的因素,根据华北地区25个测站的长期年降水量资料和15个测站历史旱涝资料,利用Mann-Kendall检验、功率谱和小波变换等方法进行的分析研究表明,华北地区的降水存在明显的准2 a振荡和准19 a周期变化特征,降水在1914和1964年发生了两次突变。历史旱涝等级时间序列有明显的4～5 a ENSO模的振荡、准10 a变化、准20 a变化和50～80 a世纪尺度特征。     

海河流域气象和水文降水资料对比分析及时空变异

选用海河流域上国家气象局30个气象站1958-2007年共50年的日降水资料,以及水文部门248个雨量站1995-2004年共10年的资料,采用线性回归、5年滑动平均、Mann-Kendall趋势分析、Kolmogorov-Smirnov检验、Z检验和F检验等方法,在充分考虑两套降水资料优势的基础上,分析了海河流域降水的时空变化特征。发现：(1) 海河流域气象站和雨量站的年降水量基本都符合正态分布,其均值和方差在统计意义上相等;两套资料的相关程度较高,气象站日降水资料可以用来延长水文站资料;(2) 在1958-2007年,除春季降水量略有增加外,海河流域的降水整体上呈减少趋势,夏季和全年减少趋势非常明显,而且1980年后呈加速减少;(3) 海河流域夏季和全年的降水分布形势相似,以太行山和燕山为界,分为山前多雨带、山前平原区少雨带以及山后少雨带,而且降水从南向北,从沿海到内陆逐渐减少;冬季水汽含量最少,基本上呈南多北少的分布;春秋季的分布特征相似,表现为冬夏季的过渡状态。近50年来,五台山地区和太行山前的部分地区降水减少趋势明显。     

模型多参数灵敏度与不确定性分析

以潮白河为研究区域,探讨了与模型参数及模型模拟性能有关的多参数灵敏度及不确定性分析方法(Multi-Parameter Sensitivity and Uncertainty Analysis, MPSUA)。基于Monte Carlo模拟的多参数灵敏度分析,可以评价模型中多个参数的相对重要性。GLUE不确定性分析则能对模型性能进行量化评估。实例研究表明,通过MPSUA方法,可以减少优化参数的个数。而且,在没有对模型进行参数优化之前,基于MPSUA就可以确定模型的模拟精度。例如同样的模型在潮河可以获得比在白河更高的模拟精度。这种同一模型在不同流域所体现的差异性,一方面是源于模型结构本身的不完善,另一方面则与用于建模的数据误差有关。SCE-UA参数优化结果与MPSUA结果几乎一致,说明本文的参数灵敏度与模型总体性能评估方法比较合理。     

区域水系统多源信息数据库设计与实现

本文融合数据库技术、GIS技术和软件工程方法,对中国科学院知识创新工程重要方向性项目"跨流域调水对陆地水循环影响与水安全研究"的核心软件平台"中国陆地水系统综合模拟与虚拟现实平台"的数据库功能进行了设计,并利用GIS软件和商业数据库建立了"区域水系统多源信息数据库".针对平台数据资料在空间分布、时间尺度和数据形式上的多样性分布格局,采用了时空同一化的集成策略和多数据库构建模式,有效消除了信息孤岛效应,实现了对跨流域水资源优化配置相关数据、信息和知识的综合利用,为平台提供一体化数据支撑服务.     

基于贝叶斯网络的南水北调工程运行综合风险分析

南水北调工程是目前我国最大的调水工程。随着工程的建设和运行,由不确定性问题引起的风险问题越来越受到关注,工程运行的风险分析也摆在管理者的面前,如何识别、评估、降低和控制风险的发生成为南水北调工程运行中的一个重要问题。本文首次将贝叶斯网络理论引入到南水北调综合风险分析中,选取东线工程宝应抽水泵站为研究对象,利用贝叶斯网络推理功能得出宝应站运行综合风险发生的概率为0.025%,风险发生的等级为"较低"。利用情景分析的方法,得出在影响综合风险的因素中,泵站的管理维护状况条件改变时,综合风险变化最大,因此需要予以重点关注。     

气候变化对水质与水生态系统的潜在影响与挑战:以中国典型河流为例(英文)

气候变化对水质与水生态的潜在影响已经成为当前必须面对的新问题和新挑战,这也引起了世界各国科学家和政府的高度关注。但是,由于它的复杂性和不确定性,目前针对该问题的科学研究和科学实践仍然十分有限。本文首先回顾了近年来国内外相关研究成果,并指出了研究现状与现实需要之间的差距。另外,基于作者在淮河和汉江的相关研究成果,我们认为,人类活动和经济发展所产生的排污是造成水质与水生态恶化的最重要的原因,同时,气候变化在此基础上具有推波助澜的增益作用,气候变化主要通过改变水温和水文情势进而影响水质和水生态。本文最后讨论了适应性对策的内涵,认为适应性对策应该包括适应方式和适应能力建设两个主要方面,适应性对策应该尽可能地具有针对性和可操作性。本文对今后的相关研究可起澄清概念和指明方向的作用。     

2000-2016年度日模型的主要研究进展及关键问题

积雪是冰冻圈重要的组成部分,基于积雪消融量与气温之间显著的正线性关系假定建立的度日模型是模拟积雪消融量的有效工具。从经典度日模型、度日模型的改进（例如辐射数据的引入）、分布式度日模型以及遥感数据在度日模型中的应用等方面总结了2000-2016年度日模型的主要研究进展。同时,考虑到影响度日模型的关键参数和变量,系统总结了降水状态判断的温度阈值、度日因子、辐射系数的最新研究进展及其在度日模型中的使用。在变化环境下开展度日模型与遥感、GIS技术相结合的协同研究,是目前度日模型研究的主要方向。