不恰当的植被恢复导致水资源减少

日益绿化的地球无疑有利于减缓大气中CO₂浓度的上升,但其对水资源的影响却具有较大的不确定性,因而受到广泛关注.中国作为世界上人工植被恢复最大、最成功的国家,自然是人们关注的焦点.文章在前期研究的基础上,分析了气候和流域特征对水资源影响的机理,解释了各种与水文有关的结果和现象,建议了降低水资源消耗的人工植被恢复途径;同时,从水资源可持续性的角度提出了流域尺度人工植被恢复的指导性原则,强调在探讨“林水”机制时,需要更多的“自上而下”的方法.     

新疆水西沟煤田火区的动态监测

本文选取新疆水西沟矿区的3期遥感影像,使用普适性单通道算法反演地表温度,对多时相遥感数据进行归一化处理,结合密度分割最优二段分割法将水西沟矿区分为背景区、煤火较严重区和煤火严重区3个类别。通过对遥感影像的地表热异常信息进行定量研究,表明水西沟矿区3个相互独立的子火区已有合并的趋势,火区面积由1990年6.12万m2增至2011年12.42万m2,增幅为2.03倍,灾情恶化速度明显加快。     

需水供水联合管理面临的新的机遇与挑战

在未来10年以及更长的一段时间,全球和中国的水资源管理面临着紧迫的挑战,这些挑战包括水管控、水与食物、水与自然、水与能源、水与健康以及与气候变化相适应的与水相关的跨国合作,所有这些都与区域和全球尺度水安全相关。为了应对这些挑战,无论在中国还是世界范围,水资源管理战略必须解决需水管理(WDM)和供水管理(WSM)这两个重要问题,以及需水管理和供水管理的联合管理问题。本文将站在一个全球高度上研讨这一紧迫问题。通过分析,建议如下:在地方一级进行关于供水和需水管理的知识转让和经验交流和实践;在国家一级制定完善促进供需水管理的指导方针,最终发展到流域和区域级别。由于大陆或次大陆存在很大的差异,具体的区域指导报告是必要的,其中包括:专门针对现有可利用水资源和水需求的评估(通过使用水文方法进行水资源的评估以及需水调查和预测);关于组织、机构、税收、培训和教育的供需水的联合管理,在全球范围起草一个联合国公约草案。并在联合国会议上强调跨国界流域管理和/或竞争用水情况下的管理和/或水匮乏的供水需水联合管理的重要性。参照上述列举的目标,这些目标可能侧重于4个方面:在地方和国家一级(短期)供水管理;在地方和国家一级(短期)需水管理;在国家一级(中期和长期)供水管理和需水管理联合管理:在国际/区域一级(中期和长期)供水管理和需水管理联合管理。     

《气候变化对我国东部季风区陆地水循环与水资源安全的影响及适应对策》项目启动

2009年12月7-8日,国家重点基础研究发展计划(973计划)"气候变化对我国东部季风区陆地水循环与水资源安全的影响及适应对策"项目启动会暨项目课题任务研讨会在京召开。该项目由中国科学院地理科学与资源所主持,夏军研究员担任首席科学家,联合国家气候中心、水利部水利信息中心、北京师范大学、中科院大气物理所、水利部水利水电规划设计总院、中科院东北地理与农业生态研究所等7家国内重要的气候、水文科研单位共同承担。     

基于水文随机方法的大尺度径流空间插值图化研究——淮河流域蚌埠以上区间为例

跨越不同时空尺度水文径流时空分异性及其图化问题的研究是当前国际地理水文科学研究的热点前沿。本文针对中国湿润流域年平均径流特点,探讨了基于地理相关关系的水文随机方法(Hydro-Stochastic) 在大尺度流域上应用的可行性。在淮河流域蚌埠以上区间开展径流空间插值实验,通过对流域出口流量在空间随机场内的分解生成研究区内10 km×10 km分辨率产流分布图,以及以1 km长度为基本单元的河道内径流量图。该方法在描述径流空间分异性的过程中,综合了水文学、地貌学、地理学的特点,以地统计空间插值方法为基础,结合了水量平衡约束以及数据不确定性分析理论,最终输出不同形式的径流空间分异结果。分析表明,径流插值结果能够很好的反映流域内产流的空间分布特征,并满足河道上下游的水量平衡关系。该方法避免了水文模型的复杂性,描述径流时不依赖气象资料,可以方便的在广大地区推广使用。     

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A1B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B1 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。     

水文循环模拟中蒸散发估算方法综述

为选取基于水文循环估算蒸散发方法提供依据, 首先对常用水文模型中蒸散发估算方法进行回顾, 根据其物理机理的强弱性, 将水文模型中蒸散估算方法分为整体折算法和分类汇总法。当前水文模型中整体折算法占较大比重, 它们之间的差异有两点:一是潜在蒸散发估算方法不同;二是土壤干燥度折算函数不同;研究表明:由于水文模型存在不确定性及Penman-Monteith 方法具有较高资料要求, 致使模拟中使用该方法与使用其它简化经验公式相似或更差的水文循环模拟效果。所以对于不同水文模型, 如何选取与之复杂程度相兼容的潜在蒸散发估算方程和土壤干燥度折算函数来降低模型的不确定性需进一步讨论。在此基础上, 预估基于水文循环估算蒸散发方法朝着复杂机理化和简单实用化两个方向发展。     

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。     

非点源污染研究中土壤溶解性无机氮的提取方法选择

用2M KCl溶液(5:1)、饱和CaSO4溶液(5:1)、0.01M CaCl₂溶液(20:1,100:1) 和去离子水(20:1,100:1)4种提取液、6种提取方式,采用Auto-analyzerⅢColorimeter (Bran Luebbe),水杨酸-次氯酸盐法和Griess-Ilosvay法测定并对比了北京地区4种天然土样的溶解性氨氮和硝态氮的含量。研究结果表明:溶解性硝态氮的测定结果不受提取液和水土比(小于100:1)的影响,而溶解性氨氮测定结果受影响较大。在非点源污染研究中,对于土壤中可向水体迁移的溶解性无机氮含量的测定,应根据来水水源特征和研究目的选择适宜的浸提剂和水土比。     

基于TM数据的地下煤火区地表温度反演与验证

以新疆维吾尔自治区水西沟火区为例,利用与Landsat 5卫星2011年7月31日过境同时段的红外辐射计地表温度观测数据,通过多种方法获取了像元尺度的地表温度实测值,并对基于TM数据反演地表温度的单窗算法、普适性单通道算法和Weng算法得到的地下煤火区地表温度进行对比分析与验证.结果表明,3种遥感反演算法得到的水西沟地下煤火区地表温度的空间分布趋势一致,其中,单窗算法与普适性单通道算法较为接近,研究区整体的平均地表温度差值为1.60℃.与地面实测数据相比,3种反演算法结果均低于地表温度实测值.其中,普适性单通道算法与地面实测值一致性最好,决定系数R2为0.886,均方差为1.48℃,其反演结果符合地下煤火区温度的空间分布规律,高温异常区范围明显;反演结果符合要求,在地下煤火区地表温度获取中具有一定的适用性,为提升新疆地下煤火区的动态监测与评价能力选择了有效方法.