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...     

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.     

气候变化下水资源脆弱性的适应性管理新认识

气候变化下的水资源脆弱性和适应性管理研究成为全球和国家应对气候变化和保障水资源安全重点关注的问题,也是中国可持续发展面对的重大战略问题。介绍了水资源脆弱性和适应性管理的国内外最新研究进展;针对国家重大需求和国际科学前沿问题,综述了气候变化下水资源脆弱性和适应性管理存在的问题与挑战。提出了气候变化下水资源脆弱性与适应性管理理论与方法研究以应对气候变化的无悔为准则,与社会经济可持续发展、成本效益分析、利益相关者的多信息源的分析与综合决策相结合为原则,对适应性管理与脆弱性组成的互联互动系统及其风险与不确定性进行分析的新认识。     

西藏日土县松西地区过铝质花岗岩的地球化学特征及构造背景

西藏羌塘北部松西地区分布有白云母二长花岗岩,岩石以高Al、K和低Fe、Mg组分为特征,ANKC值平均1.16,大于1.1,属典型的过铝质花岗岩类。CaO/Na2O在0.257～0.516之间,平均0.386,地球化学特征显示其是泥质岩局部熔融所形成的。40Ar-39Ar年龄为101.42Ma±0.18Ma,形成时代为早白垩世晚期。它的出现标志着班公湖-怒江结合带闭合后继续向北发生陆内俯冲,是后碰撞构造环境形成的花岗岩。     

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。     

水资源经济政策CGE模型及在北京市的应用

水资源经济政策的研究对于解决突出的水问题具有重要意义,本文采用2002 年北京市投入产出表和有关 的水资源公报等数据,通过单列水行业和废污水行业建立了基于一般均衡理论的水资源经济CGE(Computable General Equilibrium)模型和相应的42×53 多部门水资源投入产出表,利用GEMPACK 软件包,对北京市水资源经济 政策进行了模拟和分析。模拟显示,当水价增加10%时,行业产出和销售量变化呈现不同的特点和变动趋势;当水 量增加10%时,造成行业产出的变化和销售量的变动也值得深虑。该成果可为制定和实施水资源政策提供决策参 考及模拟平台。     

水环境非点源污染模型研究进展

水环境非点源污染已引起严重的生态环境问题, 非点源污染的量化是当今国际研究热点, 数学模拟是研究非点源污染最直接有效的途径之一, 建立以实用性为目标的非点源污染机理模型已成为管理和控制非点源污染的有效手段。本文阐述了国内外非点源污染模型的发展、功能、存在的问题, 及构建非点源污染机理模型的思路, 最后展望了非点源污染模型研究的发展趋势。     

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。     

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