近50 年来淮河流域极端降水的时空变化及统计特征

以淮河流域27 个气象站点1960-2009 年逐日降水观测资料为基础,选取年最大降水量序列(AM) 和超门限峰值序列(POT),分析淮河流域年极端降水事件的时空变化趋势,研究淮河流域降水极值的统计特征。研究发现：过去50 年,淮河流域大多数站点年最大日降水量有增加的趋势,少数站点有减少的趋势,但增加和减少的趋势均不明显。从单个气象站点50 年降水序列来看,年最大日降水事件发生的时间大多集中于20 世纪60-70 年代,且以汛期居多。利用L-矩法、K-S 检验等方法,发现GEV和GP分布分别能够较好的拟合AM和POT序列。通过计算比较在不同重现期水平下的降水量,发现POT序列及其对应的GP分布能够更好的模拟淮河流域极端降水序列。     

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。     

1958-2007年海河流域降水时空变异(英文)

The seasonal variability and spatial distribution of precipitation are the main cause of flood and drought events.The study of spatial distribution and temporal trend of precipitation in river basins has been paid more and more attention.However,in China,the precipita- tion data are measured by weather stations(WS)of China Meteorological Administration and hydrological rain gauges(RG)of national and local hydrology bureau.The WS data usually have long record with fewer stations,while the RG data usually hav...     

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。     

海河流域分布式SWAT模型的构建

本文基于SWAT(Soil and Water Assessment Tool)构建海河流域分布式水文模型。针对海河流域的特点,对 平原区河网和入海口进行合理概化,对土壤类型和土地利用方式进行重分类处理。应用1995~2002 年水文气象系 列资料和下垫面空间分布信息,对模型的参数进行优化和灵敏度分析,最后选取多个站点对模拟结果进行检验与 分析。研究成果为SWAT 模型在国内复杂大流域的应用提供了范例,也为海河流域变化环境下的水资源与水环境 综合管理提供重要的水文学基础支撑。     

潮河流域时变增益分布式水循环模型研究

在广泛了解有关分布式水文模型研究进展的基础上,结合中国实际资料条件和问题,提出了一种"水文循环机理-系统理论"相耦合的分布式水循环模型——时变增益分布式水循环模型(DTVGM),并建立了潮河流域分布式水文循环模型。实例研究表明,DTVGM的应用是比较成功的,基本上能够满足水资源管理的要求。