A hydro‐economic modelling framework for flood damage estimation and the role of riparian vegetation

A modelling framework for the quick estimate of flood inundation and the resultant damages is developed in this paper. The model, called the flood economic impact analysis system (FEIAS), can be applied to a river reach of any hydrogeological river basin. For the development of the integrated modelling framework, three models were employed: (1) a modelling scheme based on the Hydrological Simulation Program FORTRAN model that was developed for any geomorphological river basin, (2) a river flow/floodplain model, and (3) a flood loss estimation model. The first sub‐model of the flood economic impact analysis system simulates the hydrological processes for extended periods of time, and its output is used as input to a second component, the river/floodplain model. The hydraulic model MIKE 11 (quasi‐2D) is the river/floodplain model employed in this study. The simulated flood parameters from the hydraulic model MIKE 11 (quasi‐2D) are passed, at the end of each time step, to a third component, the flood loss model for the estimation of flood damage. In the present work, emphasis was given to the seasonal variation of Manning's coefficient (n), which is an important parameter for the determination of the flood inundation in hydraulic modelling. High values of Manning's coefficient for a channel indicate high flow resistance. The riparian vegetation can have a large impact on channel resistance. The modelling framework developed in this paper was used to investigate the role of riparian vegetation in reducing flood damage. Moreover, it was used to investigate the influence of cutting riparian vegetation scenarios on the flow characteristics. The proposed framework was applied to the downstream part of the Koiliaris River basin in Crete, Greece, and was tested and validated with historical data. Copyright © 2012 John Wiley & Sons, Ltd.     

多目标的地质大调查——21世纪勘查地球化学的战略选择

21世纪勘查地球化学面临发展问题.2001~2005年勘查地球化学以国家其基础性公益性地质工作为主导,以经济社会发展需求为动力,以资源与环境并重为方针,实施多目标的地质大调查,取得一系列重要成果,标志勘查地球化学进入全面发展阶段.这是勘查地球化学的战略选择.在现代科学技术取得最新成就起点上,构建理论体系、方法体系和质量体系,在各项工作中采取科学态度和积极有效措施,推动勘查地球化学不断达到新的高度.     

基于MIKE BASIN的石羊河流域水资源管理模拟模型

水资源高效管理是提高水资源动态管理的有效方式,是实现地表水、地下水、再生水等多水源联合调配,提高水资源利用效率的综合管理措施,为水资源合理配置和高效利用提供技术支撑。以石羊河流域为研究对象,基于MIKE BASIN模型,根据研究区降水、蒸发和用水等资料,建立了石羊河流域水资源管理模型,模拟了石羊河流域径流量、水库和灌区需用水量变化特征。从模拟结果可以看出,所建立的水资源管理模型是正确的,选取的参数和计算的结果基本合理,模拟结果总体上反映了流域水资源变化状况,符合石羊河流域水资源的实际情况。通过模型预测了2015与2020年流域需水量,从预测结果可以看出,2015年较2010年减少23 572,19×10~4m~3,2020年较2015年减少20 926,77×10~4m~3,说明整体上流域需水量呈下降趋势。     

不同典型年“引江济巢”工程对巢湖水质的影响

“引江济巢”作为引江济淮的起始段工程,承担着改善巢湖水质的重要任务,调水路线的选取对水质改善效果有关键影响.本文基于MIKE21模型构建了巢湖水动力水质模型,分别模拟了丰水年、平水年和枯水年情景下巢湖流场和总氮、总磷浓度时空分布特征,以及不同调水路线在各典型年对巢湖水质的影响.结果显示巢湖流场和水质分布有明显的空间差异性,受入湖负荷和流量影响,巢湖在丰水年水质较差,整体来说东湖区水质优于西湖区.相比其他年份,丰水年调水对湖区水质的改善作用最明显;不同调水路线中,自白石天河入流相较兆河入流对巢湖,尤其是西湖区水质改善明显.     

二维水质模型在武汉东湖引水工程中的应用

以\"大东湖生态水网\"工程的实施为契机,应用MIKE21软件对武汉东湖引水工程进行数值模拟.利用东湖2008年6月和7月实测的水深、TN和TP数据率定了模型参数(床底摩擦力和涡粘系数),并利用2010年7月实测数据建立水动力学模型和对流扩散模型,模拟了四种引水工况下模型运行35 d之后东湖水体中TN、TP浓度分布情况,并比较四种工况的模拟结果.结果表明:在设置两个引水口以及考虑风速影响的情况下,东湖水体中TN、TP浓度分布最均匀.对\"大东湖生态水网\"工程的实施具有一定的指导意义.     

全新世以来腾格里沙漠风沙活动地质记录与模拟数据综合研究

自晚更新世以来,地处干旱与半干旱过渡区的腾格里沙漠,在亚洲季风的作用下,经历了几度流沙出现、扩大和固定、半固定乃至弱成壤的沙漠正、逆交替变化过程.东亚季风在时空尺度上的强弱变化通常被解释为驱动腾格里沙漠环境变化的主要原因.用于重建古环境和风沙活动的变化多依赖于腾格里沙漠边缘区域的黄土、湖泊、孢粉和冲洪积物,然而涉及到沙漠腹地的古环境记录较少,并且不同地点的沉积剖面所记录的地质信息具有区域局限性.本研究在腾格里沙漠西南边缘至腹地采取4个典型风沙沉积序列,共采集97个沉积样品和11个风沙沉积物光释光年代数据,并收集整理了约14 ka以来已发表的69个风沙沉积物光释光年龄数据以及137个古土壤、湖相沉积物和钙质根管的14C年龄数据;另外,为了减少沉积序列在解读和重建沙漠环境演变的或然性,运用TraCE-21 ka古气候模拟数据分别计算了 14 ka以来腾格里沙漠地区地表有效湿度和沙丘活化指数的变化趋势,以及春冬和夏秋季节沙丘活化指数对全年平均值的贡献量,综合探讨了全新世以来腾格里沙漠近地表风沙活动历史以及驱动因素.结果表明:1)早全新世时期(11.7～8.0ka),较粗的平均粒径和偏多的风沙年代数据表明该时期风沙活动较强;模拟数据结果显示该时期风沙活动呈现减弱趋势,这主要是由于减弱的东亚冬季风引起的近地表风速下降所导致的,从而发生大量的风沙堆积;2)中全新世时期(8～3ka),较高的低频磁化率和较多的14C年代数据指示该时期古土壤发育,地表湿润条件转好,风沙活动较弱.模拟数据结果表明该时期地表有效湿度较高,风沙活动处于较低水平,这主要是由于增强的东亚夏季风带来了大量的降水,促使地表有效湿度较高,沙丘逐渐被植被固定;3)晚全新世以来(3～0ka),较粗的平均粒径和风沙年代数据增多表明风沙活动再次活跃.模拟数据结果显示该时期风沙活动呈现增加趋势,表明东亚夏季风减弱和腾格里沙漠的气候干旱导致沙漠地表有效湿度逐渐下降,植被退化,固定沙丘再度活化.     

TraCE-21ka的模拟评估及误差分析

TraCE-21ka是全球首个利用全耦合模式针对末次盛冰期(LGM)至今气候演变的瞬变模拟。利用现代再分析资料和历史特征时期重建的连续冻土边界对TraCE-21ka模拟做了评估。结果表明TraCE-21ka能够较好地模拟现代半球尺度环流和降水的空间形态,对东亚地区的模拟冬季较好而夏季欠佳。TraCE-21ka模拟的现代时期与再分析资料相比偏冷,北半球年平均表面温度比再分析资料低3～4 ℃,基于现代温度误差的分析表明TraCE-21ka对东亚地区气候演变的模拟欠佳。对于历史特征时期,重建的连续冻土边界线指示TraCE-21ka模拟的亚欧大陆在LGM偏暖,全新世中期偏冷,即低估了LGM以来的变温幅度。利用连续冻土边界线的年均表面温度约为-7 ℃这一特性,进一步定量评估出TraCE-21ka模拟的亚欧大陆中纬地区从LGM至今的升温幅度约为真实气候的40％。通过分析近百年全球升温速率证实TraCE-21ka的气候敏感性显著偏低,由此产生的误差在瞬变模拟中会不断累积。     

山东威海滨海新城北部海域潮流数值模拟研究

山东省威海市滨海新城作为威海市的新行政中心,是威海市着力打造的宜居、宜业、宜游、宜学的现代化卓越新城。本文采用MIKE21FM平面二维数值模型研究威海市滨海新城北部海域的潮流场运动,并以分层流速流向实测资料对模型进行验证。结果表明,研究区潮流场流速和流向数值模拟结果与实测资料变化基本一致。