第二松花江面源污染时空分布规律的研究

第二松花江流域作为松花江干流的主要产水区,其污染年负荷关乎下游水质的安全。面源污染是第二松花江的重要污染来源,采用输出系数法估算面源污染年负荷量,通过流域土地利用类型、社会经济信息等因素,利用有资料年的统计数据,进行面源污染年负荷量在时间、空间上的展布,探寻第二松花江流域面源污染年负荷量的空间分布规律,为水环境管理部门提供理论依据。

基于小波分析的断面污染负荷演变规律研究初探——以松花江哈尔滨段为例

采用Morlet小波函数对松花江哈尔滨水源地站1999～2008年逐月断面污染物负荷量变化过程进行小波分析,以多时间尺度揭示10年间污染物负荷量年际变化关系。结果表明,1年、2年、5年时间尺度呈现强周期交替规律,3年、4年呈现弱周期交替规律。污染物负荷量年内变化与地表径流过程基本相符;受2005年松花江污染突发事件影响,该序列存在突变点。

松辽流域人口信息空间分布规律研究

人类活动对流域水循环的影响巨大,而人口的分布无论对水质还是水量的时空演化都有重要的影响。因此在流域水文和水质模型中,人口分布是一个重要的变量。但是,人口具有流动性强、基础资料收集困难、空间分布关系难以确定等问题,使得水文水质模拟产生很大的不确定性。本文充分考虑土地利用及坡度等信息与人口空间分布之间的关系,结合Clark模型与Sherratt模型对松辽流域人口空间分布进行研究。利用松辽流域1995-2006年地级市人口统计数据,对全流域水文模型空间划分的72 795个计算单元进行人口展布,采用三级区人口资料校核发现,分布结果与实测资料拟合较好,说明该模型在松辽流域具有重要的应用价值。

郴州涉水产业绿色发展对水资源 五维属性需求初探

对郴州涉水产业分布特点进行了分析,识别了当地优质水生态产品,列举了百余项供给服务类产品和调节服务类产品,归纳总结了典型涉水产业的水资源量-质-域-流-温五维属性需求,并提出水资源可持续利用与绿色发展评价指标的初步设想。

基于生态水文阈值调控的内陆干旱区水资源多维均衡配置研究

针对内陆干旱区城市发展和生态环境保护的强烈互斥性,在整体识别内陆干旱区水循环与生态演变耦合作用机理上,构建基于生态水文阈值调控的水资源多维均衡配置模型。模型分3个层次:以流域为单元的水资源系统耗水总量和地下水采补平衡;以行政分区为单元的经济社会系统水量平衡和水土平衡;以河道关键控制断面和灌区为单元的生态环境系统水生态平衡和水盐平衡,并给出相应的多重循环迭代算法。将该模型方法应用于我国内陆干旱区——塔里木河流域,结果显示:在平枯水平年通过累计新增节水灌溉面积85.1万hm^2,累计退减基本农田外灌溉面积41.5万hm^2,累计退减国民经济用水量为75亿m^3,可实现该地区水资源-经济社会-生态环境复合系统的有序良性演化和高效均衡发展,验证了该方法的可行性。

国外典型流域水资源综合管理的经验与启示

对国外流域水资源综合管理的先进经验进行总结、提炼和分析,认为各国先进的流域水资源综合管理经验虽不尽相同,但具有一些共性:1普遍注重立法革新,使得流域管理机构行使水管理权有法可依;2都建立了有效的流域管理机构,探求权利与民主的适宜均衡;3都注重公众参与,明确监督机构的责权。

地下水控制性临界水位及确定方法

地下水位及其变化趋势是衡量地下水资源开发是否合理的重要评判依据,为了充分反映地下水系统的功能属性和水资源管理要求,在辨析地下水控制性临界水位与上限、下限临界水位相关概念的基础上,以维系地下水资源功能、生态功能和地质环境功能可持续为目标,考虑地下水流动系统的整体性和协调性,通过构建多元量化关系模型,由各功能和类型分区单井临界水位划定成果加权得到各管理分区面水位阈值。以地下水开发利用问题较为突出的河北省平原区为研究对象,基于各代表性监测井2001—2013年水位数据构建量化关系模型,地下水控制性临界水位划定结果表明:河北省平原区浅层地下水控制性上限临界埋深阈值为1.93~13.19 m,控制性下限临界埋深阈值为10.94~27.06 m;深层地下水控制性临界埋深阈值为12.15~49.09 m。

淮南煤矿采煤沉陷区蓄洪除涝初探

目前我国对于煤矿采煤沉陷区的治理途径仅限于土地的复垦、深挖浅垫、开发湿地等手段,而利用沉陷区做蓄水区,发挥其蓄洪除涝作用的研究案例目前国内比较少见。本文针对淮南矿区的3个主要沉陷区进行了初步分析,摸清了沉陷区的动态变化规律,并预测出未来这些沉陷区的可蓄容积能够极大地缓解当地乃至淮河流域洪涝灾害的压力,同时可以充分利用雨洪资源提高供水保证率,对该地区的防洪除涝及水资源配置具有重大意义。

基于地下水压采和水源置换的城市供水安全研究

随着国家对地下水压采和水源置换工程的实施,城市供水安全研究就显得尤为必要。以沈阳市为例,基于地下水数值模型对沈阳市压采后的地下水环境演变趋势进行了模拟预测,根据预测结果分析地下水压采和水源置换后沈阳市供水安全面临的风险,探讨规避城市供水风险的措施,旨在为推进地下水封井压采、水源置换及构建城市安全供水保障体系和实行最严格水资源管理制度等提供科学依据。

面向干旱区湖泊保护的水资源配置思路——以艾丁湖流域为例

以艾丁湖流域为例,探讨并提出面向干旱区湖泊保护的水资源配置思路和方法,包括流域耗水总量控制、入湖总水量控制、用水总量控制、缺水总量控制、地下水取水总量控制等多层次全视角下的水资源配置模型系统及多重循环迭代方法。结果表明:艾丁湖流域2020年生态缺水量为2.60亿m3,2030年生态缺水量达2.48亿m^3。规划近期通过区域内压减灌溉面积,减小地下水超采量;远期需实施外调水工程。2020年综合耗水率进一步增大,在保障经济高速发展的同时,为满足艾丁湖入湖水量的基本需求,湖泊生态补水量应为0.72亿m^3/年。2030年在外调水2.48亿m^3的情景下,入湖总水量为0.91亿m^3/年。研究成果拟为面向干旱区湖泊保护的水资源配置方案分析与比选提供计算思路。

冰封期水动力水质模型在松花江水污染事件中的应用

根据研究流域特点建立了冰封期水动力水质模型,结合冰封期水位测量的特点,对水位模拟结果进行了修正,分别利用2006和2007年水文监测数据对模型进行了率定和验证,利用模型对2005年松花江硝基苯水污染事件进行模拟。计算结果表明:建立的冰封期水动力水质模型能够很好地适用于该地区,部分断面硝基苯质量浓度峰值的相对误差为5%～13%,峰值出现时间的绝对误差为2～3h。利用模型预测了上游边界流量增加20%及减少5%对水质的影响,结果表明:流量增加导致污染团峰值提前22h到达摆渡河断面,硝基苯质量浓度峰值降低了15%,流量减少导致峰值延迟6h到达摆渡河断面,质量浓度峰值升高了4.6%。

淮南采煤沉陷区蓄洪除涝潜力分析

以淮南采煤沉陷区为研究对象,借助ArcGIS软件平台及ArcSWAT模块预测了研究区2020年、2030年的沉陷、集水范围与面积。在划分沉陷区集水范围的基础上,分别计算区域内3个主要沉陷区不同频率的暴雨产流量,分析了沉陷区的蓄涝能力。研究结果表明:合理利用沉陷区蓄水能力,对当地未来蓄洪除涝作用显著,能有效缓解当地的洪涝压力。

辽宁省水利保障能力评价模型研究

为了研究辽宁省水利建设能否保障该省区域经济社会可持续和谐发展,以辽宁省第一次全国水利普查成果为依托,建立一套水利保障能力评价指标体系,利用模糊聚类综合评判模型和主客观赋权方法,对辽宁省各地市水利保障能力进行排序。评价结果表明,辽宁省各地市水利发展很不平衡,需要因地制宜,科学调整发展战略。

郴州水资源生态环境价值核算

湖南省郴州市特有的水资源和生态环境优势,是国家可持续发展议程创新示范区建设中最重要的基础支撑之一。采用当量因子法核算了郴州市1980—2020年4大类11项生态系统服务功能生态系统生产总值GEP,从能量、生态和景观等方面对其特殊的冷热水资源价值进行了初步核算。结果表明,郴州市GEP总量在4000亿元左右,冷水、热水资源发展潜力巨大,在合理的发展规划下可以达到十亿到百亿以上的规模。

基于外调水潜力的吉林省水资源承载力分析

文章基于现状水资源禀赋条件及开发利用状况,建立了由水资源、社会、经济、生态环境复合系统13项基础指标构成的指标体系,引入外调水潜力指标,采用综合评价法对比分析了考虑外调水潜力和不考虑外调水潜力指标对区域水资源承载力评估结果的影响。结果表明,外调水改变区域的供水格局,对吉林省社会经济发展起到支撑性作用,在有外调水情况下,除四平市之外其他市(区、州)的水资源承载力均有明显提升;在有外调水支撑情况下,长春市、四平市仍然处于濒临超载状态,说明全省在战略性人口、产业布局时,应重点关注长春市、四平市的水资源承载能力。该评估结果可为指导区域水资源管理、探索水资源最大刚性约束管控路径提供借鉴。

郴州涉水产业“4+1”发展模式构想

湖南省郴州市拥有优良的水资源和生态环境本底,涉水产业发展具有突出的禀赋基础、政策优势和示范意义。立足郴州市情水情,提出了涉水产业“4+1”发展模式,包括以点、线、面、网为基础开发利用格局的四类直接经济效益模式和以流域综合治理为核心的生态环境保护和价值提升模式。以东江湖为龙头、“点—线—面—网—域”有机融合,打造涉水产业高质量发展格局,可为郴州可持续发展和效能提升提供支撑。

基于模糊综合评价法的河南省中原城市群水资源承载力评价研究

为了深度了解河南省中原城市群水资源承载力水平,改进了现有评价指标分级不够具体和赋权结果不够合理的不足,构建了合适的水资源承载力评价指标体系,采用层次分析法和熵权法相结合的综合赋权法对评价指标赋权,构建模糊综合评价模型,综合评价分析2015年河南省中原城市群水资源承载力水平。结果显示:2015年河南省中原城市群水资源承载力状况总体较好,10个地市都处于可承载状态。从各子系统来看,水资源子系统总体状况最差,各项评价指标评分普遍较低,社会子系统、经济子系统和生态子系统总体状况较好,其中经济子系统对河南省中原城市群水资源承载力的贡献度最高。未来河南省中原城市群应合理控制人口,深化产业结构调整,合理规划水资源开发及利用。

面向地下水压采的水源置换关系研究

针对华北地区地下水超采严重问题,国家提出节水和多渠道增加水源补给的综合治理措施。考虑到区域地下水压采目标的空间不均衡性,以及“节水、增供”等措施的可达性,面向地下水压采目标,引入节水贡献率和替代水源贡献率概念。提出基于方案对比的贡献率评价方法,通过配置模型定量解析区域内不同方案下水量分配情况,评价节水、增供与地下水压采量之间的水源置换关系(即贡献率),为水量分配、水源置换等水资源管理工作提供参考。以南水北调中线工程重要受水区郑州市为例,分析了2030规划水平年不同节水情景下的节水、增供与地下水压采量的水源置换关系,进一步剖析了地表水、外调水、非常规水等“增供”措施对地下水压采的贡献率,并结合区域水资源禀赋、工程规划、产业发展方向分析了结果的合理性。研究结果表明:(1)在全市层面,外调水贡献率高于节水、地表水和非常规水等置换方式,说明郑州市实现地下水压采目标主要依靠外调水支撑;(2)各县市的对比表明不同区域不同措施的贡献率存在明显差异,中牟、荥阳节水贡献率较高,与其农业节水潜力较大密切相关,采取适宜节水措施能够对这两个县市的地下水压采工作起到促进作用;航空港区节水贡献率较低,主要原因在于现状年航空港区农业占比较大,未来产业布局调整后以发展空港物流为主,农业用水被其他用户用水替代,因而存量节水潜力有限;巩义市和登封市地表水贡献率较高,说明地表水开发利用尚存潜力,对地下水压采工作具有较好的促进作用;中心城区、航空港区、中牟县非常规水可供给的用户和需求相对较大,增长空间较大,因而其贡献率相对较高。

基于缺水量与保证率“双控”的水资源优化配置模型及应用

【目的】水资源配置是缓解干旱区河道外社会经济发展用水挤占河道内生态环境用水问题的重要手段。为有效保障河道内外用水需求,构建了缺水量与保证率“双控”的水资源优化配置模型。【方法】在以缺水量最小为目标的传统水资源优化配置基础上,以社会经济供水保证率和河道内生态供水保证率为约束,采用多重迭代求解策略,通过分层次调整供需两侧决策参数,给出区域缺水量最小、供水保证率达标、河道内外用水协调的水资源合理配置方案。【结果】模型应用于新疆精河县,结果显示,推荐方案2035年缺水率为0.2%,农业、精河控制断面、下游入湖水量的供水保证率分别达到84%、83%、51%,与未进行保证率控制的配置方案相比,缺水率下降了9.9%,农业、精河控制断面、下游入湖水量的供水保证率分别提升了32%、3%、10%。【结论】结果表明,在水资源配置中考虑缺水量、保证率双重控制能有效降低缺水率与提升保证率,协调河道内外用水关系,对保障区域供水安全与生态安全十分必要。该模型可为干旱区水资源合理配置提供一种有效的技术工具。

基于改进的层次分析法和模糊综合评价法的灌区农业水权分配

为了提高灌区经济效益和进一步完善农业水权制度进行灌区农业水权分配。针对灌区内不同支渠基础条件和种植结构的差异,结合灌区工程条件、社会、经济及生态等方面的实际情况,提出一种在灌区现状约束条件下使经济效益达到最优的灌区各支渠间农业水权分配方法。采用改进的层次分析法和模糊综合评价法对和平灌区支渠间农业水权进行分配。在该方法中将层次划分为4类二级指标、12类三级指标和17类四级指标,用MATLAB进行数据处理。研究结果显示,1支渠、3支渠、5支渠、6支渠、7支渠、8支渠、9支渠、12支渠、15支渠、16支渠模型分配水量均大于按面积分配水量,变幅范围在-0.09%~-9.90%,2支渠、4支渠、10支渠、11支渠、13支渠、14支渠模型分配水量均小于按面积分配水量,变幅范围在0.97%~8.62%。灌区农业水权模型分配结果与现有按面积分配方式得到的水量结果有一定的偏差,范围在-9.90%~8.62%,模型分配的结果在经济效益上具有显著优势。提出的利用改进的层次分析法和模糊综合评价法分配灌区农业水权具有操作性强、合理性好和充分遵循研究灌区现状的特性。