长江流域水系统生态服务价值评价方法

为完善人类活动影响下的生态系统评价体系、实现对生态关键要素的价值识别与评估。本文通过将生态系统服务价值(ESV)评价与改进的水资源综合模拟与调配模型(WAS)耦合,量化识别“自然-社会”二元水循环对区域生态系统功能的支撑作用,提出水系统生态服务价值(ESV-W)评价方法。将该方法应用于2005—2020年长江流域水系统的生态服务价值评价中,研究结果表明:2005—2020年长江流域水系统生态服务价值(ESV)由31.04万亿增长到42.08万亿,高价值区域(>30万元hm 2)集中在长江中下游及两湖地区;水系统的生态服务价值(ESV-W)分项来看,单方水的生态效益从19.20元m^(3)提高到24.98元m^(3),其中2020年的农业灌溉、生态补水和自然水循环的效益分别为8.21元m^(3)、194.93元m^(3)、43.13元m^(3)。

农村水环境保护与经济可持续发展

我国的生态环境问题 ,如水土流失、草场退化、沙漠化、盐渍化等问题 ,归根到底还是农村水环境问题。本文分析了农村水环境保护、高效利用水资源的紧迫性 ,以及影响农村生态系统可持续性的因素和保护、改善农村水环境的主要措施 ;

基于Fluent软件的滴灌双向流流道灌水器水力性能数值模拟

开展滴灌双向流流道数值模拟研究,对提高灌水器研发效率,降低研发成本,分析流道消能机理具有重要意义。通过Fluent软件计算的数值模拟结果和试验数据的对比,重点研究了网格划分和湍流模型选取对模拟精度的影响,以及流道的消能机理。结果表明:当网格划分为0.2 mm,分别采用Realizable k-ε模型与标准k-ω模型模拟时,模拟值与实测值的相关系数均高于0.998,数值模拟精度和计算效率较高;且流道的进口压力越大,反向水流与正向水流的比值越大,流态指数越小,水力性能越好,特别是在灌水器压力低于0.10 MPa区间,流态指数低于迷宫式流道;从流道的速度矢量图可以明显的看出正向水流与反向水流的分布与混掺过程;分析流道压力分布图,发现流道内压力在正、反向水流混掺后大幅度下降,进一步验证了双向流流道的消能机理与消能效果。

西北地区盐渍土及其开发利用中存在问题的对策

本文在阐述西北地区盐渍土分布、形成特点的基础上 ,审视了西北地区盐渍土开发利用状况、农业生产水平及其两者间的关系 ,指出在开发利用中存在农田面积过大、灌溉效率低、地下水开发利用程度低、缺乏排盐规划和对盐害认识的纰漏等 5个方面的问题 ,并提出了相应的对策建议 .

社会水循环理论基础探析Ⅰ:定义内涵与动力机制

从社会水循环的概念演变入手,探讨社会水循环的科学定义及其内涵,系统辨析社会水循环的基本特征,初步分析社会水循环的影响因素及相互的耦合作用。在此基础上,提出驱动社会水循环的经济学动力机制、水环境代谢机制、区域开发与规划机制、公平效率与决策博弈机制,为深入开展社会水循环提供理论分析基础。

夏玉米棵间蒸发的田间试验与模拟

棵间蒸发是农田作物蒸散的主要组成部分,且属于无效耗水,减少棵间蒸发量对提高农田水分利用率和节约用水具有重要意义。该文利用微型蒸发器测定夏玉米的棵间蒸发量,并根据2a的田间实测数据对双作物系数模型SIMDual_Kc进行参数率定和模型验证,将模型计算的棵间蒸发量与实测数据进行对比,计算各生育期棵间蒸发量占作物蒸散发的比例。结果表明,模型可以应用于该地区夏玉米生育期内土壤含水率和作物耗水量的模拟计算,其模拟的棵间蒸发量与实测值之间相关性较高,误差较小,可用于实测数据缺失时数据的插补。降雨对夏玉米生育初期棵间蒸发量影响较大,整个生育期内夏玉米棵间蒸发占总腾发量的比例在37%～45%左右。

1960—2005年湄公河流域径流量演变趋势

根据湄公河流域6个代表性水文站1960—2005年的实测资料,利用滑动平均法和Mann-Kendall非参数检验法对径流量变化趋势进行了分析.结果表明:湄公河流域径流量年际变化较平缓,趋势不显著;年代变化中,上游3个站点的变化趋势较小,而下游3个站点呈现先减小后显著上升的趋势;径流量年内分配极不均匀,下游地区来水比上游地区更加向汛期集中,月径流量有显著变化趋势的主要发生在非汛期月份,大部分站点汛期呈下降趋势,非汛期呈上升趋势.

黄河置换水量的水权分配方法探讨

为了促进西部开发 ,在南水北调东线和中线工程开始发挥效益和西线工程尚未建成之前 ,可在东线和中线的受水区范围内置换出一部分引黄水量 ,重新分配给黄河上中游使用。黄河置换水量的分配是一个特殊的水的使用权的分配问题 ,也是一个多地区、多目标的决策问题。该文首先探讨了水权的基本理论和使用权的分配原则 ,即有效性、公平性、可持续性的原则 ,并依据这些原则 ,构建了水量分配的一整套指标体系。为解决这一多地区多目标的决策问题 ,研究提出了根据水权分配指标体系 ,应用层次分析和模糊决策理论相结合的模式进行了水权分配的方法。采用该方法对黄河置换水量进行了分配决策 ,获得了较为合理和满意的结果。

延河流域水土保持对径流泥沙的影响

采用Mann-Kendall统计检验方法和Pettitt系列显著性突变点的无参数识别方法分析延河流域径流和泥沙演变趋势及突变点,基于流量历时曲线分析延河流域突变点前后径流和泥沙变化特征,研究了水土保持措施对流域径流和泥沙的影响。结果表明:延河流域径流和输沙量均呈减少趋势,输沙量在1971和1996年有2个显著性的突变点,对于黄土高原丘陵沟壑区,水土保持措施减少河川径流量和输沙量。随着突变点后期水土保持措施力度的加大,水土保持措施拦蓄径流和泥沙的作用逐渐增强。水土保持措施使径流高流量部分减少,常流量和低流量部分增加,表明水土保持措施可削减汛期流量,增补枯季流量。突变点后期输沙量较之变化前期整体呈减少趋势。研究结果可为黄土高原丘陵沟壑区的水土保持和水资源管理工作提供一定参考。

宁夏引黄灌区耗水量及水均衡模拟

在系统地分析和总结以前有关研究成果的基础上,通过搜集和整理大量的试验观测资料,研究了宁夏不同地区地下水浅水埋深条件下的产汇流规律。由于引黄灌区受到引黄灌溉的人类活动影响十分激烈,大量的引黄水量使灌区形成了类似于江南的自然景观和下垫面条件,其产汇流规律与所处的干旱半干旱地区的一般性规律相差甚远,而与湿润半湿润地区基本相同。利用灌区引黄耗水量与引黄灌区降水量系列资料进行统计和分析的结果表明,灌区引黄耗水量与灌区降水量之间呈显著的负相关关系,说明降水量对灌区引黄灌溉水量的有效利用和无效蒸发产生较大的影响作用。然后根据灌区作物生育过程需水、耗水机理和灌区的水循环规律,建立起基于灌溉动态需水量计算的灌区水均衡模型,对宁夏引扬黄灌区的引水、耗水、排水进行了系统分析和精确计算。最后以1995年为现状年计算了在75%降水频率条件下,灌区的农业总引水量为80 51×108m3,总耗水量为39 41×108m3,其中耗用黄河干流的水量为32 31×108m3,为正确地分析和研究确定引黄灌区的总耗水量和直接耗用的黄河水量提供了依据。

分水后黑河干流中游地区景观动态变化及驱动力

综合利用GIS、RS技术和景观生态学方法,分析了黑河干流中游地区1985～2005年,尤其是黑河干流水量统一调度实施后(即2000年以后)的景观动态变化及驱动机制。结果表明:(1)研究区景观发生了较大变化,1985～2000年,耕地、林地、城乡工矿居民用地逐渐增加,而草地、水域、未利用土地不断减少;2000～2005年耕地、城乡工矿居民用地逐渐增加,而草地、林地、水域、未利用土地不断减少。(2)在类型水平上,分水后,耕地和城乡工矿居民用地呈连片趋势发展,破碎度降低,形状更为规则,空间连接性增强;林地、草地、水域和未利用土地破碎度增加,分布更为分散,连通性和优势度降低。(3)在景观水平上,分水后,研究区景观多样性水平提高,异质性在增加,破碎化程度越来越大,景观中斑块空间连接性下降,优势度在减少,斑块类型在景观中趋于均匀分布,土地利用向着多样化和均匀化方向发展。(4)研究区景观变化的驱动力主要包括人口增长、经济社会发展,2000年以后,可利用水量的约束直接影响着研究区的景观变化。

论银北灌区的盐害指标与排引比

本文提出用有害盐量及其排引比取代以往惯用的盐量及其排引比 ,作为评价灌区积、脱盐和盐渍土改良的指标。从而计算并证实了有害盐量排引比约为盐量排引比的 1.7倍。指出 35a来灌区土壤经历着脱盐淡化的进程 ,有害盐量排引差为正值 ,累计排出灌区的有害盐量为 1376× 10 4 t;而无害盐量排引差为负值 ,累计堆积于灌区的无害盐量为 6 40 .8× 10 4 t,这对调整灌区水量排引比和减少引黄水量具有重要实用价值。而提高沟排水中地下水排泄量的比例是加快灌区脱盐和盐渍土改良的重要途径。

黑河流域水资源实时调度系统

本文结合黑河流域实际情况和流域发展的现实需求,提出了“宏观总控、长短嵌套、实时决策、滚动修正”的流域水资源实时调度的模式,并应用自适应控制方法,建立了流域水资源的实时调度系统,包括相互嵌套的实时调度预报子系统、实时调度决策子系统和实时修正子系统。实时调度预报子系统主要包括长期和短期径流预报、土壤墒情预报和需水预报;实时调度决策子系统包括长期和短期调度决策;实时修正子系统是根据采集的实时信息,进行长期和短期调度的修正。

区域产业结构与用水结构协调度评价与调控——以安徽省为例

在分析区域产业结构与用水结构协调度内涵的基础上,给出了一种简单的区域产业结构与用水结构协调性评价方法。通过对比较水资源生产率指标进行初步分析及区域产业结构与用水结构协调度指标进行综合评价,给出了促进其协调发展的调控对策,以安徽省工业发展及其用水情况为例进行了验证。结果表明,2002～2009年其产业结构和用水结构处于较不协调状态,且2006年以后有恶化趋势。对此,给出了相应的促进安徽省产业结构与用水结构协调发展的调控对策。

水资源质量评价方法的比较与改进

对我国现有水资源质量评价方法作了总结评述,对其中的确定性评价方法进行实例计算分析。总结现有方法的不足,以国家水环境质量标准为基础,提出了改进的分级评分水质评价方法。应用该改进方法进行实例验算。结果表明,该改进的方法统一了评判标准,提高了结果的可比性,兼具污染指数法和分级评分法的优点,计算简便,应用性强。

黑河流域中游地区净初级生产力的人类占用

基于Miami模型,对黑河流域中游净初级生产力的人类占用(HANPP)及其与生态系统多样性的关系进行了研究,并对HANPP与生态足迹(EF)指标在可持续发展评估方面的价值进行了比较.结果表明:HANPP的提高将降低生态系统多样性,研究区现状年的平均HAN-PP率为38.61%,肃州区和甘州区的HANPP已超过生态系统潜在生产能力的极限;结合气候变化和社会经济发展状况进行分析,未来40年黑河流域中游生态系统将面临更大压力.与生态足迹(EF)相比,HANPP更适于从生态系统功能变化角度评估区域发展的可持续性.

降水临近预报及其在水文预报中的应用研究进展

随着全球气候变化、自然变迁及陆表生境改变,极端天气频发且呈现出多尺度时空变异特征,对其进行预报和预警一直是气象水文领域关注的焦点。临近预报可较准确地预报未来短时间天气显著变化,是当前预报强降水等极端事件的主要手段。从基于天气雷达0~3 h外推临近预报、融合数值模式0~6 h临近预报的发展历程梳理了临近预报的研究进展,阐述了雷达外推算法的发展进程、雷达外推预报与数值模式预报融合技术进展,指出"取长补短"的0~6 h融合预报在提高降水预报精度、延长降水预见期等多方面有较大的发展潜力,进一步探寻及提升融合技术是未来融合预报发展的核心。将临近预报以气象水文耦合的方式引入水文预报是从源头提高水文预报精度、保障水文预报效果的主要途径,总结了现阶段主流耦合方式、空间尺度匹配技术、水文模型不确定等陆气耦合中的关键问题,阐述了外推临近预报、融合临近预报作为水文预报输入的研究进展,明确了融合临近预报在延长洪水预见期、提高洪水预报精度中存在优势,并讨论了未来的研究重点及发展方向。

湄公河清盛站水文情势变化分析

以湄公河清盛水文站为例,采用Mann-Kendall统计检验方法和Pettitt突变检验方法分析了1960～2003年径流量的变化趋势和突变点,基于水文变化指标,采用变动范围法定量评价了清盛站水文情势的变化程度。结果表明,清盛站年均流量总体呈下降趋势,枯季平均流量呈上升趋势,汛期平均流量呈下降趋势;径流系列基本未发生突变;1992年前后出现显著变化的水文指标有河流枯季月均水量、年均最小流量与出现时间、低流量谷底数与平均持续时间及流量平均变化率与逆转次数;河流水文情势整体属中度变化。

改进层次分析法在影响因素分析中的应用

针对节水灌溉技术推广遇到的问题,用改进层次分析法计算各影响因素的权重,结果表明:在17个影响因素中,当地水资源供求状况、节水灌溉技术生产效益、农田种植结构、政府投资经费以及节水灌溉技术建设成本等5个因素所占权重最大,因此,这5个因素也是实际工作中必须着力解决的问题。

澜沧江—湄公河流域气象干旱时空分布特征分析

以澜沧江—湄公河流域为例,基于38个气象站1977～2010年降水资料,采用标准化降水指数(SPI)、干旱频率、干旱覆盖范围及干旱重心分析了流域气象干旱时空分布特征。结果表明,干旱强度与覆盖范围随时空分布呈规律性变化,年际变化较大,雨季变化趋势不明显,旱季呈显著下降趋势。该方法计算简单易行、资料易获取、稳定,可用于不同时空的干旱监测与评估。