时变Copula模型及其在峰量分析中的应用

为了建立合理可靠的随机水文模型,通过利用一个类似ARMA(1,q)的过程,描述了Copula函数相关参数的时变变化过程,构造了一种时变Copula模型,并探讨该模型在峰量联合分析中的适用性。实例应用表明,该模型对洪峰和洪量之间相关性刻画与静态Copula模型相当,能很好地保持洪峰和洪量实测系列的统计特征,适用性较好,可为水文水资源随机模拟提供一种新途径。

基于化学与信息的湖泊水质评价

以武汉市东湖和沙湖为例,对2012—2013年间23次监测数据,采用化学和信息分析方法,通过能量、贴近度和方差对两个湖泊的水质状况进行评价。结果表明:(1)化学分析方法从能量的角度建立了当前状态与国家各类水质标准间的数量联系,计算过程客观,无主观赋值,结果直观。(2)信息矩阵刻画了水质过程的变化规律。对于不同的过程,可用贴近度衡量它们与标准过程的距离,判断水质类别。当几个过程的贴近度相同时,可用方差从中选取最接近的过程,判断水质类别。(3)监测指标中污染严重的指标是总氮和总磷。总氮大多处于Ⅴ类,总磷大多处于劣Ⅴ类,其中沙湖的污染要严重于东湖。

浅丘河道生态需水量计算方法对比研究——以鄂北地区水河为例

适宜的生态需水量是保障河道生态系统健康的重要因素,合理地计算生态需水量对河道生态系统评估具有现实意义。以鄂北地区典型浅丘河道——水河为例,基于Qp法(不同频率最枯月平均值法)、频率曲线法、最小月平均流量法、Tennant法及生物习性法5种方法的生态流量计算结果,探讨了各方法计算结果的合理性与适用性。结果表明:由于上下游河道水文条件差异性,上游断面采用生物习性法能较好地拟合河道水文节律变化和水质波动;同理,下游断面采用频率曲线法更加匹配下游河道水文、水质情况。因此,在河道上、下游断面分别采用生物习性法、频率曲线法计算得到适宜生态需水量为0.21 m^3/s、2.02 m^3/s。

基于水质达标的入河污染物总量控制方法研究

制定适宜的污染物控制方案是河道水环境健康管理的重要举措之一。目前,我国以污染物浓度、污染物总量单一控制模式为主,且污染物总量控制仍侧重于目标总量控制。本文以淮河流域沙颍河为例,对河段主要污染物高锰酸钾指数(CODMn)进行浓度及入河负荷总量分析,提出了污染物入河浓度与负荷总量联合控制概念,并对研究河段的环境容量进行估算,最终建立了兼顾水质浓度与入河污染物总量控制的双目标控制决策模型。模型结果表明,在浓度达标时可能需要同时对总量进行控制,在总量达标时也可能需要对水质浓度进行控制,个别月份更需要对两者同时控制。研究结果解决了水质浓度控制与总量控制的矛盾,可对未来水环境功能区的管理提供一定的技术支撑。

气候变化下南疆地区径流变化趋势分析

以新疆南部地区从20世纪50年代中期到2010年的径流资料和气象资料为基础,将该区域划分为昆仑山北坡、天山南坡、天山北坡3个部分。采用Mann-Kendall趋势检验法对年平均日流量趋势变化作显著性检验,结果显示昆仑山北坡年均日流量无明显单调变化趋势;天山南坡地区年均日流量呈上升趋势;天山北坡地区年均日流量呈现出了下降的变化趋势。为了探明径流呈现趋势变化的原因,对同时期的气象资料作了相关性分析,结果表明,温度、降水、夏季0℃层高度、北大西洋涛动及北极涛动等因素从不同角度上都对该地区的径流变化起到较为明显的作用。

海河流域参考作物腾发量长期变化趋势的空间分布规律分析

根据海河流域实测的地面气象资料,通过Penman-Monteith公式计算该区域参考作物腾发量ET0值,用Mann-Kendall检验对该流域的ET0进行长期变化趋势分析,并结合各气象因子的多年变化探讨了ET0变化的机理,基于各站点历年ET0的基础上,借助地理信息系统软件Sufer 8.0建立海河流域参考作物腾发量的空间分布式模型,分析参考作物腾发量的时空变化特征。结果显示:1951—2012年ET0总体呈波动性下降趋势,年内变化较大,在农业灌溉月份ET0上升明显,ET0长期变化年总量大多在600~1 000 mm之间变化,但地区间差异较大;由此表明地理、气象因素是决定参考作物腾发量长期变化趋势的关键;另外,在本次研究中也显示出日照时数、风速和气温这3个气象因素对参考作物腾发量的影响是较大的。

平原区跨流域城乡联动水资源调控技术研究

随着经济社会发展,平原城市区河湖的承载力已严重不足,依靠自身水资源条件已不能从根本上解决其面临的内涝频发、水环境恶化等各种水问题。相较而言,农村区水资源质、量均要优于城市区。从城乡水系优势互补,统筹水资源调配角度出发,研究跨流域城乡联动水资源调控技术,并结合武汉市汤逊湖与梁子湖水系治理,分别构建城市内涝模型、河湖蓄泄演算模型和二维水动力水质模型,模拟分析了跨流域城乡联动水资源调控技术对汤逊湖与梁子湖流域的治理,对防洪排涝和水环境改善均有显著的效果。