气候变化下黄河流域未来水资源趋势分析

开展流域水资源变化趋势研究是水资源规划和开发利用的基础工作。基于RCPs(Representative Concentration Pathways)排放情景下7个全球气候模式的气候情景资料,分析了黄河流域未来气温及降水的变化趋势;采用RCCC-WBM模型动态模拟了黄河流域未来水资源情势。结果表明:黄河流域在未来30年(2021-2050年)气温将持续显著升高(线性升率为0.24~0.35℃/(10 a));与基准期(1961-1990年)相比,流域降水总体可能增多,但对降水变化预估的不确定性较大;受气候变化影响,黄河流域未来水资源量较基准期的可能会略微偏少,流域水资源供需矛盾可能进一步加剧;不确定性及其带来的评估风险是目前及未来气候变化影响及水资源评估中需要加强研究的重要内容。

南京主城区设计暴雨计算研究

科学合理地推求城市设计暴雨过程直接关系到城市防洪安全。论文以南京市为研究对象,基于由年最大值法选取得到的1982-2015年1h南京市面平均雨量样本,从P-Ⅲ型分布函数、耿贝尔分布函数、指数分布函数中优选拟合最佳的分布函数,并结合南京站1h雨量样本计算主城区设计面雨量;在对比分析同倍比法与同频率法推求不同历时典型暴雨时程分配的优缺点的基础上,选择同频率法由设计面雨量推求得到南京市主城区历时12h的不同重现期设计暴雨过程。结果表明:P-Ⅲ型曲线拟合最优,同频率法求得的暴雨时程分配更符合防洪排涝工程的要求。研究成果可为确定城镇防洪排涝工程的设计标准提供科学依据。

气相色谱法测定地表水中拟除虫菊酯类农药残留

建立了气相色谱检测地表水样中痕量氯氟氰菊酯、氯氰菊酯、氰戊菊酯和溴氰菊酯农药残留的分析方法。水样经环己烷液液萃取、无水硫酸钠过滤,再用N-丙基乙二胺和无水硫酸镁净化,用氮气吹干浓缩,再用正己烷溶解,离心分离后取上清液进样,以气相色谱法测定4种拟除虫菊酯的含量。4种拟除虫菊酯化合物的质量浓度在5~200μg/L范围内与色谱峰面积成良好的线性关系,相关系数均大于0.999,方法检出限为0.03~0.09μg/L,模拟水样的平均加标回收率为98.0%~104.5%,相对标准偏差为0.89%~6.44%(n=6)。该方法操作方便、快速,结果准确、可靠,有机溶剂用量少,适用于水中拟除虫菊酯类农药残留的测定。

20年来中国河流水质变化特征及原因

根据1997—2017年中国水资源公报所发布的全国降水量、污水排放量、地表径流量以及水质环境评价总河长、各类水质河长占比等信息,分析了我国江河水质演变态势及其变化原因。结果表明:20年来,我国污水排放量总体呈现增长趋势,但2011年之后逐年下降;降水量和地表径流量呈先减少后增加的趋势;2010年之前,不同级别水质河长占比并没有明显的规律性变化,但2011年之后,Ⅰ~Ⅲ类水质河长占比呈现稳定增长趋势,Ⅳ~Ⅴ类和劣Ⅴ类水质河长占比呈现减小趋势,说明我国江河水质总体趋于改善。地表径流增加以及近些年来污水排放量减小是河流水质改善的主要因素。

河南省主要流域径流量变化及其对降水变化的响应

本文采用Mann-Kendall秩次相关检验和线性回归法,对19732016年河南省主要流域实测径流量、气温、降水演变规律进行分析,在此基础上,对不同阶段实测径流量与降水变化的响应关系进行研究。结果表明:河南省气温呈显著升高趋势,气温平均线性变化率为0.31℃/a,省内四大流域气温均呈升高态势,海河区升温幅度为0.2~0.7℃/a,黄河区上游升温幅度较大,长江区升温幅度为0.2~0.4℃/a,淮河区北部站点升温幅度较大;河南省降水呈非显著变化趋势,四大流域中,海河区、黄河区、长江区降水呈不显著减少,淮河区降水呈不显著增加趋势。受全球升温及人类活动影响,河南省主要流域6个水文站实测径流量呈不同程度减少趋势,其中,海河区安阳站、长江区唐河站实测年径流量下降趋势显著。降水径流关系分析表明,人类活动对黑石关站、安阳站、唐河站径流影响较大,随着降水量的增多,人类活动对河川径流量的影响可能更大。

标准化综合干旱指数在北汝河流域干旱评价中的应用

河南省北汝河流域频发的干旱灾害严重影响工农业生产和人民生活,分析评价干旱旱情对指导抗旱救灾、减轻干旱灾害损失具有重要意义。采用新安江模型模拟计算北汝河汝州站以上流域1985~2016年日尺度径流深、蒸散发、土壤含水率,对其月尺度值与月降水量进行核熵成分分析,构建综合干旱指数,在对比分析不同分布函数拟合优劣的基础上选取拟合最优的对数逻辑斯特分布函数对综合干旱指数进行标准化得到标准化综合干旱指数;基于标准化综合干旱指数分析流域1985~2016年干旱情势演变,并与标准化降水指数和降水距平百分率的评价结果进行比较。结果表明,北汝河流域1985~2016年干旱事件发生频率呈增加趋势;标准化综合干旱指数对轻度干旱事件更为敏感,能较好地反映流域干旱特性及典型干旱事件的演进过程。研究结果为北汝河流域抗旱减灾提供了科学支撑,亦对其他地区干旱评价具有借鉴意义。

1951—2007年墨累-达令流域水文气象要素演变

墨累-达令流域是澳大利亚最大的河流系统,其干旱与水资源短缺的现象日益严重。因此,探讨该区域径流与降水、气温的长期演变规律具有重要意义。选取该流域的代表性站点,采用M-K检验、小波分析和小波相干性分析等方法研究了1951—2007年间其气温、降水和径流的演变趋势及时频特征,并分阶段研究了此三要素的阶段性变化特征及降水-径流响应关系。结果表明:1951—2007年间,研究区域的气温显著升高,降水量呈不显著下降趋势,而径流深呈显著下降趋势且在2002年发生突变。径流深存在5、22年左右的主周期;气温存在12、24年左右的主周期;降水量存在5、22、33、40年左右的主周期。在整个时间域上,径流深与降水量存在很好的正相关关系,而径流变化滞后于气温变化,呈非线性负相关关系。将所研究的时段1951—2007年划分为3个阶段:墨累-达令流域委员会成立前为第1阶段(1951—1988年);从1989年到径流时间序列发生突变的年份为第2阶段(1989—2002年);从2002年到序列资料终止年份为第3阶段(2003—2007年)。不同阶段降水-径流关系差异明显,第3阶段的产流量显著降低,说明非降水因素对河川径流量的变化具有重要影响。

南京市短历时设计暴雨雨型研究

设计暴雨的确定是城市管网系统排水能力规划设计的重要基础。以南京市中心城区为研究区,首先应用暴雨强度公式分别计算历时60 min和120 min的不同重现期设计暴雨量,再基于1982-2015年降水资料利用年最大法选取得到年最大降雨序列,并计算综合雨峰系数,最后应用Pilgrim&Cordery雨型和芝加哥雨型推求南京市中心城区历时60 min和120 min的设计暴雨过程,并对峰值大小、雨峰位置、雨峰出现时累计暴雨量进行对比分析。结果表明:历时60 min和历时120 min设计暴雨的雨峰分别处于整场降雨过程的1/2时间和前1/3时间;两种方法得到的雨峰值大小相当; Pilgrim&Cordery雨型法计算的雨峰出现时累计暴雨量大于芝加哥雨型法;短历时设计暴雨雨型推荐选用芝加哥雨型。研究成果可为南京市中心城区地面积水风险评估与排水管网系统的规划和建设提供参考。

淮河上游土地利用变化对流域蒸散发能力影响研究

土地利用变化对蒸散发的影响是水文等相关领域研究的热点问题。选取淮河上游息县流域作为研究对象,基于1995年和2000年土地利用资料分析土地利用变化,应用分布式双源蒸散发模型计算基于网格的蒸散发能力,分析土地利用变化对不同典型年不同时间尺度蒸散发能力的影响。结果表明:从1995年到2000年,30%流域面积的土地利用发生了变化,其中水田转变为旱地占比最大;发生蒸散发能力变化的大部分网格的季尺度蒸散发能力在不同典型年均呈现不同程度的减小,且夏季最为显著;发生蒸散发能力变化的大部分网格的年尺度蒸散发能力在不同典型年也均呈现不同程度的减小,且减小幅度依枯水年、平水年、丰水年递减。研究成果可为变化环境下水循环演变研究提供支撑,对水土地资源的开发利用也具有参考价值。

近60 a河南省河川径流演变特征研究

河南省地跨海河、黄河、长江、淮河四大流域,水资源问题突出,深入分析河川径流演变规律对河南省水资源管理具有重要意义。选取河南省主要流域的6个代表水文站实测流量数据,利用Mann-Kendall秩次相关检验分析了各代表站年平均流量、月平均流量演变规律。结果表明:近60 a河南省实测流量呈下降趋势,2000年后流量略有回升。自西向东,流量下降速率越来越大。全省径流突变后年平均流量减小,各站减小幅度均大于15%,北部流域突变年份较早,南部流域变化幅度较大。月平均流量总体呈减小态势,海河流域河南段、黄河流域河南段下降显著,达到5%显著性水平。除长江流域河南段外,全省月平均流量年内分配变化不大,从全省范围来看,月径流量占年径流量比例呈枯增丰减态势。

城市防洪及雨洪资源利用探讨

城市内涝频发,人民生命财产损失严重,同时,许多城市又面临水资源严重不足及地下水过量开采等问题。二者的矛盾让寻求雨洪资源合理开发利用显得愈发紧迫。文章分析了天气变暖引起极端天气频繁,城市化进程加快、绿地减少、不透水面积急剧增加,是城市暴雨洪水频发的成因,阐述了郑州市资源性缺水的特性。提出通过X波段雷达监测、制订科学方案等非工程措施解决郑州市城市防洪问题,通过制定相关政策、采取奖惩措施、建设拦蓄工程,将郑州市建设成为海绵城市,进而将城市防洪与缓解水资源紧缺紧密地联系起来。

基于改进的ELM黄河流域含沙量预测方法研究

针对极限学习机(ELM)只考虑样本重要性和非线性映射能力较弱等问题,提出了一种基于特征加权核极限学习机算法(Feature Weighted Kernel ELM,FWKELM)。方法从样本的特征重要性出发,利用自助特征加权(Bootstrap feature weights)算法对极限学习机的激活函数进行了加权处理。为了验证该算法的有效性,对黄河流域的含沙量进行了预测。通过对含沙量的仿真实验,与原极限学习机算法相比,文章提出的FWKELM算法在预测精度和泛化性能上均优于原算法。

淮河上游土地利用变化对流域产水能力的影响研究

土地利用变化对流域产水能力的影响是变化环境下水循环演变研究的重要内容。文章选取淮河上游息县流域为研究对象,采用改进的分布式新安江模型从径流模数角度分析土地利用变化对不同典型年不同时间尺度的产水能力空间分布的影响。结果表明:在相同降雨条件下,主要土地利用类型的径流模数大小为旱地>水田>林地;土地利用变化使得流域绝大部分发生径流模数变化的区域均呈现产水能力增大的趋势,且流域产水能力年内变幅增大。论文研究成果对水土地资源的可持续利用具有一定的参考价值。

图书馆网络安全的研究和对策

随着网络的发展和人们对网络依赖性的增强,网络安全问题正凸显出来,图书馆网络作为众多网络应用系统的一个重要组成部分,也不可避免地存在着网络安全问题。图书馆网络中存储着海量的各种各样的信息,且时刻都在进行着传输、交流和更新,网络安全问题已成为制约图书馆网络建设的关键因素之一。