区域水资源配置系统网络图

本文分析了国内外水资源系统网络图的元素组成、系统构成、存在的不足和研究进展,总结了水资源配置的主要特点,提出绘制水资源系统网络图的基础是水量平衡原理、水资源天然和人工侧支循环演化二元模式、多水源联合调配、经济与生态和谐发展等方面。针对水资源配置供需平衡分析和耗水平衡分析,将经济、生态环境、水资源系统简化和抽象为节点、计算单元水传输系统、流域单元水传输系统三类元素,详细论述了构成系统网络图的基本原理,各类元素的构成、功能、简化和抽象方法,给出了系统网络图的定义、制作原理、方法、步骤和特点,并进行了实例应用。本文提出的系统网络图绘制方法已应用于多个项目,实践证明,该方法是可行的。

水资源配置中的生态耗水系统分析

在分析水循环中经济用水和生态用水特点的基础上,根据流域二元水循环模式和耗水平衡原理、径流过程和需水过程的特点,简述了水资源配置系统分析的思路和方法。在分析不同地区生态保护目标特点的基础上,给出了水资源模拟中生态耗水的计算方法,建立了以湖泊或湿地耗水、河道生态用水约束、区域地表生态耗水以及流域出境下泄水量构成的流域生态耗水系统,与水资源配置系统有机地结合在一起,并以松辽流域水资源综合规划嫩江流域的成果简要地说明了生态耗水的分析计算。

利用水资源配置系统确定供水工程的建设规模

本文在分析水利工程建设特性和供水工程水资源配置原则的基础上,探讨了水资源需求、系统简化、水资源调度策略、计算方法对供水工程建设规模的影响,提出了确定供水工程建设规模的基本思路和步骤,并具体应用到某干旱区生态环境保护工程。水资源配置“三次”平衡分析确定供水工程建设规模的主要步骤为:(1)绘制水资源配置系统网络图;(2)进行需求分析,包括经济、生态环境需水;(3)制定水资源调度策略;(4)进行水资源配置“三次”平衡分析,初步确定供水工程的建设规模;(5)进行流域耗水平衡分析,分析经济与生态的耗水比例;(6)确定供水工程的规模以及供水工程实施建议。

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。

浑太河污染物入河控制量研究

结合浑太河水资源网络节点图,针对计算单元部门供水预测数据,计算了点源、非点源污染物入河量,并预测了浑太河污染物入河量。以水功能区水体纳污能力为依据,给出基于规划水平年的变动污染物入河控制量。计算结果证实了该方法可行、有效。

基于地下水“双控”的水资源配置模型与实例应用

根据生态文明建设的需要与地下水资源保护的特殊性,构建由水资源优化配置模块、地下水可开采量动态计算模块和地下水"取水总量与水位"双控计算模块3部分组成的模型系统,以水资源优化配置模块牵引地下水可开采量动态计算模块和地下水"双控"计算模块,利用多重循环迭代算法,通过长系列调节计算和对比分析,给出基于地下水"双控"的水资源配置推荐方案.以沈阳市为例开展应用研究,发现沈阳市局部区域到2030年需重启开采地下水市政水源0.22亿m3,才能形成人水和谐的水资源配置总体格局.

水量水质联合调控模型及其应用

针对水资源调控研究多以自然水循环为主体易忽略水质潜在功效,构建了在时空上合理调配的水量水质联合调控模型。以水功能区目标水质为调控中心,从二元水循环角度考虑了人为干预下水体时空演变规律,提出将水环境承载能力视为一种资源和水量统一协调,利用GAMS软件进行水量水质联合调控的多目标动态耦合求解。以松花江流域为例,合理确定节点、分区纳污能力、核算时段入河污染物控制量和削减量,实现了水功能区水质规划目标,验证了模型的实用性。

区域洪灾风险评价体系研究

针对国内外区域洪灾风险评价缺少系统规范体系现状,基于洪灾生命损失评价、经济损失评价,构建起以洪灾损失为核心的动态实用性的区域洪灾风险评价体系,实现由控制洪水向洪水管理转变。给出耦合致灾因子、孕灾环境、承灾体的区域洪灾风险定义,探讨了基于洪水分析、易损性分析、损失分析的区域洪灾风险评价流程图。针对区域洪灾风险评价不确定性,从被动破坏损失、主动防御减灾角度提出系统量化的区域洪灾损失经济评价指标,结合研究体系应用实际,给出区域洪灾风险评价体系的进一步完善策略。

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。

浑太河流域水质达标控制方法研究

结合浑太河流域水资源网络节点图,根据污染物来源、种类及其产生机理,针对计算单元水资源供需平衡预测数据、降雨径流值,分点源、非点源进行规划水平年污染物入河量的预测。根据浑太河流域地形特征、入河污染物降解特性,以水功能区水体纳污能力为计算单元污染物排放总量控制条件,给出基于规划水平年入河污染物变动特性的水质达标控制方法。运用该方法进行浑太河流域水质达标控制:2030年,流域总需水7.4亿立方米,缺水深度在1%以下,COD、NH3-N、TP、TN的入河量分别为28.5×104、2.8×104、3.1×104、4.6×104t,对应的入河控制量分别为9.3×104、0.6×104、0.8×104、0.9×104t,经控制后水功能区目标水质达标率100%。证实了该水质达标控制方法有效、可行。

虚拟水研究分析

虚拟水作为21世纪的一种新水资源观,为缓解我国水资源压力和粮食安全问题开辟了研究的新领域。在分析虚拟水概念的基础上,对虚拟水贸易、虚拟水战略、水足迹、虚拟水量化结合研究现状进行实例分析,证实了我国实行虚拟水战略的可行性。结合虚拟水在我国的发展情况,提出进一步的研究重点。

论水安全

水安全是水资源、水环境和水灾害的综合效应,兼有自然、社会、经济和人文的属性。从人类文明、国家安全、可持续发展、水资源科学等角度分析了水安全的特性、地位和关系;提出水安全是一种比较客观的水资源开发利用和管理理念,其本质是既在一定程度上满足社会经济发展对水资源的需求,同时着眼于在一定时间内重构水资源的可持续利用状态;目前关于水安全的研究缺乏客观的指标体系和量化成果,在整体性、系统性和可比性等方面存在明显不足,建议有关研究应尽快从目前的思辩阶段进入到量化阶段。

地下水库的实践经验探讨

因地制宜修建地下水库作为一项"绿色生态工程"是解决水资源稀缺问题的战略选择。在阐述地下水库含义的基础上,结合国内外地下水库的研究现状与实践经验,探讨了地下水库在解决水资源稀缺性方面的优势及不足之处,对其发展态势作了展望。

洪灾风险评价体系研究

洪灾风险评价是进行御洪管理、防灾减灾的基础。针对国内外洪灾风险评价缺少系统规范体系现状,在洪灾生命损失评价、经济损失评价的基础上,构建起以洪灾损失为核心的动态实用性洪灾风险评价体系。给出耦合致灾因子、孕灾环境、承灾体的洪灾风险定义,探讨了基于洪水分析、易损性分析、损失分析的洪灾风险评价流程图。针对洪灾风险评价不确定性,从被动破坏损失、主动防御减灾角度提出系统量化的洪灾损失经济评价指标,结合研究体系应用实际,给出洪灾风险评价体系的进一步完善策略。

河流生态补偿研究初探

在合理界定河流生态补偿概念的基础上,结合河流系统自身特点及实践经验,从系统耦合角度对河流生态补偿机制进行初探,并提出了河流生态补偿未来研究重点。

辽宁省辽河流域水质水量联合配置模型及结果分析

根据科学发展观和生态文明建设的总体要求,基于"自然—人工"二元水循环理论,研发了面向地表水功能区水质目标的水质水量联合配置模型及系统软件,通过不同情景、不同组合方案的水资源"三次平衡"长系列逐月调节计算,提出辽宁省辽河流域未来20年时间跨度水资源配置全方位多视角系列成果,为辽宁省辽河流域水资源开发利用和节约保护、治理等提供了重要依据。

水资源全要素配置框架下的三次平衡分析理论研究与应用

本文在回顾水资源配置历程的基础上,针对当前新形势下水资源配置的基本要求在原有三次平衡分析基础上,提出了水资源全要素优化配置框架下新的三次平衡分析。水资源全要素配置模式下的三次平衡分析是从水量的供需平衡、污染物排污总量控制和水功能区水质达标以及河道生态流量要求等多重目标出发,根据供水、治污和水环境保护要求进行分层次分阶段分析,为实行最严格水资源管理制度提供了强有力的技术支撑。

水量水质联合配置方案评价指标体系研究

在阐述水量水质联合配置方案评价内涵基础上,给出了水量水质联合配置方案评价操作流程。利用层次分析法构建以经济社会、生态环境、水资源系统为评价准则,以流域缺水率、新增投资额、水功能区个数达标率、生态用水比例、人均水资源量、水资源开发利用程度和万元GDP耗水量为具体指标的方案评价体系。以分区协调性指标和方案公平性指标为核心,在合理确定指标权重的基础上,选取浑太河流域进行评价体系的可行性验证,结果表明,构建的水量水质联合配置方案评价指标体系切实可行。

城市群水资源协同配置模型及超长期配置方案研究

针对城市群实施跨越式发展过程中出现的新情况和新问题,以长吉联合都市区为例,开展城市群水资源配置模型及超长期配置方案研究,通过构建面向城市群的水资源多维多目标配置模型和长系列逐月调节计算及对比分析,提出2050年超大时间跨度的水资源配置推荐方案和配置工程布局,为进一步优化城市群水资源配置总体格局和保障跨越式发展供水安全提供重要依据。

青海省柴达木循环经济试验区水资源配置及开发利用策略研究

针对青海省柴达木循环经济试验区实施跨越式发展过程中出现的新情况和新问题,根据科学发展观和构建人水和谐生态文明社会的总体要求,在查清柴达木盆地水资源数量、质量、分布特征及开发利用现状和"三生"用水需求基础上,以流域耗水平衡为基础,构建面向地表水与地下水联合调控、基于河道内与河道外生态环境需水的水资源优化配置模型并开发计算软件,通过45年长系列逐月调节计算和综合对比分析,给出水资源优化配置推荐方案、工程规划及开发利用策略等成果,为青海省柴达木国家级循环经济试验区供水安全保障和可持续发展及生态文明建设提供重要参考依据。