RCCC-WBM水量平衡模型在北方典型流域的适用性研究

流域水文模型是开展环境变化影响分析和水资源评价的重要工具。以山西省的5个不同尺度的代表性流域为研究对象,分析了RCCC-WBM模型在山西省的区域适用性。结果表明:RCCC-WBM模型能够较好地模拟出山西省径流年内分配特征和年代际变化特点,对典型流域月径流量模拟的Nash-Sutcliffe模型效率系数超过65%,水量模拟误差也较小,该模型在山西省具有较好的适用性,可以用于山西省水资源评价等方面的科学研究。

基于WBM评价模型的水生态承载力评价

为丰富水生态承载力研究方法,将加权Bonferroni算子(weighted Bonferroni mean,WBM)应用于水生态承载力评价研究,构建相应的WBM评价模型。通过建立水生态承载力评价指标体系,运用层次分析法和改进熵权法确定指标权重,再利用WBM评价模型进行承载力评价,并将其与广泛应用的TOPSIS模型评价结果进行对比,以太原市为例对方法的可靠性进行验证,进一步采用障碍度模型识别影响水生态承载力的关键障碍因素。结果表明:太原市2009—2020年水生态承载力状态于临界承载上下波动,整体变化趋势不显著,近年来呈良好态势发展;水资源、水生态子系统承载状态波动较大;通过与TOPSIS模型对比,该评价模型评价结果较为一致,表明WBM模型适用于水生态承载力综合评价;制约该地区的障碍因素主要集中在水资源子系统。

气候变化对南水北调西线工程的影响及建议

南水北调工程是国家水网的重要组成部分,其西线工程建设是缓解我国西北、华北地区水资源短缺的重要举措。气候变化下西线工程引水区和受水区水资源情势直接关系到工程的规划建设与运行方式。基于历史实测资料和气候模式情景,采用数理统计与水文模拟相结合的途径分析了气候变化对南水北调西线工程引水区和受水区水资源的影响。结果表明:1)1961—2020年西线调水区和受水区气候变化以暖湿化为主要特征,调水区年径流量整体稳定略增,受水区年径流量显著性减少。2)未来中期(2035年)和远期(2050年),调水区和受水区气温继续显著升高,降水多呈非显著增加;未来中期、远期调水区年径流量较基准期(1961—2000年)分别增加1.42%和2.08%,受水区年径流量分别减少1.02%和0.28%。3)未来气候变化下,调水区年径流量相对稳定,能够满足调水需求,受水区年径流量略减,对跨流域调水需求有所增加。为确保南水北调西线工程的长期稳定运行,建议加强气候变化及其影响的不确定性研究,制定科学合理的应对措施,以应对未来可能的水资源短缺的挑战。

气候变化对南方典型小水电站入库径流及发电的影响

在全球气候变化不断加剧的背景下,降水、气温、蒸发等气象要素的变化对流域水文和水力发电产生重要影响;中国作为水能资源丰富的国家,水力发电在能源结构中具有重要地位,研究气候变化对入库径流和水力发电的影响,对实现水资源和水电能源的可持续开发利用具有重要意义。以位于北江支流的官溪水电站为研究对象,基于19个CMIP6全球气候模式数据,利用RCCC-WBM模型分析了未来气候变化对官溪水电站入库径流和发电量的影响。结果表明:(1)在SSP2-4.5情景下,官溪水电站以上流域的气温、降水均呈现上升趋势;(2)尽管不同GCMs模式预估结果存在一定差异,从19个模式集合平均结果看,官溪水电站未来入库径流和水力发电量将有所增加;(3)与基准期(1981—2020年)相比,2031—2060年和2061—2090年官溪水电站入库流量将增加3.55%[−34.14%,39.84%]和5.66%[−32.27%,41.96%],发电量将可能增加5.87%[−29.3%,50.1%]和8.03%[−27.3%,52.4%]。未来径流和发电潜能的增加为官溪水电站的扩容改造提供了一定的科学依据。

环境变化对澜沧江出境水文过程变异的影响

变化环境改变河流水文节律,影响流域水资源的开发利用;澜沧江-湄公河是位于东南亚源于中国西南的跨境河流,科学厘清澜沧江径流变化原因是实现澜沧江-湄公河流域跨境水利益共享的重要基础工作。基于1961—2020年允景洪水文站的实测径流量资料,采用数理统计与水文模拟相结合的研究途径,诊断径流序列的变异特征,定量分析气候变化和人类活动对径流及其年内分配的影响。结果表明:①1961—2020年允景洪站实测年径流量呈显著性减少趋势,其中,1—5月径流量呈增加趋势,6—12月径流量呈减少趋势;实测年径流量在2008年发生突变。②RCCC-WBM模型能够较好地模拟基准期(1961—2008年)的天然径流量过程,模拟相对误差小于1%;模拟的人类活动影响期间(2009—2020年)天然径流量约为371.8 mm,较基准期偏少6.8%,这是气候变化引起的。③水利工程建设运行是澜沧江最主要的人类活动,是水库蓄水运行期(2009—2013年)径流减少的主要原因;气候变化对水库稳定正常运行期(2014—2020年)径流减少贡献更大,约为61.7%。④水库运行调度使得2014—2020年汛期(6—11月)径流量减少44.3%,非汛期(12月至翌年5月)径流量增加134.3%;澜沧江干流水库对径流的削峰补枯调节作用在一定程度上保障了湄公河中下游的防洪安全与供水安全。

中国主要江河径流变化成因定量分析

变化环境下中国主要江河实测径流量发生了较为明显的变化,科学理清径流变化原因是流域水资源评价和管理的重要基础工作。基于中国七大江河代表性水文站1956-2018年的实测径流量资料,诊断了变化环境下水文序列的变异性特征;采用水文模拟途径,定量评估了不同驱动要素对径流变化的影响。结果表明:①淮河、长江和珠江实测径流量变异性特征不明显,相比而言,北方主要江河实测年径流量系列存在较为明显的突变性,但最显著的变异点发生时间存在差异,变异前后降水径流关系发生较大变化。②RCCC-WBM模型能够较好模拟中国南方湿润区和北方干旱区江河天然径流量过程,该模型可以用来还原人类活动影响期间的天然径流量。③总体来看,人类活动对中国北方江河径流量的影响大于气候变化的影响,气候变化是中国淮河及其以南江河径流变化的主要原因。

全球变化下澜沧江-湄公河流域水量平衡模拟

流域水文模型是区域水资源评价的重要工具,基于普林斯顿全球气象驱动数据集和澜沧江-湄公河流域(简称:澜湄流域)八个水文站实测资料,分析了澜湄流域不同区间的水文特性,采用RCCC-WBM模型(Water Balance Model developed by Research Center for Climate Change,RCCC-WBM)开展了区间径流及水量平衡模拟研究。结果表明:1)澜湄流域不同区间气候水文差异显著,上游气温低且年内变幅大,下游气温高年内变幅小;尽管不同区间降水、径流的年内分配特征总体一致,但径流的年内分布峰值大多滞后降水峰值一个时段。2)RCCC-WBM模型能够较好地模拟出澜湄流域不同区间的径流过程,率定期和验证期的月径流模拟效率系数(Nash-Sutcliffe Efficiency,NSE)均在60%以上,总量模拟误差(Relative Error,RE)也均控制在±10%以内,模型具有较好的区域适应性。3)模拟的土壤含水量都具有先衰减后增加再衰减的年内分配特征;不同季节径流和蒸发耗散的水源不同,降水是汛期水分耗散的主要来源,而土壤含水量是非汛期径流和蒸发消耗的主要水源。

基于SSH框架的EPON性能管理系统的设计与实现

针对C/S模式的网络管理系统可移植性、负载能力差的现状,设计并实现了一种基于Web的以太无源光网络(EPON)性能管理系统。系统利用SNMP4J类库来开发网络管理系统底层应用,采用基于MVC模式的SSH框架来完成用户界面表示、应用业务逻辑和数据访问逻辑的分离,实现系统相关性能参数的采集、统计、分析与显示等功能。测试结果表明,系统的性能告警上报时延、单项操作响应时间均远小于《中国电信移动业务网络管理系统规范——总册(v1.1)》标准中的要求。

基于多层次模型的波函数法在凹域问题应用研究

波函数法(Wave Based Method,WBM)是近年来发展的基于间接Trefftz理论的结构—声辐射中频问题的一种重要方法。WBM函数收敛的充要条件是分析域为凸域。为提高使用WBM理论的应用范围和应用效率,根据多层次模型,提出了补域概念用于解决凹域问题。最后,以一个周边简支矩形薄板为例进行验证数值,计算结果表明了方法准确性和有效性。

黄河流域典型流域水文气象变化与径流过程模拟

典型流域水文气象分析及水文过程模拟是合理评价黄河流域水资源变化的重要基础。利用Mann-Kendall秩次相关检验法和均值差异T检验法分析了黄河流域7个典型流域的年降水量、年径流量和年均气温序列的变化特征,并采用VIC模型、新安江模型、WBM模型和GR4J模型模拟站点的径流过程。结果表明:各典型流域年均气温显著升高;年降水量变化趋势和突变情况均不明显;而年径流量呈显著下降趋势,且突变多发生在1980s。模型模拟结果表明4种水文模型在黄河流域应用效果较好。就Nash效率系数而言,VIC和新安江模型因为考虑产汇流过程较为详细,模拟径流过程与实测过程更贴近;就径流相对误差而言,WBM模型在水量模拟计算中表现较优,其结构简单,适用于流域水资源的模拟与评价。