京杭大运河全线贯通补水对地下水回补的影响

基于2022—2023年京杭大运河(小运河、卫运河、南运河、北运河、通惠河)全线贯通补水期间沿线419眼浅井和173眼深井地下水位监测数据,分析实施生态补水后河道的入渗水量以及河道沿线和灌溉水源置换区的地下水位变化。结果表明:相较小运河、北运河和通惠河等衬砌河道,卫运河和南运河渗透性较好,地下水回补效果更为显著;贯通补水后大运河河道周边0~10 km范围内浅层地下水位较去年同期回升0.48 m,3—5月春灌期取水过程中大运河沿线地下水位下降幅度减少了0.19 m,表明生态补水对地下水位恢复具有积极作用;河道周边地下水位对生态补水过程的响应有滞后,表现为距离河道越近,水位下降幅度越小;水源置换能够有效缓解因灌溉取水导致的水位下降,卫运河和南运河段农灌受水区深、浅层地下水位较去年同期分别回升3.17 m和0.27 m。重点对入渗性强、灌溉需水量高的河段持续实施生态补水,保证河道水量,能够更为有效地促进地下水水位回升。

流域水资源开发利用程度评价的若干问题探讨——以海河流域为例

针对1980年以来海河流域水资源及其开发利用状况,对水资源量系列进行代表性分析,评价海河流域水资源开发利用程度,结果显示海河流域1980—2016年系列水资源开发利用程度已高达105.7%,未来应遏制水资源过度开发的局面,统筹考虑当地水、外调水和非常规水源,调配供水体系,优化供水格局,以保障流域的供水安全。通过海河流域水资源开发利用率的分析过程,总结了水资源开发利用率计算过程中应注意的关键点,如时空范围的选取、区域水资源调入调出关系、山区地表水与地下水的转换关系、非常规用水的考量等,实际工作中应对这些关键点予以着重分析。

京杭大运河全线贯通补水的实践与思考

京杭大运河是宝贵的水利文化遗产。水利部从2022年起启动实施了京杭大运河全线贯通补水行动,针对流域水资源开发利用严重超载、河道生态功能受损、沿线地下水超采等突出问题,采取多水源精细调度、河道空间形态整治、加强水质保护、实施水源置换和地下水回补等措施,显著改善了运河水系的水资源条件。介绍了京杭大运河贯通补水实践,从河道生态环境复苏、置换压采深层承压水、入渗回补浅层地下水、促进大运河文化保护传承利用等方面梳理了贯通补水取得的效果,提出了水源保障、系统治理、智慧管控等建议。

关于地下水超采区水位变化通报技术问题的探讨

2020年第二季度水利部开展地下水超采区水位变化通报工作,通报工作对于社会关注和推动地下水超采综合治理起到了重要作用。为提高通报结果对于捕捉地下水超采严重或超采加剧地区的准确性,文章对已经发布的15期通报数据进行分析,对通报中采取的计算指标、计算方法、判定标准进行了对比分析并提出调整建议。结果表明调整方法能较好反映地下水超采的实际情况,为进一步完善地下水超采区水位变化通报工作提供借鉴。

天津市经济社会发展与河湖水系连通耦合协调关系研究

本文以天津市为例,构建了河湖水系连通与经济社会发展评价指标体系,采用熵值法确定各指标权重,基于耦合协调模型研究2015—2022年天津市河流水系连通与经济社会发展耦合协调关系。结果表明:近年来天津市河湖水系连通与经济社会发展均处于不断上升趋势,且河湖水系连通与经济社会发展综合评价差值F总体较为平稳;2015—2022年天津市河湖水系连通与经济社会发展协调度经历了中度失调、轻度失调、初级协调、优质协调4个阶段,目前两者正在向更加协调的方向发展;2015—2022年天津市河湖水系连通与经济社会发展处于协调耦合阶段,现阶段两者间仍存在一定的制约胁迫关系,在城镇化建设过程中要尤为注重两系统的有机结合。

漳南渠灌区农业水价综合改革实施路径研究

我国是农业大国,农业灌溉是用水大户,但农业用水效率总体不高,农业水价综合改革的实施能够提高农业用水效率,缓解水资源供需矛盾,促进农业水利工程良性运转,提高农民自发节水意识。河北省是我国缺水地区,重点分析了河北省涉县漳南渠灌区农业水价形成机制,针对灌区实际情况提出了节水奖励改革模式,符合涉县农业水资源利用的实际情况,对于缺水地区中小型灌区农业水价综合改革工作具有一定参考意义。

黄河流域经济社会用水公平性评价研究

用水公平性是流域水资源均衡配置需要重点考虑的关键因素之一。针对流域用水公平性评价对行业用水公平性考虑不足的问题,提出基于不同行业多因子基尼系数的流域经济社会用水公平性评价方法。利用行业用水量和产业规模之间的基尼系数来表示行业用水公平性,根据各行业用水量占比计算流域用水综合基尼系数来表示流域用水的公平性,以黄河流域为例量化分析了1980-2020年流域9省区不同行业和流域用水公平性变化,并选择调度前后的1995年和2005年为例,对比分析了黄河水量统一调度对流域用水公平性的影响。结果表明:40年来流域生活、工业、城镇公共和农业用水的公平性分别为“高度公平”“、相对公平”“、高度公平”转变为“相对公平”“、相对公平”转变为“高度公平”;农业用水占比超过70%,流域用水基尼系数主要受农业用水的影响,综合基尼系数为0.16~0.25,总体上处于下降态势,流域用水公平性逐步提高;生活和农业用水公平性逐渐提高,工业尤其是城镇公共用水公平性下降较为明显,主要是因为流域省区间生活和农业用水定额差异性降低而第三产业用水定额差异增加;黄河水量统一调度及管理有效控制了流域用水总量快速增长,促进了农业用水效率的提高和省区间用水定额差异的减小,农业用水和整个流域用水公平性得到提高。

海河流域水资源开发利用状况分析

海河流域水资源开发利用强度高,供需矛盾突出。在探讨海河流域水资源开发利用不同历史阶段主要思路的基础上,分析流域水资源问题产生的原因,从水资源供给、需求管理演变总结归纳不同时期水资源开发利用思路变化,并对新时期以水资源刚性约束为核心的水资源管理工作思路进行分析,为强化水资源刚性约束制度提供参考。

基于模糊综合评价的水资源承载力研究

水是制约经济社会发展的关键因素,为解决好供需水矛盾,实现水资源的优化配置,必须系统掌握好地区水资源承载力。为解决这一问题,以河北省某市为例,在系统分析水资源承载力影响因素的基础上,从水资源禀赋条件、水资源开发利用程度、供水能力、水环境状况、经济社会发展水平5个层面建立了由22项二级指标构成的水资源承载力评价体系,改进的模糊层次分析法用于确定各级指标权重,对该市水资源承载力进行了多级模糊评价。实例分析结果表明,该市水资源承载力综合评价等级为中等,其中水资源开发利用程度评价等级为较好,水资源禀赋条件、供水能力、水环境状况、经济社会发展水平评价等级为中等,研究成果符合该市现阶段的水资源开发利用实际情况,对于该市优化水资源管理工作具有一定的参考意义。

基于多因素探讨的终端农业水价模型研究

近年来随着农业水价综合改革的不断深入,各地区均取得一些令人瞩目的成果。水价改革的关键在于构建科学合理的农业水价形成机制。在深入分析农业水价影响因素后,认为水资源禀赋条件、用户承受能力、供水成本以及成本水价的合理分摊是影响终端农业水价构成的关键因素,为获得更加合理的终端水价,笔者将上述因素纳入计算模型中对终端水价进行了修正。在此基础上,以某县农业水价综合改革试点为例,实例测算了试点区终端运行成本水价、全成本水价及两部制水价。与现状灌溉水价相比,不同年型下计算所得终端水价均高于现状,考虑在试点改革初期,建议可先将供水价格提高到运行成本水平,以保证水利工程正常运行所需的合理经费,后期随着农业水价综合改革的不断深入,再逐步将供水价格标准提升至全成本水平,从而更好地发挥价格机制的经济杠杆作用。

天津市水资源开发利用潜力与管理建议

以天津市1956—2016年水资源量和2010—2021年供用水量数据为基础,结合地表水和地下水取用水量控制指标,从水量层面剖析水资源开发利用潜力。研究表明,2010—2021年,天津市供用水格局发生了很大的变化,其他水源供水占比波动上升,地下水供水占比波动下降;用水大户由农业用水转变为生态环境用水。从整体上看,天津市地表水已不具备开发利用潜力;浅层地下水仍有一定的开发利用空间。在此基础上,提出以下管理建议:在“节水优先”的基础上,继续用足用好引滦水和引江水,最大程度置换深层承压水取用量;科学利用浅层地下水、微咸水和海水淡化水;加强水利信息化建设,提高水资源管理能力。

永定河水量调度规范化管理问题研究

规范有效的水量调度管理是实现水利调度目标的重要基础和保障。辨析水量调度规范化管理关键概念含义,对以此为基础推进水量调度管理通用机制建立意义重大。以永定河为例,基于近年来永定河水量调度成效和管理现状,分析了水量调度中存在的问题,探讨了永定河水量调度规范化管理的必要性,并对调度期、实时调度权限和取水管理等关键概念进行阐述,提出了建立水量调度管理办法、推进调度成效评估等工作建议。

不同控制运用条件下消能工特性研究

消能设计是水闸工程设计中的关键环节,消能防冲设施对于保障下游河道安全意义重大。从几何关系、水跃方程、能量方程等角度解析了消能计算公式中主要参数的物理意义,并提出一套系统的消能工计算流程。在此基础上,研究了不同工况下的消能工特性,结果表明:通常在“低开度、少孔数”的工况下,计算所得的池深-开度曲线往往表现为先增加、后减小的抛物线型,所得抛物线极值可作为池深设计的重要参考。研究成果可为消能设计提供一定技术参考,从而提高设计工作效率。

基于数理方法的消力池深度计算

消能计算是水闸工程设计中的重要一环,针对消能计算模型参数耦合嵌套、变量分离困难等问题,首先从几何关系、水跃方程、能量方程的角度对模型进行解析,在此基础上从数理方法的角度对模型中各变量进行分解,将原来复杂的多元三次方程组问题转化为一元三次方程的求解,从而大幅降低了问题的复杂性,只需借助于Excel的模拟分析功能对g(hc)函数进行拟合,便可轻松得到方程根。该方法理论推导严谨、计算效率较高,可为解决实际工程问题提供一定借鉴。

鸿业市政管线软件在滴灌工程设计中的应用

鸿业市政管线软件主要用于给水管网平差、雨水计算、污水计算等。结合自身供水管网设计方面的经验,首次提出将鸿业市政管线软件应用于滴灌工程设计中。在对比分析两者相同点与不同点后,结合滴灌工程特性,以华北平原某高标准农田为例,构建了控制性轮灌组的管网计算模型,经过管网平差计算,结果表明:水源点计算流量为111.041 L/s,水源点计算压力为29.637 m,管道计算流速相对合理,基本位于经济流速范围,计算流量、水压可用于水泵的选型。此外,通过鸿业市政软件的节点编号及管线长度提取功能,借助Excel的SUMIF及VLOOKUP等函数可以较为便捷地获得管道工程量,较大幅度提高滴灌设计效率。

基于DFA的长江上游径流演化标度特性研究

针对河川径流时序所具有的非线性与非平稳性特征,运用消除趋势波动分析法(Detrended Fluctuation Analysis,DFA)对长江上游控制性水文站—宜昌站1878～2001年的月均流量时序的演化特征进行了研究,以揭示该流域河川径流的长程相关性及其内在规律性。结果表明:长江上游河川径流时序波动具有长程相关性,且其标度指数具有显著的区域性,即在短时间尺度上具有强烈的正持续性,在长时间尺度上具有强烈的负持续性,且其正持续性至多可持续19个月,显示了长江上游流域产汇流系统演化具有复杂的物理机制。

江江河流域降雨径流关系变化及其影响因素分析

以海河流域黑龙港运东地区内的江江河为典型研究区域,通过计算产流面积上的降雨径流关系得出相同降雨量情况下,20世纪80年代后的产流量明显小于80年代前的产流量。并对降雨因素、包气带厚度和灌溉面积等对径流的影响进行了分析。结果表明,区内年降雨量和汛期降雨量均呈不显著的减小趋势,可能是该区域径流量减小的原因之一;地下水埋深增大,包气带厚度增加,致使地下土层的有效储水空间增大,是导致该区域径流量减小的一个主要因素;有效灌溉面积的增加,土地平整化及方格化,也是导致80年代后径流量减小的因素。

新疆降水量与参考作物腾发量的年际变化特性

为了深入、系统地研究新疆地区降水量和参考作物腾发量的年际变化规律,在运用FAO-56Penman-Monteith公式计算新疆地区52个气象站点的年参考作物腾发量序列基础上,采用MannKendall趋势检验法和BG分割算法对各站点的降水量和参考作物腾发量序列的趋势性、突变性等年际变化特征进行了具体研究。结果表明:近60年来,新疆地区年降水量整体上呈增加趋势,而参考作物腾发量整体上呈减小趋势;参考作物腾发量的突变较降水量的突变更为频繁和复杂;新疆地区农业生产的水资源天然供需条件有改善倾向,有利于农业生产发展。

流域面源污染关键区快速识别方法的研究与应用——以海河干流流域为例

选择了一个下垫面受人类活动影响剧烈的研究区域——海河干流流域作为研究对象,在综合考虑多种影响因素的基础上,对复杂的模型进行简化,形成一种基于"源-汇"框架以及地理信息系统(GIS)技术的流域面源污染快速评价模型,旨在为水环境管理者提供一种快速甄别流域面源污染潜在风险的方式,为贫数据研究区域的相关研究提供借鉴。

近15年海河流域水资源变化及基于耗水理念的流域节水管理建议

在"节水优先、空间均衡、系统治理、两手发力"治水方针中,节水是前提要求。海河流域是资源性缺水地区,水资源开发利用率超过100%,地下水超采问题严重,如何真正实现节水是解决流域水问题的关键。在流域水循环过程中,蒸散发(ET)是水资源的最终消耗途径,降低ET是实现节水的根本途径,探索基于ET的区域耗水监测可作为推进水利行业强监管的突破性手段。从耗水管理理念入手,基于近15年海河流域水资源公报和遥感监测ET数据,分析了海河流域水循环要素变化情况,提出了基于耗水理念的流域节水管理建议。