水资源风险分析理论及评估方法

通过分析开展水资源风险研究的重要意义,全面总结了水资源风险理论和评估方法。(1)从不确定性角度论述水资源风险定义;(2)从风险源和承险体角度分析水资源风险的形成要素,系统总结危险性和脆弱性的定义和数学模型;(3)论述了水资源风险理论模型,包括传统模型、积分模型和投入产出模型等;(4)系统论述了水资源脆弱性评估、水资源风险概率预测和水资源风险损失评估的模型和方法,讨论了各种模型的优缺点;(5)指出了影响水资源风险评估建模的重点与难点问题。

基于M-copula的水资源短缺风险经济损失预测模型及其应用

仅使用一种常用的Gumbel Copula、Clayton Copula或Frank Copula无法刻画水文变量之间所有的相关模式和结构,引入M-Copula函数模拟供水量和用水量的联合分布,提出水资源短缺风险经济损失预测模型.比较M-Copula函数和Gumbel Copula、Clayton Copula和Frank Copula得到的尾部相关系数和均方误差,计算结果表明M-Copula函数显著优于Gumbel Copula、Clayton Copula和Frank Copula函数,可以全面刻画供水量和用水量之间的相关模式和结构.对天津市在丰水年(20%)、平水年(50%)、偏枯年(75%)和枯水年(95%)情景下的水资源短缺风险经济损失进行预估,结果表明:在偏枯年份和枯水年份,水资源短缺风险经济损失值分别约为108亿元和142亿元.

基于SWAT模型定量分析自然因素与人为因素对水文系统的影响——以漳卫南运河流域为例

"干旱"是由大尺度的气候变化所引起的水分亏缺现象,"水资源短缺"则是因人类长期对水资源不可持续利用引起的水资源亏缺现象。前者无法被水资源管理系统规避,后者则受水资源管理方针政策的影响。然而,通常一个地区由干旱与水资源短缺引起的水分亏缺经常同时发生而且难以区分。因此,论文提出了一种可以定量区分自然因素(干旱)和人为因素(水资源短缺)对水文系统影响的框架,并以漳卫南运河流域为研究对象,利用SWAT模型模拟结果(无人为影响情景下)和观测数据(自然因素和人为因素共同作用结果),对研究区1976—1995年的日径流量序列进行了初步对比和差异性分析。结果表明:1)经率定和验证的SWAT模型能够有效模拟漳卫南运河流域的径流过程;2)无论是丰水年还是枯水年,水资源短缺现象均导致了夏季径流洪峰时期的消失;3)人为因素是引起漳卫南运河流域水文系统发生变化的主要原因,并且人为因素影响造成的径流损失量是自然因素造成径流损失量的4倍。论文提出的框架可以定量化分析自然因素和人为因素对水文系统的相对影响,有助于水资源管理者制定适应干旱与水资源短缺状况的管理政策。