松辽河流域水资源安全对策研究

松辽河流域缺水及其日趋严重的生态环境变化是中国首要解决的问题之一。目前,由于流域径流明显减少和过量开发利用水资源,许多地区生态环境恶化,严重影响了松辽河流域水资源安全。以流域为单元考虑水资源可持续利用问题,将水量管理和水质管理统一,实现水资源可持续利用,支撑流域经济和社会的可持续发展,构建流域水资源供给体系是当前和今后长时期的重点任务。

改进的WEAP模型在水资源管理中的应用

在水资源评价和规划模型(WEAP)的基础上耦合多边形网格地下水三维流有限差分模拟系统,建立了WEAP-Tsinghua模型。该模型既能反映各水文测站的径流情况和水资源供需关系与分配,也能反映地下水位动态变化。以石羊河流域为例,建立了该流域的水资源管理模型,并利用2000年用水结构、水文测站径流数据和地下水位观测数据进行参数率定和模型验证,模拟和实测地下水水头差值小于1.0m的观测孔达到总监测点数的50%,模拟和实测蔡旗同金川峡站流量年误差小于1%,模拟的用水结构符合实际,预测分析说明石羊河流域现状用水模式不合理。改进WEAP模型具有友好的用户界面和易于使用的功能,可用于区域水资源规划模拟分析。

不同水权模式下流域水资源配置博弈的一般性解释

文中运用博弈论中的经典分析案例结合流域水资源配置特点对不同水权模式下参与人的用水行为作出合理解释。分析表明,在公共水权模式下,由于个体理性以及水资源负外部性的存在,容易使水资源利用产生“公有地悲剧”的结果。同时证明,在缺乏排他性水权或水权制度设计不尽完善的情况下,流域水资源不仅可能被过度利用,而且全流域社会福利将不能达到最优。上游用水主体因具备先动优势而恣意用水,由此给下游用水主体带来利益损害。在个体理性的作用下,试图通过全局优化实现流域水资源配置的帕雷托改进是无法实现的。

数值模型在黑河干流中游水资源管理中的应用

以黑河干流中游水资源管理为例,利用地下水数值模型研究了天然和人工活动作用下泉水、地下水向地表水排泄量的变化规律;预测分析了不同情景下的水资源开发利用状况。研究表明,地下水向河-泉的排泄量呈衰减趋势,且地下水的增采量和渠系防渗节约的水量主要来源于地下水储存量的消耗;指出在目前有限的水资源条件下,为保护生态地质环境,必须限制地下水的持续超采。

中国东北区水资源量天然可再生能力分异及其对土地利用变化的响应

从水循环的角度对水资源的可再生能力进行表征 ,并在GIS技术支持下 ,对中国东北区天然水资源量可再生能力时空分异进行了系统剖析 ;并结合东北区 1986～ 2 0 0 0年间的土地利用变化 ,揭示了东北区天然水资源可再生能力分异对土地利用变化的响应 .195 6～ 2 0 0 1年间 ,东北区多年平均水资源量为 1991 5 2亿m3 ,具有显著的时空变化特征 ;且水资源变化具有33a、11a和 4a周期 .1980～ 2 0 0 1年间 ,东北区水资源可再生能力呈现出下降趋势 ,下降幅度和年际间的变化强度具有显著的空间分异特征 .水资源可再生能力与土地利用的耦合变化表明 ,需在分布式生态 水文机理剖析的基础上 ,对中国东北区的土地利用格局进行科学调整 ,以使得在人类活动剧烈干扰的环境背景下 ,水资源的可再生能力仍能维持在一个较高的水平上 .

尼尔基水利枢纽在嫩江流域水资源调控中作用

尼尔基水利枢纽是嫩江上唯一的一座大型综合性控制工程,具有防洪、工农业供水、发电、航运、环境和湿地保护等综合利用功能。对嫩江流域在自然演进中已被破坏的资源、环境、生态系统具有调控作用,可促进流域的经济、社会可持续协调发展。

现代水资源规划若干问题及解决途径与技术方法(一)——还原“失真”与“失效”

针对人类活动剧烈条件下的水资源分析问题,探讨了传统水文还原方法存在的“还原失真”与“还原失效”的现象及其成因,并通过对人类活动水文效应的物理机理分析,提出了利用分布式水文模型进行水资源分析的一致性修正方法。

浅谈干旱内陆河区的水资源利用与生态环境保护策略

我国干旱内陆河区人类社会经济活动主要集中在绿洲内,由于地理因素,绿洲农田系统需要绿洲生态防护系统保护。绿洲生态系统可根据其消耗的水资源来源划分为天然、半天然和人工三个阶段,干旱区水资源利用方式要适宜于绿洲生态的不同阶段,以维持整个绿洲系统的可持续发展。

现代水资源规划若干问题及解决途径与技术方法(二)——水资源规划的“尺度效应”

通过实证讨论,提出水资源规划在空间、时间和维数上均存在“尺度效应”问题,这种“尺度效应”随着水资源开发利用程度的提高而越来越明显。“尺度效应”既反映出水资源系统的复杂性,也提示现代水资源规划必须坚持系统分析的方法,全面考虑水资源可持续利用。

现代水资源规划若干问题及解决途径与技术方法(三)——系统分析的模拟、优化与情景分析

水资源系统分析是现代水资源规划的数学基础,一般有模拟和优化两大类,各自适宜于解决不同类型的水资源规划问题。在分析了模拟与优化两种方法的优势和劣势后,运用决策支持系统思想,联合运用模拟与优化方法,提出水资源系统分析的情景分析法,可以解决复杂水资源系统规划问题。

水资源复杂适应配置系统的理论与模型

在对水资源配置系统的复杂性及其复杂适应机理分析的基础上,应用复杂适应系统理论的基本原理和方法,构架出了全新的水资源配置系统分析模型。同时对系统的动力机制、主体行为特性和系统状态的评价方法进行了描述,形成了一个较为完整的研究体系,用于分析水资源配置系统的演化规律,并应用这种分析方法对南水北调工程对受水区水资源配置的影响进行了简要的研究。

松嫩平原西部植被覆盖动态变化研究

基于SPOT-VEGETATION NDVI资料,利用MVC和一元线性回归趋势模型等定量分析了我国松嫩平原西部半干旱区植被变化的时空特征.结果表明:1998—2006年研究区年归一化植被指数(NDVI)最大值从0.41下降到0.39,年平均NDVI减少了0.015;春季植被活动变弱,植被退化面积占区域总面积的57.33%,虽然在部分地区有所改善,但植被覆盖仍存在退化的趋势.

流域内污染负荷分布的评价模型研究--以密云县蛇鱼川小流域为例

在引入欧洲学者建立的潜在非点源污染指数模型PNPI的基础上,根据我国的社会经济条件和流域状况对其进行了土地利用类型扩展、土地利用类型比对和土壤渗透性等级划分等3个重要改进,建立了一个评价流域污染负荷分布的潜在污染指数模型PPI(Potential Pollution Index),并在北京市密云水库流域典型的3个小流域——曹家路、黄土坎和蛇鱼川进行了初步应用和分析验证.研究表明,改进后的PPI模型能够综合考虑养殖场、旅游区等各种污染源对河流水质的潜在污染影响,可用其评价流域内各种污染源对河流造成的潜在污染的空间分布.

地表水和地下水相互作用及集成模型研究

本文在总结国内外地表水和地下水相互作用研究的热点问题的基础上,归纳了定量计算的基本方法,评述了国内外主要的集成模型并对其进行了分类;认为集成模型应该解决时空尺度整合、参数的不确定性等关键问题,指出综合水循环各组成部分的复杂系统模型是模型发展的必然趋势。

遥感技术在松嫩平原西部半干旱区扎龙湿地调水中应用研究

黑龙江扎龙自然保护区是我国最大的以鹤类等大型水禽为主体的珍禽鸟类和湿地生态类型的国家级自然保护区。为了迅速查清2001年4月至2002年7月间先后两次对扎龙湿地调水情况,我们采用了美国陆地卫星影像Landsat-ETM对调水前后四个时相进行了解译,在GIS支持下,结合扎龙遥感野外验证对扎龙湿地变化进行了科学分析,在较短时间内取得了可靠数据,为下一步扎龙湿地水资源规划提供了科学依据。

吉林省农田景观动态与农业自然灾害相互关系研究

分别从作物生境、作物形态和作物种类角度分析吉林省近50a的农田景观动态变化情况,结合农业旱灾、水灾、风雹灾、霜冻灾害和作物病虫害成灾面积动态变化和各种农业自然灾害的成灾面积与受灾面积比的变化趋势,探讨农田景观动态与农业自然灾害的相互关系,指出农田景观生态多样性的降低是农业自然灾害频繁和灾损增加的一个主要原因。为了减轻自然灾害的损失,农业生产布局多样化是今后发展的方向。

石油类污染物自然衰减能力现场试验验证研究

在北京地区某加油站开展的前期石油类污染物自然衰减现场试验的基础上,进一步开展了验证试验,结果表明本次试验得到的挥发性有机物(VOCs)变化趋势及O2、CO2含量沿土壤深度分布和前期试验结果呈现相同的规律,说明基于自然衰减法设计实施的加油站现场试验检测分析结果可靠,试验方法具有合理性、可操作性及可重复性。进一步的理论分析对前期试验结果进行了验证,得出以下结论:(1)通过氧平衡和碳平衡计算对加油站土壤内的自然衰减方式进行评价,验证了该加油站地下土壤中实际发生的微生物降解既有需氧降解也有厌氧降解;(2)利用有机物的一级衰减模型对该污染现场土壤中石油类污染物的降解速率和半衰期进行计算表明,2次试验计算得到的石油类污染物的半衰期基本一致,该污染现场石油类污染物的半衰期为50d左右;(3)在此基础上,对该加油站包气带土壤的自然衰减能力和环境质量进行评价,2次试验结果均表明该污染现场在自然衰减的作用下已经不存在环境风险。

气象卫星遥感技术在暴雨预报中的应用研究

气象卫星资料直观、形象、信息量大等特点使得其进行天气系统的动态监测具有无可替代的优势。辉发河流域暴雨预报中的应用表明,气象卫星云图可以有效地监测降水天气系统的演变过程,提高暴雨预报的准确率。信息处理技术的加强和高水平专家诊断的介入,将使气象卫星遥感技术在暴雨预报中的作用日益加强。

辽河中下游流域土地利用变化及其生态环境效应

辽河中下游地区地处东北老工业基地区,是我国重要的重工业、能源和商品粮生产基地。基于TM卫星遥感数据及调查资料,对辽河中下游流域1986—2000年土地利用时空变化特征及其生态效应进行了研究。结果表明,随着人口的增加和经济的发展,流域耕地面积持续扩大,林地、草地、水域面积趋于减少,居民地、工矿、交通等建设用地增加。整个景观斑块数量呈现减少趋势,景观的空间结构趋于简单化。农业用地是平原地区土地利用变化的主体和媒介,主要土地利用转变类型大多与耕地有关。土地利用/覆被变化导致了诸多环境问题如水土流失加剧,水资源短缺、水质恶化,湿地生态功能下降等,使流域生态环境更加趋于脆弱。

土壤及地下水污染点不同暴露途径的健康风险比较

选择目前国际上应用最为广泛的RBCA模式和Csoil模式,进行土壤污染和地下水污染暴露途径考虑异同的比较,并在此基础上设置典型的污染情景,对不同暴露途径的健康风险进行了计算.Csoil模式比RBCA模式多考虑了3种可能的暴露途径.将2种模式结合进行案例计算的结果表明,表层土壤污染的风险最大;对于浅层土壤污染,考虑淋溶作用时的风险较高.挥发暴露和饮水暴露是土壤及地下水污染点最主要的暴露途径,在RBCA模式中没有考虑的洗澡过程中的暴露也非常重要.对于表层土壤污染,覆土是减小健康风险的有效办法.