基于工作流的水资源知识管理框架

为了解决水资源规划庞杂的知识及其整合问题,构建了以工作流为主线的水资源知识管理框架。该框架考虑到水资源综合规划与管理涉及面广、半结构化明显的特点,将知识管理和业务流程相结合,完成水资源规划各流程的知识流和关键知识节点的梳理。以全球环境基金(Global Environment Facility,GEF)海河流域水资源水环境综合管理项目为背景,说明了该框架的应用过程。该管理框架可以有效地实现水资源规划的知识管理以及稳定而可持续的知识积累,为数字流域模型作准备。     

Dualistic water cycle pattern and its evolution in Haihe River basin

The Haihe River basin is widely recognized as an area in China which is most severely affected by human activities.The water resources utilization and recycling in the basin is very complex, and the characteristic of the dualistic water cycle is becoming more and more prominent.The ever-growing demand of water for modern industry and domestic life nearly dries up all the natu-ral runoff.Meanwhile, industrial, agricultural and domestic wastewater discharges cause severe deterioration in water quality.Consequ...     

海河流域与水相关的生态环境承载力研究

为实现海河流域的可持续发展,需进行生态环境承载力研究.本文从水资源、生态环境、人口与经济的关系出发,针对海河流域生态环境恶化问题,探讨了与水相关的生态环境承载力的内涵、指标体系;提出时间序列与最优化理论相结合计算生态环境承载力的量化模型;得出海河流域现状处于生态环境严重超载状态;在南水北调、经济常规发展下,到2035年左右达到可承载的良好状态.     

永定河流域健康评估及其变化分析

人类社会的高速发展导致流域水资源短缺和水环境污染等问题日益严重。永定河流域作为海河流域的重要组成部分,流经内蒙古、山西、河北、北京、天津5个省（自治区、直辖市）,其健康发展状况对所在地区具有重要影响并值得深入研究。本研究在综合分析国内外流域健康评价方法的基础上,构建永定河流域健康评价指标体系,采用综合指数评价法和层次分析法对永定河流域18个子流域2005-2020年的健康状况进行评价。研究结果表明,永定河流域在2005-2020年整体健康状况无明显变化,个别子流域健康状况在前期有小幅度恶化的现象,但整体在2020年得到改善。通过分析流域健康变化原因认为,水资源量匮乏、经济发展不平衡以及人类活动剧烈干扰是导致永定河流域健康状况一般及局部恶化的主要原因,并据此给出了永定河流域健康管理的对策和建议,为永定河流域的合理开发利用与保护提供参考。     

Multi-dimensional overall regulatory modes and threshold values for water cycle of the Haihe River Basin

In this study, a multi-dimensional critical regulatory criteria and decision-making mechanism based on the scientific cognition of multi-dimensional attributes and characteristics of the water cycle was proposed. This system was functioned by deeply discriminating the nature-society binary characteristics of the five-dimensional characteristics of the water cycle system of the Haihe River Basin (water resources, economy, society, ecology, and environment) under the influence of high-intensity human activities and hydrological changes and by analyzing the organic interactive relationships between the five dimensions and their overall effect on the water cycle. A GDP calculation model was constructed in this study by adjusting the water environment for water resources, after which five-dimensional normalization objective functions were established for multi-objective analysis to carry out trade-off analysis of multi-dimensional regulatory indexes. In addition, synergetic theory, entropy theory and dissipation structure theory were introduced to construct an evaluation model for multi-dimensional regulatory schemes. A water cycle multi-dimensional critical overall regulatory model system was also established. This system consisted of a multi-objective macroeconomic model (DAMOS), water resource allocation model based on rules (ROWAS), evaluation model for WEDP (EMW) and multi-dimensional regulatory scheme evaluation model (SEAMUR) as the main body. To address the national demands faced by the Haihe River Basin as a result of combinatorial schemes for different hydrological series and water amounts diverted by the south-to-north water diversion project, this study adopted a hierarchy progression method to set up the technologies, investigated multi-dimensional overall regulatory methods, proposed an overall regulation threshold value for the water cycle of the Haihe River Basin, and recommended corresponding five-dimensional regulatory schemes.     

基于工作流的水资源知识管理框架

为了解决水资源规划庞杂的知识及其整合问题,构建了以工作流为主线的水资源知识管理框架。该框架考虑到水资源综合规划与管理涉及面广、半结构化明显的特点,将知识管理和业务流程相结合,完成水资源规划各流程的知识流和关键知识节点的梳理。以全球环境基金(Global Environment Facility,GEF)海河流域水资源水环境综合管理项目为背景,说明了该框架的应用过程。该管理框架可以有效地实现水资源规划的知识管理以及稳定而可持续的知识积累,为数字流域模型作准备。     

从海河流域研究案例浅议珠江流域水环境管理(英文)

珠江流域和海河流域是我国大河流域中水资源量相对丰富和相对短缺的典型代表,这两大流域自然地理存在着明显差异,经济发展情况不尽相同,各自的水资源量存在较大差别,但水环境污染问题却有诸多相似之处。总结了海河流域前期研究:1)水环境复合污染特征及其变化规律研究基础,特别是各种持久性难降解有机污染物(POPs),重金属污染及新型污染物的分布规律及污染程度,提出流域尺度、强人为干扰条件下复合污染综合效应的量化评价方法。2)基于流域水环境特征,提出耦合水质、水量和水生态的流域水环境风险评价的概念,建立了适用于流域尺度的综合风险评价模型和子流域尺度的相对风险评价模型(RRM),在终点的选取中,同时考虑生态终点和人体健康终点,尝试通过RRM进行生态风险和健康风险的整合。3)基于流域水环境特征,提出了流域尺度的健康评价方法,建立水质-水量-水生态-社会服务综合指标体系。最后,分析了当前珠江流域水环境问题,提出应加强水环境风险研究,尤其是复合污染潜在生态风险。此外,还应加强区域合作,鼓励公众参与保护水环境。     

黄河流域水资源配置问题研究与优化

黄河流域是我国重要的经济地带、粮食产地、能源基地，对我国的社会经济、生态安全的持续健康发展具有重要作用。随着社会经济的发展以及气候环境的变化，黄河流域用水结构发生改变，农业用水和工业用水量减少，生活用水和生态用水量增多，且上游取水量减少，中下游取水量增多。本文通过对2000-2019年流域地表水和地下水的取、耗水量现状以及2004-2019年流域用水结构的分析，发现黄河流域水资源配置中存在水资源价格调整不到位、配置不合时宜、流域产业转型动力不足以及水资源开发利用率低等问题，并提出完善黄河流域水资源价格体系、推动流域的生态补偿、建立水资源监管机制、构建人与自然和谐共生的生态系统新格局的建议。黄河流域水资源配置问题探究与优化有助于推动流域生态保护和高质量发展，对大型流域水资源管理和调度具有重要意义，可为全球其他流域水资源的优化配置提供参考。     

Water cycle evolution in the Haihe River Basin in the past 10000 years

The water shortage problem in the Haihe River Basin is the most severe in China, and has restricted its economic development. Over-extraction of groundwater has been very severe in the past 30 years. To solve this problem, scientific decisions should be made from a historical perspective. It is important to describe water cycle evolution in the Haihe River basin over the past 10000 years. Datasets of paleoclimate, paleogeography, palynoflora, historical record, isotopic abundance ratio and content were collected for research on different time scales. Some interesting conclusions were drawn by a comprehensive analysis method. First, radiation was the intrinsic force driving the evolution of water cycle. Generally, precipitation increased with temperature. Second, precipitation was high during 8 ka-5 ka B.P., the so-called Yangshao warm period of the Middle Holocene, which recharged the major part of the Quaternary groundwater. Third, heavy floods during this period transported sediment to the seaside, forming the Coastal Plain where cities such as Tianjin, Huanghua, Cangzhou are now located. In the last 3000 years, intermittent moderate floods did not have enough energy to transport sediment to the sea. Rivers usually overflowed in the piedmont region of the Taihang Mountains, and sediment deposited there formed the Piedmont Plain, where locate Shijiazhuang, Xingtai, Handan, Baoding and other cities. Precipitation had a high correlation with temperature in Haihe River Basin in the past 10000 years: the high temperature usually coupled with high precipitation. Today precipitation in the Haihe River Basin is relatively low, owing to low temperature. This study reveals the relationship between temperature, precipitation and river networks in the past 10000 years in Haihe River Basin, which has great scientific and practical importance in understanding the current water circulation and water shortage.     

近51年海河流域气候变化特征分析

在全球变暖的背景下,海河流域作为我国重要工农业生产地,气候正在发生重大变化.利用1960年-2010年海河流域30个气象站点的气温和降水资料,将每个站点的气温和降水量展布到全流域,采用线性倾向估计、Mann-Kendall非参数检验、滑动T检验和小波分析等方法分析海河流域气候的变化特征.结果表明：海河流域气温呈明显上升趋势,其中西部和东部明显高于南部和北部,年平均气温在1988年发生突变,气温变化存在7a和10～15a2个周期;整个流域的降水量呈下降趋势,其中北部的内蒙古地区和河南的北部地区降水减少趋势最为明显,降水量在1997年发生突变,降水变化存在5～7 a和10～15 a 2个周期.     

黑河流域水资源合理开发利用研究

长期以来黑河流域水资源总量的不足，诱发了上下游之间，经济用水与生态与环境之间等一系列用水矛盾发生，根据有关水文气象资料及关期研究成果对黑河流域水资源数量，特征，利用现状及供需平衡进行了分析研究，结果表明，目前黑河流域水资源已呈现出严重不足，并且由此引起了流域内许多地方是下游额济纳地区生态与环境的急剧恶化，研究原因，固然与内陆地区气候干旱等先天不利条件有很大的关系，但最主要的原因还是人类对水资源的开发利用不当造成的，因此，在区域社会经济的发展中，应充分考虑水资源的制约条件，从可持续发展的角度出发，采取有效措施来提高流域水资源的发展潜力。     

黄河流域兰州段土壤侵蚀敏感性评价

黄河流域兰州段,由于严重的土壤侵蚀现象,带来的流域生态问题凸显。研究黄河流域兰州段土壤侵蚀敏感性问题,有助于解决该区域黄河流域生态环境保护与治理。选取降雨侵蚀力、土壤可蚀性、坡度、坡长、水土保持措施、植被覆盖6个因子,采用改进的加权土壤侵蚀(the revised universal soil loss equation, RULSE)模型,运用地理信息系统(geographic information system, GIS)和遥感技术评价该区域土壤侵蚀敏感性。结果显示:黄河流域兰州段土壤侵蚀极敏感区和重度敏感区占区域总面积的42.73%,中度敏感区占区域总面积的45.60%,轻度敏感区和不敏感区占区域总面积的11.67%。其中,最敏感区位于兰州市榆中县。研究结果可为黄河流域兰州段合理规划水土资源、生态环境保护和管控预警提供决策支持。     

海河流域水质时空变异规律的分析

随着社会经济的发展，海河流域水资源遭到破坏性的开发，水污染问题日益严重. 为了分析流域整体水平上的水质时空变异规律，本文选取了海河流域内2004—2016年7个水质自动监测断面的水质监测数据，利用Mann-Kendall非参数检验对7个点位的pH以及DO、COD_Mn、NH₃-N等物质质量浓度进行检验，得出其随时间的变化趋势及突变点. 以天津三岔口断面为例，利用散点图的方式直观判断出各监测因子年内变化规律. 根据水质监测数据分别计算出各断面pH及DO、COD_Mn、NH₃-N质量浓度的均值及标准差，分析比较得出流域内水质的空间分布状况. 结果表明:1）海河流域的水质状况在2004—2016年间有改善的趋势；2）海河流域的水质突变主要集中在2006—2007年，降水量过少是导致水质突变的主要因素；3）通过空间分析得出岗南水库水质最好，聊城秤钩湾水质状况最差，水质空间分布总体符合支流优于干流、上游优于下游的规律.      

1960-2007年无定河流域径流情势变化及其归因分析

在气候变化和人类活动的双重影响下,流域径流过程会发生显著改变.利用M-K法、有序聚类法、Yamamoto法对无定河流域径流量进行水文变异诊断,利用IHA/RVA法对变异前后径流情势进行对比分析,并量化分析气候变化和人类活动对径流改变的影响.结果显示:1)1970-2007年无定河流域径流量呈现显著减小趋势,并在1971年发生减小突变;2)突变后径流情势发生改变,径流量年内分配、极端流量及其发生时间、频率、平均延时等均具有较高改变程度;3)枯水期平均流量、最小90日平均流量和高流量平均延时可作为识别无定河流域径流量突变的关键指标;4)无定河流域径流量的减少受到气候变化和人类活动的综合影响,且气候变化和人类活动对径流量减少的贡献率分别为36.57%和63.43%.      

生态水文学兴起:学科理论与实践问题的评述

生态水文学是20世纪后半叶发展起来的新兴水科学研究领域的交叉综合学科，基于习近平总书记的“生态优先、绿色发展”理念和实现我国生态文明建设目标，其研究成为我国新时期水科学理论与实践的新目标与新挑战，为“绿色-高质量-可持续”发展提供强大动力．本文简述了生态水文学国内外发展历程和动向，深入评述了生态水文研究的几个基础理论问题，主要包括:人-水-生态系统关系认知与协同变化的和谐内涵、四大平衡的协同内涵及Budyko水-热平衡联系方程、绿水在生态系统中的重要内容和面向全球变化的生态水文宏微观尺度研究，并着重阐述了生态系统的需水与用水；针对生态水文的实践应用，阐述了水-碳循环耦合机制研究能够有效服务国家“双碳”计划，分析了南水北调工程和黄河流域生态环境治理中生态水文问题，提出了南水北调西线工程是构建国家水网、缓解黄河流域水资源短缺的重要举措；基于生态水文研究现状和国家发展需求，对生态水文研究提出展望，如生态系统对人类活动和气候变化响应机制研究、水土保持与生态建设综合技术体系、多源信息融合新技术、加强与社会科学的交叉融合研究和生态水文系统研究等．      

Historical evolution and the effects of ecological management in Tarim Basin,China

The Tarim Basin, in northwestern China, is the largest continental basin in the world, and hosts desert landscapes as well as extensive oasis agriculture. Many horticultural products come from this basin. However, since the 1950s, frequent river flow interruptions have occurred in the lower reaches of the Tarim River. Thus, the natural ecology of the basin has undergone significant changes because of recent human economic and social activities. In particular, water resource development and utilization along with climate changes have had a significant impact on the area. To prevent further deterioration of the environment, the Central Government implemented a water conveyance project in 2000. Based on this project, Chinese scientists, together with those from overseas, have conducted extensive research on the historical evolution of the area, and the physiological and ecological responses of the natural vegetation around the Tarim Desert Highway. Progress has been made in the areas of environmental protection and ecological conservation.     

海河流域50年来参考腾发量的时空变化规律及其影响原因

根据海河流域34个站点1957—2007年逐日实测气象资料,结合旋转正交函数(REOF)、参数t检验法和Mann-Kendall检验方法对海河流域参考腾发量(RET)及其相关的4个气象变量(平均气温、风速、相对湿度和日照时数)的时空演变特征进行了分析,在此基础上,分析了RET对气象变量的敏感性,定量评估了气象变量对RET变化的贡献程度,探讨了影响RET变化的可能原因.结果表明,过去50年,海河流域59%的站点RET呈现显著下降趋势,主要分布在东部平原区,呈现显著上升趋势的站点主要分布在西部山地区.依据REOF分析结果,海河流域可以划分为3个区域:西部区、北部区和东部区;北部区和东部区的RET都呈现出显著的减少趋势,而西部区则呈现出显著的增加趋势;相对湿度是对RET最敏感的气象变量,风速和日照时数次之,平均气温对RET的敏感性最小;海河流域西部区RET的增加主要是由该区域显著减少的相对湿度所引起的,而北部区和东部区显著下降的风速和日照时数是导致这两个区域RET减少的主要原因.     

试论塔里木河流域水资源管理机构体系的改革与完善

塔里木河流域水资源统一管理问题,一直是新疆水资源管理的重点.随着流域内人口的增长、经济社会的发展以及对水资源开发利用程度的不断提高,塔里木河流域生态环境恶化问题成为各界关注的焦点,而不合理的水资源管理机构体系是其主要成因.为此,本文在深入分析塔河流域水资源管理机构体系现状及主要问题的基础上,结合水权市场建立和发展的需要,提出了改革与完善现行水资源管理机构体系的基本原则与具体措施.     

引江济太调水试验工程对黄浦江上游水环境的影响分析

太湖流域水质型缺水明显．初步分析引江济太调水试验工程对太湖流域和上海黄浦江水资源水环境的影响,认为实施引江济太调水试验工程,是流域经济社会可持续发展的总体要求,有利于流域水资源调度管理和配置,有利于黄浦江水源地的保护．