城市水循环健康的评价方法及其应用——以邯郸市主城区为例

健康良性的水循环是实现区域可持续发展的基本保障。为客观诊断邯郸市水循环健康状况,选用综合指数法对其主城区2005～2016年水循环进行了健康评价,并采用模糊模式识别法和集对分析法进行对比验证。结果表明：邯郸市主城区因受到重工业城市背景和产业结构不合理的影响,城市水循环状态为亚健康;随着邯郸市产业结构的调整和水利民生政策的落实,其水循环健康状况逐年好转,2016年已达健康状态。三种评价方法的结果趋势基本一致,说明评价指标体系的构建较为合理,评价方法也较为适用。可见,研究结果为区域水资源综合管理的进一步优化以及社会经济的高质量发展提供了技术参考。     

基于水资源通用配置与模拟模型的邯郸市水资源优化配置

为实现区域水资源的动态调控,立足河北邯郸市水资源本底条件差且管理需求高的现状,利用水资源通用配置与模拟(general water allocation and simulation, GWAS)模型构建了基于自然-社会二元水循环的动态邯郸市水资源配置模型,在选用1980—2016年和2020年相关数据分别对模型水循环模块和配置模块开展参数率定和验证的基础上,对区域2025年和2035年平水年(保证率P=50%)、枯水年(P=75%)的水资源分别进行配置。结果表明：邯郸市2025年平水年和枯水年的配置水量分别为22.43×10⁸ m³和21.53×10⁸ m³,缺水率分别为11.70%和22.13%,缺水口主要在农业;2035年平水年和枯水年的配置水量分别为25.02×10⁸ m³和23.31×10⁸ m³,缺水率分别为4.53%和21.81%,其缺水情况较2025年明显改善;受邯郸市天然水资源匮乏和西高东...     

水循环的地质演变:研究现状与关键问题

由大陆-海洋-大气之间水的3种相态(固态-液态-气态)相互转换和位移构成的水循环,是地球气候系统的主要过程之一.太阳辐射量在地球表面分布不均匀,是地表水循环的基本驱动力.水循环与碳循环密切关联,是气候系统演变中的两条主线.不同时空尺度的水循环和碳循环受天文、地质和生物因素以及它们之间相互作用的控制,揭示水循环地质演变过程及其与气候变化之间的关系,可为了解当今水文气候变化提供宝贵启示.通过水循环地质演变研究现状回顾,提出如下5个科学问题应在未来予以重点关注:(1)雪球地球时期的水循环;(2)植被起源和演化对水循环的影响;(3)深时热带辐合带(inter-tropical convergence zone, ITCZ)的演变与水循环;(4)暖室期地下水与海平面变化;(5)深时水循环中的氧同位素示踪.同时建议我国未来亟须加强的4个研究方向:(1)深时冰室期向暖室期转变中的水循环;(2)深时水循环与生态系统演变;(3)深时水循环研究方法的发展;(4)深时水循环与长周期地球系统演变的数值模型.     

流域“自然-社会”二元水循环理论框架

流域水循环的“自然-社会”二元演变是导致近年来水问题和水危机的本质原因. 实现缺水地区供用水、水环境、水生态安全的国家目标, 必须依靠以流域水循环为统一基础的水资源科学调控, 其首要的科学基础是对高强度人类活动干扰下的流域水循环与水资源演变的内在机理及其规律的认知. 本文从我国二元水循环演进历史、流域二元水循环理论、典型流域水资源演变规律、流域二元水循环模式与概念模型4 个方面进行探讨, 为变化环境下水循环的基本认知模式、现代环境下水资源衰减规律等提供研究参考.     

水文模型——一个充满活力和挑战的研究领域

2009年10月24-26日,由北京师范大学水科学研究院主办、联合国教科文组织(LJNESCO)北京办事处和国际水文计划(IHP)中国国家委员会协办的"水文模型国际研讨会"(International Symposium on Htydrologieal Models)在北京师范大学顺利召开.     

钢铁企业中水回用水循环系统评价指标

分析了中水回用于钢铁企业水循环系统的可行性,通过综合分析钢铁企业用水评价指标后建立了针对于采用中水回用的钢铁企业水循环系统评价指标,采用建立的评价指标定量分析了国内某钢铁企业焦化工序采用中水回用的节水效果.研究结果表明,当钢铁企业引入中水回用技术时,采用浓缩倍数和水循环率等传统指标来评价水循环系统存在着一定的局限性,而采用水资源效率来评价中水回用的节水效果更加合理有效;对于该钢铁企业而言,当回用比为0.5时,水资源效率提高20,工业新水减少0.752m3/t焦,每年节约新水534万t.     

黄河源区水循环变化规律及其影响

黄河源区的水文循环规律在20世纪90年代发生了很大的变化.河源地区水循环变化的主要特点是在降水量变化不大而且略有增加的前提下,径流量有比较明显的下降,而且径流也更加集中在汛期.河源地区的水平衡调蓄量一直处于负均衡状态,从而导致了该地区生态环境的恶化.径流减少的主要原因是蒸发量的增加.河源区径流量与上游各水文站的径流量有较好的相关关系,河源区径流减少,整个黄河上游地区的来水量也有下降趋势,影响全流域的水资源供需平衡.径流减少后当地生态环境恶化,河道系统的水文循环发生深刻的变化.今后的演变趋势是由于西北地区温度持续变暖,21世纪的水循环的演变趋势将是蒸发量增加,径流量进一步减少.因为水利工程的修建,局部生态环境恶化态势会有所缓解,但是对于下游的生态环境影响却很复杂.     

水循环系统中基于神经网络的故障诊断

研究了应用人工神经网络技术实现化工应用系统中的一个控制单元一水循环系统中的故障诊断问题,介绍了在Unix或Windows下的神经网络设计和实现过程．最后对仿真实验结果进行了验证,取得了较好的诊断结果．     

轨道驱动对高低纬水循环的影响特征:海冰和降水

轨道尺度上的水循环及其对轨道三要素、温室气体和冰盖的响应一直是古气候学界研究的热点科学问题之一.海冰和降水作为水循环的两个重要组成部分,其变化更是备受关注.研究海冰和降水在轨道尺度上的变化,特别是对外部驱动的响应机理、内部过程和反馈机制,有望对现代海冰和降水变化的理解及其未来趋势预测提供长尺度的背景参考.最新研究结果表明,在轨道尺度上北半球海冰对太阳辐射的变化更敏感,而南半球海冰对温室气体的变化更敏感.就轨道三要素而言,北半球海冰主要受岁差控制,而南半球海冰主要受斜率控制.岁差、斜率和CO₂在全球不同区域降水中的相对重要性随时间和空间不同而发生变化.受赤道最大太阳辐射影响,热带降水中还含有明显的半岁差信号.此外,缓慢的轨道尺度太阳辐射变化可以通过影响北极海冰变化来引起大西洋经向翻转环流(Atlantic meridional overturning circulation, AMOC)百年-千年尺度的突变,从而引起全球温度和降水随之发生改变.在东亚季风区,中国南方夏季降水受冰盖影响显著,冰盖主要通过影响热带辐合带(inter-tropical convergenc...     

我国水资源的状况与对策

我国水资源分布受地形、地区、地貌和季节所控制,本文以大量的资料、数据,通过对比来论述我国水资源之不足。由于工业、农业的发展和人民生活水平的提高,用水量成倍地增加,造成过量地开采地下水源,又加上大量污水几乎不加处理和回收,任意排放,致使江、河、湖、海不同程度地受到污染,并有逐渐扩大的趋势,造成了我国水资源的危机,也使广大乡镇人畜用水陷入了困境。作者针对国内外在开发利用地下水资源中所暴露的问题,提出了自己的一些见解和对策。