基于气候模式与水文模型结合的渭河径流预测

为预测渭河流域未来时段的径流变化规律,提出了CanESM2气候模式下RCP4.5、RCP8.5两种情景与半分布式水文模型VIC相对接的研究方案。采用气候模式输出的降水、气温等资料作为VIC模型的输入数据,分析未来2020s、2030s、2040s、2050s四个时期渭河流域径流变化规律。计算结果表明:由于未来气温变化幅度较小,故影响水文模型预测值的主导因素为降水变化;两种情景下,未来径流与降水变化规律相同,整体上呈现减少趋势,在四个时期内呈现先减少后增加的趋势。     

气候变化和人类活动对渭河流域径流的影响

以渭河流域为例,采用敏感性系数方法和模型模拟方法估算分析气候变化和人类活动对流域径流的影响,探讨变化环境下气候变化和人类活动对流域径流变化影响的贡献.研究结果表明,渭河流域几乎所有水文站控制流域的径流在1990s出现了明显下降趋势.径流对降水量变化比对潜在蒸散量变化敏感,降水和潜在蒸散发引起的气候变化影响在渭河上中游林家村、魏家堡和咸阳站控制流域较小,而在其他站控制流域的影响较大,占径流总量减少的40％以上.人类活动对径流的影响在渭河上中游林家村、魏家堡和咸阳站控制流域,泾河下游张家山站控制流域大于50％.     

西北江径流量变化对感潮河口咸潮上溯的影响

近年来,珠江三角洲地区咸潮灾害频发,区域供水安全受到威胁,快速、准确地预测咸潮上溯距离对潮汐影响河段取水口优化布置具有重要意义。基于盐度对流扩散方程,推求河口咸潮上溯距离与径流的理论关系并通过构建珠江口水动力-盐度模型,分析咸潮上溯对径流变化的响应特征,提出磨刀门咸潮上溯距离与径流响应模型,继而比较不同咸潮上溯半经验模型在相同水文条件下的应用差异性,评估不同预测模型在磨刀门的适用性。结果表明：在不同的流量动力组合下,珠江口咸界均呈现S形分布特征。咸潮上溯距离L与上游径流量Q在理论上呈现幂指函数关系,利用半经验模型预测磨刀门的咸潮上溯距离是可行的。Savenije模型和L-Q响应模型较好地考虑了实际地形和动力特征的影响,并且模型的计算精度和效率高,可实现磨刀门咸潮上溯距离的快速预测。     

渭河流域环境研究的空间分布特征

目的通过总结渭河流域环境研究的主要问题和方法,以期为改善和研究该区域的生态环境问题提供科学依据。方法在整理分析渭河流域环境研究资料的基础上,从渭河流域环境研究的主要方法、主要内容以及研究的区域等方面入手,分析了渭河流域环境研究的空间分布特征。结果渭河流域环境研究的重点区域是渭河流域中游段,即宝鸡峡—咸阳铁桥段,次重点区域是渭河下游段,即宝鸡—潼关段,非重点区域是渭河上游段,即渭河源头—宝鸡段。结论应加强渭河上游及主要支流的环境研究工作,增强不同流域段相互关系的研究,对重点区段的环境研究应采用多种方法结合进行。     

1960年以来太湖水位变化特征及影响因素分析

以太湖为研究对象,综合采用Mann-Kendall突变检验和Morlet小波分析等方法,分析太湖1960—2018年水位数据,阐明太湖水文特征变化及其影响因素．结果表明:1960—2018年间太湖水位整体呈现缓慢上升趋势,极值水位波动幅度较强;年内水位受降雨分配的影响呈单峰型变化,汛期尤为明显;水位周期性显示稳定的时间尺度是9 a,变化强烈的时间尺度分别是22和28 a;气候变化和人类活动共同影响了太湖水位的变化,2000年前太湖水位对降水的响应十分敏感,而2000年后太湖水位受人为调控而趋于稳定;合理范围内的水位波动对整个流域的水资源调配和太湖的生态水文特征有重要影响,科学的水利工程调控有利于太湖湖泊生态系统的健康发展．研究结果可为太湖水情调控和湖泊生态系统管理提供理论参考和决策依据．      

2000—2019年青海湖面积时序特征分析及预测

深入了解湖泊时空变化特征及其驱动力因素,有助于提高对地球水资源循环、利用的认识,加深对生态环境的理解。为了研究青海湖面积的时序特征,选取了2000—2019年Landsat影像,利用归一化水指数进行面积提取;结合青海湖湖区气象数据,分析青海湖面积变化与入湖径流量、降水量、蒸发量、温度的响应关系;基于时间序列模型ARIMA(autoregressive integrated moving average)对青海湖未来3年面积进行预测。结果表明:青海湖面积呈现先上升后下降的趋势,2004年面积为20年最低;青海湖湖区东岸面积变化明显;青海湖面积变化与降水量变化关系密切且呈现滞后性,与温度和蒸发量相关性不大;预测2020—2022年青海湖面积呈上升趋势。     

渭河流域水资源开发利用现状及可持续利用对策

本文从水资源、用水结构、供需平衡、水资源开发利用程度等方面,分析了渭河流域水资源开发利用的现状.指出了水资源开发利用中存在的水资源短缺、水质污染严重、地下水超采引发的环境地质问题、制度缺陷等问题,进而提出了渭河流域水资源可持续利用的对策.     

淮河上游径流变化多元影响因子敏感性及贡献率分析

解析径流变化与自然、人为因素的响应关系,对流域水资源安全及管理具有重要意义.构建了一个以多元影响因素为输入、以径流为输出的长短期记忆网络(Long Short-Term Memory, LSTM)模型,以建立包括气候变化与人类活动在内的多元影响因子与径流的响应关系,进而分析多元影响因子与径流之间的敏感性与贡献率.以淮河上游为研究区进行实例研究,结果表明：径流对人类影响因素敏感性高于气象因素,对水库塘坝库容具有最高敏感性;突变后各因素平均敏感性增大.气象与人类活动对径流的贡献率分别为55%、45%.其中,水库塘坝库容、降水量、净辐射的变化为径流减少的主导因素.合理的水利工程建设与生态修复布局,对径流调节起到有益作用.研究成果为径流变化规律与成因辨识、流域下垫面保护及水安全保障提供科学参考与决策辅助.     

引黄灌区地表水与地下水联合优化运行分析

引黄灌区经过四五十年的大规模开发和建设,水资源的开发利用格局和下垫面条件等发生了深刻变化,目前单纯依靠水文资料及常规计算方法已很难正确评价人类活动影响下的水资源量及其时空分布规律,探索和研制适用于人类剧烈活动影响下的引黄灌区水资源统一评价模型。为全国水资源的二次评价提供新的理论和技术途径,乃是当务之急。本项研究主要是针时人类大规模活动影响下引黄灌区下垫面条件和水循环规律的深刻变化．首次将概念性水文模型与地下水动力学模型有机地结合起来,建立起引黄灌区地表水与地下水统一评价的联合调度优化分析,为解决大埋深条件下引黄灌区水资源的精细评价提出一种新的方法。     

近10年全球水土保持学科研究进展

【目的】基于研究领域综述全球水土保持学科研究进展,为科研人员了解水土保持学科研究前沿与发展,有针对性地开展研究提供科学依据。【方法】采用国际通用的4个引文数据库的数据,基于情报计量学,对2006-2015年全球水土保持学科研究领域进行分析研究。【结果】2006-2015年全球水土保持研究文献产出相对集中在美、中这两个学科研究发达的国家,主要集中在环境科学与生态学、农业、水资源、地质学、工程和自然地理6个研究领域。全球气候变化、人类活动、荒漠化及相互关系研究,土壤侵蚀建模与土壤侵蚀所造成的环境与生态影响评估是研究的热点。中国黄土高原是水土保持研究的区域重点热点。荒漠化是全球气候变化与人类活动共同影响的结果,旱地发展范式(DDP)正在兴起。与气候、水力、风成、泥石流、植被覆盖相关的土壤侵蚀模型是土壤侵蚀研究预测及治理的主要研究模型与重要方法。模型、指标阈值、现代化技术与设备是土壤侵蚀所造成的环境与生态影响评估的主要方法。【结论】环境科学与生态学、农业、水资源、地质学、工程和自然地理是目前全球水土保持学科研究的6个主要研究领域。旱地发展范式,全球气候变化、人类活动、荒漠化及相互关系研究,土壤侵蚀建模与土壤侵蚀所造成的环境与生态影响评估是研究的前沿热点。中国黄土高原是水土保持研究的区域重点热点。     

近10年全球水土保持研究热点问题述评

为科研人员了解水土保持学科研究前沿与发展,有针对性地开展研究提供科学依据,采用国际通用的4个引文数据库的数据,基于情报计量学理论,对2006—2015年全球水土保持学科研究领域进行分析。统计发现,2006—2015年全球水土保持研究的文献产出相对集中在美国和中国这两个该学科研究发达的国家,内容主要集中在环境科学与生态学、农业、水资源、地质学、工程和自然地理6个研究领域。其中,全球气候变化、人类活动、荒漠化及相互关系研究,土壤侵蚀建模与土壤侵蚀所造成的环境与生态影响评估是研究的热点。中国黄土高原是水土保持研究的区域重点热点。荒漠化是全球气候变化与人类活动共同影响的结果,旱地发展范式(DDP)正在兴起。与气候、水力、风成、泥石流、植被覆盖相关的土壤侵蚀模型是土壤侵蚀研究预测及治理的主要研究模型与重要方法。基于模型、指标阈值、现代化技术与设备的评估方法是土壤侵蚀所造成的环境与生态影响评估的主要方法     

基于AHP的济南市水安全评价研究

城市化、人口膨胀及水资源利用不合理等问题使得我国水资源面临严峻挑战,特别是城市水安全问题日益突出,如何有效地评价和监测城市水安全对于人类可持续发展具有重要的意义．本文首先探讨了水安全的概念,采用改进的PSR模型选取济南市水安全影响因素,通过层次分析法确定指标权重从而构建指标体系,计算出2000年以来济南市水安全评价综合指数序列,并在此基础上进行相关分析找出了主要影响因子．结果表明：济南市水安全状况趋于改善,但压力、状态、响应呈现不同的变化幅度,人类社会经济活动对水环境的影响较大．最后提出了解决济南市水安全问题的保障措施．     

燃气流气动加热环境中碳基复合材料烧蚀传热特性分析

为研究燃气流气动加热环境中碳基复合材料的烧蚀传热特性,通过燃气流环境中碳基复合材料的化学反应、热化学烧蚀以及热响应模型分析,建立相应的烧蚀传热计算模型,对比燃气流平板及驻点烧蚀试验的烧蚀量试验与计算结果,两者吻合较好.在此基础上,分析燃气流与空气环境中碳基复合材料烧蚀传热特征的差异,以及燃气组分、压力等参数变化对碳基复合材料烧蚀传热特性的影响.研究表明,在同样的热环境条件下,燃气流环境下的材料表面温度低于空气环境下的结果,烧蚀后退量高于空气环境下的结果;表面温度和烧蚀后退量分别随着H_2O和CO_2含量的增加呈现减小和增大的趋势,H_2O的影响程度更大.     

贵阳市水资源承载状态时空特征研究

水资源承载力的研究源于日益突出的缺水危机,基于文献对水资源承载力及其承载对象的研究,认为人类经济活动的季节性是影响水资源承载状态的主要因素之一。参考月蓄水量动态变化确定研究区的水资源供给量的季节变化规律。利用不同特征经济区的经济增长率和人们生产活动的季节性模数确定水资源承载对象的季节性变化规律,探讨水资源承载状态时空变化的量化方法,建立了基于水资源供给与经济活动规模互动的水资源承载状态评价模型。研究认为云岩、南明两城区水资源承载状态的季节变化较大,在枯水季节容易发生水资源超载而引发的水危机;而修文、息烽等县水资源承载状态的季节性变化较小,在枯水季节的超载程度较轻。研究将为区域可持续能力建设提供有益的参考。     

基于区域气候与城市发展耦合模型的气候变化适应度评价——以上海市为例

借鉴城市化和生态环境耦合模型,选取最直观的气温变化衡量区域气候变化,以经济、农业、社会和资源环境系统作为城市发展各项子系统,构建区域气候与城市发展的耦合模型;在分析区域气候与城市发展各项子系统耦合关系的基础上,创新的提出差异化评价标准和办法;并以上海市为例,基于50a上海市气温变化特征分析,评估上海市2000~2012年气候变化适应度.研究表明:近50a上海市气温显著上升;2000~2012年,经济、社会和资源环境系统均呈现正向稳定发展状态;由于城市发展导致上海市耕地面积和种植面积不断萎缩,农业系统因此呈现衰退状态;受区域气温波动变化影响,经济、社会、资源环境系统的适应性呈现波动变化,但总体呈现为适应型;农业系统呈现不适应状态,主要为人为原因,受气候变化影响相对较小.     

基于五元联系数的水资源承载力评价

为探求水资源、社会、经济、生态环境等与区域水资源承载力间的关系,文中建立了基于五元联系数的水资源承载力综合评价模型,将评价体系的静态与动态同时进行考虑,拓展对水资源承载力指标评价的研究,深入分析水资源承载力的发展趋势,评价水资源承载力。以黑龙江省为例,探究了水资源承载力的现状及发展趋势,研究表明,黑龙江省现阶段水资源承载压力相对较小,水资源处于反势区,社会、经济和生态均处于同势区,产水模数、降水量、人口密度、第一和第三产业比重表现出偏向"匮乏"的状态,水资源承载力在客观变化上呈现波浪型发展的趋势。研究结果为评估水资源承载力提供了理论依据。     

淮河流域水资源时空分布格局研究

根据淮河流域1997—2015年水资源数据,对淮河流域水资源量的时空分布特征及其对降水量的响应进行研究.结果表明:淮河流域水资源量空间分布不均匀,分布特点为自西向东逐渐增多,流域内各行政区划间年水资源总量最高的地区为安徽省;水资源量年际变动特点明显,总体呈现波动减少趋势,变化速率为-20.45亿m~3/5 a,湖北省水资源总量年际变化最为突出;年降水量变化速率为-51.43亿m~3/5 a,出现逐步减少趋势,与水资源量的空间分布和变化趋势基本相同,二者累计距平的周期及相位也十分类似.     

海洋生物环境指示作用的研究进展

随着世界范围内海洋沿岸经济的迅速发展,人类活动对海洋环境的干扰越来越大,近岸生态环境急剧恶化,进而影响到栖居于此的生物。同时,生物对环境压力的响应具有明显的时空梯度,研究生物的变化状况可以快速、准确地评估环境质量状况。本文对国内外海洋生物环境指示作用研究现状进行系统地描述,并以大型底栖动物为例,重点介绍生物指数的发展情况及其在生物环境指示作用研究中的应用。建议加强野外观测平台的建设,建立适用于我国海域特征的指数评价体系。     

渭河流域水资源现状及其应对措施

本文通过对渭河流域陕西段水资源现状的分析研究,针对目前存在的水资源短缺、水污染、水利用率低等问题,提出了自己的一些见解。     

土地利用变化的水文效应研究进展

通过梳理现阶段相关研究成果,分析土地利用对水资源影响研究在内容和方法层面的发展,并对研究中存在的不确定性来源进行分析.在内容方面,现有研究关注的用地类型更为全面,尺度更加多样,更加关注土地利用变化空间分布的影响,强调土地利用与气候变化对水资源影响的区别与联系.在技术方面,情景分析和分布式水文模型应用十分广泛,土地利用变化模型也逐步为更多的研究所采用.随着研究向复杂化和模型化发展,研究中存在的不确定性有所增加,不确定性的量化对于研究的深入发展十分必要.除此之外,分析土地利用规划与水资源管理目标之间的潜在冲突以及在情景构建中考虑水资源变化对土地利用的制约,也应当在未来研究中有所体现.