变化情景下的漳卫南运河流域水量水质模拟

漳卫南运河流域是我国一个水资源短缺、水质恶化的典型流域.本文应用SWAT模型,结合设置的9种变化情景(包括降雨量、灌溉量、点源排放量、面源污染量),模拟了流域内主要站点(辛集、元村、合河、庆云、四女寺、临清、观台和淇门站)的径流量、总氮、总磷质量以及流域蒸散发在不同情景下的响应.结果表明:降雨量增加25%,将增加径流量147%、总氮50.2%、总磷83.3%、蒸散发8%;灌溉量减少10%,将增加径流量约4%,降低蒸散发3%;点源污染按达标排放将减少总氮24%、总磷8%;按环境容量排放将减少总氮15%、总磷9%;按排放量消减15%,将减少总氮7%、总磷15%;面源污染量减少10%,将减少总氮4%、总磷2%.为了增加入海流量、减少人海污染量,最佳情景组合(即降雨量维持现状、灌溉用水量减少20%、点源按达标排放、面源污染量减少20%),将增加径流量43.6%,总氮和总磷含量减少29.9%和14.2%.这些结论可为漳卫南运河流域的水量配置和水质污染控制措施提供一定的科学依据.     

基于不同气候变化情景的东江流域水资源量预测研究

采用半分布式水文模型HSPF,结合1978-1998年东江流域实测气象数据和5个气候模式在3种RCP气候情景(RCP8.5,RCP4.5,RCP2.6)下基准期(1960-2000年)和未来时期(2020-2070年)降水、蒸发情景模拟结果,在对东江流域径流模拟检验基础上,对2020-2070年东江流域水资源量做了深入分析。结果表明,HSPF模型能很好模拟东江流域年、月径流以及洪水期径流变化,博罗站的NASH系数均超过0.81,PBIAS低于10%,RSR低于0.45;所选取气候模式能很好的反映研究流域气象数据在年内分布情况。对未来气候和东江流域水资源量模拟结果表明:1 2020-2070年不同气候变化情景下东江流域降水及蒸发量在RCP2.6和RCP4.5情景下均呈上升趋势,而在RCP8.5情景下,东江流域蒸发量则呈现下降趋势;2未来东江流域多年月均径流量呈增加趋势;3未来东江流域不同频率下的洪水和枯水流量均呈不同程度的增长。相对于基准期,未来时期的洪水天数呈增长趋势,洪水灾害有加剧态势。     

城镇河网水环境模拟及水质改善情景方案

为寻求促进平原地区城镇河网水环境问题识别和水质改善的方法,以苏州市甪直镇河网为例,基于水文水质监测数据建立了相应的水环境模型,并将其应用于水质问题识别和水质改善方案研究中。甪直河网流动状态欠佳,长期平均流速小于0.02m/s的河道占河道总长度的63%、总水面面积的49%,不利于污染物迁移扩散,是导致该区域水质变差的主要原因。利用水环境模型对甪直河网的水文水质时空分布进行模拟分析,在此基础上制定出水系结构优化和水利调度强化2个水质改善方案。基于水环境模型的情景分析结果表明:水系结构优化方案能够有效促进生化需氧量BOD5和氨氮NH3-N这2类污染物的整体质量浓度水平降低。现场试验结果表明:水利调度强化方案能够有效地增强甪直河网流动性,实现以溶解氧DO质量浓度上升为表征的水质改善。     

大藤峡水利枢纽发电调峰反调节分析

为减小大藤峡水利枢纽发电调峰过程中下泄流量变幅过大造成对下游河段航运的影响,考虑在其下游兴建羊栏滩反调节水库,根据河段处在三江汇合口及地形限制等问题制定了反调节调度方式,对反调节过程进行了模拟计算,比较了不同调节库容、正常蓄水位方案下羊栏滩反调节水库的反调节效果、发电效益等.结果表明,羊栏滩水库1.1×107 m3调节...     

东江干流浮游动物群落结构特征及与水质的关系

对东江干流浮游动物进行调查,并分析了其群落结构、生物量和丰度的空间分布特征及与主要环境因子的关系.46个采样点中共发现52种浮游动物,浮游动物的密度范围在1~3 640L-1之间,其中原生动物与轮虫类占总浮游动物密度的77%.优势种属为钟虫(Vorticella)、侠盗虫(Strobilidium)、团睥睨虫(Askenasia volvox)、砂壳虫(Difflugia)、针簇多肢轮虫(Polyarthra trigla)、颈沟基合溞(Bosminopsis deiteris)、广布中剑水蚤(Mesocyclops leuckarti).根据浮游动物各项指标值显示,东江干流水质良好.相关分析结果表明:浮游动物密度以及属类数均与叶绿素a、CODMn、DO、电导率呈极显著的正相关关系(P<0.01);不同类浮游动物与水质因子相关性程度不同,原生动物与电导率呈极显著正相关,轮虫与CODMn及温度呈极显著正相关,枝角类和桡足类均与DO呈极显著正相关.浮游动物的空间分布与水体水质因子关系密切.     

面向复杂情景的SWMM水质参数敏感性分析

为了研究多种降雨情景下不同下垫面类型的水质参数敏感性,采用修正Morris筛选法解析了SWMM的水质参数敏感性总体特征,阐明了不同降雨强度和下垫面类型对水质参数敏感性的影响程度,揭示了各水质指标的高敏感参数分异特征。结果表明:高敏感及敏感参数数量及敏感性随降雨强度增大而增加,暴雨条件下道路和绿地水质参数敏感性水平显著升高,而降雨峰现时间滞后会导致部分高敏感水质参数的敏感性降低,敏感性从高到低依次为径流指数、最大积累量、冲刷系数、速率常数、半饱和常数;下垫面类型对高敏感及敏感水质参数数量的影响程度高于降雨条件;屋顶的敏感性参数数量及其敏感性总体较大,主要受下垫面面积占比和透水性影响,农田氨氮的径流指数敏感性显著高于化学需氧量、总磷、总氮,与肥料水解及氨氮流失过程有关。     

震损情景下人员疏散可视化模拟

地震发生时,其引发的下落碎片会影响人员疏散速度甚至造成人员伤亡,但现有的研究通常未考虑地震诱发的下落碎片对人员逃生的影响。因此,综合考虑地震作用下人员恐慌心理和下落碎片覆盖率等因素,对传统社会力模型的参数进行修正,并对云南大学力行楼进行人员疏散可视化模拟,提出一种先避难,后疏散的疏散方案。模拟结果表明:在考虑这些因素的情况下,其结果更加符合现实中地震场景的人员疏散活动,所提疏散方案可以为灾害疏散演习和疏散路径提供一定的指导和帮助。     

安徽省用水红线目标约束下用水强度降幅多情景模拟与分析

探索安徽省用水红线目标约束下用水强度降幅,对新常态下制定协调经济社会发展与水资源可持续利用政策具有参考、启示意义。运用IPAT模型,模拟了用水红线目标约束下全面建成小康社会政治要求情景、规划情景、社科院预测情景的安徽省2020年用水强度降幅。结果表明:1)若用水总量维持2015年水平,3种情景下,万元GDP水耗降幅临界值分别为6.10%、11.27%、5.79%;2)用水红线目标约束下,3种情景万元GDP水耗年均降幅分别为7.38%、12.48%、7.07%,分别高出临界值1.28、1.21、1.28个百分点;3)3种情景下,2020年安徽省万元GDP水耗分别降至89.41m3、67.36m3、90.92m3,与2015年相比,降幅分别达31.84%、48.65%、30.69%。基于研究结果,从实施创新驱动与优化产业结构等方面,提出了有利于用水红线目标实现的政策路径。     

极端土地覆被情景下的水文响应模拟

 以淮河流域为研究对象,选择分布式水文模型HMS,结合GIS技术,构建了分布式陆面-水文耦合模型（LSX-HMS）。利用实测水文资料进行参数率定和模型验证,确定性系数达0.791~0.854,表明该耦合模型在淮河流域具有较好的适用性,能进行土地覆被变化下的水文响应研究。采用极端土地利用/覆被法构建了5种土地覆被情景,利用LSX-HMS模型分析了各情景下的水文过程。结果表明：常绿阔叶林覆被情景下的蒸散发量和径流量变化最为显著,年均蒸散发量增加5.6%,年均径流深减少16.7%;草地覆被情景对增加径流量作用较为显著,年均径流深增加6.9%;在枯水年,草地覆被情景下的土壤含水量变化较为剧烈;对径流量的空间模拟表明：各情景下径流量的空间分布差别较大。研究成果为淮河流域水土资源合理开发利用、调配和管理提供依据。     

浅谈鱼塘水质的鉴别与调节方法

水是鱼类赖以生存的条件。鱼儿在水中呼吸，氧气靠水体提供，呼出的废气二氧化碳排在水中：鱼儿摄取饵料，而且把粪便或其它废物排泄在水中；还有许多水生生物特别是有害生物也在水中生存；水源较差、水质败坏和酸化，都会造成各种寄生虫及病菌大量滋生、繁殖，有毒有害成份增加且毒性增强，溶氧急剧下降，导致鱼类发病、浮头、泛池。采取紧急措施，不但增加了药物成本，而且恢复健康时间长，生长缓慢，     

湘江水质随机模拟与风险分析

基于Monte Carlo模拟,完成了湘江随机水质模拟和排放口最优规划风险分析,并考察了风险水平与最少污水处理费用之间的变化关系.结果表明:由传统的确定性模拟得到的水质预测结果不可靠,相应规划的实施导致湘江部分河段BOD超标的概率高达46.77%;一般情况下,污水处理费用将随着风险水平的减小而增加,但是变化曲线不是平滑的,而是在小范围内有所波动,只有基于大量的模拟计算,决策人员才能根据不同的风险水平要求选取最优规划方案.     

重庆经济-资源-环境发展的系统动力学分析及不同情景模拟

经济-资源-环境的协调发展是可持续发展的关键环节,城市经济的发展越来越多地受到资源和环境方面的限制,如何摆脱当前的困境,实现经济资源环境的可持续发展,是当前亟需解决的问题。研究城市经济-资源-环境可持续发展的内涵及框架,利用系统动力学的原理和方法,以重庆为例,通过道格拉斯生产函数将资源、环境、技术等子系统与GDP子系统联系起来,构建了经济-资源-环境系统动力学模型处理由于城市资源耗尽和环境恶化所限制的经济增长问题,同时设定了基础、资源、环境、技术和经济5个情景,对不同情景模拟结果进行了比较分析。结果表明:单独改变系统中的子系统不能实现重庆的可持续发展,转变经济发展模式才是重庆可持续发展的优化发展方案。     

广佛交界河段水动力水质模拟与水质预警系统

以广佛交界河段西南涌、芦苞涌以及九曲河为研究范围,构建基于MIKEHYDRO的一维感潮河段水动力、水质模型,并在此基础上建立了“两涌”水质预警系统。水动力、水质模型通过多次比对以及参数率定,使模拟与实测结果相关系数达到0.982 0。水质预警系统能对各种水环境风险管理方案和不同防治情景的实施效果进行在线模拟,从而实现河道水质超标预警功能。模型以及预警系统已经多次应用到实际工作中,包括水资源论证水量分析计算、水质污染物通量计算、西南涌补水论证流量水质模拟等项目。     

土地利用变化下的阿克苏河灌区碳收支核算与情景模拟

区域碳收支是当前气候变化背景下的研究热点之一.以阿克苏河灌区为研究区域,采用排放因子法定量测算土地利用变化的碳排放,分析其变化的影响因素,借助Markov模型预测未来15年的碳排放变化态势.研究结果表明:1) 2006—2015年,阿克苏河灌区碳排放总量增加了0. 549×10~7t,其中园地和建设用地面积的增加是引起碳排放总量增加的主要原因; 2)多因素回归分析显示,单位GDP能耗、人口密度、人均GDP和建设用地面积是引起2006—2015年建设用地对阿克苏河灌区碳排放量变化的主要内在驱动力; 3)经马尔科夫预测,2015—2030年阿克苏河灌区碳排放量将增加0. 403×10~7t,增加趋势有所放缓,生态治理工程的效果逐渐显现.研究结果对阿克苏河灌区合理利用水资源、调整产业结构、实施生态治理等具有重要的参考意义.     

北京平原地下水流的数值模拟情景分析

在非稳定流模型(1995~2014年)基础上设计5个情景:现状(A)、回灌(B)、沉降中心停采(C)、沉降中心部分减采(D)及不同沉降中心不同减采比例(E),对北京平原2015~2030年地下水可持续利用进行分析。结果表明:(1)现状条件下,由于连续干旱及应急水源地的投入运行,北京平原地下水储存量被持续大量消耗,地下水位快速下降;(2)预测期内平均来说,A和B分别消耗1.16×108、0.28×108m3/a的地下水储存量,而C、D、E储存量分别恢复3.52×108、1.18×108、2.83×10~8m~3/a;(3)设计合理情景F:5区(八仙庄)、6区(天竺)和7区(王四营)的工业和城市生活用水分别减采0.51×108、0.12×108、1.76×108m3,总开采量19.28×10~8m~3,F是北京平原未来应采取的最优开采情景。     

北京平原地下水流数值模拟情景分析

在非稳定流模型(1995~2014年)基础上设计5个情景:现状(A)、回灌(B)、沉降中心停采(C)、沉降中心部分减采(D)及不同沉降中心不同减采比例(E),对北京平原2015~2030年地下水可持续利用进行分析。结果表明:(1)现状条件下,由于连续干旱及应急水源地的投入运行,北京平原地下水储存量被持续大量消耗,地下水位快速下降;(2)预测期内平均来说,A和B分别消耗1.16×108、0.28×108m3/a的地下水储存量,而C、D、E储存量分别恢复3.52×108、1.18×108、2.83×10~8m~3/a;(3)设计合理情景F:5区(八仙庄)、6区(天竺)和7区(王四营)的工业和城市生活用水分别减采0.51×108、0.12×108、1.76×108m3,总开采量19.28×10~8m~3,F是北京平原未来应采取的最优开采情景。     

北京市通州区水环境规划方案下的水质模拟研究

应用北京师范大学水科学研究院开发的河段水质模拟工具,对未来水环境规划方案下的北京市通州区河段水质进行了模拟预测.以区内主要河段北运河和凉水河为例,分别预测了2010和2020年河段水体中的化学需氧量(COD)和氨氮(NH_3-N)的质量浓度.计算结果表明,通过实行工业达标排放、建立污水处理厂及湿地生态修复,可以提高温榆河通州段水功能区水质目标,保证2020年通州区北运河出境断面水质达标.     

北京市通州区水环境规划方案下的水质模拟研究

应用北京师范大学水科学研究院开发的河段水质模拟工具,对未来水环境规划方案下的北京市通州区河段水质进行了模拟预测.以区内主要河段北运河和凉水河为例,分别预测了2010和2020年河段水体中的化学需氧量(COD)和氨氮(NH3-N)的质量浓度,计算结果表明,通过实行工业达标排放、建立污水处理厂及湿地生态修复,可以提高温榆河通州段水功能区水质目标,保证2020年通州区北运河出境断面水质达标.     

多情景下浙中城市群建设用地空间扩张模拟

选取浙中城市群2005、2010、2015和2019年四期土地利用遥感影像,以高程、人口、经济、距城镇距离等9个影响因素作为驱动因子,基于地理模拟与优化系统(GeoSOS)模拟未来浙中城市群在惯性发展、经济优先和生态优先情景下建设用地空间扩张情况.结果 显示:(1)土地利用空间模拟结果较好,神经网络-元胞自动机模型(A...