黄土高原典型区雨水资源化潜力模拟与评价

为充分利用雨水资源应对黄土高原水土流失和干旱缺水的问题,引入分布式水文模拟技术,构建具有物理成因机制的分布式雨水资源化潜力评估模型,解决雨水资源利用的核心问题--评价当地的雨水资源化潜力。通过研究黄土高原典型区域黄河河口镇至龙门段(河龙区间)的雨水资源情况,定量评估该区域雨水资源化潜力,结果表明:在气候变化和人类活动的双重背景下,20世纪80年代后,黄河流域河龙区间的地表径流量、土壤有效水增量和雨水资源化潜力呈现上升趋势;河龙区间大部分地区雨水资源呈增长趋势,雨水资源可基本满足现有条件下区域植被恢复的用水需求。气候变化对雨水资源化潜力起正影响作用,贡献率为63.4%,土地利用/覆盖变化则为负影响,贡献率为-36.6%。人类活动对区域雨水资源利用的影响不容忽视,应大力发展干旱半干旱区降雨-径流调控技术,提高雨水资源化利用率,以保障区域生态-经济协同可持续发展。     

黄土高原干旱区农业可持续发展及机械化旱作技术选择

黄土高原是中国北方典型的旱作区。历史上的毁林垦荒，破坏了自然生态，地表植被稀疏，引起严重的水土流失，成为影响这一地区农业可持续发展和黄河水患的主要根源。 　　建国以来，党和国家作出了积极的努力，开展了一系列的治理黄土高原水土流失的工程项目，取得了一定成效。但从总体上看，黄土高原区水土流失、生态环境继续恶化的趋势尚没有得到完全的控制。因此，治理黄土高原水土流失问题，应是西部开发的重大任务之一。 　　本文就黄土高原干旱区的实际状况，结合当前各地的生产实践，以可持续发展为目标，提出黄土高原旱作农业区的生…     

物元分析在区域雨水资源开发利用综合评价中的应用

根据物元分析理论,建立了区域雨水资源开发利用评价模型,即将区域雨水资源开发利用阶段各特征值及相应标准作为经典物元,待评价区域雨水资源开发利用特征值作为待评物元,由关联函数计算待评物元特征指标与经典物元特征指标的关联度,加权求和得出待评物元关于各等级的综合关联度,进而分析雨水资源开发利用所属阶段.研究表明,物元分析理论概念清晰,原理完善,计算简单,可推广应用于水资源及雨水资源开发利用潜力评价,同时也值得在水资源评价领域推广.     

基于排水模型的城区雨水径流削减潜力分析

应用InfoWorks ICM水力模型软件建立了天津市某大学新建校区生活区地表和雨水管网模型,评估了现状地表在雨水管网设计降雨重现期下的产汇流及积水状况。采用下凹式绿地、绿色屋面和渗透路面等3种低影响措施对现状下垫面进行改造,改善其透水性。结果表明,低影响措施开发了城区地表的径流削减潜力,不同降雨条件下,地表径流削减率达47%~48.6%,雨水管网流量负荷降低了近40%。研究成果可为低影响工程措施的建设提供参考。     

济南市不同下垫面降雨径流水质变化特征分析

分析济南市城区在降雨时期不同下垫面径流的污染物含量变化过程,可以为更加合理的利用雨水资源,减轻水资源供需矛盾给城市建设带来的压力提供理论依据。在对居民区屋面径流、居民区道路径流、高架桥雨水径流、河道采用水质单因子评价法分析各下垫面径流污染物浓度变化的前提下,采用综合水质标识指数评价法进一步实施水质评价,分析地表径流水质在降雨时期的时空变化规律。结果表明:屋面径流及居民区道路径流的降雨初期污染最为严重,且初期冲刷作用明显,降雨后期径流水质较好;高架桥路面径流污染相对较轻,河道水质较差,局部河段严重超过城区径流水质Ⅳ类水标准,不可直接利用。     

区域雨水资源开发利用潜力的灰色关联分析与评价

探讨了区域雨水资源开发利用潜力的综合评价方法,并将灰色关联理论应用于该研究,建立了区域雨水资源开发利用潜力综合评价模型。实例分析表明,该方法用于评价区域雨水资源开发利用潜力,方法简单,评价结果符合实际情况。     

集对分析法在区域雨水资源开发利用潜力综合评价中的应用

探讨了区域雨水资源开发利用潜力的综合评价方法,并将集对分析理论应用于该研究,建立了区域雨水资源开发利用潜力综合评价模型。实例分析表明,该方法用于评价区域雨水资源开发利用潜力,方法简单,评价结果符合实际情况。     

北京市公路立交桥路面雨水径流水质特征分析

为提出立交桥区雨水径流有效的净化控制措施,并制定合理可行的桥区雨水收集利用方案,加速城市雨水资源的利用,对北京市某立交桥路面径流雨水水质变化规律进行了分析,并且评价了雨水的质量及主要影响因素。结果表明,立交桥雨水初期径流污染严重,采集水样的初期各项指标除pH在可利用范围内外,其他均显示出不同程度的污染。降雨达到30min后,大多指标已经稳定在可利用的范围内,而SS浓度、Pb浓度等污染依然未达到使用标准。通过相关性分析,各主要水质污染指标均存在显著的线性关系,指出了不同污染物间的联系与区别,据此可为制定有效的控制措施提供参考依据。     

城市雨水利用潜力计算与效益识别模型与应用

对城市雨水资源进行潜力计算与效益识别是进行城市雨水利用的基础,因此研究分析了目前常用的城市雨水资源潜力计算及其效益识别方法后,建立了改进的基于水量平衡的城市雨水利用潜力分析模型及功能与需求耦合效益识别模型。之后利用云南省某市建成区1956-2015年水文资料及统计年鉴资料,通过以上两个模型计算分析出了该区域年平均雨水利用潜力为537.29万m~3,2020年雨水资源化利用潜力的效益因子识别结果为:工业需水、城市供水、生态需水和补充地下水。结果表明:改进的基于水量平衡的城市雨水利用潜力分析模型有效,计算结果与实际情况更加接近;功能与需求耦合效益识别模型对于城市雨水利用的效益因子识别更加精确。     

保护性耕作的好处

保护性耕作的好处主要有以下几点:(1)提高土壤蓄水保墒能力。由于作物秸秆和残茬覆盖地表,所以减少了雨水地表径流和水分的蒸发。(2)减少水土流失。由于深松打破犁底层,所以有利于雨水的下渗、保存和作物根系的生长。(3)增加土壤肥力。由于秸秆腐烂形成大量的有机质,所以改善土     

物元分析在区域雨水资源开发利用

根据物元分析理论,建立了区域雨水资源开发利用评价模型,即将区域雨水资源开发利用阶段各特征值及相应标准作为经典物元,待评价区域雨水资源开发利用特征值作为待评物元,由关联函数计算待评物元特征指标与经典物元特征指标的关联度,加权求和得出待评物元关于各等级的综合关联度,进而分析雨水资源开发利用所属阶段。研究表明,物元分析理论概念清晰,原理完善,计算简单,可推广应用于水资源及雨水资源开发利用潜力评价,同时也值得在水资源评价领域推广。     

设施农业雨水资源自压利用系统研究

设施农业阻断了雨水资源的直接利用。本文针对设施农业自身的特点及现状雨水资源利用存在的问题 ,提出了设施农业雨水资源利用的新思路。通过对设施农业雨水资源化潜力的分析计算 ,探讨了设施农业雨水资源高效利用的自压灌溉系统设计方法。该系统集开源、节能与节水于一身 ,具有较强的实用性和众多的优点     

成都市雨水径流污染特征分析与利用研究

以四川大学江安校区为例,进行了成都市雨水径流水质分析,可利用径流量、生活杂用水和景观用水的平衡分析。在此基础上,针对成都市的雨水利用问题,提出了夏雨冬用的调配雨水方案,为年内降雨不均导致的雨水利用效率低的问题提供解决思路。进行的年内雨水径流利用分析得出:成都市的雨水径流存在初期冲刷效应,并且,成都市的年径流量存在满足城市杂用水和景观用水需求的潜力。     

不同空间布局下LID设施径流控制效果模拟研究

城市流域尺度上的低影响开发（LID）可有效缓解城市洪涝问题，但目前研究主要集中在LID设施的规模占比、布设位置、设计参数等不同布局方案对城市洪涝风险削减的综合影响上，对于不同空间布局下LID设施径流控制效果却鲜有研究。以重庆市秀山海绵示范区为例，将城市排水系统（UDS）根据汇水区域划分为上、中、下游3个区域，利用SWMM模型将雨水花园（RG）、生物滞留带（BRC）和透水铺装（PP）3种典型LID设施以不同比例进行空间布设，评估不同降雨重现期下LID设施空间布局方案对径流的控制效果。研究结果表明，3种LID设施均可显著减少地表径流量和洪水总量，但对径流峰值的削减效果较差，总体性能为RG>BRC>PP；对于不同空间布局下LID设施组合布设时，其中均匀布设方案可最大程度减少城市洪涝，而其他布设方案仅在较低降雨重现期（P≤5 a）才可实现较好的径流峰值削减效果。此外，LID设施空间布局对城市洪涝的缓解效果受管网溢流节点分布显著影响，当LID设施布设于内涝点附近时，可最大程度降低城市洪涝发生几率，并可有效降低UDS转移至其他区域的水力负荷。     

西部集雨饮用水地区安全饮水的发展方向

在分析我国西部黄土高原半干旱区可利用的雨水资源,能否满足安全饮水的基础上,重点研究和评价现有主要的水质净化技术在实践中的应用效果,提出利用雨水资源解决西部偏远地区安全饮水的可行性和发展方向。     

基于LU-SWAT模型的土地利用/覆被变化对水文过程的影响研究——以黑河上游为例

【目的】揭示内陆河流域集水区土地利用/覆被变化对水文过程的影响及其成因。【方法】基于能够逐年调用土地利用/覆被数据的LU-SWAT模型,并结合控制变量法研究了黑河流域集水区黑河上游1990—2009年土地利用/覆被变化对地表径流、侧向流、蒸散发量、地下径流以及总产水量的影响。【结果】LU-SWAT模型对于黑河上游月、年出山径流模拟结果较好,其月径流模拟的纳什系数为0.93,相关性系数为0.94;其年径流模拟的纳什系数为0.83,相关性系数为0.86。此外,其对各个水文要素的模拟结果符合西北干旱区内陆河流域集水区的水文特征;1990—2001年黑河上游土地利用变化主要表现在林地的减少,而2002—2009年土地利用的变化除了林地和草地的增加之外,还表现在裸地的大面积减少;1990—2001年黑河上游地表径流、侧向流、蒸散发量以及总产水量都呈现增加趋势,而地下径流呈减少趋势,2002—2009年流域地表径流、侧向流、蒸散发量以及总产水量减少,而地下径流量增加。在黑河上游,干旱条件下各水文要素对于土地利用覆被变化的响应更明显。【结论】1990—2001年林地的减少可能是流域地表径流、侧向流、蒸散发量以及总产水量都呈现增加趋势而地下径流呈减少趋势的主要原因。2002—2009年裸地的大面积减少可能是流域地表径流、侧向流、蒸散发量以及总产水量减少而地下径流量增加的主要原因。     

保持水土 造福万代——全国第四次水土保持会议在京召开

我国广大的山区、丘陵、高原,由于复杂的自然因素和历史上长期滥用农业自然资源,造成严重的水土流失.据解放初期统计,全国水土流失面积150万平方公里,分布在近一千个县的范围内,主要在西北黄土高原、江南红壤丘陵山区、北方土石山区和东北黑土地区.最严重的是西北黄土高原.建国三十多年来,初步治理水土流失面积40万平方公里.凡是经过认真治理的地方,     

气候变化对多年冻土区径流组成的影响分析——以长江源区为例

以多年冻土为主要下垫面的寒区流域水资源对气候变化敏感,以长江源区为例,根据数字滤波法对直门达水文站1966-2015年月径流的基流分析结果,明确了长江源区径流及其不同成分的变化规律;进一步利用格兰杰因果检验和累积斜率法分别定性和定量地分析了降水和温度对径流组成的影响。结果表明:近50年来,长江源区总径流呈现增加趋势,2004年发生突变后年平均径流量增长36.49亿m~3,基流和地表径流各贡献了50%;近50年持续地增温是引起径流变化的格兰杰原因,更有助于对河道径流成分变化的预测分析;对比径流突变前后,增温不仅改变降水形式,影响了地表产流,同时也改变了下渗后土壤水的冻融过程,对基流和地表径流改变的贡献率分别为90%和76%、高于降水变化68%和57%的贡献率。气候变化背景下,持续的增温对降水产流和下渗过程的影响,是多年冻土区流域径流成分变化的主要原因。     

渗透指数在黄土丘陵沟壑区径流输沙与覆被格局关系研究中的适用性

植被覆盖格局与水土流失之间的相互作用是流域水文、土壤侵蚀研究的热点议题。定量植被覆盖格局是反映流域植被变化的水土流失效应的途径之一。基于水土流失过程发展而来的指标在这方面有很好的潜力。拓展了小尺度上发展起来的渗透指数(LI),结合黄土高原6个流域2000-2008年的径流、输沙监测数据和植被覆盖度数据,在流域尺度上对其有效性进行检验。结果表明,渗透指与流域输沙之间具有很好的指数关系,使用该指数可定量表达流域植被覆盖格局对流域输沙的影响,但对植被格局对径流的影响表达不足。该指数具有一定的过程意义,可作为评价不同植被配置格局输沙效应、甄选流域水土保持植被格局设计方案的工具。     

喀斯特坡面径流集蓄利用研究现状与展望北大核心

中国南方喀斯特山区虽然降雨丰富,但由于二元水文结构较为发育,地表严重渗漏,加之降雨主要集中在5-9月,雨水资源时空分配不均。受地形地貌格局影响,该区坡耕地比重较高,灌溉水源主要靠坡面雨水,如何高效收集坡面径流和进行有效节灌,是提升坡耕地综合产出力面临的首要难题。由于地质背景的特殊性,喀斯特地区地表径流系数较小,降雨产流量很少,大部分甚至全部渗入地下,集蓄利用难度大。综述了喀斯特坡面地表径流特征,影响因素,收集和利用等几个方面的进展,发现喀斯特坡面集雨设施出现蓄不满水或空置的根本原因是坡面径流系数取值远超过实际值,坡面来水量被过大估算;进一步探讨了其他影响坡面径流集蓄利用工程布设及利用效率的原因,并对下一步研究进行了展望。