基于WEAP的塔里木河干流灌溉满足度模拟

根据《塔里木河流域近期综合治理规划》规定的水权分配方案,以保障干流天然植物正常生长所需水分和塔里木河下游不断流为前提,模拟计算了塔里木河干流现状灌溉需水的满足度。首先,采用定额法估算塔里木河干流天然植被需水量,选用90%保障率最枯月平均流量法,估算塔里木河干流最小河道内生态需水量,得出塔里木河干流不同保障率的水资源可利用量;其次,建立了塔里木河干流水资源评价和规划模型（WEAP）,估算了各灌区基准年的需水量;最后,模拟计算了不同保障率下各灌区逐月的需水满足度。结果表明：随着来水保障率的提高,除了塔里木河下游灌区需水得到满足外,其他各灌区各月需水满足度出现不同程度的下降,生产用水与生态用水矛盾逐渐突出。在平水年、枯水年和特枯水年,灌溉总缺水量分别为0.43×10⁸ m³、1.29×10⁸ m³和2.44×10⁸ m³,缺水最严重的月份主要集中在3月、11月,其次为4月和5月,缺水量最大的为塔里木河中游灌区。     

塔里木河干流上中游丰枯情景下生态水调控研究

为保护及恢复塔里木河干流受损的天然植被生态系统,利用遥感影像、水文、植被等数据,借助野外监测、地理信息技术与模型模拟相结合的手段,厘定了不同来水频率下河水的损耗量、可调生态水量及生态供水量;结合天然植被的分布特点及需水规律,制定了不同水情条件下的生态水调控方案。结果表明:(1)在10%、25%、50%、75%、90%的来水频率下,生态供水量分别为48.39×10~8m~3、38.05×10~8m~3、27.20×10~8m~3、17.41×10~8m~3和11.93×10~8m~3,对天然植被生态需水量的保障度分别达到217%、171%、122%、78%和53%。(2)在丰水年、平水年、枯水年,设定促进天然植被"恢复"及实现"基本保护"和"重点保护"3个生态目标,以3~5 a为周期、轮灌时段7—9月、持续时间15~20 d的生态水调控方案。具体而言,丰水年在重点保护区、生态敏感区和生态脆弱区实现2~3次的漫溢,平水年在重点保护区(适当情景下涵盖生态敏感区和生态脆弱区)实现1~2次漫溢,枯水年仅通过河损补给重点保护区的生态用水。以上研究可为塔里木河干流水资源的优化配置与天然植被的生态保护及恢复提供重要的科学依据和技术参考。     

近50年来渭河干流中段径流变化特征研究

利用渭河干流咸阳站1960—2009年径流及降水数据,采用Kendall秩相关系数、R/S分析法、M-K突变检验法等数理统计方法,分析了渭河干流中游四季径流变化趋势及突变特征,得出结果：(1) 渭河干流中游四季径流均呈极显著递减趋势,尤其是秋季径流减少最为明显,并且未来流量变化与现在保持相同的态势,即有持续递减的特征;(2) 渭河干流中游段年均流量的集中期主要分布在8月中旬左右,年降水量集中期主要分布在7月底左右,径流从降水开始经过停蓄、漫流、河槽集流,然后汇流至下游河道大概需要32 d左右的时间,径流对降水的滞后期在不断延长,50年来渭河干流中游径流系数呈下降趋势;(3) 采用M-K突变检验法和滑动t检验法得出年均流量的突变时间点 为1987年,春季与秋季突变时间一致,夏季突变时间与年均突变时间较为接近。     

湟水干流水沙演变过程与相互关系研究

湟水作为黄河上游最大支流,位于黄土高原向青藏高原的过度地带。近年来受多种因素的综合影响,湟水干流水沙关系发生很大变化。文中采用干流石崖庄、西宁、乐都、民和四个水文站1956-2016年水沙资料,借助数理统计、突变检验等系统分析方法,探讨了湟水干流水沙时间演变规律和相互关系。结果显示:湟水干流四个控制水文站多年平均径流量和输沙量年内分配不均衡,上下游站点趋势并不一致。各站径流量和输沙量均在1980年和20世纪初发生突变。各站月均含沙量最大值早于月均流量最大值2-3个月,存在明显的水沙异源现象。随着气候变化和人类活动的影响,水沙关系弱化。上游区段径流量不同时段的关联性好于下游区段,下游区段输沙量不同时段的关联性好于上游。降水的侵蚀产沙能力减弱,人类活动导致的下垫面改变是河道输沙量出现明显减少的主要原因。     

未来气候情景下塔里木河干流日径流过程模拟研究

以塔里木河干流为研究区,运用分布式MIKE SHE水文模型,识别了日值尺度下塔里木河干流下垫面各参数,选取干流内6个气象站(阿拉尔、拜城、库车、轮台、库尔勒、铁干里克)1998—2007年实测气象数据,依据干流3个水文站(新其满、英巴扎、恰拉)1998—2007年实测数据对模型进行识别和验证,并结合Had GEM 2-ES气候模式中气温和降水数据,预估了未来(2021—2050年)气候情景下塔里木河干流径流演变特征。结果表明:(1)运用MIKE SHE模型模拟塔里木河干流日径流过程,模型效率系数均达0.63以上,表明该模型适用性较强。(2)未来30 a塔里木河干流多年月平均气温均较基准期(1981—2004年)升高了1.7~2.2℃,且夏秋季节升温较高;降水整体呈增加趋势,且春季增幅较大,秋季增幅较小。(3)未来气候情景下,各水文站年均径流量呈减少趋势,且以夏秋季节表现最为显著(P0.01)。其中,下游恰拉水文站平均径流量减少比例最大(5.04%),上游新其满水文站减少比例最小(0.6%);各气候排放情景中,RCP2.6(低排放情景)下各水文站减少量最小,RCP8.5(高排放情景)下减少最大。未来气候情景下塔里木河干流年径流呈减少趋势,使区域水资源调配面临更大困难,生态安全面临更大威胁,同时也将加大区域人地关系矛盾。     

未来气候情景下塔里木河干流日径流过程模拟研究北大核心CSCD

以塔里木河干流为研究区,运用分布式MIKE SHE水文模型,识别了日值尺度下塔里木河干流下垫面各参数,选取干流内6个气象站（阿拉尔、拜城、库车、轮台、库尔勒、铁干里克）1998—2007年实测气象数据,依据干流3个水文站（新其满、英巴扎、恰拉）1998—2007年实测数据对模型进行识别和验证,并结合Had GEM 2-ES气候模式中气温和降水数据,预估了未来（2021—2050年）气候情景下塔里木河干流径流演变特征。结果表明：（1）运用MIKE SHE模型模拟塔里木河干流日径流过程,模型效率系数均达0.63以上,表明该模型适用性较强。（2）未来30 a塔里木河干流多年月平均气温均较基准期（1981-2004年）升高了1.7-2.2℃,且夏秋季节升温较高;降水整体呈增加趋势,且春季增幅较大,秋季增幅较小。（3）未来气候情景下,各水文站年均径流量呈减少趋势,且以夏秋季节表现最为显著（P〈0.01）。其中,下游恰拉水文站平均径流量减少比例最大（5.04%）,上游新其满水文站减少比例最小（0.6%）;各气候排放情景中,RCP2.6（低排放情景）下各水文站减少量最小,RCP8.5（高排放情景）下减少最大。未来气候情景下塔里木河干流年径流呈减少趋势,使区域水资源调配面临更大困难,生态安全面临更大威胁,同时也将加大区域人地关系矛盾。     

近50年来石家庄市水资源与水环境的演化特征

从水文循环系统理论出发,采用演绎与归纳方法,分析近50年来石家庄市的大气降水、地表水资源、地下水资源、地表水环境和地下水环境的演化特征及正负反馈作用,系统研究水资源与水环境的过去与现状,并结合人类活动、全球气候变化与南水北调中线工程,突出水文循环与水资源和水环境之间的内在联系与相互作用,探讨了复杂环境下石家庄市未来水资...     

黑河干流中游地区季平均地下水位变化分析

黑河流域水 -生态 -经济矛盾极为突出 ,干流中游荒漠绿洲农业与下游生态用水分配问题是诸多矛盾的焦点。国务院黑河分水方案实施两年多来 ,下游生态环境恶化得到了初步的遏制 ,相应中游地区的可用水资源量减少。本文应用 53个长期地下水观测井资料 ,对中游地区近 2 0 a来各季节地下水埋深变化趋势进行了分析 ,并计算了分水实施前后地下水位的变化幅度。结果表明 ,近 2 0 a来张掖甘州区地下水位降低趋势最明显 ,其次是临泽县和高台县 ;分水后以甘州区地下水降幅最大 ,其次是高台县 ,临泽县地下水降幅最小。分水后以夏秋季节变化最大 ,冬春季节相对较小。     

塔里木河干流近50a地表水资源利用问题评估

塔里木河干流本身不产生径流 ,历史上曾有九大水系汇入 ,而现今与塔里木河干流有地表水力联系的只有阿克苏河、和田河和开都河—孔雀河三大水系 ,维系其水与生态系统。近 5 0a来 ,由于源流区以水资源开发利用为核心的高强度的人类活动 ,在源流区出山口水量未减少 ,且 2 0世纪 90年代以来有明显增加的背景下 ,补给干流的水量呈明显减少态势。加之干流区间耗水量不断增大 ,多年平均干流上游耗水量 16 .89× 10 8m3 ,中游 2 2 .96×10 8m3 ,上中游耗水量占阿拉尔站多年平均径流量 (4 6 .18× 10 8m3 )的 86 .3% ,仅有 (6 .33× 10 8m3 ) 13.7%的水量进入下游。地处下游的大西海子水库建于 1970年 ,1970 - 1999年的 30a中 ,有 2 0a无水下泄其下游 ,致使 32 0km河道干涸 ,台特玛湖于 1974年消失于荒漠中。塔里木河干流下游一片凄凉景象 ,风沙肆虐 ,沙漠扩大 ,生态退化 ,严重危及干流地区。 2 0 0 0年 5月 14日至 2 0 0 3年 11月 3日从博斯腾湖 5次向干流下游应急输水 ,计由大西海子水库下泄水量达 16 .6× 10 8m3 ,才使干涸长达 2 8a的台特码湖于 2 0 0 1年 11月 16日开始恢复到 10km2 多的水域 ,周边及沿河两岸生态与环境得以初步改善     

黄河干流水文缺水分类模型研究

本文通过对黄河干流节点径流频率分析和超越机率分析,推求了节点水文缺水量。通过制定黄河干流水文缺水等级划分标准,用节点天然径流系列为样本,建立了节点水文缺水分类模型。应用分类模型,进一步得到了节点缺水状态转移概率矩阵。节点水文缺水分类模型和状态转移概率矩阵将会对黄河干流水资源合理配置提供决策依据。     

滦河下游河道建设项目的防洪影响评价问题

本文结合滦河下游河道的闫庄铁矿工程的具体情况,对河道建设项目防洪评价的基本工作进行了研究探讨。通过分析工程实施前后河道设计洪水水位和流量的变化,评价了该工程对滦河下游河道防洪的影响。结果表明:各个控制断面由闫庄铁矿工程所导致的水位和流量变化幅度都是非常小的,并且主要是在工程所在位置上游的附近12.5km范围内。水位变化最高只有0.12m,流量变化的幅度更是不超过0.092‰。因此,闫庄铁矿工程建设方案实施后,基本上不会对河道行洪产生影响,这为闫庄铁矿工程河道建设项目的实施提供了依据。     

干旱地区区域内部洪水资源调配研究——以天津市南北水系沟通工程为例

依据历史水文数据和区域水资源现状,阐述了20世纪以来天津市湿地萎缩的趋势和成因,论述了该地区进行汛期洪水资源存储的必要性和可能性。实施境内区域水资源的优化调配,建设南北水系沟通工程引北部富余雨洪水南调入北大港水库,是天津市洪水资源利用体系的重要组成部分。基于Newton-Raphson方法和松弛算法建立一维河网非恒定流水动力学模型,对西线调水工程拟建路线和30 m3/s和50 m3/s两种方案进行数值计算,结果表明:该工程线路可以实现自流调水,调水过程平稳且线路沿程控制水位较低。分析工程实施对环境影响,通过加强水质监测、合理选择调水时机、及时修复施工所占用土地等措施,可减弱工程对环境的不良影响。     

窟野河洪水特性及变化趋势分析

根据窟野河流域把口站温家川站1954～1990年和2006、2008年的洪水记录,运用不同洪水发生频次比较法和流量水位关系分析法等方法,分析了该流域洪水的年际变化特征和变化趋势以及年内变化特征,得出窟野河流域的暴雨洪水年际变化大,从洪水频次变化和最大洪峰流量变化可以看出,窟野河流域80年代以前洪峰流量大,洪水发生次数较多,80年代以后洪峰流量急剧减小,2008年的最大洪峰流量仅有89.9m3/s,创历史最低。显然,最大洪峰流量自上世纪80年代初开始趋于变小;而年内洪水主要发生在7～9月,与降水量分配一致。研究区最大洪水流量的变小趋势主要受汛期降水量的减小和人类水土保持活动的影响。温家川站最大洪水的流量-水位过程线主要有逆时针环、顺时针环、单一线型和"8"字形四类单一关系。逆时针环线的出现几率最大,可能受制于高含沙水流、流域地形特性和地貌组成单元等因素。     

50年来渭河中下游水环境演变

本文以大量资料为基础,分析总结了近60年来渭河的水环境特点,旨在使人们全面了解渭河,并意识到渭河整治是迫在眉睫的重大问题。结果表明,近期随着水沙条件、潼关高程等的变化及工农业的发展,渭河的水环境发生了巨大变化,表现在年水量及汛期水量锐减;大流量级水流出现次数减少,水量减少幅度大;年输沙量总体减少,河水含沙量增大,泥沙淤积严重;河道向摆动型发展,河道萎缩,河势恶化;大洪水发生的次数显著减少,高含沙小洪水明显增多;同流量洪水位普遍抬高,洪灾发生次数增加,洪灾加重;水质污染极为严重。     

蓄滞洪区蓄水优化研究

为缓解一些地区的缺水状况及调整水资源布局,考虑洪水的资源特性,利用蓄滞洪区蓄水应当是一条有效途径。本文以天津市黄庄洼蓄滞洪区为例,计算了各水位下的淹没损失及各项效益,确定了最优蓄水位。在此基础上,归纳了考虑蓄滞洪区的淹没损失、防洪效益、供水效益和生态效益等指标,以蓄洪的综合效益最大为原则,采用模糊识别理论进行方案优选,确定最优蓄水位的方法。     

关中地区主要河流丰枯变化特征分析

为了揭示关中地区主要河流天然径流系列丰枯状态及其变化规律,研究结合游程理论、Markov过程和时间序列方法,对关中地区渭河干流及其十余条重要支流的丰枯变化进行了系统分析。结果表明:偏枯状态是关中地区河流的主要状态,大多数河流的单独丰水概率要比单独枯水概率大,而多年连续枯水游程概率大于连续丰水概率,即关中河流较易发生单独丰水年和连续干旱年。这些表明关中地区河流的径流变化大,旱涝并存且干旱缺水问题相对突出。     

柴达木盆地水文特征

柴达木盆地是我国四大盆地之一，其丰富的矿产资源，广阔的地域和较好的区位优势，被誉为“聚宝盆”。为了使该地区经济持续、稳定的发展，本文计算并论述了该地区降水、蒸发、地表径流、地下径流、水质和洪水。对开发该地区的矿产资源有一定的指导意义。     

渭河下游水量变化的防洪响应

在对渭河下游的来水来沙量进行分析的基础上,结合水槽试验结果和实测资料,从机理上探讨渭河下游呈现出洪水历时延长、滩地高程不降、水位处于逐渐升高的态势、边界条件劣势发展的不利防洪响应,认为其主要原因是产生贴边淤积的环境良好.据此,针对该环境所引起的防洪形势严峻问题,提出了治理对策.     

基于初始水权分配的阿克苏河流域适时水权管理研究

阿克苏河是塔里木河来水量最大的源流。近几十年来,由于用水量的增加,进入塔里木河干流的水量逐年减少,导致塔里木河下游生态环境急剧恶化。为了改善下游的生态环境,完成向塔里木河干流输水目标的任务,阿克苏河流域建立了基于初始水权分配的适时水权管理系统。提出了适时水权的概念,将适时水权分为四个等级,并分别阐述了各级适时水权的确定及管理。最后举例说明了阿克苏河流域适时水权的实践情况及意义。     

季节性河道土壤水分及其渗漏特征初探

利用土壤深层水分渗漏仪和水分自动监测系统获取相应的监测数据,分析干旱区季节性河流(库姆塔格沙漠东南部崔木土沟)沟道内部的洪水入渗过程及不同深度土壤水分变化规律。结果表明:①河道内以砂粒为主,土壤最大持水量在26. 08%~31. 75%。②监测期内,每次洪水过程,水分均能入渗到200 cm以下的土层,但50 cm以下土层的水分入渗基本为非饱和入渗;每次入渗过程,湿润锋到达土层的深度与入渗时间具有良好的线性相关关系,但这一相关关系在春、夏季具有明显的分异,春季水分入渗更为缓慢。③监测期内,160 cm土层共出现4次明显的连续渗漏过程,渗漏总量为2 165. 8 mm,最大渗漏强度为21. 4 mm·(2h)^-1,160 cm土壤水分渗漏速率随土壤水分含量增加呈指数增加趋势,但每次开始出现连续渗漏的土壤初始含水率并不一致。该研究可为进一步揭示干旱区河流廊道生态系统生存、变化提供了科学支撑。