基于互补原理确定黄土高原Budyko方程的流域特性参数

Budyko方程的流域特性参数一般根据植被覆盖度等下垫面特征进行确定,但相关资料不易获取。本文针对黄土高原地区29个小流域,通过分析流域特性参数、植被覆盖度和互补关系中大气湿润指数之间的关系发现,大气湿润指数能够间接反映植被覆盖度的大小,进而能够利用常规气象数据确定流域特性参数,并拟合出了经验公式。相比采用固定流域特性参数,这种方法能够提高Budyko方程对实际蒸散发量的模拟效果。相比于植被覆盖度等下垫面资料,常规气象数据时间序列长、且更易获取,因此本方法具有较好的应用前景。     

城市水文模型原理刘家宏

城市水文过程因强烈的人类活动影响而发生了深刻变化,科学精细地模拟城市区域的产汇流过程是解析城市水问题机理的科学基础。在系统剖析城市水文模型原理的基础上,将城市复杂下垫面根据其透水特性划分为不透水单元、透水单元、半透水单元、伪透水单元、强透水单元、水域单元等六类基本单元,并构建了不同类型城市水文响应单元的水文特性曲线,基于圣维南方程组和Navier-Stokes方程提出了城市管网与河湖水系水动力学模拟的技术方案。在耦合城市水文响应单元的降水—截留—蒸发—入渗—产流模块、地表汇流模块、管网汇流模块、水系一维水动力学模块等基础上,以水循环过程为主线,将水文模型的径流输出作为城区一维管网、河道水动力模型的输入边界,实现水文模型与一维管网、河道水力学模型的集成。将单元水文模型通过城市管网和河湖水系等连接方式集成到城市水文模型系统中,弥补了现有城市雨洪模拟在水文学机理上的不足,可为城市排水防涝和海绵城市建设提供科学基础。     

城市化对河南省极端降水空间分布的影响

针对城市化对极端降水空间分布的影响问题,利用城市冠层模型结合WRF(weather research and forecasting)中尺度天气预报模式对河南省2021年"7·20"特大暴雨进行数值模拟,并结合国家级地面观测站实测降水数据对该模型的模拟精度进行了验证.结果表明,考虑城市冠层影响的耦合模型能更好地模拟出区...     

不同水文年型海绵城市径流总量控制率特征研究

国家海绵城市试点已进入验收阶段,径流总量控制率是建设效果评估的关键指标之一。海绵城市建设技术指南中给出了径流总量控制率的计算方法,但它是通过长序列(一般30年以上)降雨数据排序计算得到的,是反映了长期降雨规律的一个综合平均值。海绵城市考核的年份往往对应具体的水文年型,用统一的综合平均值去考核具体的水文年型,在丰水年标准偏严,在枯水年偏松,不能客观反映海绵城市的建设效果。本文定量分析了海绵城市径流总量控制率的年际变化特性和概率分布特征,基于海绵城市建设技术指南核算了特定年份径流总量控制率的客观指标,可为海绵城市建设效果的考核提供参考依据。     

基于城市水文模型的海绵城市智慧管控

针对海绵城市智慧管控系统的建设,从调蓄设施智慧管控的角度,以萍乡市西门片区为案例,对海绵城市建成后的运行管理方式进行分析,研究基于城市水文模型的海绵城市智慧管控系统的作用,重点阐述了调蓄设施的智慧管控系统的建设和应用。结果表明:在30 a一遇2 h设计暴雨下,不同的调蓄设施起调点设置对地表径流量的控制有较大的影响,随着起调点的设置越靠后,地表径流总量控制率从66.6%减少至8.9%,峰值削减率从47.3%减少至20.8%;在两场雨峰位置不同的实际降雨的模拟情况中,采用不同的起调点策略可以更好的发挥工程效益,地表径流总量控制率分别是64.5%和82.6%,峰值削减率分别为52.1%和70.4%。对基于智慧管控系统的调蓄设施的优点和局限性做进一步的阐述和分析,对海绵城市智慧管控系统的几个关键问题进行初步探讨,包括分布式参数获取与数据库更新、易积水点的远程管控技术和风险预警技术等。研究成果对海绵城市建成后的城市水资源管理具有一定的参考意义。     

城市高耗水现象及其机理分析

为了打破城市耗水的"黑箱"模式,采用统计分析、实验观测以及典型区实证研究等方法,对城市耗水现象及机理开展研究。结果表明,城市属于高耗水区域,耗水强度不仅与降水量、气温等气象因素有关,同时与人类活动紧密相关。以北京市为例,建立了城市耗水计算模型,并基于土地利用数据,计算了北京市2014年耗水空间分布,考虑人类用水产生的耗水后,城市区域的耗水量要明显高于郊区以及自然下垫面的蒸散发量。     

关于加强对供水企业计划用水监管的思考

计划用水是实现用水总量控制、提高用水效率的关键措施,但我国供水企业计划用水监督管理仍然薄弱,梳理各地对供水企业计划用水监管的具体要求,分析各地供水企业计划用水监管现状和存在的问题,借鉴典型城市供水企业计划用水监管经验,提出加强我国供水企业计划用水监管的主要内容和有关政策建议,对于进一步完善计划用水管理制度,强化水资源刚性约束,具有重要意义。     

基于情景模拟的城市内涝对道路交通的影响评估

以上海市中心城区为例,构建了城市内涝淹没数值模型,用于模拟50年一遇和100年一遇设计暴雨情景下的内涝,结合道路淹没模拟结果与车速衰减计算方法,叠加车速衰减结果与城市道路通行状态模拟,获取不同设计暴雨情景下高峰期和平峰期研究区路网运行状态。结果表明:城市内涝会导致道路交通服务水平显著下降,且道路运行状态与时段密切相关;高峰期内涝对道路交通的影响更加显著,主要表现为低服务水平的道路数量占比显著增加;50年一遇和100年一遇设计暴雨情景下,高峰期研究区道路平均通行速度较平峰期分别下降19.3%和37.4%。     

北方地区城镇化和工业化进程与农业用水相关性区域分析

以水资源紧缺的北方地区为研究对象,针对华北、东北和西北地区的社会经济发展特点以及资源禀赋选择河北、吉林和宁夏三个省,基于1997~2011年的统计数据,分析各省城镇化、工业化进程与农业用水的相关性。结果表明,各地的农业用水量和农业用水占总用水的比重随着城镇化和工业化发展呈下降趋势。在水资源紧缺的河北和宁夏,农业用水量与城镇化和工业化水平的相关性较好,而在水资源相对丰富的吉林,则该相关性较低。在经济发展水平相对发达的河北和吉林,农业用水比重与城镇化和工业化水平的相关性较好,而在经济水平相对较低的宁夏,则该相关性较低。研究成果可为北方地区农业用水量的平衡配置、合理调度等提供参考。     

黄淮海地区城镇化、工业化进程与农业用水关系分析

近15年来,随着黄淮海地区城镇化、工业化进程的推进,用水竞争问题日益凸显,农业用水保障形势愈发严峻。为保障粮食安全,研究黄淮海地区城镇化、工业化进程与农业用水的关系,本文选择城镇化、工业化程度较高的北京市和城镇化、工业化程度相对较低的河北省作为典型区,对比分析两地区1997~2011年的农业用水变化情况,以及发展程度不同的区域城镇化、工业化对当地农业用水的影响,为制定农业用水保障策略提供参考。