缺水条件下的新郑市水资源优化配置

以河南省新郑市为研究对象,在确定城市分区的基础上,根据水资源系统的特征建立了多目标、多水源、多用户的水资源优化配置模型,应用lingo软件对各规划水平年的水资源进行优化配置,采用理想点法输出分配结果,并建立了量化评价指标对配置结果进行效果评价分析,为水资源优化配置决策提供了依据.     

湖泊湿地功能评价模型的建立与应用

湖泊湿地具有多种功能,孕育着丰富的自然资源,是非常宝贵的自然财富.随着社会经济的快速发展和对湖泊的开发利用,导致了湖泊生态系统面临重大挑战.为实现湖泊科学化、法制化管理,湖泊功能分析与评价势在必行.结合湖泊系统生态服务功能价值评估方法和改进的层次分析法,建立湖泊湿地功能分析评价模型,并以湖北省长湖为应用实例,结果表明:长湖生态系统各项功能的重要性排序为:支撑功能>调节功能>美学功能>供给功能;影响指标重要性排序为:涵养水源价值>均化洪水价值>旅行休闲价值>水量供给价值>生物多样性维持价值>固碳释氧价值>蒸腾吸收价值>水质净化价值>科研价值>物质生产价值.此项研究可为湖泊功能定位、开发、管理和保护提供依据,以促进湖泊资源的可持续利用和湖区经济的可持续发展.     

基于小波分析的非一致性洪水频率计算方法——以西江梧州站为例

西江流域由于大量兴建堤防工程导致洪水归槽,改变了原天然河道的洪水槽蓄关系,使得用于防洪规划和洪水灾害风险评估的洪水序列失去了一致性。目前洪水归槽问题研究主要集中在出槽洪水的归槽还原计算方面,对于干支流洪水与区间洪水的遭遇考虑不足,对洪水发生变异的成因及非一致性洪水的频率计算方法也缺乏系统性的研究。本文提出基于小波分析的非一致性洪水频率计算方法,并在西江梧州站作了实例验证。该方法首先利用小波分析将非一致性洪水序列分解成确定性趋势成分和随机性成分;再采用非线性函数(如幂函数、对数函数、指数函数、多项式函数等)对趋势成分进行拟合,得到非一致性洪水序列在时间域上的确定性规律;采用P-Ⅲ型频率曲线对随机性成分进行频率分布拟合,得到洪水序列在频率域上的随机性规律;采用分布合成法对确定性的预测值和随机性的设计值进行合成计算,再采用传统的一致性频率计算方法推求合成序列的频率分布,据此可以得到过去、现状、未来不同时期的洪水频率分布规律,从而可以推求变化环境下河道断面的洪水频率分布,为防洪规划和洪水灾害风险评估提供设计依据。     

基于WHMLUCC水文模型的非一致性干旱频率计算方法(Ⅱ):作物缺水干旱指标在无定河流域的应用

干旱作为一种常见的气象灾害,已经成为制约社会经济发展和农业生产的瓶颈之一。结合考虑土地利用/覆被变化的流域水文模型(WHMLUCC)和作物缺水指标(CWSI)模拟干旱的发展过程,从成因途径提出基于WHMLUCC的非一致性干旱频率计算方法,并以无定河流域为例,推求不同时期(或情景)的干旱频率分布规律,进一步结合干旱等级标准推求不同等级(无旱、轻旱、中旱、重旱、特旱)干旱事件出现的概率,为该流域干旱预测和干旱规划提供科学依据。研究结果表明:1通过作物缺水指标分析可知,过去气候条件下的情景2(过去近期)与情景1(过去远期)相比,CWSI增加了0.045;不同气候条件下情景3(现状时期)与情景2(过去近期)相比,CWSI增加了0.018。2通过干旱频率计算分析可知,同频率、同重现期下,过去远期、过去近期和现状时期的作物缺水指标呈增加趋势,中旱等级以上干旱事件的概率也有所增加,说明无定河农业干旱程度逐渐加重。3通过成因分析发现,无定河流域农业干旱与气候变化和当地水土保持工作密不可分。     

基于经济定额法的农业灌溉需水预测研究

为探究传统定额法和经济定额法对农业需水预测的准确度,以贵州省贵安新区为例,分别采用传统定额法、指数模型、GM(1,1)模型、ARMA模型对贵安新区农业需水量进行预测。结果表明:传统定额法与经济定额法预测结果相差较大;经济定额法中,GM(1,1)模型的相对误差较大,指数模型和ARMA模型预测精度较高,可靠性较好,能有效的预测贵安新区农业需水量。但指数模型预测精度随时间序列增加而降低,有一定的局限性,ARMA模型对历史数据要求低,较适用于贵安新区缺乏历史数据的情况。     

基于组合客观权重法的区域社会经济环境评价研究——以贵州省思南县为例

随着国家层面的高质量发展,区域协调发展的综合评价是人们关注的热点,区域协调发展评价也从单一评价发展到综合评价。区域社会、经济和环境间存在复杂的耦合关系,为实现区域可持续协调发展,构建由社会、经济和环境3个维度展开的9个二级评价指标22个三级评价指标的综合评价体系,根据贵州省思南县2014—2018年数据,使用变差系数法、熵权法等方法计算社会-经济-环境系统各指标综合权重,再进行耦合协调度计算,为该县可持续发展提供科学依据。结果表明2014—2018年：(1)环境改善的效果相对落后另2个系统,整体可归属于环境相对滞后型;(2)社会子系统的发展先下降后升高再降到初始水平,而经济和环境子系统呈稳定升高趋势;(3)系统耦合度和协调发展度呈逐年上升趋势,现处于高水平耦合及濒临失调发展阶段。     

河南省径流对IPCC-AR4三种情景的响应

运用多元回归方法建立了气候-径流数学模型,分析了气候变化对河南省黄河、淮河、海河、长江水系径流的影响,并根据IPCC-AR4,在不同情景下预估了21世纪的气候、径流变化趋势.结果表明:①四大水系降水量和温度均呈增加趋势,不同排放情景下增长率不同;②长江、淮河、海河受温度的影响较降水量大,未来径流呈减少趋势,黄河径流受降水量的影响较大,未来径流呈增加趋势;③在不同情景模式下,径流的变化率有所不同,表明人类活动对未来径流的影响不同.     

基于WHMLUCC水文模型的非一致性干旱频率计算方法(Ⅰ):原理与方法

由于全球气候变暖、大规模人类活动等变化环境的影响,改变了干旱的成因和统计分布规律,造成干旱频率增加、重现期缩小,使得干旱序列失去了一致性。本文针对变化环境下形成的非一致性干旱问题,结合考虑土地利用/覆被变化的流域水文模型WHMLUCC,提出基于WHMLUCC模型的非一致性干旱频率计算方法,并从成因途径推求不同情景变化环境下的干旱频率分布规律,为流域干旱预测和干旱规划提供理论方法和科学依据。     

数字孪生基础数据底板DEM修正方法研究

DEM是最重要的数字孪生基础数据之一,在水利规划设计以及工程建设等领域发挥了巨大的作用。然而各类DEM误差的存在不同程度地降低了分析与应用结果的可信度,特别是地形转DEM后的缺失值大大限制了后续基于DEM的分析使用。从栅格计算原理出发,通过Python调用ArcGIS相应的工具,对某区域的地形转DEM后接幅处出现的缺失值,采用该像元周边8个有值像元的均值来修正。结果表明：计算方法适用性强,结果可靠,计算速度快。研究区域内306个NoData像元的修正值和比较值的数据紧靠1∶1线,修正值和比较值的最大差值仅为3.55 m,中误差值0.75,远低于规范的误差限。通过Python调用Numpy,极大提高计算速度(本次计算用时10 s),而ArcGIS暂时没有该方法的直接修正工具。因此,提出的DEM修正方法可批量处理,不存在内存限制处理失败的情形,极大提高工作效率,对数字孪生基础数据处理有较强的应用价值。     

贵州省水利建设对区域经济拉动作用及发展措施研究

为研究贵州省水利建设对地区经济发展的带动作用,分析了2012～2020年贵州省水利工程建设投资及地区生产总值的相关关系,结合新发展阶段的特点,对水利工程建设提出建议。结果表明：随着贵州省水利建设投入资金力度不断加大,在2016～2017年间,水利建设投资对地区生产总值的拉动效率高（η>1）,水利建设成为刺激经济发展的主要手段之一。结合新发展阶段要求,在制定相关措施时要巩固拓展水利扶贫成果,做好乡村振兴水利保障工作;同时要强化水资源配置,促进水利信息化发展,深化水利改革。研究成果可对分析地区经济发展同水利建设投入资金关系和制定地区水利建设措施提供参考。