海河流域二元水循环模型开发及其应用——Ⅰ.模型开发与验证
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浅谈二元水循环的水资源配置水是生命之源,是人类社会发展的基础,其重要性已毋庸置疑。
而在水资源供需矛盾日渐尖锐的今天,研究利用现有水利工程的优化调度,协调缺水与洪灾之间的矛盾,是投资小、回报高,且不破坏生态环境的方法,不失为解决水问题的有效途径之一。
基于二元模式配置理论认为,流域是由社会经济系统、生态环境系统和水资源系统组成。
天然水循环支撑了生态环境系统,同时水资源开发利用在天然水循环的大框架内形成了人工侧支水循环,与天然水循环共同支撑着社会经济系统的发展,并由此形成了流域水资源演化的二元结构。
且随着城市化进程和人类活动的加快,人工侧支水循环的影响愈发突出。
故将水资源二元演化理论与方法应用于区域水资源优化配置中,从而实现广义水资源高效利用,使区域水资源—经济—生态复合大系统最有发展的目的,是很有理论以及现实意义的。
本文综合概述了二元水循环理论在水资源优化配置中的研究现状和意义。
1 国内外水资源配置进展水资源短缺与水环境恶化问题已严重影响了我国经济社会的可持续发展。
区域水资源配置是从最初的水量分配到目前协调考虑流域和区域社会经济、环境和生态各方面需求进行有效的水量调控。
水资源配置研究日益受到重视。
目前,水资源开发利用和人类活动结合日趋紧密,影响因素逐渐增多,导致其结构更趋复杂,这就促使在水资源天然循环和供用耗排人工侧支循环的统一框架下完成水资源配置。
对于水资源合理配置的含义,不同阶段有不同学者提出自己的见解。
一般认为水资源配置是指在流域或特定的区域范围内,遵循有效性、公平性和可持续性原则。
利用各种工程和非工程的措施,按照市场经济规律和资源配置准则,通过合理抑制需求、保障有效供给、维护和改善生态环境质量等手段和措施,对多种可利用水源在区域间和各用水部门间进行的调配。
水资源配置中必须考虑水量的需求与供给、水环境的污染与治理、水与生态三重平衡关系。
国外对水资源优化配置的研究始于20世纪60年代初,此后线性规划、动态规划、多目标规划和群决策等方法先后被广泛应用。
“海河流域二元水循环模式与水资源演变机理”成果通过鉴定佚名
【期刊名称】《水利水电技术》
【年(卷),期】2011(42)5
【摘要】2011年3月23日,水利部国际合作与科技司在北京组织召开了由中国水利水电科学研究院等单位完成的“海河流域二元水循环模式与水资源演变机理”科技成果鉴定会。
会议由水利部科技推广中心许平副主任主持,清华大学王光谦院士担任鉴定专家组组长,中国水科院水资源所秦大庸教高、刘家宏高工、陆垂裕高工等汇报课题研究成果,并回答了专家的提问。
【总页数】1页(P6-6)
【关键词】科技成果鉴定会;二元水循环模式;演变机理;海河流域;水资源;中国水利水电科学研究院;国际合作;科技推广
【正文语种】中文
【中图分类】TV852
【相关文献】
1.海河流域二元水循环模式与水资源演变机理研究 [J], 秦大庸;陆垂裕;刘家宏;王浩;张光辉
2.“海河流域水循环演变机理与水资源高效利用”项目多项成果获奖 [J],
3.国家973项目"海河流域水循环演变机理与水资源高效利用"介绍 [J], 海河973项目办公室
4.变化中的"自然-社会"二元水循环:流域水循环演变机理与水资源高效利用 [J], 王
浩;贾仰文;牛存稳
5.变化中的“自然-社会”二元水循环:流域水循环演变机理与水资源高效利用 [J], 王浩;贾仰文;牛存稳;;
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水循环模型开发与水资源管理策略构建水资源是人类生存和社会经济发展的基础,然而,随着人口增长和经济发展的加快,全球水资源面临着日益严重的问题。
为了实现可持续的水资源管理,需要开发适应现代社会需求的水循环模型,并构建科学的水资源管理策略。
水循环模型是对水资源的动态变化和转移过程进行模拟和研究的工具。
它基于水循环的基本原理,包括蒸发、降水、地表径流、地下水补给和水体的水力平衡等过程。
通过分析这些过程在不同地区和不同时间尺度上的变化规律,可以预测水资源的供需状况,为水资源管理提供科学依据。
在开发水循环模型时,应考虑以下几个方面。
首先,需要建立合理的模型结构和算法,以准确模拟水循环的各个过程。
其次,要收集和整理大量的观测数据,用于校验和验证模型的准确性。
同时,还需引入气象、地质、土地利用等相关数据,以提高模型的综合分析能力。
此外,应注重模型的可操作性和实用性,使其能够满足实际水资源管理的需求。
基于水循环模型的开发,可以为水资源管理策略的构建提供重要的支持。
水资源管理策略应该综合考虑水资源的数量、质量、分布和利用等方面的问题,以最大程度地满足人类需求,并保护自然生态系统的健康。
具体而言,可以采取以下几种策略。
首先,应加强水资源的节约利用和循环利用,例如推广节水设备、开展水资源的回用和再生利用等。
其次,要加强水资源的保护,包括加强水源地的保护、控制污染物排放、防止水资源过度开采等。
同时,还应加强水资源管理的科学化和规范化,制定合理的水资源管理制度和政策,提高水资源管理的效率和公平性。
此外,水循环模型的开发和水资源管理策略的构建还需要加强科技创新和国际合作。
科技创新可以提高水循环模型的准确性和操作性,为水资源管理提供更多的决策支持。
国际合作可以促进水资源管理的经验交流和资源共享,解决跨界水资源管理的问题。
综上所述,水循环模型的开发与水资源管理策略的构建是实现可持续水资源管理的重要途径。
通过开发准确可靠的水循环模型,可以更好地预测和估算水资源的供需状况,为水资源管理提供科学依据。
水资源管理中水循环模型建设及其应用水资源是人类社会生存和发展的重要基础,它具有很高的价值和稀缺性。
随着人口增长、城市化进程加快以及气候变化的影响,水资源的管理和利用变得尤为重要。
在水资源管理中,建立适当的水循环模型可以帮助我们更好地理解和应对水资源的变化和分布。
本文将探讨水循环模型的建设和应用,以及它对水资源管理的重要性。
水循环模型是建立在水循环原理基础上的一个系统性的描述模型。
水循环包括水的蒸发、降水、径流和地下水补给等过程,通过模型可以更好地掌握水资源在时间和空间上的变化。
水循环模型的建设需要整合多种数据和信息,包括气象、地理、土地利用等方面的数据,通过数学方法和计算机模拟得出水资源的分布情况和变化趋势。
水循环模型在水资源管理的多个方面都有着重要的应用价值。
首先,水循环模型可以帮助预测降水和干旱的发生概率和时间,为农业、城市供水等领域提供重要参考。
其次,水循环模型可以揭示不同地区水资源分配的不平衡性,并为优化水资源调控提供科学依据。
此外,水循环模型还能够考虑气候变化对水资源的影响,帮助制定应对策略,提高水资源管理的适应性。
水循环模型的建设需要高精度的数据和准确的算法,同时还需要考虑到不同地区的特点和需要。
在水循环模型的建设中,需要关注以下几个关键环节。
首先是数据的获取和处理,包括气象数据、地形数据、水文数据等。
这些数据需要通过合适的方法进行处理和整合,以满足模型建设的需要。
其次是算法的选择和优化,模型需要考虑不同的水文过程和水资源管理的需求,选择合适的算法进行模拟和预测。
最后是模型的验证和评估,通过与实际观测数据的对比和检验,不断优化和改进模型的准确性和可靠性。
在水资源管理中,水循环模型的应用可以通过多种途径实现。
首先,可以通过模型的输出结果来指导水资源的调配和分配,优化供水计划和灌溉管理,减少水资源的浪费和损失。
其次,可以通过模型的预测结果来制定水资源管理的长期规划和政策,更好地应对气候变化和水资源供需的变化。
水文模型的研究与应用随着人类的不断发展,环境问题越来越受到关注。
自然灾害的频繁发生,已经成为了人们共同面临的问题。
其中,洪涝灾害影响着全球的许多国家和地区。
水文模型的研究与应用,是解决洪涝灾害问题的一个重要途径。
一、水文模型的定义水文模型是描述水文过程的数学模拟工具,能够模拟降雨径流等水文过程。
它是依据水文学原理,并通过数学方法来建立对水文循环系统的简化描述,以达到研究水循环、水资源评价与规划、防洪减灾等多种目的的一种技术手段。
二、水文模型的分类将水文模型根据模拟的水文过程分为以下几类:1. 单参数水文模型:这种水文模型只考虑一个水文参数的影响,如蓄水量影响,降雨径流系数影响等。
2. 模拟过程水文模型:这种水文模型是根据水文学原理,模拟水文过程的完整过程,如两块土地流域模型等。
3. 分布式水文模型:这种水文模型将流域分成小块,使用数学方程组描述每个块的水文过程,如TOPMODEL等。
三、水文模型的应用1. 洪水预报运用水文模型对降雨量和其他相关因素进行分析,可以预测洪水的可能发生时间和发生程度,从而指导社会公众采取有效的防范措施。
洪水预报的主要依据就是水文模型的建立和模拟。
2. 水资源规划水文模型能够对流域内的水资源的分布、产生和消耗进行模拟,从而合理规划水资源使用,实现水资源可持续利用。
3. 水文工程设计水文模型可用于水库、水电站、水闸等水利工程的设计、施工和管理。
对于不同水工程项目,根据其实际情况,可选择合适的水文模型,进行灵活应用。
4. 洪涝灾害预警及抗洪减灾洪涝灾害预警是指以洪涝灾害预报为依据,及时向公众发布预警信息,引导人们采取相应措施。
水文模型可预测洪涝灾害的发生和发展趋势,提供实时预警信息,为抗洪救灾提供有力的技术支持。
四、水文模型存在的问题1. 模型参数不确定性水文模型建立过程中,需要获取许多关键参数,这些参数都有一定的不确定性。
如果这些参数不准确,就会导致水文模型的建立和结果偏差。
水循环知识:水循环中的水循环调控模型水循环调控模型是一种用来描述水文循环过程的数学模型。
随着人类社会的不断发展,水资源短缺的问题日益突出,水循环调控模型成为了解决这一问题的重要工具。
为了更好地了解水循环调控模型,首先需要了解水文循环的基本过程。
水文循环是指水分从地面上升腾至大气层中形成云层,再经降水作用沉淀到地面上和地下,最终被流回海洋的过程。
这个过程是一个复杂的系统,包括了大气、水体和陆地之间的相互作用和调节。
水循环调控模型的主要目标是通过数学和物理方法对水量的流动、分布、输送和转化进行描述与评估,建立水资源的平衡和可持续利用的模型。
其中,水文循环模型、地下水模型、流域水资源模型等都是常见的水循环调控模型。
水文循环模型通常包括了降水、蒸散发、径流和地下水4个方面的内容。
通过对降水量、蒸散发量和径流量等参数进行测量和分析,可以得出水文循环模型的各项参数,如土壤含水量、径流系数、蒸散发能力等,从而为水资源的管理和调控提供科学依据。
地下水模型主要用于描述地下水的运动和储存情况。
地下水是一种非常重要的水资源,尤其在干旱地区更是必不可少的水源之一。
通过建立地下水模型,可以对地下水的储量、补给和衰竭等情况进行预测,并制定相应的调控措施。
流域水资源模型是一个集成的水文循环模型和地下水模型,用于分析流域水资源的可持续利用和调控策略。
流域水资源模型可以通过对水文循环和地下水模型的相互作用进行评估和分析,制定合理的水资源利用方案,同时优化水资源的分配和调配。
流域水资源模型在水资源管理和调控中发挥着重要的作用。
水循环调控模型的建立需要采集大量的水文数据和地理数据,包括降水量、蒸散发量、河流水位、地下水位、土壤含水量等。
同时,在建模过程中需要考虑不同环境因素的影响,如气象条件、土地利用、水土流失等因素。
此外,建模过程还需要利用数学和物理方法进行模型校验和验证,以保证模型的有效性和精度。
总的来说,水循环调控模型是一种能够有效解决水资源管理和调控问题的工具。
数学模型在海洋资源开发中的应用海洋是地球上最宝贵的资源之一,包括石油、天然气、矿产、海洋生物资源等。
而如何高效地开发和管理这些资源,成为了现代社会面临的巨大挑战。
在海洋资源开发中,数学模型的应用正发挥着越来越重要的作用。
本文将介绍数学模型在海洋资源开发中的应用,并阐述其重要性。
一、海洋资源开发管理模型海洋资源开发管理模型可以帮助管理者评估资源的可持续开发潜力和风险,并制定相应的开发策略。
这些模型基于大量的海洋数据和海洋学、环境学等学科的知识,通过数学工具对海洋资源进行建模与预测。
1. 鱼类资源管理模型鱼类资源是海洋中最重要的生物资源之一,合理的管理对于保护海洋生态系统的平衡至关重要。
数学模型可以通过分析鱼类种群的数量、繁殖和迁移规律等因素,预测未来的捕捞量和资源可持续性。
例如,研究人员可以使用捕捞动力学模型来评估不同捕捞政策对种群数量和鱼类资源可持续性的影响,从而制定出合理的捕捞配额和管理措施。
2. 石油与天然气开发模型石油与天然气资源是海洋中最重要的矿产资源之一,其开发具有巨大的经济效益和战略意义。
数学模型可以帮助预测石油与天然气的产量、储量以及开发的经济效益。
例如,生产预测模型可以通过考虑油井的地质条件、开采工艺和市场需求等因素,准确地预测油田的产量和剩余可采储量,从而指导开发决策和资源调度。
二、海洋环境模型海洋环境对海洋资源的分布和生长具有重要影响,因此模拟和预测海洋环境变化对于海洋资源开发至关重要。
数学模型可以帮助我们理解海洋物理、化学、生物等因素的相互作用,并预测海洋环境的变化。
1. 海洋水动力学模型海洋水动力学模型用于模拟和预测海水的流动和运动规律,从而对海洋环境变化进行预测。
例如,通过模拟潮汐、洋流和海浪等海洋运动,可以预测海域的海啸、风暴潮等极端气象事件,为海洋工程和航海等提供安全保障。
2. 海洋生态模型海洋生态模型用于模拟和预测海洋生物群落的分布和变化规律,从而帮助保护和管理海洋生物资源。
供水格局变化下海河平原区浅层地下水动态响应分析作者:周琳汪林来源:《科技视界》 2015年第18期周琳汪林(中国水利水电科学研究院流域水循环模拟与调控国家重点实验室,中国北京 100038)【摘要】南水北调中线工程通水后,海河平原区因水源置换与地下水压采,供水格局发生转变。
基于水资源转化动态模拟模型MODCYCLE,在对2001~2010年现状地下水动态平衡模拟分析的基础上,设置不同供水方案情景,量化模拟未来浅层地下水的动态响应。
结果表明:供水格局变化后,随着降水入渗量和地表灌溉渗漏量增加,地下水总补给量有所增加;随着人工开采量的减少,地下水总排泄量减少;地下水补排关系改善但仍呈现负均衡。
研究可为今后建立海河平原区地下水合理开采模式提供依据,促进区域地下水可持续管理。
【关键词】海河平原区;MODCYCLE模型;浅层地下水;动态响应;供水格局※基金项目:水利部公益性行业科研专项(201001018)。
作者简介:周琳(1990—),女,河南洛阳人,硕士研究生,研究方向为水资源综合利用与调控。
0引言海河平原区是我国经济发展的重要区域,地下水一直是主要供水水源,且供水比重也呈稳定增长趋势,近年来更高达66%。
自80年代以来,在需水量迅速增加和降水衰减的共同作用下,海河平原区已经成为南水北调受水区地下水超采最为严重的区域[1]。
长期无序过量的开采地下水资源,导致海河平原区地下水储量大量消耗,区域地下水水位持续下降,并引发严重的地面沉降、海水倒灌、水质污染等环境地质问题[2]。
为确保未来海河平原区地下水的可持续利用,保障区域稳定健康发展,多年来学术界一直将当地地下水评价与研究作为关注热点。
韩瑞光研究建立了海河平原区浅层地下水概念模型,并提出今后模型建设建议[3]。
费宇红等通过研究海河平原区地下水储量消耗过程,指出该区域地下水可开采利用的潜力已经十分有限,从长远看南水北调是解决缺水的理想途径[4]。
何杉采用水量平衡的方法,研究分析了南水北调实施后,地下水开采量的减少与入渗补给量的增加,将促使海河平原浅层地下水局部得到恢复[5]。