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流域水环境模型评估验证技术指南流域水环境模型评估验证技术指南是用于评估和验证流域水环境模型的方法和步骤的指南。
下面是一个详细的指南，包含了评估验证的主要步骤和技术：1. 确定评估目标：首先，需要明确评估的目标，例如模型的准确性、可靠性、适应性等。
根据评估目标，确定评估指标和标准。
2. 数据收集和处理：收集与流域水环境模型相关的数据，包括地形、降水、土地利用、水文、水质等数据。
确保数据的准确性和完整性，并进行预处理，例如去除异常值、填补缺失值等。
3. 模型建立和参数设定：根据流域特征和目标，选择合适的水环境模型，并设定模型参数。
参数设定可以基于实地观测数据、文献数据或专家知识。
4. 模型运行和输出：运行流域水环境模型，并生成模拟结果。
模拟结果可以包括流量、水位、水质等方面的数据。
5. 模型评估：将模拟结果与实测数据进行对比，评估模型的准确性和可靠性。
常用的评估指标包括均方根误差（RMSE）、相关系数（R2）、偏差等。
6. 敏感性分析：对模型的关键参数进行敏感性分析，评估参数对模型结果的影响程度。
可以使用敏感性分析方法，如单参数敏感性分析、全局敏感性分析等。
7. 不确定性分析：评估模型结果的不确定性，并定量描述不确定性的范围。
常用的不确定性分析方法包括蒙特卡洛模拟、Bootstrap法等。
8. 模型验证：使用独立的数据集对模型进行验证，验证模型在新数据上的适应性和可靠性。
验证可以通过比较模拟结果和实测数据来进行。
9. 结果解释和报告：根据评估和验证的结果，解释模型的优点和局限性，并撰写评估验证报告。
报告应包括模型描述、数据处理方法、评估指标和结果、敏感性分析、不确定性分析、验证结果等内容。
总之，流域水环境模型评估验证技术指南提供了一套系统的方法和步骤，用于评估和验证流域水环境模型的准确性和可靠性。
根据这些指南，可以更好地理解和利用流域水环境模型，为流域管理和决策提供科学依据。
黄河流域水资源评价环境与规划学院08级地理科学辛亮亮080260029【摘要】本文通过对黄河流域水资源的特点分析及影响黄河水资源质量的因素的解释，从理论和实际实践中阐述黄河水资源存在的问题和解决方案。
进而为更好的利用黄河水资源发展沿河区域经济及农业生产提供充分根据。
关键词黄河流域水资源特点评价标准改善方法综合利用一、引言黄河落尽走东海，万里写入襟怀间。
君不见黄河之水天上来。
奔流到海不复回。
黄河是中国的第二长河流，被中国人民赞誉为"母亲河"。
她不仅孕育了华夏民族五千年的灿烂的文化，而且在世界上与其他四大河流（幼发拉底河和底格里斯河、尼罗河、印度河）并成为世界文明之河。
黄河发源于青海省巴颜喀拉山北麓的约古宗列盆地，流经青海、四川、甘肃、宁夏、内蒙古、陕西、山西、河南、山东等省（自治区），注入渤海。
流程共5464千米，落差4480米。
黄河流域地处我国半干旱、半湿润地区，多年平均降水量在200～600mm之间。
黄河流域面积75.2万平方公里（包括鄂尔多斯高原闭流区,）干流全长5464公里, 绝大部分地处我国西北千旱、半干旱地区, 气候干燥, 降水量少而蒸发能力大, 水资源不丰富。
全流域总水资源量为735亿立米, 全流域1956～1979年年平均降水深毫米,其中约有20%男形成河川径流, 约有80%叮乡为蒸散发所直接消耗。
随着现代经济的不断发展，社会的不断进步，黄河的战略地位更是不言而喻。
尤其是人类社会经济的发展也对黄河的水资源带来一系列问题，如水质恶化，供需矛盾突出等因此，分析黄河流域的水资源状况，研究水资源变化趋势对制定治理好流域中存在的种种问题都显得至关重要。
二、黄河流域水资源特点（一）资源量贫乏, 供需矛盾突出黄河虽是我国第二大河, 但。
1956～1979年平均河川径流量只有659亿立米, 仅居全国七大江河的第四位, 小于长江、珠江、松花江, 大于淮河、海河和辽河。
多年平均水资源总量只占2.6%全国的, 水资源人均占有量及亩均占有量均低于全国平均水平。
2023年流域水生态监测与评价体系一、引言2023年流域水生态监测与评价体系，是当前水资源管理和保护的重要内容之一。
随着社会经济的发展和人口增长，水资源的需求量也在不断增加。
然而，水资源的可持续利用面临着严峻的挑战，其中之一就是水生态环境的恶化和污染。
为了保护水生态环境，建立科学的监测与评价体系至关重要。
二、目前状况在我国，水生态环境的监测与评价工作已经有了一定的基础，但仍存在一些不足之处。
目前流域水生态监测主要集中在水质、水量和水生态系统的要素指标上，如COD、氨氮、叶绿素a、生物多样性等。
这些指标能够反映出水的污染状况和生态系统的稳定性，但它们的监测范围比较有限，往往只是局限于水体表面和污染源的周围。
对于流域水生态系统整体的状况，我们还需要建立更加全面和系统的监测与评价体系。
另外，目前一些地方在水生态监测方面的技术力量和设备设施仍然不够完善，导致监测数据的准确性和真实性存在一定的问题。
三、未来展望针对当前存在的问题，未来流域水生态监测与评价体系需要进行全面升级和完善。
我们应该加大对监测技术和设备的投入，提高水生态监测数据的准确性和精确度。
我们需要加强对监测数据的分析与应用，探索更加有效的评价方法和技术手段，使监测数据能够更好地指导水资源管理和保护决策。
建立起一套科学合理的指标体系，结合当地的水生态环境特点，制定出更为具体和可操作的监测与评价标准。
四、个人观点从个人角度来看，我认为2023年流域水生态监测与评价体系，应该朝着全面、精细和科学的方向发展。
这不仅仅是为了保护我们当下的水资源环境，更是为了未来子孙后代能够继续享受清洁、优质的水资源。
在这个过程中，政府、科研机构和企业应该加强合作，发挥各自的优势，共同推动流域水生态监测与评价体系的不断完善。
五、结论2023年流域水生态监测与评价体系，对于保护水资源和维护生态平衡具有重要的意义。
我们需要不断完善和提升监测技术和方法，建立更加全面和科学的监测与评价体系，以期实现水资源的可持续利用和生态环境的健康发展。
黄河流域水质标准
黄河干流全线达到了III类水质，黄河流域干线有90%以上的断面达到了II类以上水质，黄河水质得到了显著的改善。
2021年，全国水质优良水体比例为84.9%，丧失使用功能的水体比例为 1.2%。
顺利完成年度目标任务，水生态环境质量保持了持续改善的势头。
2021年长江流域水质优良的国控断面比例为97.1%，同比增加1.2个百分点，长江干流水质2020年第一次全线年均值达到了II类，连续保持了两年。
“尽管水生态环境保护取得了显著的成效，但是工作不平衡、不协调的问题依然突出”。
少数地区消除劣V类断面难度很大，部分区域城乡面源污染严重，部分重点湖泊蓝藻水华多发频发，生态系统严重失衡等问题亟待解决。
黄河流域四水四定研究报告1. 引言黄河作为我国重要的河流之一，被誉为中华民族的母亲河，流经我国九个省区，是我国经济与社会发展的重要支撑。
然而，由于人类活动的影响和自然资源的有限性，黄河流域面临着水资源供需矛盾、水质污染、水生态恢复等问题。
因此，开展黄河流域四水四定研究具有重要意义。
2. 黄河流域四水四定概述2.1 四水概述黄河流域四水即江河水系、湖泊水系、地下水和海水。
江河水系包括黄河及其支流、运河等；湖泊水系包括鄱阳湖、东平湖等；地下水包括浅层地下水和深层地下水；海水指黄海及渤海。
2.2 四定概述黄河流域四定即水量定、水质定、水价定和水权定。
水量定是指确定黄河流域水资源总量和各级水量保证率；水质定是指制定黄河流域水环境质量标准和监测体系；水价定是指制定黄河流域水资源的价格体系；水权定是指明确水资源的使用权和管理权。
四水四定研究是为了解决黄河流域在水资源利用过程中所面临的问题，确保水资源的合理利用和保护。
3. 黄河流域四水四定研究方法3.1 数据收集与分析通过调查和采集相关数据，包括水资源、水质、水价和水权等方面的数据。
运用统计学和数据分析方法对数据进行加工和处理，得出相应的研究结果。
3.2 模型构建与仿真建立相关的数学模型，包括水资源模型、水质模型、水价模型和水权模型。
运用计算机仿真技术，模拟黄河流域水资源系统的运行和变化规律。
3.3 地理信息系统应用运用地理信息系统（GIS）技术，结合相关数据和模型，对黄河流域的水资源进行可视化、空间分析和决策支持等方面的研究。
4. 黄河流域四水四定研究成果4.1 水量定成果通过研究，确定了黄河流域的水资源总量和各级水量保证率，为黄河流域的水资源分配提供了科学依据。
4.2 水质定成果制定了适用于黄河流域的水环境质量标准和监测体系，为保护和改善水环境质量提供了指导。
4.3 水价定成果建立了黄河流域的水资源价格体系，促进了水资源的经济合理利用和节约。
4.4 水权定成果明确了黄河流域水资源的使用权和管理权，建立了一整套合理的水资源管理体制和机制。
2023年黄河水灌溉水质检测报告近年来，黄河作为我国重要的灌溉水源之一，其水质问题备受关注。
为了解2023年黄河水的水质状况，我们对其进行了全面的水质检测。
本报告将详细介绍2023年黄河水灌溉水质检测的结果和分析。
一、水质检测方法为了确保检测结果的准确性和可靠性，我们采用了多种水质检测方法。
首先，我们对黄河水样进行了采集，并使用了现场检测仪器对其进行了常规指标检测，包括pH值、溶解氧、浊度、氨氮和总磷等指标的测试。
其次，我们还将水样送至实验室进行更加精确的分析，包括重金属、农药残留、细菌和微生物等方面的检测。
二、常规指标检测结果经过检测，2023年黄河水的pH值为7.2，处于中性偏碱性的范围内，符合灌溉水的要求。
溶解氧含量为8.5 mg/L，表明黄河水中溶解氧充足，有利于水生生物的生存。
浊度为15 NTU，说明水中悬浮物较少，对农田灌溉不会造成堵塞。
然而，黄河水的氨氮含量为 2.5 mg/L，超过了灌溉水标准，可能对农作物生长产生一定的负面影响。
总磷含量为0.3 mg/L，属于轻度污染水平，需要进一步加强治理。
三、重金属检测结果对黄河水样进行的重金属检测结果显示，2023年黄河水中汞、铅、镉和铬等重金属元素含量均在国家标准允许范围内，未超过安全限值，不会对农作物和环境造成严重污染。
然而，镉元素的含量略高于国家标准，需要引起重视，并加强相关治理措施，以保障农田灌溉的安全性。
四、农药残留检测结果对黄河水样进行的农药残留检测结果显示，2023年黄河水中农药残留物含量较低，大部分农药的检出率不超过10%，无明显的农药污染问题。
但仍有少量农药残留，需要进一步加强对农药使用的监管和管理，以减少农药对农田灌溉水质的潜在风险。
五、微生物检测结果黄河水样的微生物检测结果显示，水中细菌和寄生虫卵的含量均符合国家标准，未超过安全限值，不会对农作物和人体健康造成明显的威胁。
然而，水中的藻类含量较高，可能会导致水质变绿，需要进行适当的管理和控制。
黄河水质调查研究报告
报告概述：
本报告对黄河水质进行了调查和研究，通过采集水样并进行实验分析，评估了黄河水体的整体水质状况，并提出了相应的改善建议。
报告主要包括以下几个方面的内容：黄河水域及水质状况概述、污染源分析、水质评价和改善建议。
一、黄河水域及水质状况概述：
1. 黄河流域概况：介绍黄河的地理位置、流域范围、水文特征等基本情况。
2.黄河水质现状：对黄河主要河段的水质指标进行监测和评估，分析其主要影响因素。
二、污染源分析：
1. 工业污染源：分析黄河沿岸工业活动对水质的影响，包括工业废水排放、固体废弃物等。
2. 农业污染源：研究农业活动对黄河水质的影响，包括农药使用、化肥施用等。
3. 生活污染源：调查居民生活污水处理情况，对生活污水排放对水质的影响进行评估。
三、水质评价：
根据实验分析结果，对黄河水质进行评价，综合考虑各项指标的水质等级划分，对黄河水体的水质状况进行评估。
四、改善建议：
基于调查和评价结果，提出改善黄河水质的建议和措施，包括
加强污染源治理、完善废水处理设施、提高农业生产的环保措施等。
报告结论：
根据综合分析和评价，黄河水质普遍存在污染问题，主要污染源来自工业、农业和生活等方面。
为了保护黄河水质和生态环境，需要采取综合措施，加强污染源治理和水资源的保护与合理利用。
同时，各级政府、相关部门和社会各界应共同努力，形成多方合作，共同推动黄河水质治理和保护工作的开展。
第 6 期水 利 水 运 工 程 学 报No. 6 2023 年 12 月HYDRO-SCIENCE AND ENGINEERING Dec. 2023 DOI:10.12170/20230509002叶立娟，刘翠善，王国庆，等. 2000—2020年黄河源区水源涵养能力模拟与分析[J]. 水利水运工程学报，2023（6）：46-56. （YE Lijuan, LIU Cuishan, WANG Guoqing, et al. Modeling and analysis of water conservation capacity in the source region of the Yellow River from 2000 to 2020[J]. Hydro-Science and Engineering, 2023（6）: 46-56. （in Chinese））2000—2020年黄河源区水源涵养能力模拟与分析叶立娟1，刘翠善2，王国庆2，赵天晴1，贾雨凡3，阮俞理2(1. 河海大学水灾害防御全国重点实验室, 江苏南京 210098； 2. 南京水利科学研究院水灾害防御全国重点实验室, 江苏南京 210029； 3. 河海大学水文水资源学院, 江苏南京 210098)摘要: 黄河源区是黄河流域的重要产水区和水源涵养区，其水源涵养能力对河流上中下游区域的社会经济发展影响重大。
基于InVEST模型计算了2000—2020年黄河源区的产水量和水源涵养量，结果表明，多年平均产水总量和水源涵养总量分别为198.8×108和35.3×108 m3。
产水量和水源涵养量空间分布基本一致，呈现自东向西、自南向北递减的特点。
在研究时段内，二者均呈显著上升趋势，整体上升速率分别为3.8和0.7 mm/a，自东南向西北依次表现为极显著上升、显著上升、轻微上升及没有明显变化。
各土地利用类型的水源涵养总量由高到低分别为草地、耕地、湿地、林地、未利用地及城镇用地。
第1篇一、实验背景黄河，作为中华民族的母亲河，自古以来就承载着我国人民的生命之源和文明之根。
然而，随着经济的快速发展和人口的不断增加，黄河流域的环境问题日益严重，水质污染成为制约黄河流域生态保护和高质量发展的关键因素。
为了改善黄河水质，保障人民群众的饮水安全，我们开展了黄河净水实验，旨在探索黄河水净化的有效方法和技术。
二、实验目的1. 了解黄河水污染现状及污染源；2. 探索黄河水净化的有效方法和技术；3. 评估净化效果，为黄河流域水环境保护提供科学依据。
三、实验方法1. 水样采集：在黄河流域选取不同河段，采集水样，分析其水质指标，如COD、BOD、SS、NH3-N、TP等；2. 污染源调查：通过现场勘查、查阅资料等方式，了解黄河流域主要污染源，如工业废水、农业面源污染、生活污水等；3. 净化实验：针对不同污染源，设计相应的净化方案，包括物理法、化学法、生物法等，对黄河水进行净化实验；4. 净化效果评估：通过对比实验前后水质指标的变化，评估净化效果。
四、实验结果与分析1. 水污染现状：实验结果显示，黄河水污染严重，COD、BOD、SS、NH3-N、TP等指标普遍超标。
其中，工业废水、农业面源污染、生活污水是黄河水污染的主要来源。
2. 净化效果：（1）物理法：采用絮凝沉淀、过滤等方法，对黄河水进行物理净化。
实验结果表明，物理法对COD、BOD、SS等指标的去除效果明显，但NH3-N、TP等指标的去除效果较差。
（2）化学法：采用混凝沉淀、氧化还原等方法，对黄河水进行化学净化。
实验结果表明，化学法对NH3-N、TP等指标的去除效果较好，但COD、BOD、SS等指标的去除效果一般。
（3）生物法：采用好氧生物处理、厌氧生物处理等方法，对黄河水进行生物净化。
实验结果表明，生物法对COD、BOD、SS等指标的去除效果较好，但NH3-N、TP等指标的去除效果较差。
3. 综合净化效果：将物理法、化学法和生物法进行组合，对黄河水进行综合净化。
黄河存在的问题和治理措施黄河，是中国最长的河流，也是中国文明的发源地之一。
然而，多年来，由于人类活动和自然因素的相互作用，黄河面临着许多问题。
本文将重点探讨黄河存在的问题，并提出相应的治理措施。
一、水量减少及水质恶化1. 黄河流域气候变化引发了水量减少的问题。
近年来，在全球气候变暖影响下，降雨不稳定性增加并导致冰川融化加快，在无法形成足够蓄水的情况下造成干旱。
为解决这个问题，可以采取以下治理措施：- 通过加强环境保护工作来改善生态系统，并保护森林、湿地等关键区域；- 加大对节约用水和提高灌溉效率技术研究与推广力度；- 极端天气事件预警体系建设及旱涝灾害综合防治能力建设。
2. 工业废料、城市垃圾以及农田养殖排放导致了黄河水质恶化的问题。
大量的污染物进入黄河，给人类和生态环境带来了极大的威胁。
为改善水质，可以考虑以下措施：- 加大环保力度，强化废水处理工作，并对企业进行严格监管；- 提高居民环保意识，加强家庭垃圾分类与处理；- 推动农田养殖绿色发展，在农业生产中减少使用有机肥料和农药。
二、河道改道及泥沙淤积问题1. 黄河治理工程中的规划错误导致了河道频繁改道。
这种现象不仅增加了洪灾风险，还造成了土地资源浪费和社会经济损失。
为解决这个问题，可采取以下治理措施：- 通过科学规划和控制人类活动开发扩张范围来避免不必要的干预；- 强化防御能力以减轻洪灾风险，并提高灾害应急管理能力。
2. 黄河携带的泥沙在流经下游地区时容易淤积，影响水域通行能力及下游农田的灌溉。
为解决泥沙淤积问题，可以考虑以下措施：- 加大黄河上游生态环境保护力度，减少泥沙的生成；- 使用适当的水利工程来调整河道，在必要时进行疏浚；- 进行科学管理，改变土地利用方式以减少泥沙流失。
三、生态系统恢复和保护1. 大规模水资源开发项目对黄河下游湿地生态系统造成破坏。
这将导致湿地退化、物种丧失及生态平衡被打破。
为保护和恢复湿地生态系统，可采取以下治理措施：- 制定并实施合理的水资源配置政策，在开发项目中充分考虑湿地保护；- 加大投入力度，支持湿地修复与自然恢复过程，以增强其服务功能。
流域水环境模型评估验证技术指南流域水环境模型评估验证是确保模型准确性和可靠性的重要步骤。
下面是一个详细的流域水环境模型评估验证技术指南：1. 数据收集和处理：- 收集和整理流域内的水文气象数据，包括降雨、蒸发、温度、湿度等。
- 收集和整理流域内的水质数据，包括溶解氧、氨氮、总磷等。
- 确保数据的准确性和完整性，处理缺失值和异常值。
2. 模型选择和设置：- 根据流域特征和研究目的选择适当的水环境模型，例如SWAT、HEC-HMS等。
- 设置模型的参数和初始条件，根据实际情况进行合理的估计或校准。
3. 模型输入数据准备：- 根据模型要求，将收集到的水文气象数据和水质数据进行格式转换和处理，如时间序列对齐、空间插值等。
- 将处理后的数据导入模型，确保数据输入的正确性和一致性。
4. 模型运行和结果分析：- 运行模型，得到模拟的水文和水质结果。
- 对模拟结果进行详细的分析，包括与实测数据的比较、时空分布的对比等。
- 利用统计指标（如相关系数、均方根误差等）评估模型的准确性和可靠性。
5. 敏感性分析和不确定性估计：- 进行模型的敏感性分析，确定模型对输入参数的敏感程度。
- 通过不确定性估计方法（如蒙特卡洛模拟、贝叶斯推断等）评估模型结果的不确定性范围。
6. 参数校准和模型优化：- 根据评估结果，对模型的参数进行校准和优化，提高模型的适应性和预测能力。
- 可采用试验设计、优化算法等方法进行参数校准和模型优化。
7. 验证和应用：- 利用独立数据集对校准后的模型进行验证，评估模型的适用性和泛化能力。
- 在实际应用中，根据评估和验证结果，可以利用模型进行流域水环境管理、决策支持等工作。
以上是一个流域水环境模型评估验证技术指南的概述，具体的步骤和方法可以根据实际情况进行调整和补充。
基于组合决策的黄河流域水量调度方案评价方法董增川;马红亮;王明昊;王森林【摘要】In order to evaluate the water regulation scheme in the Yellow River Basin quantitatively and single out a scheme in which the comprehensive benefit of water resources is maximum , considering the actual characteristics of the Yellow River Basin , 10 indicators such as the available water supply , the amount of water into sea from Lijin, the final water level of Longyangxia Reservoir , etc.were singled out to constitute the evaluation system .A portfolio decision-making model was established based on such evaluation methods as fuzzy optimization , grey correlation analysis and set pair analysis , etc.The excellence order of all kinds of water regulation schemes under different evaluation methods was considered to help decision-makers make accurate judgments and choices .The results show that , with the portfolio decision-making model which overcomes the shortcomings of the single decision-making method, we can consider the importance of each evaluation indicators comprehensively and determine the best scheme scientifically and reasonably .%为定量评价黄河流域水量调度方案的优劣，选出水资源综合效益最大的方案，结合黄河流域实际特点，选择可供水量、利津入海水量、龙羊峡水库期末水位等10项指标为评价体系，在模糊优选法、灰色关联分析法、集对分析法等评价方法的基础上建立了组合决策模型，综合考虑各方案在不同评价方法下的优劣顺序，帮助决策者做出准确判断和选择。
2023年黄河水灌溉水质检测报告一、引言随着社会经济的不断发展，水资源作为生命之源和社会发展的基础，具有重要的战略地位。
黄河作为我国重要的水资源供给河流之一，对农业灌溉起着至关重要的作用。
为了确保农作物的健康生长，我们对2023年黄河水灌溉水质进行了全面检测，并编制了本报告，旨在客观、准确地评估水质状况，并提出相应的建议和措施。
二、检测范围和方法1. 检测范围：本次水质检测主要覆盖了黄河流域的主要农业灌溉区域，包括河南、山西、内蒙古等地。
2. 检测方法：我们采用了国际通用的水质检测标准，包括测定水质的物理、化学和生物学参数。
具体方法包括采样、实验室分析和数据处理等。
三、水质状况评估经过全面的检测和分析，我们得出了以下水质状况评估结果：1. 水质实时监测结果显示，黄河水中的主要物理参数（如温度、溶解氧和pH值等）处于正常范围内，暂未发现异常情况。
2. 化学参数方面，黄河水中的浑浊度、总溶解固体和总硬度等指标符合国家标准要求，水质相对较好。
3. 生物学参数显示，黄河水中细菌指标和藻类浓度等水生态系统指标均处于正常范围内，水生态环境总体良好。
四、存在的问题与建议尽管黄河水质整体较好，但在检测过程中我们也发现了一些存在的问题，针对这些问题，我们提出以下建议和措施：1. 全面加强黄河水质监测体系的建设，加强对关键污染物的监测和预警能力，确保及时发现和应对水质问题。
2. 加强对农业灌溉水的治理和管理，减少化肥农药等农业污染物的排放，确保灌溉水的安全性和可持续性。
3. 加强黄河流域的生态环境保护，保护河道的生态功能，促进黄河流域的可持续发展。
五、结论通过对2023年黄河水灌溉水质的全面检测和评估，我们认为目前黄河水质总体状况良好，并未发现明显的水质污染问题。
然而，我们也应该意识到水资源保护和管理的重要性，持续加强黄河流域的水质监测和治理工作，为农业灌溉提供更加安全可靠的水源。
注：本报告仅针对2023年黄河水质进行检测，结果仅供参考，不得用于其他用途。
【水资源】黄河流域水量水质综合模拟与评价牛存稳,贾仰文,王 浩,高 辉(中国水利水电科学研究院水资源研究所,北京100044)摘 要:在分布式水文模型(W EP-L)的基础上,建立了流域水量水质综合模拟模型。
提出了基于综合模拟模型的水量水质联合评价方法,并首次从“断面水”和“片水”两方面综合评价流域水资源的数量与质量。
结果表明:黄河流域的“片水”水质状况要优于“断面水”水质情况。
关 键 词:W EP-L;分布式水文模型;水质模拟;水量水质联合评价;黄河流域中图分类号:T V213;T V882.1 文献标识码:A 文章编号:100021379(2007)1120058203 水资源包含水量和水质两个方面,由于二者研究的不同步性,以及相互间存在复杂的作用关系,因此长期以来我国水量水质评价实行的是分离评价模式。
随着我国水资源统一管理和分质供水进程的不断被推进,水量水质分离评价模式存在的缺陷越来越明显,已经不能满足流域水资源合理开发、高效利用和有效保护的需求[1,2]。
目前黄河流域水资源短缺和水质恶化问题并存,已成为流域经济和社会发展的重要制约因素。
因此,需要从水量和水质两方面通盘考虑黄河流域水资源的合理配置,实施水资源水环境综合管理,以真正实现黄河流域“不但有水用,而且还要有达标水用”的目标。
流域水量水质综合模拟与评价是综合管理工作的基础,它将为决策者提供更加科学的决策依据。
1 水量与水质综合模拟方法笔者构建的流域地表水水量水质综合模拟模型由分布式水文模型、土壤侵蚀子模型和污染物迁移转化子模型3部分耦合而成,其中,由分布式水文模型完成流域水循环过程的分布式模拟,由于土壤侵蚀和泥沙输移以及污染物迁移转化均为流域水循环过程的伴生过程,因此采用土壤侵蚀和泥沙输移子模型、污染物迁移转化子模型与分布式水文模型相互嵌套的方式,实现对流域水循环、土壤侵蚀和泥沙输移以及污染物迁移转化的综合模拟。
1.1 分布式水文模型流域水循环过程是伴生的水沙过程和水化学过程的基础,而且降雨径流过程是形成非点源污染的直接驱动力,因此流域水循环过程的模拟是整个水量水质评价的基本前提。
研究中采用W EP-L(W ater and Energy transfer Pr ocesses in Large river basins)模型[3～5],该模型先后在日本、韩国的多个流域以及中国的黑河流域得到验证和应用。
为了克服采用小网格单元带来的计算灾难,以及采用过粗网格单元产生的计算失真问题,采用“子流域内的等高程带”为计算单元,应用GI S技术将黄河流域划分成具有空间拓扑关系的8485个子流域,将各子流域划分成1～10个等高带,黄河流域共划分为38720个等高带,作为水文模拟的计算单元。
1.2 土壤侵蚀和泥沙输移模型泥沙能吸附或携带其他许多污染物(如氮、磷和重金属等),因此流域土壤侵蚀和泥沙输移过程的模拟是重要基础。
以月为时间步长,以上述8485个子流域为对象,分29种土地和植被类型,采用美国农业部农业研究所的通用土壤流失方程(US LE)计算土壤侵蚀模数[6,7]:M S=KR p L S CB(1)式中:MS为土壤侵蚀模数;K为土壤可蚀性因子;RP为降雨能量因子;LS为坡度坡长因子;B为侵蚀控制措施因子;C为植被覆盖因子。
1.3 污染物迁移转化模型污染物的迁移转化根据输移过程又可分为点源污染物入河之前的迁移转化、面源污染物在坡面地表径流中的迁移转化和河道中的污染物迁移转化等分项过程。
分别构建了各分项过程的水质模型,时间步长为月,模拟对象为8485个子流域及其对应的8485个子河段。
(1)点源污染物入河量。
点源污染物入河量由点源污染物产生量乘以入河系数计算。
点源污染物产生量估算采用定额法,工业和生活分开计算,工业由万元产值决定,生活由农村和城市人口决定。
点源污染物入河系数根据各分区的典型调查估算[8]。
(2)面源污染物入河量。
面源污染物分为溶解态和固态。
由降水径流产生的溶解态污染物入河量采用下式计算:L D=0.1C D R T D(2)式中:LD为子流域溶解态污染物入河量;CD为溶解态污染物的浓度;R为子流域地表径流量;TD为溶解态污染物沿地表向子河段输移的比例系数。
收稿日期:2007202228 基金项目:国家“973”计划项目(G1999043602,2006C B403404)。
作者简介:牛存稳(1979—),男,河南安阳人,博士研究生,主要研究方向为水文水资源。
第29卷第11期 人 民 黄 河 Vol.29,No.11 2007年11月 YE LLOW R I V ER Nov.,2007 基于侵蚀和泥沙输移模型,固态污染物可用下式计算:L S =0.001C S M S T S(3)式中:L S 为单位面积上的固态污染物入河量;C S 为固态污染物的浓度;T S 为固态污染物沿地表向子河段输移的比例系数。
(3)河道水质模型。
以河道水量水质平衡为研究对象,任何一个子河段都可以概化为图1。
其中:Q 0为入境客水量;C 0为入境污染物浓度;R 为当地产水量;C R 为当地产水入河污染物浓度(C R =(L D +L S )/R );W p 为点源排入水量;C p 为点源污染物浓度;W t 为跨流域调水量(调入为“+”,调出为“-”);C t 为调水污染物浓度;Q I 为出境水量;C I 为出境污染物浓度;Q U 为人工取耗水量;C U 为取用水污染物浓度;V 01、V 1分别为时段初及时段末子河段蓄水量。
图1 子河段水量水质平衡示意子河段水量平衡方程如下:V 1-V 01=(Q 0+R +W p )-(Q I +Q U +W t )(4) 子河段水质平衡方程(假定河段内污染物均匀混合)如下:V 1C 1-V 01C 01=(Q 0C 0+RC R I +W p C p +W t C t )-[Q I C I +Q U C U0+k (V 1C 1+V 01C 01)Δt/2](5) 上式中输入项包括上游客水输入污染物(Q 0C 0)、天然径流带来的溶解态面源污染物和泥沙输移带来的固态面源污染物(RC R I )、工农业用水排放的点源污染物(W p C p )、跨流域调水量相应的污染物(W t C t );输出或减少项包括下游输出的污染物(Q 1C 1),人类活动取用水带走的污染物(Q U C U0)以及河道的降解作用消耗的污染物(kCV Δt )。
综合起来,W EP -L 水质模块的计算框图见图2。
图2 W EP -L 水质模块计算框图2 水量水质联合评价框架水体的流动使得水资源质量在流域上下游不断发生变化,难以用一个口径来描述。
可以采用“断面水”水质与“片水”水质相结合的办法进行评价。
“断面水”水质是指某一河道断面的水质。
客观地说,下垫面变化和取用水活动改变了流域的水质情况,水质状况与用水水平和用水结构有关。
“片水”水质是指子河段的水质(假定污染物在该河段内充分混合),它反映流域面上不同分区水资源的水质状况。
2.1 “片水”水质评价法以流域干支流主要水质监测站的监测数据为依据,以其与模拟值的误差为指标,进行参数率定,模拟各子流域点、面源污染物入河量、出入境水质状况。
在水质模拟的基础上,以各个子流域出口水质代表“片水”水质状况,子流域产水量为“片水”水量状况,按照地表水环境质量标准(G B3838—2002)的不同口径统计,进行水量水质的联合评价。
2.2 “断面水”水质评价法“片水”评价虽然能反映区域水质水量状况,但对于流域开发利用规划的制定,“断面水”评价更为直接和重要。
“断面水”水质评价主要依据断面水量水质的监测资料,在缺测地区结合水量水质综合模型,时间上按照汛期和非汛期,空间上按照干流和支流分不同水质类别进行统计评价。
由于断面的上游地区取用水的水质状况难以获取,因此评价水质需要借助水质水量模型。
需要指出的是各断面水量具有不可叠加性,所以各个分区的出口断面水量之和并不等于全流域总量。
3 应用示例对黄河流域2000年的水量水质进行联合评价。
笔者对水质的模拟进行了验证,见图3。
(1)“断面水”评价。
选取唐乃亥、贵德、兰州、头道拐、龙门、三门峡、花园口、高村和利津等9个干流断面进行水量水质的联合统计,结果见表1。
图3 黄河干流主要控制断面水质模拟和实测对比・95・ 第11期 牛存稳等:黄河流域水量水质综合模拟与评价从干流主要断面水量水质联合评价结果来看,兰州以上水质为Ⅱ类、Ⅲ类,兰州以下断面绝大多数为Ⅳ类、Ⅴ类和劣Ⅴ类,表明黄河流域尽管各分区“片水”水质较好,但受集中污染的影响,主要支流的中下游河段水质普遍较差,而这些河流的中下游地区集中了黄河流域大部分社会经济产值与人口,因此污染问题的解决已刻不容缓。
表1 黄河主要断面实测水量水质情况 亿m3黄河断面过水量Ⅰ类Ⅱ类Ⅲ类Ⅳ类Ⅴ类劣Ⅴ类唐乃亥135.080135.080000贵 德155.180155.180000兰 州226.80054.67172.13000头道拐122.2800055.0713.2753.94龙 门137.140014.0726.3758.1538.55三门峡142.3800022.7253.0266.64花园口144.31000078.2766.04高 村119.6000071.4648.140利 津42.4300026.7515.680 (2)“片水”评价。
按W EP-L模型计算并评价各子流域水质状况后,累计到黄河流域各水资源二级分区,各类水质标准的水资源量见表2。
表2 水资源二级分区水量水质评价结果 亿m3二级区名称总计Ⅰ类Ⅱ类Ⅲ类Ⅳ类Ⅴ类劣Ⅴ类龙羊峡以上159.880159.880000龙羊峡至兰州103.244.0078.515.8310.101.832.97兰州至河口镇8.5602.891.240.050.563.82河口镇至龙门27.4403.295.5112.326.320龙门至三门峡87.6607.4114.8222.878.5733.99三门峡至花园口44.702.7117.972.521.875.2214.41花园口以下18.08000.061.910.2715.84总 计449.566.71269.9529.9829.1222.7771.03百分比/%1001.50606.7010.905.1015.80 可以看出,按照“片水”评价结果,黄河流域Ⅰ类与Ⅱ类水占流域总量的60%以上。
黄河源区是十分重要的产水区,受人类活动的影响较少,水质状况良好,均为Ⅱ类水。
而这些水质较好的源水在流经下游地区之后水质变差,与“断面水”评价结果一致。
因此,“断面水”与“片水”两种水质评价口径能够更加全面地反映流域水质状况及其空间演变情况。
