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基于广义ET的水资源与水环境综合规划研究Ⅲ:应用

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水利学报 2009年第10期39卷 1409-1415页

作者：桑学锋秦大庸周祖昊葛怀凤中国水利水电科学研究院水资源研究所北京100038

将基于广义ET的区域水资源与水环境综合规划理论与方法应用于天津市,按照"制定目标ET-方案设置-情景模拟-方案评价-方案推荐"的规划方法,提出天津市基于广义ET的水资源和水环境综合规划方案。依据构建的区域水资源与水环境综合模拟模型... 详细信息

将基于广义ET的区域水资源与水环境综合规划理论与方法应用于天津市,按照"制定目标ET-方案设置-情景模拟-方案评价-方案推荐"的规划方法,提出天津市基于广义ET的水资源和水环境综合规划方案。依据构建的区域水资源与水环境综合模拟模型、量化准则及方案优选方法,以天津市为例进行了应用。针对2020水平年南水北调东线不通水的情况,提出针对天津市水资源与水环境规划的七大总量控制:ET消耗控制量为74.7亿m3、地表水取水控制量为32.3亿m3、地下水取水控制量为1.2亿m3、国民经济用水控制量为28.8亿m3、生态修复用水控制量为3.2亿m3、污染物排放氨氮控制量为1.02亿t、COD控制量为7.5亿t、入海水控制量为16.4亿m3。分析结果表明,基于广义ET的区域水资源与水环境综合规划理论与方法有利于合理解决天津市水资源紧缺、地下水超采、环境污染等问题,支撑天津市社会经济和生态环境的可持续发展。

关键词： ET控制水资源水环境综合规划天津

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基于广义ET的水资源与水环境综合规划研究Ⅰ:理论

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水利学报 2009年第9期39卷 1025-1032页

作者：周祖昊王浩秦大庸桑学锋中国水利水电科学研究院水资源研究所北京100038

在分析国内外水资源规划的发展历程的基础上,基于广义ET耗水控制理念探讨了区域水资源水环境综合规划的理论、内涵及其规划理念。分析了其调控机制、规划原则以及规划目标。确定以目标ET制定-方案设置-情景模拟-方案评价-方案推荐5个步... 详细信息

在分析国内外水资源规划的发展历程的基础上,基于广义ET耗水控制理念探讨了区域水资源水环境综合规划的理论、内涵及其规划理念。分析了其调控机制、规划原则以及规划目标。确定以目标ET制定-方案设置-情景模拟-方案评价-方案推荐5个步骤为基于ET的水资源规划的决策思路,进而提出了七大总量控制规划指标,建立了规划框架。为综合解决全球气候变化和人类活动影响下日益严重的水资源和水环境问题提供了探索途径。

关键词：广义ET 耗水控制水资源水环境综合规划

基于SWAT模型的东北水稻灌区水文及面源污染过程模拟

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农业工程学报 2014年第7期30卷 42-53页

作者：李颖王康周祖昊武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室武汉430072 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北京100038

灌区水文过程对于面源污染物的迁移、转化起到了重要的驱动作用。为揭示东北水稻灌区的水文及面源污染过程,该文在多年试验的基础上,运用修正的SWAT模型对其开展了模拟研究。2009-2011年在吉林省前郭灌区针对水稻生育期及冻融期内的灌... 详细信息

灌区水文过程对于面源污染物的迁移、转化起到了重要的驱动作用。为揭示东北水稻灌区的水文及面源污染过程,该文在多年试验的基础上,运用修正的SWAT模型对其开展了模拟研究。2009-2011年在吉林省前郭灌区针对水稻生育期及冻融期内的灌区水文过程和农田面源污染物迁移、转化过程开展了系统的监测与试验。水稻生育期内,各级排水系统表现出不同的水文过程:末级排水沟中,由田间通过表层渗流进入排水沟的高浓度的水被灌溉退水所稀释,汇流排水沟的槽蓄量则在很大程度上影响了排水过程及污染物的对流和掺混过程。根据水稻灌区水文特性,以汇流排水沟为子流域,分别采用非稳定渗流公式和马斯京根法描述子流域中稻田向排水沟的渗流排水过程以及向子流域出口的排水汇流过程。试验和模拟结果表明:铵氮(NH4+)、硝氮(NO3-)和化学需氧量(COD)的浓度变化主要取决于排水过程,表层渗流和深层渗流过程决定了排水沟中NH4+和NO3-浓度过程,而排水沟中COD浓度还受到灌溉退水的影响。采用溴(Br-)作为示踪剂,通过测定土壤含水率、温度及示踪剂浓度变化,研究了冻结期的水文过程和面源污染物迁移过程,示踪试验结果显示,冻融期土壤中水流运动受到土壤基质势、温度势及重力势的影响,冻土中平衡状态下基质势为土壤温度的函数,土壤中污染物渗出通量与水分渗出通量表现出线性关系。基于水稻灌区下垫面产汇流特性和冻融期土壤对于灌区水文过程以及面源污染物迁移的影响机理,在SWAT模型模块修订的基础上,模拟了东北地区水稻灌区面源污染迁移流失过程,模拟流量、NH4+、NO3-、COD浓度与实测值符合较好,表明改进的模型能够用于东北地区水稻灌区的水文及面源污染过程模拟。

关键词：水文污染模型水稻灌区农业面源污染 SWAT模型

基于排水过程分析的水稻灌区农田面源污染模拟

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农业工程学报 2012年第6期28卷 112-119页

作者：陈会王康周祖昊武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室武汉430072 中国水利水电科学研究院水资源研究所北京100038

对前郭灌区主要面源污染物迁移、转化及汇集过程开展了2a的系统试验与监测,模拟了灌区面源污染水质水量过程,分析了灌区农田面源污染形成机制。水均衡测定结果表明,灌区排水主要由灌溉退水、稻田地表弃水和稻田渗流排水3部分组成,采用... 详细信息

对前郭灌区主要面源污染物迁移、转化及汇集过程开展了2a的系统试验与监测,模拟了灌区面源污染水质水量过程,分析了灌区农田面源污染形成机制。水均衡测定结果表明,灌区排水主要由灌溉退水、稻田地表弃水和稻田渗流排水3部分组成,采用马斯京根法和连续分段马斯京根法能够有效地模拟各级排水沟道的排水过程。主要面源污染物随水体发生迁移及掺混,采用一级动力学方法描述污染物转化过程,模拟的灌区水质水量过程与实际过程符合较好,稻田地表退水主要影响水稻抽穗前的面源污染入河过程,而渗流排水则在抽穗后灌区排水水质中起主要作用。结果表明水稻灌区中地表排水和稻田渗漏排水对于面源污染过程起主要作用。

关键词：排水,污染,模型,水文,水稻灌区

基于二元水循环的流域分布式水质模型构建与应用

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水利学报 2013年第3期44卷 284-294页

作者：贺华翔周祖昊牛存稳王浩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北京100038

基于二元水循环理论,着眼于污染物产生、入河过程机理的描述,对流域分布式水质模型WEQ进行了改进。改进模型的农田面源由陆域产生至入河的过程更具有物理机制;借助水土流失方程计算水土流失量,增强了土壤侵蚀面源污染计算结果的可信度;... 详细信息

基于二元水循环理论,着眼于污染物产生、入河过程机理的描述,对流域分布式水质模型WEQ进行了改进。改进模型的农田面源由陆域产生至入河的过程更具有物理机制;借助水土流失方程计算水土流失量,增强了土壤侵蚀面源污染计算结果的可信度;通过水质过程与二元水循环过程的耦合,实现了点、面源污染物入河过程的动态计算;考虑河道内人工取用水量、水库蓄水量变化对污染物时空分布的影响,进一步增强模型的物理机制。以嫩江流域为例,模拟了COD、氨氮的空间分布规律及河道断面负荷变化特征。模拟结果显示,其均方误差与相对误差减小,模拟精度提高。通过产生量核算、水质模拟过程与监测数据对比以及水库调度合理性分析,确保改进模型的模拟误差在合理范围之内,从而能够反映强人类活动干扰下的水质过程,对水环境管理需求具有实际意义。

关键词：二元水循环流域分布式水质模型模型构建嫩江流域

平原圩区除涝排水系统实时调度中的神经网络方法研究

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水利学报 2000年第7期31卷 1-6页

作者：周祖昊郭宗楼武汉水利电力大学水利工程系湖北武汉430072 浙江大学浙江杭州310029

本文为平原圩区除涝排水系统建立了一个实时调度模型 ,其优化模型部分为NLP NLP模型 ,为求解该优化模型 ,本文采用神经网络优化算法 ,可加速收敛 .

关键词：除涝排水系统实时调度神经网络

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多孔介质中非均匀流动模式信息特性聚类分析

水科学进展 2008年第5期19卷 714-721页

作者：王康张仁铎周祖昊武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室湖北武汉430072 中山大学环境科学与工程学院广东广州510275 中国水利水电科学研究院水资源研究所北京100044

研究了多孔介质中非均匀流动描述方法和流动模式信息特性。依据流道宽度分布信息,对4组染色示踪试验的垂直剖面流动区域进行水平分层,将流道统计信息作为变量,对水平层进行系统聚类分析。结果表明,染色比例和染色区域内流动通道宽度分... 详细信息

研究了多孔介质中非均匀流动描述方法和流动模式信息特性。依据流道宽度分布信息,对4组染色示踪试验的垂直剖面流动区域进行水平分层,将流道统计信息作为变量,对水平层进行系统聚类分析。结果表明,染色比例和染色区域内流动通道宽度分布是流动聚类分区的主要影响因素。聚类数目为3和8情况下,能够最为有效地表征非均匀流动模式。以垂直方向流动为主,且流动通道连续的情况下,流动分区主要包括全局性均匀流、局部均匀流、均匀流向非均匀流过渡区,以及优先流区。水平方向流动特性较为显著的情况下,则存在多个均匀流向非均匀流动的过渡区。

关键词：多孔介质非均匀流动染色示踪试验聚类分析信息模式

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江河断面分级分期旱限水位(流量)确定方法

水科学进展 2023年第1期34卷 53-62页

作者：严子奇周祖昊严登华韦瑞深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北京100038

江河断面旱限水位(流量)是流域干旱预警的重要指标,可作为启动流域抗旱应急响应、指导水利工程开展抗旱调度的重要依据。本文针对江河断面旱限水位的相关概念和技术问题,完善了江河断面旱限水位(流量)的内涵,指出其是表征河流进入低枯... 详细信息

江河断面旱限水位(流量)是流域干旱预警的重要指标,可作为启动流域抗旱应急响应、指导水利工程开展抗旱调度的重要依据。本文针对江河断面旱限水位的相关概念和技术问题,完善了江河断面旱限水位(流量)的内涵,指出其是表征河流进入低枯状态即将产生社会经济与生态环境缺水风险的水位(流量)阈值。考虑不同干旱程度及干旱期用水规律,从分级分期的角度提出适用于不同类型河段的江河断面分级分期旱限水位(流量)确定方法。通过对渭河临潼断面和抚河廖家湾断面的实例应用,验证了算法对资源约束型和综合约束型断面的适用性和合理性。本研究为水旱灾害防御部门制定江河断面旱限水位(流量)提供了通用算法,能够为干旱预警决策提供科学依据和技术支撑。

关键词：旱限水位(流量) 江河断面分级分期干旱防御

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基于流域水循环模型的广义水资源评价(Ⅰ)——评价方法

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水利学报 2006年第9期37卷 1051-1055页

作者：贾仰文王浩仇亚琴周祖昊中国水利水电科学研究院水资源研究所北京100044

本文针对传统水资源评价中仅以径流性水资源为评价对象、没有考虑生态系统对雨水资源的直接利用,不能反映水循环过程中的全部有效水量及其利用效率等问题,阐述了广义水资源(既包括径流性水资源,又包括植被、作物等生态系统利用的雨水资... 详细信息

本文针对传统水资源评价中仅以径流性水资源为评价对象、没有考虑生态系统对雨水资源的直接利用,不能反映水循环过程中的全部有效水量及其利用效率等问题,阐述了广义水资源(既包括径流性水资源,又包括植被、作物等生态系统利用的雨水资源)的概念,论述了广义水资源评价的必要性与可行性;提出了基于流域水循环模型的广义水资源评价方法和具体计算公式,并以分布式流域水循环模型WEP-L为例对广义水资源各构成部分如何计算进行了说明;提出了根据广义水资源各分量在循环利用过程中,是否发挥关键功效来初步界定“高效水量”和“低效水量”的评价方法。

关键词：流域水循环分布式水文模型广义水资源评价人类活动影响黄河流域 WEP-L