摘要：气候变化与人类活动对水文过程的影响是两种不同性质和不同时空尺度的物理过程。任何人类活动对水文过程的影响都是发生在某种气候背景下而不是独立的,因而揭示气候变异和变化对人类活动的制约作用有助于人们对自身行为后果的认识。如何将此两种过程耦合在气候系统中,将是天然水循环与社会水循环相互作用研究的方向。本文在总结归纳已取得的研究成果的基础上,提出改进水文模型中对气候变暖水文效应的描写,研制陆面过程中对天然蒸发与各种人类活动产生的额外蒸散发的定量计算方法,并将它们融入大气和陆地的水量与能量平衡方程中,将是最终建成天然水循环与社会水循环耦合模型的进程中不可或缺的研究问题。建立一个在网络上分散运营的,覆盖自然与社会,常规与非常规信息的数据库群,将为这种耦合模型研究提供基础数据支持。

摘要：参数率定是水文模拟的重要环节,也是分布式模型研究中的难点问题。寻求一种收敛速度快、精度较高的参数率定方法,对提高模拟精度具有重要的意义。LGCPSO算法是一种可以更加有效地搜索全局最优解的优化方法,但使用过程中无法考虑参数的物理意义,参数取值可能不符合流域实际情况。本研究以西营河为例,采用人工试错法与LGCPSO算法联合率定SWAT模型参数,模拟流域的月径流过程和日径流过程。结果表明:人机联合优化方法和SCEUA算法计算得到效率系数Ens、相关系数R2和相对误差Re的结果接近,率定结果较稳定;采用人机联合优化方法率定参数后,月径流模拟过程的Ens和R2可达到0.8以上,日径流模拟过程的Ens和R2达到0.6以上,且模拟结果能较好地反映径流的实际变化趋势。因此,这种人机联合优化的率定方法具有一定的推广价值。

摘要：为满足井渠结合灌区信息化管理与科学用水监管的需要,基于无线传感器网络,采用MapWindow开源地理信息系统组件与MySQL数据库,设计一种井渠结合灌溉管网输水灌溉信息管理与控制系统。应用结果表明,该系统的网络连通性和抗干扰性较好,软件部分运行稳定且支持多操作系统,可实现井渠结合灌区水资源联合调度、远程无线监控和信息化管理。

摘要：近几十年气候变化加剧了一些地区的水资源时空分布不均匀性，使水灾害事件呈突发、频发、并发、重发趋势。本文选取中国东南沿海的甬江流域为研究对象，基于近55年日过程降雨资料（1956-2010年），采用集中度分析和Mann-Kendall（MK）趋势检验等统计学方法，分析甬江流域降水的变化特性。结果显示，甬江流域20世纪80年代后，年降水集中度呈现显著（置信水平95％）的下降趋势，汛期降水量占年降水量比重减少，其中5月份降水量比重下降最为明显；而非汛期降水量占年降水量比重增加，1月份降水量比重增加最为明显；50-100mm／d级别的暴雨总量稳定且有增加趋势。总体上，甬江流域降水年内分布呈现坦化趋势，不同量级暴雨变化趋势有利于洪水资源化，因此结合合理的工程措施可以有效地增加该区域的水资源可利用量。

摘要：分析了近千年淮河流域河湖水系的自然演变以及人类活动的扰动,深入探讨了其成因。研究表明：目前淮河流域河湖水系连通格局是人类在抵御黄河洪水和泥沙入侵的抗争中,遵循自然规律的同时兼顾漕运、灌溉等社会发展所需而构建的防洪、排涝、冲沙、灌溉、供水等的工程体系。流域主要干支流和湖泊连通基本受人工所控,自然-人工河网交织,河流-湖泊水量交换频繁,入江入海水道基本畅通,并与黄河、长江、海河等各大水系连通,基本解决了河水出海无路,洪涝灾害频发的问题。河湖水系连通在一定时期内对稳定淮河流域社会安定团结、推动经济发展起着积极作用,但也不可避免地对流域生态环境产生了一定的负面影响。水系连通下流域水资源演变规律、环境生态效应以及对社会经济布局的影响等研究是亟待解决的关键科学问题。

摘要：采用德国HSO-OTT Persive132激光雨滴谱探测仪，结合中国科学院水循环与陆表过程重点实验室的人工降雨系统，从均匀性、雨强、雨滴谱、雨滴终点速度和动能5方面评估人工降雨系统模拟降雨的特征及其与自然降雨的相似性。结果表明：（1）该降雨系统模拟降雨均匀系数为0．83，降雨均匀性较好；当模拟雨强I≤1．0mm／min时降雨可靠性较高，模拟雨强I〉1．0mm／min时，受降雨系统喷头孔径等因素影响，实际雨强小于设计值，可靠性较低；短历时模拟降雨开始的第1min和结束的最后1min实际雨强远小于设计雨强，数据不可靠；建议开展短历时模拟降雨试验时恰当延长降雨时间，选取其中较可靠的数据以减少试验结果误差。（2）该模拟降雨雨滴直径在0．1～1.9mm之间，平均直径0．9mm，比自然降雨的雨滴直径0．1～6．5mm要小；该模拟降雨的雨谱分布符合自然降雨Best函数分布。（3）直径在0．3～0．7mm范围内的雨滴其终点速度与自然降雨拟合较好，当雨滴直径〈0．3mm和〉0．7mm时，雨滴终点速度可靠性较低。（4）该系统模拟降雨的雨滴动能可靠性不高，当雨滴直径≥0．6mm时，该雨滴动能小于自然降雨；当雨滴速度〉2．0m／s时雨滴动能大于自然降雨。建议通过选择合适的喷嘴内径尺寸和数量组合提高雨滴直径可靠性，从而实现雨强和降雨动能与自然降雨的一致。

摘要：生态需水的研究已成为国内外地球科学领域普遍关注的一个热点问题。在理论研究的基础上,根据雅砻江干流独特的生态环境与环境保护目标,采用包括水文和生物两方面信息的生态水力半径法,计算了雅砻江干流温波、甘孜、雅江3站各年河道内生态需水量,其结果基本上处于Tennant法所设定的最小和适宜生态需水量之间;设定的计算标准主要考虑当地水生生物生活习性及气候特点,符合当地河流生态与环境条件,因此应用生态水力半径法来计算河道内生态需水量是可行的。

摘要：以最新的全国土壤水再分析产品为参考,通过最大相关性分析确定最适宜表征湖南省农业干旱的标准化降水蒸散发指数(SPEI)时间尺度,进而分析湖南省1960-2014年农业干旱的时空演变特征。结果表明:全省尺度最适宜表征农业干旱的SPEI时间尺度为SPEI-6;基于SPEI-6表征的全省农业干旱在1960-2014年呈不显著减小趋势,中度及以上干旱的发生频率为14.4%,重度及以上干旱的发生频率为4.9%;在季节分布上,中度及以上农业干旱在冬季发生频率最高,其次为秋季;重度及以上农业干旱亦在冬季发生频率最高,其次为春季;在年代际变化上,农业干旱的发生频率在20世纪60年代最高,而后持续降低,90年代达到最低值,21世纪初又快速升高。

摘要：城市建筑立体结构特征和楼房温室效应的精准量测是评估城市化对辐射能量收支影响以及城市热岛效应研究的重要内容之一.城市化导致蒸散发减少或显热增加被认为是形成城市热岛效应的主因,而目前对于城市下垫面热量平衡主因子"净辐射通量"的影响了解甚少.文章应用实验观测和定量模型模拟,发现随着城市化后楼房表面积增加,楼房建筑表面积上太阳直接辐射通量和净辐射通量发生了明显的变化.为了准确地计算这种正负效应的定量关系,本研究提出了楼房朝阳面与其阴影面构成一体的"聚合元"等价计算原理以及面积对热效应贡献的算法,阐明了楼房玻璃窗墙壁的温室效应.研究表明,当水泥墙与草地的吸收率差值为-0.21时,体现了冷效应.在嵌有玻璃窗的水泥墙壁另一情形下,楼房墙与草地的等效吸收率差值为-0.11,也为冷效应,玻璃窗楼房的温室效应值相当于减缓到56%的水泥墙楼房冷效应值.对于净辐射通量和通量密度变化的模拟表明:5层楼温室效应相当于减少水泥墙冷效应15.5%, 30层楼温室效应相当于减少水泥墙冷效应23.0%.模拟结果证实了聚合面的等效吸收率差值为冷热效应的"定向器",聚合元面积为冷热效应的"放大器".同时,模拟结果证实了玻璃窗的温室效应,明显减缓了水泥墙壁楼房的冷效应.模型能揭示在没有大气环流影响下城市的设计对减缓城市热岛现象和构建舒适环境的真实贡献.

摘要：将耦合暴露度、灾害风险、敏感性与抗压性的脆弱性评估模型应用于中国东部季风区水资源脆弱性评价,从水资源供需平衡角度分析了气候变化对东部季风区水资源脆弱性的影响。结果表明,2000年气候条件下,我国东部季风区接近90%的区域水资源处于中度脆弱及以上状态。其中水资源中度和高度脆弱区域约占全区的75%,极端脆弱区域接近15%。中国北方海河、黄河、淮河和辽河流域的水资源脆弱性最高。未来气候变化影响将加剧水资源脆弱性的风险,不同RCP排放情景下2030年代我国东部季风区水资源中度脆弱及以上区域面积有明显的扩大,极端脆弱区域将达到20%-25%。由于未来需水的进一步增加,中国北方水资源脆弱性的格局并未发生根本变化,而南方东南诸河等区域将面临可能发生的水危机。