近期,北京大学工学院水资源研究中心在黑河流域生态-水文模拟方面取得重要进展,在水文水资源领域知名期刊Water Resources Research和Hydrological Processes上发表了相关论文。
黑河发源于青海省祁连山脉,流经河西走廊绿洲灌溉农业区,向北穿越戈壁止于中蒙边界的居延海。近几十年来,由于气候变化和水资源的不合理利用,流域中游农业用水和下游生态用水的矛盾加剧,荒漠化、盐碱化、湖泊湿地退化等生态问题突出。鉴于黑河流域水资源、生态问题的重要性和典型性,国家自然科学基金委于2010年启动了“黑河流域生态-水文过程集成研究”重大研究计划。在该计划中,水中心郑春苗">郑春苗教授主持的集成项目“黑河流域中下游生态水文过程的系统行为与调控研究”于2013年启动,郑一">郑一特聘研究员和刘杰">刘杰特聘研究员各自主持的培育项目也分别于2012年和2013年启动。
工学院博士研究生吴斌的论文Systematic assessment of the uncertainty in integrated surface water-groundwater modeling based on the probabilistic collocation method(通讯作者:郑一">郑一)发表在今年7月份的Water Resources Research上(Volume 50, 5848–5865, doi: 10.1002/2014WR015366),并被选为当期的封面文章。吴斌对黑河中游水资源集中消耗的张掖盆地建立了地表-地下水耦合模型,这一模型能详细、准确的模拟当地的水循环过程。针对地表-地下水耦合模型,吴斌发展了基于概率配点法(Probabilistic Collocation Method)的不确定性分析技术,阐述了系统的不确定性分析对于水文过程解析、数据优化收集和水资源管理决策的重要意义。该研究揭示了研究区地表水和地下水相互作用的复杂性,以及人类活动对当地水资源的影响。杂志主编评价本论文为“一项将产生巨大影响的引人注目的贡献(a compelling contribution that I think will have a great impact)”,并计划给予编辑推荐。
Water Resources Research刊载吴斌论文一期封面图片(黑河中游航空照片)
工学院博士生姚莹莹的论文Conceptual and numerical models for groundwater flow in an arid inland river basin(通讯作者:郑春苗">郑春苗)发表于Hydrological Processes上(published online: 1 AUG 2014, DOI: 10.1002/hyp.10276)。该研究基于地下水数据建模(ArcHydro Groundwater)建立了中下游地质结构模型,并在此基础上建立了统一的地下水数值模型。这是首次对黑河中下游整体进行三维地下水建模。基于所建模型,该研究系统分析了中下游的水平衡,定量评估了边界入流、河流入渗、中下游盆地系统间水量交换等水文过程,并对模型进行了参数敏感性分析。该研究为黑河流域生态-水文集成研究提供了地下水建模框架,是黑河流域生态-水文过程集成研究的重要基础。
黑河流域中下游三维地质结构模型