由于山地流域地形和水文過程均較為復雜,加之人類活動和海拔影響,因此在該流域進行徑流模擬存在巨大挑戰。試圖運用水文評價模型(SWAT),利用考慮高程帶和不考慮高程帶的溫度指數法,模擬積雪和冰川融化的過程,從而反映瑞士西南部的羅訥河流域上游徑流狀況。此外,從視覺和統計學上對模型進行了評估,結果發現觀測值和模擬流量之間呈現良好相關性。整個研究結果也顯示,SWAT模型在羅訥河流域上游徑流模擬中表現出較好性能,該模型可適用于高海拔的積雪和冰川為主的集水區,以及類似水文地貌制約因素的集水區。
生態補償(PWS)是一種新興綜合生態系統管理方法,其前提是向流域利益相關者提供經濟鼓勵,以協助管理工作。下游需要得到良好的水生態系統服務,就需要在上游采取保護措施加強生態系統功能,因此下游可通過生態補償機制對上游管理者提供經濟補償。詳細介紹了PWS的特點,并將其運用于湖泊和水庫庫區的管理。從34個發展中國家入手,收集并分析了2008年的163個生態補償項目資料,其中涵蓋項目的共同目標、過程、結果、科學設想和社會經濟原理,從而總結出PWS的獨有特點,即湖泊管理機構和生態補償中介機構在管理上、下游收款和付款中起到重要作用,并表示未來在湖泊盆地管理中運用生態補償設計具有較大潛力。同時以哥斯達黎加生態補償方案為例,針對湖泊盆地管理,提出一套設計構想,分3部分共15個步驟。研究結果可為湖泊管理機構和其他流域利益相關組織提供有益借鑒。
提出一種基于半分布式模型預測流域徑流量方法。該方法利用泰森多邊形法將流域面積劃分成若干子流域,并假設雨量站的雨量記錄均勻分布在整個子流域中,子流域的地形參數來自于美國航天飛機雷達地形測繪使命(SRTM)的數字高程數據。運用4個不同加權因素來獲得每個子流域對徑流量變化的貢獻,這些加權貢獻來自于所有子流域當前和以往的時間步,其中利用以往的時間步徑流來開發人工神經網絡(ANN),以預測流域出口的徑流量。此外,還研究開發了利用流域平均降雨量和ANN來評價分布式模型性能的塊狀模型。以布拉馬普特拉河子流域為例,運用其歷史降雨數據和徑流數據,以評價半分布式水文模型的效率。結果表明,半分布式模型性能優于塊狀模型,且具有較好實際應用潛力。此外,通過比較研究還獲得了預測流域徑流量的最佳地形參數組合。
由于地下水資源有限,而某些地區的地下水已受到污染,因此應對地下水資源實行高效管理。以瑞士蘇黎世某自來水工廠為例,提出了通過入滲池、注入井和抽水井來提高自來水廠多目標優化管理的框架,并對恒定調度和順序調度兩種優化方法進行了測試,旨在將滲透所需水量最小化,以盡量減少受污染的水進入飲用水井的風險。測試結果表明,這兩種管理方法優于以往的管理方法,其中在相對穩定的情況下,運用恒定調度的管理方法更為恰當;而在暴雨或用水需求變化較大的極端情況下,利用順序調度則更好。
蓄水池塘是城市排洪系統的重要組成部分,可通過低水頭水力發電裝置向智能水網提供能量。對多個蓄水池塘進行了優化方案研究,并提供了新型的洪水治理改進方案。以易受海水潮汐回流影響的葡萄牙阿爾坎塔拉地區為例,通過了解城市及水力發電裝置的特性,運用流域尺度的水/電管理模型,分析了針對該區流域的、為“近幾年顯著氣候變化事件引起的徑流極端值”所提出的解決方案,并從能源產出的角度對該解決方案中不同特征的參數進行了優化。研究發現,蓄水池塘可作為順應氣候變化和匹配“智能水網”的新途徑,未來還可用于能源開發。結果表明,基于蓄水池塘的“能量與水關系”的解決方案有助于改善排洪系統的靈活性。