基于多源数据的会仙岩溶湿地核心区域水面变化分析

由于人类活动扰动和气候变化的影响，漓江流域最大的岩溶地貌原生态湿地——会仙湿地的核心区域睦洞湖水域面积萎缩，面临严峻的生态环境风险。利用2017～2021年的65景Sentinel遥感影像数据，运用随机森林分类法提取睦洞湖水域面积，分析近5年睦洞湖水域面积的时空变化，结合睦洞湖水位实测数据和周边水位站数据，探讨了睦洞湖水位―面积之间的相关关系。结果表明，近5年睦洞湖水域面积相对稳定，但丰枯水期变化明显；面积变化区域主要分布在湖区北部；水位―面积关系相关性较好，不同水期的相关系数存在差异，丰水期、枯水期相关性分别为0.90、0.60。     

鄱阳湖水位对五河来水的时空响应研究

鄱阳湖水位受到长江干流和湖泊流域五河来水(五河分别为赣江、抚河、信江、饶河、修水)的共同影响，其中五河径流为鄱阳湖的主要来流。为探究五河来水变化对鄱阳湖水位的时空影响，结合数据驱动模拟与敏感性分析方法，定量研究了鄱阳湖水位与五河来水的响应关系。首先，结合PSO-GA算法和支持向量回归(SVR)技术建立了湖泊水位预测模型，模拟分析鄱阳湖水位与五河来水的时间响应关系；然后，基于此模型采用连续预测方法研究了鄱阳湖水位对五河来水响应的空间分布特征。结果表明，鄱阳湖水位对五河来水变化响应较强的时期在5～7月，尤以5月响应程度为甚；空间分布上，鄱阳湖湖区中部对五河来水变化的响应程度最高，以2010年5月为例，当五河来流增加40%时，都昌站水位一周内平均可抬高1.16 m,北部星子站、湖口站分别平均抬高1.15、1.03 m,南部棠荫站、康山站平均抬高0.97 m。结果明确了鄱阳湖水位对五河来水的时空响应特征，可为鄱阳湖水资源管理及流域优化调控提供科学依据。     

赣江尾闾河道枯水位变化与成因分析

赣江下游尾闾河道为多级汊道进入鄱阳湖,2000年来河道枯水水位下降明显,对河道防洪、航运、取水、生态环境等带来不利影响,依据赣江下游尾闾河道实测水文资料,采用有序聚类分析、Mann-Kendall非参数检验方法分析了赣江下游尾闾外洲、南昌、昌邑、吴城、滁槎、楼前与鄱阳湖湖区都昌站的枯水位变化特性。结果表明,赣江下游尾闾各站年最低水位突变发生在2005年;赣江主支各站年最低水位呈现显著下降趋势,2005~2014年都昌站年最低水位呈显著下降趋势,外洲站年最小流量变化不大。影响枯水位下降的主要因素是河床下切,鄱阳湖湖区水位下降对赣江尾闾河道枯水位有一定影响。     

基于支持向量机的鄱阳湖环湖区需水预测模型

基于三峡水库对鄱阳湖环湖区水文情势变化的重要影响,并针对鄱阳湖环湖区水生态环境为江西省经济发展的重要保障和支持,采用适合小样本训练的支持向量机(SVM)模型预测了鄱阳湖环湖区未来规划年的需水量,分别从核函数的选择、模型参数观察了误差曲线变化,最终寻求了适合本地区的SVM模型.预测结果表明,该模型可正确预测鄱阳湖环湖区的需水趋势,为实现该区的经济社会可持续性发展奠定了基础.     

湖水位变化对洪泽湖水质变化规律的影响分析

基于洪泽湖长系列水位和水质(1986~2000年)观测资料,运用Spearman方法分析了洪泽湖水位与水质变化的相关性及年际与年内洪泽湖典型站点的水位变化对水质的影响趋势。结果表明,在年际变化上,洪泽湖水位下降,水质变差,但受淮河来水量的影响,总体变化不大;在年内变化上,洪泽湖水位变幅较小,水质指标总体表现出枯水期大于丰水期的特征;湖区受淮河来水水质的影响,典型站点水质波动不规律。     

1984～2019年南四湖水域变化特征及原因分析

湿地水域面积是湿地健康的重要指标,关系到湿地演替和生态功能的有效发挥。基于2019年Landsat 8 OLI数据,选择归一化水体指数(NDWI)、改进的归一化水体指数(MNDWI)、水体指数2015(WI2015)及自动水体提取指数(AWEI)4个水体指数提取南四湖水域面积,对比Sentinel-2A数据面向对象分类后的参考图层,得出区域水体最优水体指数为WI2015。进而利用WI2015提取1984～2019年间的16个特征年份的南四湖枯水期水域面积,分析近35年来南四湖水域面积的时空变化特征及原因。结果表明,1984～2019年间,南四湖水域面积总体呈现较大波动,2011年后,特别是2013年后水域面积趋于平稳,且大于多年均值。年际间水域变化的频繁区域主要集中于南阳湖、昭阳湖西部及微山湖西部和北部。降水在年际尺度上控制着南四湖水域面积的变化趋势,水域面积与其前一年的年降水量显著正相关(R=0.64,P0.01)。同时,南水北调东线工程调水减小了年际水域面积变化的幅度,是近年来维持南四湖水域稳定的一个重要原因。     

鄱阳湖水利枢纽对湖区水动力及滞留时间的影响

为定量分析鄱阳湖水利枢纽工程的建设运行对鄱阳湖不同水域范围滞留时间的影响,基于鄱阳湖实测水文地貌基础资料,将鄱阳湖水域分为6个不同的水文地貌计算区域;在此基础上,构建鄱阳湖二维水动力数值模型,并耦合对流扩散方程开展典型水文年计算。结果表明,典型年份有无水利枢纽影响下,冬季平均流速均高于秋季平均流速,同时冬季流速变异性高于秋季流速变异性。枢纽调度下流速的空间异质性降低,流速降低。基于分区的滞留时间分析表明,鄱阳湖Ⅴ区滞留时间最短,秋季鄱阳湖Ⅲ区滞留时间最长,冬季鄱阳湖Ⅳ区滞留时间最长。在水利枢纽调度情况下,鄱阳湖Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ区滞留时间影响较大,而Ⅴ、Ⅵ区影响较小,研究成果可为湖区水体的生态环境研究与管理提供参考。     

基于丰平枯水年的湖泊生态水位计算

针对现有湖泊生态水位计算方法的不足,以逐月最小生态径流计算法和逐月频率计算法为基础,提出了基于丰平枯水年的逐月生态水位计算法,即同时考虑天然水文情势中年际尺度的丰平枯变化与年内尺度的逐月变化,将年均水位系列以37.5%和62.5%保证率划分丰平枯水年,并以各月最低水位和25%、75%保证率分别计算出湖泊最低生态水位和适宜生态水位。在鄱阳湖的应用表明,区分丰平枯水年的生态水位能更好还原天然水位变化过程,可为湖泊水资源保护提供指导。     

三峡水库运行后鄱阳湖水文情势变化特征

为揭示三峡水库运行后鄱阳湖水文情势的变化特征,选取月平均水位、极端水文条件、极端水文事件发生时间、脉冲频率及历时、水文条件变化情况作为水位指标,对比分析三峡水库运行前后水位指标的变化特征,采用t检验法判定水位指标变化是否显著,并通过比较水位指标变化的百分比绝对值分析变化剧烈的指标。结果表明,在三峡水库、降水变化等因素的综合影响下,鄱阳湖年平均水位及月平均水位、不同历时极端高水位与极端低水位均显著降低,10月落水率显著提高,枯期水位指标变化百分比绝对值总体上较大,鄱阳湖枯期水文情势变化较为显著。     

长江流域上游干旱特征分析

为分析长江流域上游干旱特征,利用1961年1月至2012年12月长江上游共69个气象站的气象数据资料,以帕尔默干旱指数(PDSI)为主要指标对长江上游流域的干旱强度、干旱持续时间、干旱频率等干旱特征进行比较分析。结果表明,长江上游区域PDSI的月际变化较大,旱涝期交替出现,同时年代干旱最强值呈现先减弱后增强的趋势,并在2006年达到干旱强度最强值;干旱持续时间较长的干旱事件主要发生在1960、1970年代,平均干旱持续月数为4.2个月;上游干旱频率主要以初始干旱为主,其中年际干旱集中在1960年代末期至1970年代初期和2000年代后期两个阶段,季节干旱主要发生在冬季。研究成果可为长江流域上游的干旱治理提供参考。     

黔西南地区旱涝态势变化规律分析

为探明黔西南地区旱涝态势的变化规律,以黔西南地区望谟县为例,基于标准化降水指数,结合概率统计、趋势拟合、小波分析等方法分析了望谟县1959~2013年的旱涝强度、频率、年代际变化、季节性变化以及周期性变化。结果表明,望谟县发生极端旱涝事件的概率较大,1960s~2010s时间序列内均有水文极端事件发生,尤其是2000年以后,旱涝极端事件的振幅较以往呈现增大趋势,未来几年望谟县可能还会遭受极端干旱事件;旱涝态势年代际变化存在3个主要变化阶段,即1960s~1970s旱涝态势明显转变,1970年以后保持规律的旱涝交替,2000年以后呈现旱涝不平衡的状态,干旱态势占主导;春季和秋季呈现向干旱发展的趋势,夏季和冬季无明显变化;标准化降水指数存在以21~22年为主周期的变化规律。     

江西核电与鄱阳湖生态经济区建设

"十一五"期间国家确立了积极发展核电的战略方针,这也为江西省的核电发展提供了契机。目前江西几个核电厂址的前期工作已陆续展开,且均在环鄱阳湖生态经济区。江西省一次能源相对匮乏,仅占华中地区的3.3%,水能资源理论蕴藏量和煤炭资源储量仅占全国的0.98%和0.137%,只有大力发展核电等清洁能源。核电项目投产可提高电力供应水平,也可对各个产业的产出起到推动作用,从而促进江西整体经济的发展。国务院已将鄱阳湖生态经济区建设提升为国家战略,核电将为该区域乃至全省的低碳经济发展,以及江西在中部地区的绿色崛起提供强有力的能源保障。江西省水系较发达,大小水库近万座,核电取水排水条件优越。省内交通运输条件能满足核电运输要求,可供核电选址的地域较广,人口分布也有利于核电选址。此外,江西是我国重要的铀资源基地,铀资源储量和开采量占全国的1/3和1/2,这对江西发展核电极为有利。建议国家和各级地方政府应着重保护好江西省核电厂址资源。     

巢湖生态调水的水质约束条件

生态调水是巢湖水污染综合治理的一项重要措施,长江又是巢湖生态调水的水源区与排泄区,为确定长江和巢湖生态调水的水质重要约束条件,通过分析江(长江)湖(巢湖)水质数据、总结江湖水质变化规律和趋势、利用统计学中方差分析的方法,定量判断了各水域分月、分季水质差别。结果表明,长江水质总体较好,生态调水的水源不会对巢湖的水源地水质产生负面影响,但应考虑避免在冬季进行调水。     

鄱阳湖生态系统服务功能状况评价模型及应用

为准确评价鄱阳湖生态系统服务功能状况,应用层次分析法和模糊评价法构建生态系统服务功能状况评价模型,对2010~2014年鄱阳湖生态系统服务功能状况进行评价。结果表明,供给服务、调节服务、文化服务和支持服务权重分别为0.121 9、0.263 3、0.056 9、0.557 9;2010~2014年鄱阳湖生态系统服务功能状况综合评价指数分别为0.723、0.732、0.731、0.710、0.682,评价等级均为良,2011~2014年整体呈下降趋势,一定程度上表明鄱阳湖生态系统服务功能正在退化;供给服务、调节服务和支持服务是影响鄱阳湖生态系统服务功能状况的因素,其中调节服务功能状况既是影响鄱阳湖生态系统服务功能状况的最主要因素,又是导致近年来鄱阳湖生态系统服务功能下降的主要原因,主要受湖泊天然调洪能力和水功能区水质达标率影响。研究结果为湖泊生态系统服务功能评价提供技术支撑。     

不同干旱评估方法在滇中地区的适用性研究

不同干旱评估方法对干旱的识别能力不同,研究适合滇中地区的干旱评估方法很有必要。基于滇中地区月降水量、农作物受旱面积、因旱临时饮水困难人口和因旱粮食减产量资料,对比分析了降水量距平百分率(P a)、标准化降水指数(S PI)、Z指数(Z)、农作物受旱率(I)、因旱临时饮水困难人口比率(Y)五种干旱评估方法确定干旱等级的一致率。结果表明,年尺度上,P a、S PI、Z确定的干旱等级平均一致率在74%~82%之间,季尺度上三种方法的平均一致率在40%~57%之间;I、Y的平均一致率为54%。P a、S PI、Z与I、Y确定的干旱等级在年尺度上差异较大,而在季尺度上P a确定的干旱等级与I、Y确定的干旱等级的一致率较高;P a相对其他四种方法更适合用于滇中地区的干旱评估。     

基于相对湿润度指数的贵州省近十年干旱特征分析

为分析贵州省干旱分布特征,基于贵州省均匀分布的30个气象站点2010~2019年的逐日气象数据,以相对湿润度指数为干旱监测指标,利用反距离权重插值分析及相关分析研究贵州省近10年的干旱特征。结果表明,贵州省不同月份的干旱强度和干旱发生范围有所不同,且总体上呈干旱等级越高,干旱范围越小的态势。不同时间尺度的干旱强度和干旱范围在空间上有所差异,月尺度的干旱强度大于年尺度的干旱强度和季尺度的干旱强度,而季尺度的干旱表现为西高东低,年尺度的干旱表现为北高南低的趋势。按照年尺度和季尺度的平均水平来看,贵州省近十年无干旱发生。研究区干旱的发生受气候因子影响较大,且受降雨影响最大。