流域一、二级水生态分区技术及在辽河流域的应用

基于驱动力-压力-状态-影响-响应指标分析框架,提出水生态一、二级分区所适用的指标类别,在环境要素与水生态系统因子相关性分析和环境要素空间变异尺度分析基础上,建立了流域水生态一、二级分区指标体系。采用"自上而下"和"自下而上"相结合的分区方法,在辽河流域进行了水生态一、二级分区应用研究,将辽河流域划分为4个水生态一级分区和8个二级分区,并对各个水生态分区的特征进行了总结。辽河流域分区应用表明,水生态分区过程中仍然存在较大的主观因素,尤其是水生态二级分区边界的确定。     

考虑禁锢空气影响的层状土壤Green-Ampt入渗模型及试验验证

为考虑土壤孔隙中禁锢空气对入渗水流的阻滞作用,引入饱和度系数Sa（Sa小于1）来量化湿润区的饱和程度,建立了改进的层状土壤Green-Ampt入渗模型（MGAM）,并提出了由土壤物理特性参数估算Sa的计算公式。为检验MGAM的适用性,分别在室内长土柱和田间进行层状土壤的积水入渗试验,并采用MGAM、传统的Green-A...     

黑河下游河道渗漏面积的估算及其精度初步研究

黑河流域是我国西北干旱区内陆河的一个典型流域,其下游生态环境用水主要来源于地下水,地下水的补给主要通过河流的渗漏过程,因此河道渗漏补给是下游生态用水的主要来源。定量确定河道渗漏水量之前,首先需要确定河道渗漏面积。由于野外条件的限制,河道过水过程中黑河下游狼心山至东居延海区间河道的渗漏面积实地测量非常困难。根据水文流量资料选取2001年、2002年、2004年、2009年四年中全断面过水ETM遥感影像数据,在此基础上,运用遥感与GIS技术研究了对应时间黑河下游河道渗漏面积。选取具有不同特征的五段河道,运用AutoCAD软件对遥感提取结果进行误差分析,得到平均相对误差为4.29%,证明直接利用监督分类方法提取得到的结果具有较高的精度。在此基础上,建立渗漏面积与河长之间的关系。为该区域的水文过程及河道周围生态环境等的研究提供了数据和研究基础。     

黑河中游典型灌区地下水位的动态变化

基于黑河沿岸地下水位观测井近20年实测观测资料,运用Mann-Kendall方法进行年地下水埋深序列的趋势分析,并选取代表观测井分析不同区域在不同时期内的年际与年内变化。结果表明:研究区地下水位埋深整体为增大趋势,区域地下水位下降趋势明显。年内的季节分配表明,从20世纪80年代至今,地下水位变化由水文-灌溉型逐步向开采型转变,其中平川区开采作用最为明显,集中表现在2000年之后,分水是导致这一时期地下水位下降的主要因素。     

近 50 年潮河流域降雨-径流关系演变及驱动力分析

潮河流域是北京市城市供水的重要水源地。受环境变化影响,潮河流域降雨-径流关系发生了显著性变化,严重影响到北京城市供水安全。利用水文气象长系列数据(1961-2014年)分析了潮河流域降雨-径流关系的变化,采用经验统计分析法定量分析气候变化和人类活动对其径流变化的影响,研究发现:近50年来在降雨波动且微弱下降趋势下,其径流呈现出较大幅度变化且具有显著下降趋势,尤其是2000年以后;潮河流域降雨-径流关系发生突变的年份为1979年、1998年。1979年以后径流系数显著减少,其中1979-1998年人类活动对径流减少占主导地位,其影响贡献率为-109.75%,气候变化对径流影响为正效应,影响贡献率为9.75%;1999-2014年人类活动对径流减少影响贡献率为-88.97%,气候变化影响贡献率为-11.03%。     

淮河流域水生态服务功能类型研究

明确区域水生态特征与水生态服务功能类型是水生态保护工作的基础和前提。在分析淮河流域水生态问题的基础上,结合流域内生态服务功能空间分异规律,参考现有生态服务功能的概念、内涵、分类等研究,提出淮河流域二级水生态服务功能体系。针对3类一级水生态服务功能和7种二级功能,分别给出其具体释义与简要特征描述。对淮河流域水生态特征的辨识与水生态服务功能的划分,可为流域生态建设与水资源保护奠定理论基础。     

乌兹别克斯坦水资源变化及其对供给压力的影响

梳理文献资料,结合农业、遥感和气象水文产品数据,分析乌兹别克斯坦水资源变化及水资源供给压力。分析表明:自1980年以来,乌兹别克斯坦年平均取水量由59亿m~3增至102亿m~3,灌溉农业消耗了90%以上的水资源;尽管1992年以来耕地面积总体呈下降态势(200km~2/a),且高耗水作物种植比重下降(-3.24%),但受气候变暖的影响(0.31℃/(10a)),单位面积作物需水量持续增加(3.27mm/a),导致总的需水量仍呈增加态势(2.75亿m~3/a);与此同时,上游来水量减少以及上游国家用水的增加,将进一步加剧区域水资源短缺及供给压力。为应对水资源问题,乌兹别克斯坦需加强水管理,改进灌溉技术,提高用水效率,同时,需寻求完善跨境河流水资源分配与管理的途径。该研究有助于增进对乌兹别克斯坦水资源问题的认识,并为应对该问题提供科学依据,以及为"一带一路"合作发展提供支撑。     

汉江上游金水河流域水电工程对流域水环境的影响

通过监测和实地调查,分析了汉江上游金水河流域水电工程对流域水环境的影响。结果表明：①电导率（EC）、总溶解性固体（TDS）、五日生化需氧量（BOD5）、重碳酸盐（HCO-3）、硫酸盐（SO42-）、总硬度（T-Hard）、溶解性金属元素Si、正磷酸盐（PO43--P）、总溶解性磷（TDP）的监测值季节性变化不显著;②化学需氧量（CODMn）、溶解性重金属元素Cr和As、营养物质PO43--P和TDP的含量在不同采样时期均不同程度的超标;③作为控制河流水化学特征的重要因素,水温（Temp）、pH值与溶解氧（DO）分别与水环境中EC、TDS、CODMn、HCO-3、氯化物（Cl-）、硝酸盐（NO-3）、氟化物（F-）、As、Cr、Si、氨氮（NH＋4-N）、硝酸盐氮（NO-3-N）和PO43--P的监测值呈显著的线性相关。已建成的水电工程在一定程度上破坏了流域的连续性,减少了水体纳污能力,降低了河流水质。因此,在研究的基础上,提出解决水电开发与环境保护之间矛盾的合理建议,为汉江上游的流域生态系统管理提供依据。     

黄河多沙粗沙区高含沙水流发生频率的空间分异及其与侵蚀产沙的关系

通过对黄土高原多沙粗沙区高含沙水流发生频率的空间分异的分析,表明自北而南,高含沙水流发生频率呈现先减小后增大的趋势,这种变化趋势同时受到降雨集中度、泥沙来源以及站点控制面积等因素的影响.在研究区域内,高含沙水流发生的频率随降雨集中度的增大而减小;随流域内风沙区所占面积的增大而减小,随流域内黄土区所占面积的增大而增大;在下垫面一致的黄土区,高含沙水流的发生频率随站点面积的增大先增大后减小.以佳芦河为界,比较分析了佳芦河以北和以南(包括佳芦河)两区域产沙模数与高含沙水流发生频率的关系.结果表明这两个区域产沙模数都随高含沙水流发生频率的增大而增大,但发生相同频率的高含沙水流时,北部区域对应的产沙模数要明显高于南部区域.这种差异同时受到区域泥沙来源及流量差异的影响.     

长江上游输沙量阶段性变化和原因分析

通过对长江上游干流和主要支流年输沙量变化特征、降雨条件、20世纪90年代土地利用和水库拦沙变化过程的对比分析研究,揭示出三峡水库蓄水运用前长江上游年输沙量存在1~2个突变点,具有显著的阶段性变化现象。其中嘉陵江流域年输沙量在1985年以后和1994年以后显著减少,水库拦沙是主要原因;岷江流域年输沙量在1967年以后和1994年以后显著减少,降雨变化比水库拦沙的贡献大;乌江和整个上游年输沙量在1985年以后和1992年以后显著减少,也主要与水库拦沙有关。20世纪最后十年间的土地利用变化对上游侵蚀输沙影响不显著。