阿姆河流域耕地变化及水土匹配特征分析

基于中亚阿姆河流域4个分区1990—2015年间土地利用变化和水资源等数据,运用耕地变化速率、洛伦兹曲线和基尼系数法以及水土资源匹配系数对阿姆河流域耕地变化和水土匹配状况进行了综合分析。结果表明:1990—2015年阿姆河流域耕地以146.74 km²/a的速度在扩张,且各时期、各分区扩张的速度不同;在不考虑咸海来水不断减少、生态持续恶化的前提下,绿洲区匹配状况属比较公平和相对合理状况;阿姆河流域水土资源空间分布存在明显的错位现象;全流域生态用水被农业用水严重挤占,阿姆河流域灌溉面积、灌溉用水量成为影响咸海水量及面积变化的重要因素,是一种不可持续的用水方式。     

博斯腾湖流域水资源管理决策支持系统设计与实现

为了提高博斯腾湖流域水资源管理水平,设计开发了针对该流域的水资源管理决策支持系统。系统基于Microsoft.NET平台,采用Visual Studio、SQL Server、ArcGIS工具集开发,在流域“地-云-空”一体化监测体系和系统架构的基础上,构建了地图要素管理、基本水文信息、流域生态流量等主要模块,实现了流域空间可视化查询、实时流量动态模拟、流域生态基流计算以及水资源管理配置等功能。结合博斯腾湖流域1956—2019年水文资料及目前数据获取情况,系统可为不同发展模式下水资源管理提供多方面参考信息和技术支撑,能有效提高水资源管理部门决策效率。     

基于雪岭云杉树轮的阿克苏河干流冬季径流重建

基于阿克苏河上游高山区采集的雪岭云杉树轮样芯构建了雪岭云杉树轮宽度年表,结合阿克苏河干流径流数据解析了雪岭云杉长期生长与阿克苏河干流径流关系,并重建了阿克苏河干流1813—2015年冬季径流序列。结果表明:利用雪岭云杉树轮宽度年表重建的阿克苏河干流1813—2015年冬季径流序列模拟值与实测值吻合度较高,重建径流序列稳定可靠;1813—2015年阿克苏河干流冬季多年平均流量为82.19 m~3/s,共出现5次持续丰水期和3次持续枯水期,最长的枯水段持续17年(1943—1959年);阿克苏河干流冬季径流变化存在51 a、29 a、16 a周期,第一主周期为51 a。     

基于1960-2018年实测径流与水文学方法的开都河生态流量分析

为科学地确定河流生态流量,保障流域水安全与生态环境健康,基于开都河大山口水文站1960-2018年的实测径流数据,采用Tennant法、典型水文频率年法、最枯月平均流量法和Q_p法等4种水文学方法计算了河流的生态流量,通过对比分析确定基于Tennant法的计算结果最为适宜。计算结果表明：开都河大山口水文站10-翌年3月的平均生态流量应不小于15.60 m³/s,对应最小生态环境需水量为 2.47×10⁸ m³;4-9月的平均生态流量应不小于46.15 m³/s,对应最小生态环境需水量为7.30×10⁸ 　m³,全年生态流量平均不小于30.88 m³/s,对应最小生态环境需水量为9.77×10⁸ 　m³。该生态流量目标可满足开都河大山口至博斯腾湖河段的河道径流损失,保证河流基本生态功能与水生态安全。计算分析结果可为开都河河流生态流量管理提供支撑。     

基于LightGBM和多光谱—SAR多特征综合的中亚干旱区城市不透水面提取

不透水面是评价城市化水平和城市生态环境的重要指标,是近年来城市遥感研究中的热点方向之一。与湿润、半湿润区相比,干旱区城市植被覆盖度较低,不透水面与裸土、荒漠之间相似的光谱特征导致传统基于光学影像的亚像元分解法与光谱指数法在干旱区不透水面提取的适用性降低。针对该问题,提出一种多光谱与合成孔径雷达（SAR）影像多特征综合的方法以增大不透水面与其他地物覆盖类型之间的特征差异,从而提取干旱区城市不透水面。以阿斯塔纳、塔什干和杜尚别3个中亚城市为研究区,哨兵2号和哨兵1号影像为数据源,通过LightGBM算法对多光谱和SAR图像的空间特征、SAR的极化特征进行分类并提取不透水面。研究对比了不同特征组合以及不同分类方法的不透水面提取结果,实验结果表明：多光谱与SAR影像多特征综合的方法能有效提高干旱区不透水面提取精度,明显改善干旱区其他土地覆盖类型错分为不透水面的问题;LightGBM算法与XGBoost、HistGBT等基于梯度提升决策树的算法和随机森林等方法相比能获取更高的精度,更适用于干旱区不透水面提取。这表明基于LightGBM以及多光谱和SAR多特征联合的方法能够有效提取中亚干旱区城市不...     

基于GeoSOS-FLUS模型的乌鲁木齐主城区扩张情景模拟分析

乌鲁木齐市作为新疆首府、“一带一路”中的中亚区域经济中心,其土地资源的合理利用、城市形态的健康发展则显得尤为重要。本研究首先基于乌鲁木齐主城区1990～2018年遥感影像解译出的土地利用分类对其土地利用时空演变情况加以分析,1990～2018年乌鲁木齐主城区急剧扩张,2010年以来交通网络铺设完善,主城区快速扩张,周遭耕地、林地、草地等萎缩95.12 km²、6.49 km²、52.37 km²,重心呈现出向东与向北扩张趋势,主城区农用与绿化面积萎缩,无法兼顾经济与生态效益协调可持续发展。接着,遴选自然与社会经济等影响主城区扩张的驱动因素,结合乌鲁木齐主城区扩张历史特点设计第一产业优先、第二三产业优先、生态优先情景,利用Geo SOS-FLUS模型对不同情景下的主城区扩张情景进行模拟预测,研究发现第二三产业优先情景下建设用地明显增加1 142.94 km²;生态优先情景下生态效益高的林地、草地、水域面积显著增加281.59、651.38、7.29 km²;第一产业优先情景下,建...     

塔里木河流域中游绿洲地下水资源评价——以沙雅县为例

地下水资源是我国西部地区水资源的主要组成部分,对地下水资源全面科学的调查和评价,是解决水资源问题的基础性工作。本文尝试采用水均衡方法的同时进行数值模拟的方法对塔里木河流域中游绿洲沙雅县地下水水资源进行评价。结果表明:通过地下水资源均衡计算,绿洲地下水处于正均衡状态,通过数值模拟法计算,绿洲地下水处于负均衡状态。水均衡方法对较大区域地下水资源评价方便易行,但是局部地区精细化计算能力不足,由于多数补给项采用补给系数法计算,结果误差偏大;数值模拟方法对各种尺度研究区均可以进行模拟计算,但是对已有基础资料要求较高,模拟过程充分考虑实际水文地质条件及地下水位动态拟合精度,各源汇项计算精度优于水均衡评价方法结果。两种方法结合应用可更好地用于地下水资源评价。对沙雅县的地下水资源进行评价和分析,目的是科学合理开发利用地下水,保持水土平衡,促进沙雅县经济可持续发展。     

二塘沟流域地下水化学组分来源及空间分布特征

地下水是二塘沟流域居民生活饮用、农业灌溉的主要水源,对地下水的水化学特征的研究有助于了解地下水水化学环境与可再生能力,以便科学有效地管理和利用地下水资源,保护和改善地下水水质。采用数学统计方法、三线图解法以及Gibbs图分析了二塘沟流域地下水水化学组分的空间分布规律。结果表明:地表水水化学类型是HCO_3~-—Ca~(2+),北盆地浅层地下水由地表水补给,经过硫酸盐矿物溶滤,水化学类型为HCO_3~-+SO42-—Na++Ca~(2+),再经过南盆地平原绿洲区含氯化物矿物溶解及蒸发浓缩作用水化学类型为SO42-+Cl-—Na++Ca~(2+),最终排向艾丁湖附近形成Cl-—Na+型水。北盆地地表水水质较好,而地下水有变差趋势,即在火焰山北部山前有明显上升;南盆地地下水在山前及灌区四周水质较差。     

新疆伊犁河谷降雨侵蚀力时空变化分析

降雨侵蚀力反映了降雨对土壤的潜在侵蚀能力,研究其时空变化对伊犁河谷水土保持规划提供重要依据。以2000—2015年10个气象站点的逐日降雨数据为基础数据,运用降雨侵蚀力模型,通过普通Kriging空间插值和气候倾向率等方法,分析了伊犁河谷降雨侵蚀力时空变化特征。结果表明:(1)降雨侵蚀力呈西部偏小,东部偏高,平原偏小,山地偏高的空间格局;(2)降雨侵蚀力集中度高,春夏季降雨侵蚀力高,秋冬季降雨侵蚀力小;(3)低山区、中山区降雨侵蚀力春、夏两季呈减小,冬季呈增加趋势,秋季低山区降雨侵蚀力呈增加趋势,中山区降雨侵蚀力呈减小趋势;(4)年降雨侵蚀力低山区呈增加趋势,中山区呈减少趋势。     

标准化径流指数在阿克苏河水文干旱特征识别中的应用

阿克苏河位于丝绸之路经济带重要通道,是典型的中亚跨境河流,阿克苏丰富的水资源成为沿岸各国争夺的焦点。针对阿克苏河未来水资源评估和管理的迫切需要,以阿克苏河干流月径流为数据基础,结合径流距平百分比,采用标准化径流指数(Standardized Runoff Index,SRI)辨识阿克苏河水文干旱事件,并验证了水文干旱识别的合理性。结果表明:SRI丰枯等级划分临界值在阿克苏河能够有效地识别水文干旱事件及其干旱等级,SRI趋势分析发现未来阿克苏河春、夏季洪水和冬旱现象的可能性在逐渐增大,水资源季节差异将越来越明显,这将是未来水资源合理利用和管理的一个新挑战。