基于RS和GIS的湘江长沙段水域风险评估方法研究

利用2016年9景Landsat影像以及相应时期的实测水质参数数据对湘江长沙段进行水质参数的遥感反演,并引入灾害风险中的危险性及易损性相关概念,通过Arc GIS软件的空间分析功能对湘江长沙段水域风险进行了分析。结果表明:高风险区主要分布于湘江的两岸,并且位于风险源较密集的区域;较高风险区主要位于湘江的两侧以及饮用水源区桥梁所处的位置;中等风险区主要分布于饮用水源区;较低风险区和低风险区主要位于过渡区以及景观娱乐用水区。在传统的水域风险评估中引入遥感技术使得评估方法更为多样且影响因子考虑的更为全面。研究结果对于河流水利管理部门进行水域风险评估、相关水域风险预警与整治方案的制定具有一定的参考价值。     

求解非均质多孔介质中随机水流问题的多尺度有限元降基方法

为高效求解地下非均质多孔介质中的随机水流问题,通过构造一组独立于随机参数取样的多尺度有限元降基函数和生成一个降阶多尺度模型,发展了一种多尺度有限元降基方法(RMsBM)。并应用矩阵离散的经验插值方法(MDEIM)仿射分解非仿射的随机参数问题的离散系统以加速降阶模型的在线计算。为评估所提出方法的性能与效率,对随机非均质多孔介质中的饱和水流问题执行了若干数值试验。数值结果表明:所提出的RMsBM通过选择合适的粗网格和最优数目的局部多尺度降基函数,可在维持良好计算精度的同时,显著提高在线计算效率。     

水利工程群对洞庭湖城陵矶特征水位的综合影响

基于1956-2020年洞庭湖城陵矶水文站的实测水文数据,运用Mann-Kendall检验法分析水利工程群影响下洞庭湖湖口城陵矶特征水位的时序演变特征。结果表明：城陵矶年特征水位呈显著上升趋势(P<0.05)。与时段1相比,时段2、3、4的年均水位分别抬升了0.68、1.04、1.61 m,年最高水位分别抬升了0.35、1.14、1.78 m,时段5的年均水位、年最高水位分别下降至24.97、30.50 m,年最低水位逐期抬升(18.09、18.84、19.32、20.26、20.87 m);城陵矶水位存在“涨-丰-退-枯”4个水文期,涨水期最高水位抬升了2 m以上,丰水期平均水位和最高水位在前4个时段抬升后,于第5时段分别回落至28.69、30.42 m,退水期平均水位和最高水位呈波动变化,最低水位在后4个时段逐期下降,枯水期平均水位和最低水位逐期抬升,时段5的特征水位抬升了2 m以上;水利工程群对城陵矶特征水位的影响在各典型年表现出不同的特征,三峡水库蓄水后,城陵矶特征水位在丰水年丰、枯水期下降,在平水年丰水期抬升、枯水期下降,而在枯水年丰水期下降、枯水期抬升。     

长江流域极端降水与当地平均气温的响应关系分析

研究极端降水的非平稳性及对气温的响应有助于应对相关灾害事件带来的消极影响。基于长江流域1961-2020年降水和气温格点数据,建立广义极值模型以确定当日（T₀）和前1~9 d（T_1-9）当地平均气温是否会引起极端降水的非平稳性,然后通过等样本箱元法、分段线性回归法和指数回归法探讨极端降水对T₀和T_1-9的响应。结果表明：长江流域99.7%格点的极端降水是非平稳的,T₀和T_1-9共驱动74.4%格点的极端降水向非平稳演变,且T_1-9对极端降水的影响更大。流域极端降水随T₀升高主要呈低温时增加而高温时减少的峰值型结构,且峰值点气温以青藏高原东缘为界西低而东高并分别集中于9 ℃和24 ℃左右;同时,极端降水随T₀的变化率介于(-12.3%~53.6%)/℃之间,并以四川盆地为中心向四周呈超CC（Clausius-Clapeyron）、类CC和次CC变率的分布格局。极端降水随T_1-9上升在流域西部主要呈增加趋势而在中东部主要为峰值型结构,且峰值点在降水强度最大时出现在25 ℃附近;此外,极端降水随T_1-9的变化率由西至东从超CC变率过渡到类CC和次CC变率,并处于(-3.7%~33.8%)/℃之间且集中于4%/℃和10%/℃附近。随着降水极端性的增强,极端降水对气温变化的敏感性降低从而使其变化率的范围缩小;此外,超CC变率可能与对流降水和潜热释放等相联系,而峰值型结构或许与降水的冷却作用以及反气旋活动等有关。     

长沙市水体冷岛效应的季节变化及其影响因素北大核心CSCD

针对城市热岛现象十分严重的问题,通过研究水体的冷岛效应,旨在探索有效缓解城市高温的解决方案。选取长沙市50个水体,利用代表春、夏、秋、冬四季的4幅Landsat 8遥感数据,探讨了长沙市水体冷岛效应的季节性变化规律及其显著影响因子。结果表明:长沙市的水体冷岛强度随季节变化显著,在夏季最大,春季、秋季次之,冬季最小;水体面积(除冬季外)和水体周围环境中的土地利用类型是影响水体冷岛强度的主要因素,但对海拔高度相差不大的长沙市而言,水体海拔高度及其形状指数在任何季节都不是影响水体冷岛强度的主要因素;水体冷岛强度对于水体面积存在显著的阈值效应,其春、夏、秋三季的水体面积阈值分别为9.79、3.67和4.89 hm^(2)。