水的生态服务功能内涵与 评价方法初探

从水的生态服务功能的机理出发,深入剖析了其内涵与水的两层次生态服务结构,并在此基础上构建评价水的生态服务功能的指标体系,介绍了评价流域水的生态服务功能的主要方法;最后提出了维系流域水的生态服务功能主要思路与手段,为水的生态服务功能研究提供了新思路与新方法。     

变化环境下干旱事件演变驱动机制研究进展

随着气候变化异常和人类活动的日益加剧,干旱事件呈现广发、频发、并发的态势,给社会带来重大损失,为有效应对变化环境下的干旱问题,系统梳理了变化环境下干旱事情演变驱动机制研究进展。干旱事情演变驱动机制研究过程大致分为两个阶段,第一阶段为初期发展阶段（20世纪80年代初到21世纪初）,主要研究单一驱动因子,多应用统计分析方法;第二阶段为发展阶段（21世纪初至今）,对干旱事件演变的驱动机制分析逐渐深入,考虑了气候变化和人类活动的共同影响,但大多只是定性分析。目前干旱事件演变驱动机制研究尚处于起步阶段,研究成果尚不够系统深入,未来需提出干旱事件演变的归因识别方法,加强干旱事件演变的驱动机制分析。     

我国水资源管理及其关键问题初探

我国水问题叠加和累积影响日渐严重,而我国现行的水资源管理在管理体系、政策法规、规划与计划、管理制度和关键技术方面并不能综合应对各种水问题。分析了我国水资源特征及其生态环境问题,概述了水资源管理历程和实施最严格的水资源管理制度,并剖析存在问题,深入探讨了变化环境下水资源系统演变机制的系统识别、面向极值过程的水资源配置与调度、基于总量控制与“三条红线”的水生态环境调控、全面推进水务管理和水利工程综合应对气候变化的关键技术等问题。     

怒江源区季节冻土短历时冻融事件评价

为探究怒江源区季节冻土的冻融特性,选取源区 4 个典型试验场 5?cm 表层土壤中发生的短历时冻融事件作 为研究对象,明确事件内涵、提出事件具体判别方法并对事件发生的特性进行评价。评价内容由起止时间、总历 时、总次数、循环频率、强度共 5 项组成。其中在强度评价,采用 Copula 函数法联合温差、湿差、历时 3 个单一指 数构建更全面高效的综合指数,并针对冻结和冻融两个不同的过程分别进行评价。研究表明：怒江源区不同地理 位置的短历时冻融事件特性具有差异,中海拔区（4?500～5?000?m.a.s.l.）的事件比低海拔区（<4?500?m.a.s.l.）和高海 拔区（>5?000?m.a.s.l.）的事件呈现出总历时更长、总次数更多、循环频率更高、累加强度更大的特征规律;高频或 高强的事件能够极大影响甚至破环土壤环境,对此更应注重怒江源区北部区域的冻融监测和防护;冻结和冻融是 两个强度效应不同的过程,分别评价可避免强度被削弱的问题。研究成果有利于明晰高原寒区季节冻土冻结及 融化的特性,进而体现短历时冻融事件的影响,为源区水土保持、冻胀与融塌危害防控提供支撑。     

卧龙湖水量平衡分析

强人类活动影响下缺资料平原区内陆湖泊的水量平衡研究一直是个难题。以平原区内陆湖泊卧龙湖为研究区,构建了分布式水文模型并分析水量平衡关系。模型模拟结果纳什系数大于0.75,径流相对误差均小于3%,模拟效果良好。通过对丰、平、枯、特枯等典型年的水量平衡进行分析,结果表明:在天然情况下,卧龙湖丰水年、平水年、枯水年以及特枯水年湖泊蓄变量分别为20 441.97万m3、7 911.09万m3、1 654.98万m3、687.05万m3。考虑上游截留后,丰水年湖泊蓄变量为15 424.78万m3,平水年湖泊蓄变量为1 943.47万m3,枯水年和特枯年东西马莲河出现断流情况,导致湖泊在枯水年、特枯年极度缺水。     

怒江源区小唐古拉山冻融过程水源解析

高寒地区径流的补给水源有冰雪融水、降水、地下水、土壤冻融水等类型,为了识别不同时期水源类型对水循环过程的影响,根据小唐古拉山一年野外气象观测资料与采集水样检测的同位素结果,运用统计学方法,分析研究了土壤温、湿度的变化特征以及相互之间的关系,并揭示高寒流域不同冻融过程中的水分来源。结果表明: ( 1) 土壤温度呈近似正弦曲线的周期性变化特征,与气温和相对湿度均呈极显著正相关,土壤湿度与土壤温度和气温均呈显著的正相关关系; ( 2) 依据活动层的土壤温度和土壤湿度的变化,将该区域的冻融过程划分为完全冻结期、融化过程期、完全融化期和冻结过程期; ( 3) 完全冻结期河流的水分来源主要是地下水( 山泉水) ; 融化过程期河流的水分来源主要是地下水( 山泉水) 和冰雪融水; 完全融化期河流的水分来源主要是地下水( 山泉水) 、大气降水、冰雪融水和土壤冻融水; 冻结过程期河流的水分来源主要是地下水( 山泉水) 。本研究成果可为高寒流域径流演变机理识别及适应气候变化提供支撑。     

怒江上游流域降雪识别及其演变趋势和原因分析

降水的相态变化直接影响地表能量和水循环过程,有效的识别降水中的降雪量,并量化气候变化对降雪变化趋势的影响,对于提高融雪径流模拟、支撑变化环境下高寒地区水资源管理具有重要意义。本文根据怒江上游流域1979年以前6个气象站点的降雪比例和日平均气温的统计关系,采用指数方程形式的双温度阈值方法对1979年以前有记录的降雪量进行了识别和验证。在此基础上,对1980—2016年各气象站点降雪量进行估计和趋势分析,并量化识别了气温和降水变化对其降雪量变化的影响。结果表明:(1)降雪识别指数方程能够在年和月尺度上较好估计各气象站点降雪量,其相关系数均在0.86以上,相对误差均在5%以内。(2)1979年以后,各气象站点气温均呈显著增加趋势,整体上年降水量和年降雪量分别呈增加和减少趋势,但趋势并不显著。(3)气象站点气温升高具有减少降雪量的作用,且作用强度均从流域东南向西北逐渐增强。气候变化背景下,低温条件下降水概率增加对流域降雪量的增加具有显著促进作用,但1979年以后气温的显著增加对降雪量的影响占据主导作用,使得流域降雪量整体呈减少趋势。     

气候变化背景下乌梁素海流域水循环系统的演变特征

为了研究气候变化背景下乌梁素海流域水循环系统的演变特征,利用乌梁素海流域内及其周边13个气象站点的气象资料,从1961-2011年51年数据分析其气温、降水、蒸发的变化趋势,发现气温呈现显著上升,降水量和蒸发量年际波动较大,未显示出明显的变化趋势;同时分析了湖泊进出水量、水位变化和土地利用情况,尤其在近10年来,耕地迅速增加,草地林地减少,湖泊水位降低和面积减少,水资源矛盾加剧。气候变化和人类活动对乌梁素海流域水循环系统演变有着重大影响。     

条件植被指数在海河流域干旱评价中的应用

鉴于海河流域干旱问题突出,根据2001~2013年MODIS的NNDVI数据构建了条件植被指标(VVCI)对海河流域进行月尺度干旱评价,并采用标准化降水指数(SSPI)和河北省农业干旱受灾面积(AADAA)资料与其对比验证,在此基础上,进一步分析了海河流域近13年干旱特征。结果表明,VVCI指标较传统的SSPI指标在海河流域具有更好的适用性;海河流域整体干旱呈减缓趋势,而平原区白洋淀平原和子牙河平原的干旱均呈加剧趋势;3~6月和10~12月是海河流域干旱易发期,表明海河流域冬小麦受干旱影响的风险较大,尤其是春旱问题突出。     

近55年以来漳卫河流域干旱演变特征分析

以漳卫河流域11个气象基准站1957-2011年降水日值资料为基础,基于标准化降水指数选取干旱发生频次、干旱影响范围、干旱强度与历时、干旱重心等指标,分析了流域降水突变前后气象干旱演变特征。结果表明：流域降水在1976年发生突变,降水突变前后,年尺度干旱发生频次和影响范围显著增加,分别由20%、23.2%增加到40%、34.1%;在季尺度上,春旱发生频次和影响范围均有较大程度减少,夏旱和秋旱的发生频次和影响范围有所增大,冬旱的发生频次和影响范围分别有小幅度的增大和减少;年尺度和季尺度干旱的平均干旱历时和强度增加显著,而月尺度干旱的干旱历时和强度略有下降;流域干旱重心在降水突变前后未发生明显的变化。