喀斯特山区蒸散发的时空变异特征分析——以贵州省为例

掌握喀斯特山区蒸散发的时空变异特征,为水资源的合理规划和优化配置提供科学依据。利用MODIS16遥感数据,在数据精度验证的基础上,运用GIS统计法、变异系数法和线性趋势法,探讨2000—2014年贵州省蒸散发的空间格局、年际和年内变化规律及不同土地覆被类型下的蒸散发特征。结果表明:(1)2000—2014年,贵州省实际蒸散发(ET)多年平均值为850.36 mm,呈西低东高,南高北低态势;潜在蒸散发(PET)多年平均值为1 473.58 mm,呈东北向西南递增态势。不同土地覆被类型下ET最大的是林地,而林地的PET最小。(2)PET年际变化率为3.88 mm/a,呈弱增加趋势;ET年际变化率为0.39 mm/a,基本保持稳定,表明贵州省水资源呈减少趋势,具有干旱化倾向。ET空间上呈东、西部减少、中部增加趋势,PET呈东、南和西三面减少、北部增加趋势。(3)ET和PET均呈单峰型。ET在7月最大,PET在6月最大,二者均在12月最小。二者在3—6月差距最大,为贵州省春旱和夏旱时期。不同土地覆被类型下ET和PET均呈单峰型,植被生长季节ET差距大,林地增长速度最快,植被成熟期PET差距最大。(4)ET和PET具有较强的季节性。ET季节性空间差异非常显著,在于林地的植被蒸腾作用对全年ET贡献较大。     

水资源与经济社会系统耦合协调时空分异研究——以贵州省为例

以贵州省9个地州市为研究对象,构建了水资源系统和经济社会系统耦合评价指标体系,以典型年进行综合评价,评价结论如下:1 2000年贵州省水资源系统的空间差异较明显,水资源系统开发利用水平较低。2004,2008年和2012年地区差异在波动中逐渐缩小;贵州省经济社会发展的空间差异较大,形成了空间单极化的经济发展格局。2 2000~2012年贵州省水资源系统与经济社会系统处于颉颃阶段,处于低度协调的耦合阶段,总体变化比较平稳,耦合度普遍高于协调度。3 4个典型年份9个地州市中,耦合度和协调度普遍处于较低水平耦合阶段、颉颃阶段和低度协调、中度协调阶段。2008年和2012年经济社会发展水平相对较高地区协调度超过耦合度,呈现经济社会发展水平高地区协调度转好,落后地区协调性变差的两极分化现象。4从变异系数来看,典型年份贵州省水资源系统和经济社会系统间的耦合度空间分异程度较低,协调度空间分异较大。     

森林对流域蒸发和径流影响的动态模拟

为了揭示森林植被对流域蒸发和径流的影响,用耦合模型SSiB4T/TRIFFID对长江两条支流蒸发和径流对植被覆盖动态变化的响应过程进行了模拟,分析了森林植被影响蒸发和径流的机制。在植被动态演替过程中,上游的梭磨河流域森林主要通过改变土壤蒸发和冠层截留蒸发影响蒸发和径流,其水文效应与冠层截留能力和土壤蒸发能力有关;下游的青弋江流域森林主要通过自身较强的蒸腾作用明显增加蒸发和减小径流。     

喀斯特山区城市边缘区生态风险时空演变研究——以贵州省贵阳“两湖一库”地区为例

为揭示土地利用变化对喀斯特山区城市边缘区生态风险影响,选择贵阳"两湖一库"地区18个乡镇作为研究区域,利用1973年MSS影像、1993年TM影像、2001年ETM影像和2010年的ALOS影像获取"两湖一库"土地利用信息,从风险源的危险性、风险受体的抵抗力稳定性上构建土地利用生态风险评价模型,以乡镇行政区划为基本单元,量化评估"两湖一库"地区生态风险时空变化特征。研究表明:"两湖一库"地区40 a来生态风险指数整体先增加后减小,1973~1993,1993~2001年两个年段分别增加279.06%,21.90%;2001~2010年段减少115.52%。生态风险单项指标除土地利用破碎化程度不断增加外,其余指标都在恶化后有所好转。"两湖一库"地区生态风险状况空间差异显著,生态修复以及城市扩张的双向影响导致生态风险变化在空间上分异,具体表现为建成区所在南明区、云岩区以及湖区所在红枫湖镇、夏云镇、高峰镇生态风险值增加后基本维持不变,而建成区周围的久安镇、石板镇、金竹镇等乡镇生态风险值逐渐降低。     

山区小流域典型洪水淹没图制作——以江西省黎川县大源水为例

山区小流域是山洪易发区,由于山区人口、农田普遍沿河沟两岸分布,更易形成山洪灾害。绘制山区小流域典型洪水淹没图有助于决策者和群众明确不同地理位置洪水风险的大小和分布。利用GIS工具,以数字高程模型(DEM)和由洪水位数据生成的数字水面模型为基础,绘制了典型洪水淹没范围图和水深分布图。以江西省黎川县大源水为例,绘制了大源水1998年大水淹没范围图,该图可为该流域的土地利用规划、工程措施布局提供重要参考,为提高群众风险意识提供直观依据。     

西南山区水资源与社会经济协调发展及其影响因素——以遵义市为例

水资源与社会经济的协调发展对促进生态环境保护和地区综合高质量发展具有重要意义.以典型西南山区城市——遵义市为研究对象,构建2个系统协调发展的综合指标体系;采用熵权法、耦合协调模型,对2009～2019年遵义市水资源-社会经济协调发展状态及其交互作用机理进行分析,并结合灰色关联系数探究2个系统协调发展的影响机制.研究...     

贵州西部山区泥石流流域土壤侵蚀量分析——以贵州省威宁县二塘河流域为例

泥石流流域的土壤侵蚀量对于泥石流灾害的发育起着控制性作用。以贵州西部山区为典型实例,结合野外实地调查,分析了研究区泥石流的形成条件以及提供泥石流物源的土壤侵蚀特性。在此基础上利用GIS平台的空间分析技术,采用通用土壤流失方程(RUSLE),定量计算了此类土壤侵蚀参数,并编制了研究区土壤侵蚀量的空间分布图。研究结果表明,研究区属于强烈侵蚀区域,剧烈侵蚀多发生在35°以上的耕地。利用该模型进行的土壤侵蚀量分析结果可以为该类地区土壤侵蚀和泥石流灾害的防治提供一定参考依据。     

大型浅水湖泊高时空分辨率风场特征数值模拟研究：以巢湖为例

【目的】大型浅水湖泊的风场是影响湖泊流场、水体富营养化和藻华运移聚集规律的关键因素之一,仅依托气象站点的观测数据难以有效捕捉湖面风场在空间和时间上的快速变化。为精细刻画湖泊高频变化风场,辨识其时空变化特征,【方法】以巢湖为研究对象,综合利用气象观测数据、全球再分析数据集和地理静态数据,通过中尺度天气预报模式和地理空间分析技术,模拟分析巢湖地区2019年高时空分辨率的风场变化过程。【结果】结果显示：巢湖区域风速由东向西、由南向北、由湖面向陆面逐渐减弱;湖面主导风向为东风和偏东风,主导风速为二级至四级,湖面平均风速在11月最大,12月次之,5月最小,不同季节湖面平均风速由大到小依次为冬季、秋季、夏季和春季。【结论】结果表明：巢湖在白天(夜晚)出现冷(暖)湖效应,其风场在早上6时和夜晚23时出现陆风和湖风转换;西半湖受湖陆风和城市热岛影响显著,在夏季会出现明显的环湖湖风锋,其湖风锋穿透内陆距离约4.7～9 km;东半湖受山谷风影响显著,在东南部山脉以东湖区易形成低风速区,在湖口附近受狭管效应易形成高风速区。通过研究成果可进一步认知巢湖区域风场特征,为巢湖水生态环境治理提供技术支撑。     

高原山区水系结构及连通性初探——以滇池流域为例

基于2000年1∶10 000地形图中水系数据,借助GIS平台,采用Strahler水系分级,选取水系形态、水系密度、水系复杂度及水系连通度等结构指标,探讨了所属高原山区的滇池流域水系空间维度上的特征及其与沿海平原河网的差异性,并分析与评价了流域内水利工程对区域的水系结构及功能的影响,提出了基于连通性内涵的评价指标F,同时在流域内进行了应用。结果表明滇池流域内水系结构基本满足Horton定律,水系形态在空间维度上的差异性不显著;相比沿海地区,滇池流域的水系密度较低,水系整体发育程度不高;蓄水工程增大了流域水面率,提高了流域调蓄能力,Hurst指数能较好地反映这种变化;连通性评价指标F能较好地反映工程对流域连通性的作用,对其他工程的规划决策及评价具有一定的参考意义。     

长江上游高洪水期泥沙输移特性

长江上游高洪水期(汛期)泥沙输移特性是决定三峡库区泥沙淤积的关键因素,直接关乎三峡水库使用寿命及综合效益的发挥。借助干、支流长系列水沙资料,分析了长江三峡水库入库寸滩站高洪水期泥沙输移特性,结果表明:近40 a来,寸滩站场次洪水中7 d洪量未出现趋势性变化,而7 d沙量显著减少,高洪水期输沙经历了“涨水输沙占优—涨、落水基本持平—落水输沙占优”的变化过程。2013年以前,寸滩站高洪水期径流及泥沙均主要来自于金沙江,而向家坝、溪洛渡水电站陆续投运后,2013—2019年寸滩站洪水场次(洪峰流量30 000 m³/s以上)共计14场。从径流来源来看,仅4场主要来自于金沙江,其余9场主要来自于嘉陵江,1场来自岷江;从泥沙来源来看,9场主要来自于嘉陵江,其余5场分别来自于沱江、岷江、横江,金沙江已不是寸滩站高洪水期过程中泥沙的主要来源区。研究成果可为三峡水库沙峰排沙调度、库尾减淤调度提供理论支撑,为长江泥沙治理提供保障。     

长江中上游地区土壤崩解速率特征分析

为分析长江中上游地区土壤崩解速率随土壤类型、剖面深度变化特征以及崩解速率的地域分异规律和主要影响因素,采用静水崩解法测定不同类型土壤的崩解速率,并对土样进行室内理化分析。结果表明:崩解速率随土壤类型不同由快至慢依次为砂质红壤、砂质黄壤、褐土、壤质黄壤、石灰土、紫色土、棕壤、壤质红壤;土壤崩解速率在垂直剖面上的变化趋势可分为递减型、递增型、凸峰型、凹谷型4种类型;陕南地区和湘东赣南山地丘陵区崩解速率最快,嘉陵江上游地区土壤崩解速率次之,丹江口库区、三峡库区、四川盆地和云贵高原等地土壤崩解速率较慢;影响长江中上游地区土壤崩解速率的主要因素是>0.25 mm的风干土水稳性团粒含量和有机质含量。     

长江上游径流混沌动力特性及其集成预测研究

针对长江上游干流主要站点月径流时间序列强非线性和非平稳特征,引入混沌理论和AdaBoost.RT集成极限学习机方法对其月径流时间序列进行分析和预测。首先,以流域径流非线性动力系统混沌特征参数辨识为切入点,研究并发现了流域内在特性作用下月径流时间序列动力响应的混沌现象,推求了月径流时间序列相空间重构的延迟时间和最佳嵌入维数,在此基础上,以重构相空间时间序列作为输入变量,引入基于自适应动态阈值的改进AdaBoost.RT算法改进极限学习机模型的学习性能,得到最佳的混沌集成学习月径流时间序列预测模型。实例研究结果表明,所提方法和模型能够显著提高单一极限学习机模型的泛化性和稳定性,从而获得更优越的预报性能。     

水电开发条件下自然保护区管理的实践创新——以长江上游珍稀特有鱼类国家级自然保护区为例

为协调金沙江下游的水电开发与鱼类生态保护,国家设立了长江上游珍稀特有鱼类国家级自然保护区。系统介绍了自2005年以来,各级政府主管部门、相关科研设计机构和中国长江三峡集团有限公司在金沙江下游共同开展的保护区管理工作,工作内容包括保护区机构与基础设施建设、渔民安置、鱼类增殖放流、水生态监测与生态保护相关科研等多个方面。在保护区建设与管理中,参与各方首次构建了规划策划-实施运行-监测评估-管理改进(Plan-Do-Check-Act,PDCA)的适应性管理机制,开创了“企-政-地-研”多方共同参与的保护区工作格局。该管理机制的实践创新有效协调了水电开发与鱼类生态保护,秉持“生态优先”原则,贯彻“自然恢复”理念,为自然保护区管理中各方良好协作、高效实时调整提供了新的思路。     

1999-2015年长江流域上游植被覆盖特征及其对气候和地形的响应

基于SPOT NDVI指数、气象数据和数字高程模型,采用趋势分析法对1999—2015年长江流域上游地区植被覆盖空间格局和动态变化特征进行分析;利用偏相关系数法基于单个像元从动态角度研究植被覆盖对气候变化的响应;引入格网法从静态角度研究植被覆盖对气候和地形因子在整体空间格局上的响应。结果表明:研究区的植被覆盖整体较好,高覆盖地区占66.14%,表现出东高西低的梯度分布特征;从动态角度考虑,植被覆盖对温度和降水变化的响应具有较强的空间异质性,不同地区植被覆盖对温度和降水变化的动态响应关系不同;从静态角度考虑,植被覆盖对温度、降水、高程和坡度的响应表现出显著的非线性关系,存在一定的响应阈值,且都具有西部地区响应明显、东部地区响应不明显的特征。研究结果将为制定适应气候和地形的综合植被管理和土地资源管理提供科学依据。     

引江济汉工程对汉江中下游生态环境影响

引江济汉工程作为南水北调的配套工程,将在改善汉江中下游生态环境方面发挥不可忽视的作用.基于河流水质模型及河流综合水质生态模型从水文、水质、鱼类、藻类及血吸虫病传播等方面,论述了引江济汉工程的实施对汉江中下游生态环境的影响.研究结果表明:引江济汉工程在一定程度上提高了汉江中下游的水位和流量,降低了汉江中下游水体的污染物(COD)浓度,能够在一定程度上控制"水华"现象,改善鱼类的生存空间,但同时也存在造成血吸虫病传播的潜在风险.     

长江上游大型梯级水电站群水库运行方式探讨

随着长江上游大型梯级水电站群逐步投建,梯级水库群的运行方式不仅关系到发电企业的发电效益,而且关系到整个流域的防汛、抗旱、航运、生态和电网安全,综合考虑各方面需求,提出了大型梯级水电站群水库调度运行模式,并对梯级水库群运行管理工作提出了建议。     

岷江上游水电梯级开发存在的问题及建议

岷江上游水力资源十分丰富,随着西部大开发的进行,它已成为水电开发的重点区域,干流及支流的电站建设加速进行,自上游至汶川河段,实行六级梯级开发方案.但开发过程中也存在许多问题,作者在实地考察的基础上,对岷江上游水电开发现状进行了描述,并对开发过程中存在的缺乏统一规划、开发混乱,水土流失严重,缺乏骨干调节水库以及水库功能单一等问题作了分析,提出加强流域总体规划,注重流域综合开发,建立河流梯级调度中心,强制保证河流水生生态系统的最低流量等建议.     

长江上游宜宾以下河道采砂规划原则及主要内容

长江上游宜宾以下河道采砂规划编制工作2005年10月启动.规划力求科学划定禁采区、禁采期、可采区、可采期、年度开采总量等指标.规划主要有基础性分析和研究分析两部分内容.规划编制中要正确处理四个关系,即采砂总量控制与泥沙来量的关系,可采区与可采点的关系,可采区规划和生态与环境保护的关系,可采区规划与年度实施要求的关系.     

BP神经网络模型在黄河上游产汇流预报中的应用

针对黄河上游唐乃亥控制断面以上地形条件复杂、流域面积大且控制站点稀少的实际情况,选取该区域主要产流区吉迈至玛曲段,利用BP神经网络模型对研究区的日径流进行模拟。经分析验证,3层BP神经网络模型简单可靠,误差较小,能较好地反映研究区的产汇流特性,可用于该区域的产汇流模拟及相关预报。