黄河河源区洪水时空分布特征统计分析

根据历史洪水资料,采用数理统计方法,分析了黄河河源区洪水的时空分布特点。结果表明:黄河河源区洪水具有涨落平缓、历时长、峰值低、洪量大等特点;每年多有两次洪水过程,一般从6月中下旬至8月中下旬为一次洪水过程,8月底或9月上中旬至10月中下旬为一次洪水过程;其洪水年际变化不大,且具有一定的周期性,平均周期为3.4 a;河源区黄河沿—玛曲区间洪量约占唐乃亥站洪量的65%,玛曲—唐乃亥区间约占30%,黄河沿以上区域洪量仅占5%左右。     

长江流域陆地生态系统NDVI时空变化特征及其对水热条件的响应

为辨识长江流域陆地生态系统植被的时空变化特征及其对水热条件的响应,根据长江流域2000—2015年MODIS NDVI(Normalized Difference Vegetation Index)资料和气象资料,利用时间序列分析技术研究长江流域及主要陆地生态系统NDVI和水热条件的年际变化及相关性特征。结果表明:①近16 a来,全流域及主要生态系统NDVI均呈现出显著的增加趋势,农田、森林、水体与湿地生态系统NDVI增长率较大;②降水量整体略微增加,具有明显的空间差异性,积温(≥10℃)增加明显,且在空间上普遍呈现出增加的趋势;③受气候条件和生态系统类型差异性的影响,不同水热条件分区上NDVI与降水量和积温(≥10℃)的相关性有所差别,但整体而言,由于长江流域水量相对丰沛,降水量并不是长江流域植被生长的限制性因子,降水量与NDVI相关性并不显著,但对于森林、草地和荒漠生态系统而言,植被NDVI与积温呈现出较为明显的正相关关系,表明热量条件是长江流域植被生长的限制性因子。研究成果可为长江流域主要陆地生态系统变化的监测和预测提供一定的数据和技术支撑。     

基于IHA的黄河源区水文情势及环境流变化

基于黄河源区唐乃亥及玛曲两个水文站1961—2008年的逐日径流数据,利用IHA软件,从河流水文指标、环境流组成以及生物多样性方面分析了黄河源区水文情势和环境流变化情况。结果表明:(1)受干扰后,唐乃亥及玛曲站分别有17、14个水文指标发生了中度改变,分别占指标总数的53.1%、43.8%;(2)两站环境流中大洪水事件逐渐消失,流量结构组成趋于单一化,并逐步向以高流量脉冲及枯水流量事件为主发展;(3)受干扰后黄河源区生物多样性呈下降趋势,两站的生物多样性指数均值均减少到10。     

长江流域陆地生态系统NDVI时空变化特征及其对水热条件的响

为辨识长江流域陆地生态系统植被的时空变化特征及其对水热条件的响应,根据长江流域2000—2015年MODIS NDVI(Normalized Difference Vegetation Index)资料和气象资料,利用时间序列分析技术研究长江流域及主要陆地生态系统NDVI和水热条件的年际变化及相关性特征。结果表明:①近16 a来,全流域及主要生态系统NDVI均呈现出显著的增加趋势,农田、森林、水体与湿地生态系统NDVI增长率较大;②降水量整体略微增加,具有明显的空间差异性,积温(≥10 ℃)增加明显,且在空间上普遍呈现出增加的趋势;③受气候条件和生态系统类型差异性的影响,不同水热条件分区上NDVI与降水量和积温(≥10 ℃)的相关性有所差别,但整体而言,由于长江流域水量相对丰沛,降水量并不是长江流域植被生长的限制性因子,降水量与NDVI相关性并不显著,但对于森林、草地和荒漠生态系统而言,植被NDVI与积温呈现出较为明显的正相关关系,表明热量条件是长江流域植被生长的限制性因子。研究成果可为长江流域主要陆地生态系统变化的监测和预测提供一定的数据和技术支撑。     

基于改进 abcd 模型的黄河源区径流变化与归因

为改进模型对高寒地区融雪径流模拟不足的缺陷，将融雪模块耦合到传统 abcd 模型。利用 1980—2018 年 逐月实测的径流数据和通过 AnuSpline 方法插值的格网气象要素，驱动改进后的abcd 模型，分析三江源生态保护 措施实施前后（1980—1999 年和 2000—2018 年）黄河源区径流的动态变化，并量化关键气象因素与人类活动对 径流变化的影响程度，即相对贡献。结果表明：耦合融雪模块的 abcd-snow 模型完善了高寒地区水文过程的模拟， 提高对径流的模拟性能，在黄河源区表现出较好的适用性；整个研究时段黄河源区的实测径流呈不显著减少趋势 （?0.80?mm/a，p>0.05），但 2000 年前径流则呈现显著下降趋势（?4.12?mm/a，p<0.05），2000 年后径流则呈显著增加 趋势（3.16?mm/a，p<0.05）；?归因分析表明气候变化是源区径流变化的主导因素。2000 年前，气候变化对径流减少 的相对贡献率为 62.8%，人类活动对径流的贡献为 37.2%；2000 年后，气候变化对径流增加的贡献率达到 120.0?%， 人类活动对径流的贡献为?20.0%。其中：降水的变化是决定径流变化主导因素；其他气候因素的相对贡献较小； 以人类活动为主的生态恢复可显著降低河川径流。本研究有助于理解气候变化和下垫面变化对黄河源区水资源 变化的系统驱动机理，并为流域水资源合理配置提供科学参考依据。     

浅析黄河源区白河唐克站水沙特征

根据黄河源区白河唐克站水文资料进行分析,结果表明:径流变化的年内分配是汛期水量约占年径流的80.0%,非汛期占20.0%;径流的年纪变化为20世纪80年代偏丰,90年代平水,进入2000年以后,水量持续偏枯;洪水主要是由降雨形成,发生洪水的时间在6～9月,持续时间均在30 d以上;年输沙量与年径流相关性好,输沙量随径流量的变化而变化,输沙量主要集中在5～10月。     

黄河河源区洪水时空分布特征统计分析

根据历史洪水资料,采用数理统计方法,分析了黄河河源区洪水的时空分布特点。结果表明:黄河河源区洪水具有涨落平缓、历时长、峰值低、洪量大等特点;每年多有两次洪水过程,一般从6月中下旬至8月中下旬为一次洪水过程,8月底或9月上中旬至10月中下旬为一次洪水过程;其洪水年际变化不大,且具有一定的周期性,平均周期为3.4 a;河源区黄河沿—玛曲区间洪量约占唐乃亥站洪量的65%,玛曲—唐乃亥区间约占30%,黄河沿以上区域洪量仅占5%左右。     

基于人工神经网络的黄河源区枯季径流预报

分析了黄河源区枯季径流的影响因素,并选取基于枯季径流形成机理的、与径流相关性高的因子作为人工神经网络模型的输入,运用误差逆传播算法的多层前向网络,利用VC^ 语言调用随机函数克服了网络全局寻优的缺陷,建立了黄河源区枯季径流预报的BP模型。对黄河源区枯季径流长期预报的结果表明,ANN(7,1,15,1)模型预报结果精度高,容错能力强,是枯季径流预报的有效手段。     

黄河流域干旱时空演变的空间格局研究

干旱因子是突变性和连续性并存的复杂地理要素(即空间异质性和相似性并存),理清其空间分布格局,对于深入认识流域水资源演变规律具有重要意义。本文以黄河流域为例,采用标准化降水指数(SPI)分析流域干旱时空演变规律,基于此,运用游程理论方法从标准化降水指数中识别出干旱发生次数、历时和烈度三种属性变量,并分析季尺度干旱因子的空间分布规律;最后,利用全局和局部Moran’s I指数探究了不同特征变量的全局和局部空间自相关性,确立了流域季尺度干旱因子的空间聚集(离散)位置及其空间分布格局。结果表明:(1)黄河流域四季干旱化程度加剧,下游干旱化程度高于上游,随着季节的变化,同一响应单元存在由湿转干再转湿的变化规律;(2)不同季节,流域旱情空间分布格局差异明显,春季西安及周边区域存在区域性干旱现象(干旱次数少、历时长、烈度大);夏季黄河源区旱情严重(历时长、烈度大);秋季黄河下游三门峡、孟津和运城区域存在区域性干旱现象(干旱次数少、历时长、烈度大);冬季宁蒙河段旱情严重,而兰州断面干旱历时和干旱烈度呈现"低高异常"的空间分布格局,旱情可能会加剧。掌握旱情空间分布类型,重点布控"高高聚集"格局区域,可以有效提高旱灾决策的准确度。     

基于NDVI的多沙粗沙区植被覆盖度研究

以黄河中游多沙粗沙区皇甫川、孤山川、窟野河、秃尾河和佳芦河5条重点支流为研究对象,以1998年、2009年2期同一时相的TM影像为数据源,以归一化植被指数(NDVI)和植被覆盖度遥感定量模型为基础,提取2期植被覆盖等级,定量分析了该地区植被覆盖度的变化情况。结果表明:通过近10 a来的综合治理,2009年5条流域整体植被覆盖度提高,除皇甫川外,其他4条支流的中下游地区植被覆盖度明显提高。从植被覆盖的等级变化来说,1998年主要的植被覆盖度为0～10%和10%～30%这2个等级,2009年主要集中在10%～30%和30%～50%这2个等级,植被覆盖状况已向良好转变。     

黄河下游河道冲淤分布模式及冲淤特征

为揭示黄河下游河道的沿程冲淤分布模式及分布特征,对黄河下游1952—2021年间共70年的河段实测冲淤量数据进行了系列统计分析。研究表明：(1)黄河下游河道存在7种沿程冲淤分布模式,其中全线冲刷、全线淤积、上冲下淤、上淤下冲等4种为基本模式。上淤下冲模式的冲淤临界位置在孙口附近,上冲下淤模式的冲淤临界位置在游荡性河段。各模式对河道整体冲淤的贡献率存在较大差异,两边冲中间淤模式对冲刷量的贡献率最大,全线淤积模式对淤积量的贡献率最大;(2)1952年以来,黄河下游河道沿程冲淤分布模式的变化过程可分为1952—1959年、1960—1985年、1986—1999年、2000年后共4个阶段;(3)各河段冲淤量大小以0点为中心近似呈偏态分布,冲淤量在多年尺度下具有沿程减小的趋势性特征以及“冲久必淤、淤久必冲”的周期性特征;(4)各河段整体冲淤发生年数差别不大,反映了河道冲淤的平衡趋向性;70年内淤积于黄河下游河床底部的泥沙有一半左右被冲走,花园口到孙口河段的累计冲淤量接近下游总冲淤量的8成,孙口以下河段很小;(5)全线冲刷模式为小浪底水库运用后下游河道的主要冲淤模式,小花段前期淤积的泥沙基本被冲完,夹高段、高孙段及孙艾段仅冲走了前期淤积泥沙的二到三成。研究结果总结了黄河下游河道的沿程冲淤分布模式,分析了冲淤分布特征,有助于深化对下游河道冲淤现象的整体认识。     

黄河源区弯曲河群分布与形态及边界条件

黄河源区发育众多的弯曲河流,从上游至下游依次形成4个弯曲河群:玛多-达日草原、若尔盖盆地、甘南草原和黄南草原弯曲河群。结合遥感影像与野外调查,研究黄河源弯曲河群的空间分布、形态特征及边界条件,结果表明:黄河源弯曲河群的河曲带宽度大于1 000 m的支流都属于若尔盖盆地弯曲河群,最宽为黑河(3 300 m),其次是白河(2 500 m),且牛轭湖分布最广泛的地区也在若尔盖盆地;平均坡降最大的是玛多-达日弯曲河群(0. 022),最小的是若尔盖盆地弯曲河群(0. 009);平均弯曲度最大的是若尔盖盆地弯曲河群(1.67),最小的是玛多-达日弯曲河群(1.19);弯曲河群的平均坡降与弯曲度大致呈负相关关系;弯曲河群的边界条件是滨河植被作用下的二元河岸物质,其上层为根土复合体,下层为非黏性砂层或卵石夹砂层。     

黄河巴彦高勒河段冰塞机理研究

巴彦高勒河段位于黄河内蒙古河段上段，封河时容易形成冰塞，特别是自1986年以来，巴彦高勒河段几乎连年冬季形成严重冰塞，灾害损失惨重.本文详细分析了1986年前后巴彦高勒河段水力条件、热力条件和河道边界条件三方面的变化，从而研究冰塞的形成原因及条件，利用冰水力学理论研究巴彦高勒冰塞的形成机理。     

基于能耗率的黄河下游河型变化趋势分析

利用黄河下游21a实测水文数据,逐年计算了其中6个河段的单位水流功率,分析了各河段的演化发展特征.研究结果表明:黄河下游弯曲河段的单位水流功率小于游荡河段的单位水流功率,过渡型河段的单位水流功率介于弯曲河段和游荡河段的单位水流功率之间;花-夹和夹-高游荡型河段21a的单位水流功率变化幅度较大,说明这两个河段的游荡特性至今没有得到改善,远离相对平衡状态;高-孙和孙-艾过渡型河段的单位水流功率逐渐下降,且自90年代中期以来变化幅度不大,其游荡特性已逐渐消失,越来越趋近于相对平衡状态;艾-泺和泺-利弯曲型河段21a的单位水流功率围绕着其平均值变化幅度越来越小,趋于相对平衡状态.     

黄河宁夏段氨氮污染状态分析

通过对黄河宁夏段氨氮污染状况水质监测数据的时间和空间分布进行分析。对宁夏全区氨氮污染源进行调查发现：水质迭不到功能区水质目标的河段在银川至石嘴山段，主要集中在枯水期，污染主要来自工业和城镇生活的点污染源．氨氮主要的陆域排放源是银川市和石嘴山市。氨氮点污染源排放显著地影响着黄河宁夏段枯水期水质，对丰、平水期水质影响不明显。黄河宁夏段流量大于600m^3／s时。水质在氨氮方面达到规划水质目标，小于600m^3／s时，污染源必须减量排放。排放量应视当时的流量而定。     

基于Landsat遥感影像的黄河三角洲东营段海岸线变化分析

基于Landsat遥感影像数据,利用平均高潮线法提取了1986—2015年的海岸线,运用GIS技术分析了黄河三角洲东营段面积的淤蚀变化、海岸线迁移特征及其时空变化规律,以及淤蚀变化与入海水沙的关系。结果表明:1986—1997年黄河三角洲东营段处于持续蚀退状态,蚀退面积约为180 km~2;1997—2006年淤积后面积相对稳定,2006年面积和1986年相差不大;自2008年开始呈现轻微蚀退状态;蚀退速率和淤积速率最快的时段分别为2011—2013年和1997—1999年。海岸线时空变化特征显著,黄河入海口段变化最为剧烈,海岸线方向和形态不断变化,向海延伸;东营港及邻近岸段区域面积基本稳定;刁口段、莱州湾岸段年间淤进和蚀退交替进行,总体上均处于蚀退状态。黄河三角洲东营段海岸线变化主要受黄河流路变化、入海水沙和海水侵蚀的影响,黄河调水调沙工程的长期实施对于近年来河口海岸线的变迁具有深刻影响。     

水沙变异条件下黄河下游河道横断面形态特征研究

通过对黄河下游各水文站1950～2003年实测资料的分析,探讨了过去50多年间黄河下游河道横断面形态变化过程及其与来水量的响应关系。分析得出,过去50多年间,黄河下游河道主河槽发生了明显的淤积萎缩,游荡性河段的萎缩程度大于弯曲性河段,平滩面积呈明显减小的趋势,宽深比有增大的趋势,但各河段河型没有发生转化;平滩面积随年来水量和当年最大洪峰流量的增加而增大,宽深比随来沙系数的增加而增大。由黄河下游排沙比与来水来沙的关系分析表明,黄河下游花园口～利津河段不淤积的花园口临界年均来沙系数约为0.012,临界年平均流量约为1850m3/s。综合分析认为,在目前下游河道来水偏枯的条件下,下游河道的平滩流量不宜也不可能太大,从维持中水河槽和满足流域经济社会发展需要考虑,在花园口年来水量为200～250亿m3时,花园口控制洪峰流量在4000m3/s左右、年均来沙系数不大于0.012的来水来沙过程比较合适。     

黄河重点河段水环境有毒有机物污染现状浅析

以黄河水污染重点研究河段和来水相关区的中游干流、支流较大区间为调查对象,开展了有毒有机物的专项筛选和重点识别工作。对13个地表水断面、11个底质测点样品进行了GC MS联机分析。结果表明,研究河段不但有毒有机物的种类繁多,包括了酞酸酯类、酚类、氯苯类、多环芳烃类等多种类型的有毒有机物,而且有毒有机污染状况较严重,酞酸酯类是调查中峰值最高的一类有毒有机物。同时对特征有毒有机物提出了控制对策建议。     

黄河三角洲水土资源空间匹配格局探析

水土资源二者在空间上的匹配程度直接影响着区域农业的可持续发展、资源的可持续利用。本文以黄河三角洲中心城市东营市及所辖区县为研究区域,分析了该区域水土资源空间分布的差异、构建了水土资源匹配测算模型、测算了水土资源匹配系数、划分了水土资源空间匹配程度。结果表明:该区域水土资源总体呈现出"土地资源丰富,水资源缺乏"的态势;东营市水土资源匹配系数为0.19万m3/hm2,低于山东省平均水平0.30万m3/hm2,更远远低于全国平均水平1.72万m3/hm2,东营市各区县水土资源匹配系数利津县最低0.07万m3/hm2,广饶县最高0.42万m3/hm2,相差达到0.35万m3/hm2。研究区水土资源空间匹配程度总体呈现出"南高、北次之、中间低"的格局;地表水资源短缺、地下淡水资源非常有限,是导致黄河三角洲水土资源空间匹配程度差的主要限制因子。