三峡库区龙河流域降雨和人类活动对水沙关系变化贡献率分析

以三峡库区中心区域的龙河流域为研究对象,利用1963—2010年流域水沙资料,采用Pettitt突变点检验、累积距平法及双累积曲线法分析了该流域输沙量和降雨量的变化趋势,判别出降雨量在1982年、输沙量在1982年和1990年发生了突变。并采用累积量斜率变化率比较法分析了1963—1981年,1982—1990年,1991—2010年3个时段降雨量和人类活动在龙河流域输沙量变化中的相对贡献率。研究表明:以1963—1981年为基准期,1982—1990年间降雨量和人类活动贡献率分别为29.49%和60.51%,1991—2010年间分别为3.38%和96.62%;以1982—1990年为基准期时,1991—2010年人类活动对输沙减小的贡献率为100%。该研究揭示了1963—2010年输沙量的变化趋势及降雨和人类活动对其贡献率,研究不仅对该区水土流失治理、水土保持效益评价具有重要意义,同时为研究三峡水库区间水沙锐减的原因提供一定的理论支持。     

滁州花山水文实验流域氮流失特征分析

以滁州花山水文实验流域为研究对象,研究不同土地利用类型中各种形态的氮随径流流失的特征。基于2012年10月—2013年9月滁州花山水文实验流域氮素实验观测数据,对流域的氮随径流流失的特征进行了分析。结果表明:林地比重较大的集水区域径流中的TN质量浓度和NO-3-N质量浓度较高,农田比重较大的集水区域径流中的NH3-N质量浓度较高;在林地面积比例较大集水区域,TN质量浓度与NO-3-N质量浓度有较好的相关性;而在耕地面积比例较大的集水区域,TN质量浓度与NH3-N质量浓度表现出较好的相关性。对于嵌套子流域,NO-3-N质量浓度沿河道往下游随集水区域的增大和森林覆被比例的减少而呈逐渐递减趋势;在农田非施肥季节,各个月的TN质量浓度空间上自上而下随森林覆被比例的减少而呈逐渐递减趋势,而NH3-N质量浓度变化较小;在施肥季节,TN质量浓度随NH3-N质量浓度的上升而上升。研究还发现:研究区域汪郢左支断面和军事牌断面的集水区域林地比重高达99.92%以上,虽然人类活动较少,但TN质量浓度较高,分别为2.830 mg/L和4.028 mg/L,高于集水区域农田比重较大的竹园沟断面和新坝断面(两断面农田比重分别为39.59%和35.63%),分别是竹园沟断面和新坝断面的1.42~2.51倍、2.02~3.57倍;这一事实与人们通常的认识不一致,值得进一步深入研究。     

流域水资源量保护与恢复若干问题的探讨

人口的大量增加,城市的迅速扩张,需水量增加,水资源过度地被开发、水环境恶化,导致人类可以利用的水资源越来越少,水资源保护实为重中之重。流域水资源的保护一度主要侧重于水质的保护,水量保护与恢复没有得到应有的关注。根据水资源量的特征和保护的意义,分析水资源量保护和恢复影响因素,探讨水资源保护的相关问题。     

Linking a spatially explicit watershed model (SWAT) with an in‐stream fish habitat model (PHABSIM): A case study of setting minimum flows and levels in a low gradient,sub‐tropical river

As changes in landuse and the demand for water accelerate, regulators and resource managers are increasingly asked to evaluate water allocation against the need for protection of in‐stream habitat. In the United States, only a small number of river basins have the long‐term hydrograph data needed to make these assessments. This paper presents an example of how to bridge the conceptual and physical divide between GIS‐based watershed modelling of basin‐discharge and in‐stream hydraulic habitat models. Specifically, we used a Soil and Water Assessment Tool (SWAT) model for the Hillsborough River to produce data for use in a Physical HABitat SIMulation (PHABSIM) model of the same river. This coupling of models allowed us to develop long‐term discharge data in ungauged river systems based on watershed characteristics and precipitation records. However this approach is not without important limitations. Results confirm that accuracy of the SWAT‐predicted hydrograph declines significantly when either the DEM resolution becomes too coarse or if DEM data are resampled to a coarser or finer resolution. This is due to both changes in the size and shape of the river basin with the varying DEMs and subsequent shifts in the proportions of land use, soils and elevation. Results show the use of 30 m DEMs produced hydrographic patterns amenable for using in‐stream habitat protocols like PHABSIM model, especially where little or no hydrographic and land use information exists. Copyright © 2010 John Wiley & Sons, Ltd.     

生态流域建设理念与发展模式探讨

建设生态流域、协调流域生态环境保护与社会经济发展间的关系已成为当前流域研究的重点.对生态流域的概念及内涵进行了探讨,阐述了生态城市和生态乡村建设示范的规划目标,提出开展生态流域建设应重点开展流域分区与保护、城市群发展规划、生态产业规划、人工系统结构与功能调整四个方面的研究,以流域人工系统物质流和能量流的生态化为核心,深...     

流域管理中的几个新理念及其实践应用

分析阐述了传统水土保持工作面临的问题,结合黄土高原流域管理的成功实践,介绍了提高流域管理成效的综合流域管理,可持续替代生计、参与式、部门协作几个新的流域管理理念及其在实践中如何应用,以期推动这些理念能在流域管理实践中运用,提升流域管理成效。     

基于多分辨率分析与形态学分水岭算法的图像分割

由于分水岭算法存在着过分割的问题,本篇论文提出了一个有效解决该问题的方法。首先,在图像预处理过程中先对图像进行小波分解;其次,采用形态学求梯度的方法得到小波分解后的低频图像的梯度图并对其进行开闭重建,在保留区域重要轮廓的同时去除噪声和图像细节;第三,对重建后的低频梯度图像进行基于标记约束的分水岭分割,并将低分辨率的分割结果图像向全分辨率映射。试验结果表明该方法能够很好地抑制过分割,同时通过结构元素的选择而具备一定的灵活性,整个过程无需进行合并处理,从而降低了分割的复杂性。     

基于形态学的金相组织图像晶界复原方法

由于金相图像中经常出现晶界模糊、晶界断开等缺陷,针对晶粒形状不规则的特点,成功改进了基于形态学水域生长方法的分割算法.根据粘连晶粒的形态特征,对粘连目标先后采用极限腐蚀、目标编号和反复膨胀的方法求取晶界线以达到分离粘连晶粒,复原图像的目的.实验结果表明,改进的方法对包括晶粒在内的不规则目标具有较好的分割效果,成功解决了晶界问题对后续分析统计工作的干扰.     

B样条函数的图像分割分水岭算法研究

针对传统分水岭算法存在的过分割和对噪声敏感问题,提出了一种能够很好地抑制噪声,剔除图像的伪边缘、准确定位图像边缘信息的方法.采用高频强调滤波对梯度图像进行增强,利用B样条函数对增强后的图像进行多次拟合,最后对拟合的曲面进行分水岭分割.实验结果表明,通过该方法处理的梯度图像再进行分水岭变换,有效避免了过分割问题,同时准确定位了图像边缘信息,提高了分割精度.     

流场动态可视化平台关键技术与应用

流场模拟是计算机仿真模拟的热点和难点,是展现水流动态变化过程、辅助寻求水流运动变化规律的重要手段。流场可视化技术的应用可以有效提高水流信息表达的直观性与综合性。本文以北江航道水流可视化为例,开发了浏览器/服务器结构的航道水流可视化平台,重点研究了平台中基于图像的流场可视化技术,采用渲染到纹理技术和通用图形处理器计算中的乒乓技术实现了流场可视化的融合,采用基于视点动态渲染的方式有效解决了水流细节层次的表现问题。在北江航道水流可视化应用中流场动态显示效果流畅,运行帧率达60帧左右。该流场可视化实现方法可以为网页端流场可视化实现与应用提供参考。