基于水文连通性的流域输沙量评估——以堵河流域为例

水文连通性是指泥沙、营养盐等各种物质以水为载体,在空间异质景观或斑块间进行迁移、传输或扩散的便利程度,对流域产沙具有重要影响。为评估基于水文连通性模拟流域输沙量的可行性,以堵河流域为研究对象,分析了1990—2010年流域土壤侵蚀、水文连通性的时空变化特征,并以此估算了流域输沙量。结果表明:1990—2000年流域土壤侵蚀模数与连通程度不断增加,连通性等级主要由低和中低连通性转变为中高和高连通性。2000—2010年流域连通程度和土壤侵蚀模数均呈现不断减小的趋势。此外,输沙量估算值与实测值具有显著的线性关系(R²=0.92),但由于未考虑水库、湖泊等对泥沙输移的拦截效应,输沙量估算值要高于实测值,后续研究需将其纳入模型以更准确地评估流域输沙量。研究结果对于提高模型的适用性以及理解流域泥沙输移过程具有重要意义。     

近40年塔里木河流域水沙演变及其空间分异特征

为探究塔里木河流域自然条件和人类活动改变造成的河流水沙变化,依据1980—2020年塔里木河干流阿拉尔站,源流玉龙喀什河控制水文站同古孜洛克站、叶尔羌河卡群站、阿克苏河新大河站和开都河焉耆站的实测径流和输沙资料,利用Mann-Kendall检验、Pearson相关性分析和Pettitt非参数检验等方法,分析了近40年塔里木河流域水沙演变及其空间分异特征。结果表明:在1980—2020年期间塔里木河流域同古孜洛克站、阿拉尔站、卡群站、焉耆站径流量显著增加,新大河站、同古孜洛克站、阿拉尔站径流量出现突变点,分别在1992年、1999年、2000年,突变后较突变前增长18.23%,18.10%,62.15%; 卡群站和同古孜洛克站的输沙量没有显著变化趋势,阿拉尔站、新大河站和焉耆站的输沙量都显著减少,突变点都在2001年,突变后较突变前降低36.73%,30.50%,68.31%。塔里木河水沙分布具有显著的空间差异,源流四站控制区的径流深存在南北空间上的差异,北部源于天山的阿克苏河和开都河径流深低于南部源于喀喇昆仑山的叶尔羌河和玉龙喀什河,从上游向下游输沙模数降低,径流主要受降雨和气温差距影响,而泥沙差异则是由于植被覆盖度变化。在上游三源流汇入干流的区间内,年平均消耗径流量98.21亿m³,径流深167.31 mm,淤积泥沙量4 424.15万t,淤积模数753.69 t/(km²·a)。对塔里木河四源一干径流泥沙实测数据的分析结果证明了塔里木河近期综合治理工程总体上取得了良好的生态环境效益。     

流域侵蚀输沙空间尺度效应及其影响因素研究进展

侵蚀输沙空间变异及其尺度效应是流域水文过程研究的一个重要内容,对流域水土流失控制和水沙资源科学管理具有重要意义。通过对流域侵蚀输沙空间尺度效应研究成果的系统回顾,从坡面到流域,阐述了降雨、土壤和植被等环境要素对侵蚀输沙尺度效应的影响,梳理了尺度效应产生机制方面的认知,总结了不同条件下坡面产流和侵蚀输沙尺度转换的代表性方法。在此基础上,对流域侵蚀输沙空间尺度效应研究的发展趋势进行了讨论,未来应增加新技术和数据的应用,建立具有明确物理机制的侵蚀输沙空间尺度转换方法,同时,急需突破剧烈环境变化对空间尺度效应影响的研究。本文的梳理与总结可为流域侵蚀输沙过程的深入研究提供参考,为土壤侵蚀防治和河流水沙的综合管理提供一定的科学支持。     

近年黄河下游输沙功能的时空变化及其影响因素分析

黄河下游河道输沙功能受自然和人为因素的扰动,对黄河的入海泥沙通量产生深远影响。为探明近年来黄河下游河道输沙功能的演变及其主导因素,基于黄河下游河段各站点2007—2020年实测径流与泥沙资料,计算历年黄河下游河道输沙功能,并结合流域降水、水土保持和引水引沙的变化情况讨论了各因素对输沙功能演变的影响。结果表明:黄河下游河道输沙功能指标在2007—2020年显著下降了约57%,其中花园口—高村段输沙功能指标和其降幅均高于高村—艾山段和艾山—利津段; 黄河下游河道输沙功能演变的主导因素是河床粗化、水土流失综合治理面积增加和引水量增大,三者的相对贡献率分别达37.6%,21.6%,17.5%。河床粗化与引水量增大使输沙功能减弱,与水土流失综合治理对输沙功能的增强作用相反,三者综合作用下黄河下游河道输沙功能近年来呈退化趋势。     

工程堆积体坡面不同植被格局的控蚀效果研究

为探明不同植被格局对工程堆积体陡坡坡面土壤侵蚀的影响,采用10,20,30 L/min 3种放水流量,对黄土区不同格局（裸坡、坡顶、坡中、坡底、条带）下的高陡边坡（32°,20 m×1 m）进行模拟放水试验,选取径流率、产沙率、减流效益、减沙效益等因子对堆积体坡面植被的控蚀效果进行分析。结果表明：3种放水流量下,条带、坡顶、坡中、坡底的平均径流率较裸坡分别减小57.33%,61.17%,41.62%,24.78%,平均产沙率较裸坡分别减小74.99%,61.10%,55.01%,46.43%,且径流率与产沙率的线性关系（R²=0.57~0.80,p<0.01）整体上弱于裸坡（R²=0.71,p<0.01）。不同植被格局中,条带及坡顶格局的减流效益分别是65.97%,60.52%,减沙效益分别为71.44%,57.22%,二者的控蚀效果远高于其他格局。产沙率与径流功率的线性相关性（R²=0.61~0.83,p<0.01）高于径流剪切力（R²=0.29~0.76,p<0.01）,径流功率能更好地反映堆积体坡面土壤侵蚀机制。     

Characterizing Constituents of Sediment Phosphorus Fractionation in a Freshwater Shallow Lake System

[Objective] This study aimed to characterize constituents of phosphorus(P)fractionation as well as reciprocities among factors in sediments of a freshwater shallow lake. [Method] Surface sediment was discretely sampled at 24 sites through Van Veen grabs. Based on a modified sequential extraction scheme, P fractionation was determined as Fe/Al bound P(Fe/Al-P), Ca bound P(Ca-P), solute and reductive P(S/R-P) and organic P(OP). Curve estimation and Pearson product-moment correlation were employed for statistical analysis. [Result] Total P(TP) content ranged from 443 to 774 mg/kg. Inorganic P(IP) was the major component of TP,of which Ca-P was dominated with an average of 51%±9.7%. Average contents of P fractionation were in the following order: Ca-P(51%) OP(29%) S/R-P(8%) Fe/Al-P(7%). The molar ratio of Fe to P was 11- 20, close to the threshold value of P leaching. [Conclusion] In freshwater shallow lakes, IP and Ca-P were prone to be relatively high, whereas Fe/Al-P was low compared with deep lakes. Occurrence of spatially monotonic gradient indicated the primary causation of anthropogenic sources. Imminent sediment P liberation was also expected. Close associations among TP, Fe/Al-P and Ca-P, implying that anthropogenic P was mainly bound to metals in particulates. Significant correlations of TOC and P fractionation highlighted endogenous mechanism and authigenic origin in sediments.     

旅游交通能源消耗与碳排放研究

旅游业作为世界上最大的产业部门,其能源消耗和碳排放已经引起关注,其中旅游交通作为旅游业能源消耗和碳排放最主要的部门,许多学者对其进行了研究.科学全面地分析旅游交通能源消耗和碳排放有助于推动旅游交通的可持续发展,进而促进旅游业更健康地发展.分析了当前旅游交通能耗和碳排放的研究方法,然后从旅游交通能源消耗和碳排放的测度、影响因素、对环境的影响和响应对策等4个方面,综述了其主要的研究内容,最后对中国旅游交通能源消耗和碳排放的研究提出了建议.     

脂肪酶水解菜籽油脚料工艺条件的优化

[目的]优化脂肪酶水解菜籽油脚料的工艺,提高菜籽油脚料水解率。[方法]以菜籽油脚料为原料,选用黑曲霉脂肪酶水解菜籽油脚料,通过单因素试验、Box—Benhnken中心组合设计和响应面法对该脂肪酶水解油脂的工艺条件进行优化分析。[结果]单因素试验得出,黑曲霉脂肪酶水解菜籽油脚料的最适酶添加量为200u／ml,底物浓度75mg／ml,酶解pH7．0,酶解温度40℃,酶解时间45min以及摇床转数150r／min,此时菜籽油脚料水解率为16．4％。利用Box—Benhnken中心组合设计和响应面法确定了最优工艺条件是：酶添加量245U／ml,底物浓度为75mg／ml,酶解pH7．0,酶解温度是41℃,优化后的菜籽油脚料水解率达（26．92±0．86）％。[结论]研究可为菜籽油脚料的进一步开发利用提供参考依据。     

规模水稻秧苗的运输优化研究

通过对规模水稻秧苗运输现状的阐述,了解规模水稻秧苗运输机械配套优化的薄弱问题。根据对规模水稻秧苗从大棚到本田运输系统的调研和分析,确定规模水稻秧苗运输的主要指标为载秧容量、运输距离、时间和路线等。以目标规划理论建立水稻秧苗大棚到本田的运输优化模型,并利用遗传算法求解得到优化方案,对提高规模水稻秧苗从大棚到本田运输效率具有重要的意义。     

常量元素含量作为滩涂沉积物粒径参数替代指标的可行性分析

采用筛分-比重计法测定滩涂沉积物样品的粒度组成,同时利用X射线荧光分析测定其中Si、Al、Fe、Mg和K等常量元素的含量,通过建立二者之间的定量关系,探讨以滩涂沉积物常量元素组成作为粒径替代指标的可行性。结果表明:砂粒、粉粒、粘粒含量及粒径中值与常量元素含量之间有着十分显著的相关性,其中粘粒、粉粒含量及粒径中值与Al、Fe、Mg、K呈正相关,与Si含量呈负相关。砂粒含量则相反,与Al、Fe、Mg、K呈负相关,与Si含量呈正相关。利用常量元素含量预测滩涂沉积物粒径分布的关系建立的模型可行且结果可靠,对海洋科学和环境科学等领域具有良好的应用前景。