赣抚尾闾地区河湖水系连通格局研究

随着经济社会的发展和城市化进程的加快,我国河网水系结构变化明显,河湖水系连通性变差,给水生态环境、水资源利用乃至区域发展都带来了诸多问题。在总结以往水系连通实践的基础上,以鄱阳湖西南部的赣抚尾闾地区为例,开展了河湖水系连通格局研究,并提出了构建赣抚尾闾地区"三横四纵"水系连通总体格局。"三横四纵"水系连通格局能大幅提高河湖在区域水生态环境、水资源调配、水景观等方面的服务功能,实现区域水资源与经济社会布局空间均衡,为优化区域的功能定位与发展布局创造更好条件,促进水生态文明建设和经济社会快速发展。     

基于水资源配置网络图的水系连通评价体系研究 ——以廊坊市为例

在城市化背景下,人类生产生活的取排水对河湖水系格局产生了巨大的影响.在自然水系连通格局的基础上,从二元水循环水资源配置网络图出发,结合生产生活用水水平评价指标以及自然水系连通形态指标,构建一套可用于描述在不同时间节点下的调水工程对自然—人工二元结合水系连通度影响的综合评价指标体系,以廊坊市进行实证分析,最终指标评价等级...     

基于河湖水系连通的高原湖泊水资源优化模拟

基于对滇池流域及下游螳螂川区间的现状水资源开发利用、生态用水调查,结合区域社会经济发展、生态景观等的水资源需求,考虑牛栏江-滇池补水工程、滇中引水工程等不同层次的河湖水系连通工程,优化配置宝象河、柴河等当地水库、当地引提水工程及城市再生水跨区域利用工程,建立MIKE BASIN水资源优化模拟模型,设置不同的水系连通工程供水方案组合,采用公平性最优和供水缺水率最小作为水资源优化配置的目标函数,对模拟结果进行评价。结果表明,2030年本区河湖水系连通工程加入后缺水率由51.63%降到48.6%,滇中引水工程加入后,缺水率进一步减小至0.8%,随着河湖水系连通工程的逐步完善,区域供水保障程度越来越高,区域间的供水公平性越来越好,河湖水系连通工程对减小区域缺水率、实现区域间及行业间的供水公平、保障河湖生态起到了重要作用。     

平原区水系连通实践与思考

根据我国“十二五”战略规划,河湖水系连通将作为提高河流健康性的一个重要途径。通过水系连通,能增强水体的流动性,使污染水体的稀释速度加快,对改善水体水质具有重要作用。近年来泗洪县城市化进程加快,城区水系连通性差,水体自净能力较弱,水质不断恶劣。通过规划的大、小连通方案,能使河网水体实现有序流动,满足水资源调节的需求;同时根据MIKE11模型模拟计算结果,在结合截污措施的前提下,河道水质能得到有效改善。     

基于联系数的河湖水系连通等级评价模型

用改进的基于标准差的模糊层次分析法确定河湖水系连通评价体系中指标和子系统的权重,用集对分析法构造评价样本与评价标准等级之间联系数分量,建立基于联系数的河湖水系连通评价模型(CN-AM)。CN-AM模型既可测度整体状态的高低程度,又可识别影响系统的重要指标和子系统。CN-AM在南渡江应用结果表明:利用属性数学的置信度准则评判方法与联系数的均分原则评判方法进行互补,保障评价结果的可靠性。未来5 a南渡江水系连通性子系统等级为2.697 6~2.697 8,自然功能和社会功能子系统的等级为3.597 8~3.740 3和3.615 8~3.692 0,南渡江河湖水系连通系统的总体状况为3.462 5~3.568 7级,处于中和良之间;主要限制指标为河频率、水系连通度、年平均径流保证率、水体纳污能力、河流水质达标率、地表水农业供水百分比、水库调节能力指数和地表水城镇供水百分比。     

近30年银川平原典型湖泊动态变化及归因分析

湖泊是我国西北地区人民生活生产和社会经济发展等诸多方面的重要水资源，湖泊系统的动态变化将会导致一系列生态环境问题，但干旱区的湖泊变化问题关注度较少。以中国西北部水资源缺乏的银川平原为研究区，采用了遥感和GIS技术、空间分析、连续小波分析和主成分分析等方法，探究了银川平原近30年典型湖泊的面积动态变化情况，并揭示气象因子、人类活动和引黄灌溉等关键因素对湖泊演变的影响。结果发现，1990-2020年银川平原湖泊面积呈现明显的减少趋势，湖泊面积从92 km²减少到81 km²，银川平原湖泊数量因水系连通工程，小湖泊大范围合并，导致湖泊数量急剧减少，但湖泊数量仅辅助表明银川平原湖泊动态变化情况，湖泊面积和数量的减少趋势，表明银川平原的湖泊水文和生态功能正面临着威胁。统计分析表明，1990-2020年平均气温和年降雨量呈现微弱升高趋势，而城市居民取水量、耗水量、引黄总量和排黄总量均呈逐步减少趋势，对银川平原湖泊面积动态变化均存在一定影响。归因分析得出，银川平原气象要素，即气温和降水量对银川平原湖泊面积动态变化的影响较小，引黄灌溉量是导致银川平原湖泊面积...     

滇中城市群国土空间格局识别与时空演化特征分析

为探索国土空间格局时空演化规律和分异特征,揭示国土空间数量结构与空间格局之间的耦合机理,开展了区域国土空间格局变化研究。以高原山区城市——滇中城市群为例,选取2000年、2005年、2009年和2015年土地利用数据、DEM数据作为基础数据源,从数量结构和空间布局两个方面对4个时点上滇中城市群国土空间格局变化特征进行分析。结果表明:以高原山区为主导的地形特征影响了滇中城市群国土空间格局分布,其垂直差异性显著,滇中城市群生态空间为绝对主体,生产、生活空间主要分布在城市群中部以东区域; 2000—2015年三生空间变化速度加快,且区域差异明显,生产、生活空间逐渐增加,生态空间持续减少,总体呈现"入不敷出"的态势,生态空间和生产空间面积的相互转换构成了国土空间格局图谱演变的主要类型;国土空间利用程度逐年提高,国土空间利用程度热点区主要集中分布在研究区中部和东部的部分地区; 4个时点上,研究区国土空间格局总体沿东北-西南走向分布,生产、生活空间在东北方向的分布最为聚集,生态空间格局分布较随机;生产、生活空间核密度测算值空间分布特征表现为中部、西部及东北部高,南部、西南部及西北部低,多核扩散破碎化明显,生态空间核密度测算值空间分布特征表现为中部以东较为密集,受人类活动干扰,破碎化严重,分布不均匀;西部大开发战略与相应土地政策实施促使滇中城市群国土空间格局变化明显。     

南京市高淳区城市水网水环境改善模拟研究

现代城市多面临水质型缺水问题,城市水系多因污染物超标排放、水系不流通导致水质较差,无法达到相应水功能区水质目标。城市水网的构建是解决区域水资源调配不均、水环境不达标的重要手段之一。以南京市高淳区固城湖、水碧桥河、石固河、官溪河为研究对象,通过构建一维、二维水动力水质耦合模型,选取COD、NH3-N作为水质指标,模拟不同水资源利用情况下研究区域内水体水质分布情况,评估河湖水网连接对水体水质的改善效果。研究表明,河湖水网健康连通及科学调度可显著改善水体水质。     

新疆和田河径流演变特征及其影响因素分析

【目的】研究和田河径流演变特征及其影响因素。【方法】采用M-K检验、Pettitt突变检验、Morlet小波分析等方法,分析径流及影响因素的变化趋势、突变特征及周期规律。在确定影响因素与径流的相关性基础上,建立了影响因素与径流的多元线性方程及神经网络模型,定量分析了气候因素与人类活动对径流变化的贡献水平。【结果】玉龙喀什河径流表现出增加趋势,喀拉喀什河径流呈减少趋势,突变年份为2009、2004年,在40~55 a尺度下的玉龙喀什河与33~55 a尺度下的喀拉喀什河都经历2个枯-丰变换周期。玉龙喀什河、喀拉喀什河降水量都呈显著增加趋势,突变年份均为2001年,两河降水同时展现出3次偏多-偏少交替。年均气温呈显著性增加,在1984年发生突变,气温经过2个冷-暖变换周期。玉龙喀什河与喀拉喀什河径流变化的主要影响因素为气候变化,人类活动影响较小,气候变化对径流的贡献率分别为84.06%和72.51%,而人类活动的贡献率为15.94%和27.49%。【结论】玉龙喀什河和喀拉喀什河在40~55、33~55 a尺度下由丰水期转为枯水期,玉龙喀什河和喀拉喀什河流域降水未来为少水期,和田河流域气温在40~50 a尺度下处于偏暖阶段。喀拉喀什河突变点与乌鲁瓦提水库的修建有关,降水和气温发生突变时间于西北地区气候转变相一致。气温因素是径流补给的主要影响成分,气候变化为径流变化的主要因素。     

海口市水系演变特征及其对区域环境的影响

通过计算海口市城区不同时期的河网密度、水面率、支流发育系数等指标,分析了水系演变特征,发现在过去50年,由于城市化等因素的影响,海口市水系结构数量特征、结构特征、网络复杂性都存在不同程度的衰减。海口市水系演变会导致城市河网调蓄能力降低、城市减弱热岛效应能力差、城市水环境恶化、居民滨水公共开敞空间急剧萎缩等环境问题。本研究对开展新形势下城市水系规划及防洪排涝等具有重要的参考意义。     

辽宁省朝阳市水资源的压力分析

本文通过对朝阳市多年水文资料、社会经济资料及供用水资料的分析,从水文水资源特征、经济社会发展状况、水资源开发利用情况等方面对水资源进行科学分析.充分了解水资源供需矛盾,推算其演变趋势,从而掌握水资源变化特征,明确水资源压力程度,找出水资源紧缺的原因,为水资源的合理开发与利用提供重要科学数据参考.     

区域间用水结构演变及影响因子

我国区域间水资源量差异较大,而水资源的有效利用是我国经济社会发展的重要战略问题。为准确预测用水结构,基于2004—2018年数据,采用信息熵及主成分分析方法,分别从我国东北部、东部、中部和西部4大经济区中选取吉林、浙江、山东、湖南、四川和新疆6个省（自治区）的用水结构作为研究对象,分析其用水结构的演变过程及影响因子。结果表明:山东的用水结构均衡度呈递增趋势,其用水结构愈来愈趋于合理,而新疆的用水结构均衡度持续偏低,其他4省均无明显变化;用水结构的主要影响因子是经济社会发展、人口增长、节水技术、水资源禀赋及生态环境维护。最后,从产业结构、农业节水、生活用水、环境维护用水多元化等方面为优化用水结构提出建议。      

基于区位熵和洛伦兹曲线的山西省用水结构分析

基于区位熵和洛伦兹曲线理论研究了山西省各地市2003-2017年用水结构的演变,分析了各类用水的空间分布及变化特征。结果表明:山西省用水总量总体呈上升趋势,用水结构比例相对稳定,农业用水量占主导地位且空间分布较为均衡,生活用水的空间分布随时间变化趋于均衡,工业用水和生态用水的空间分布较不均衡且差异有增大趋势,未来需进一步优化用水结构,提高工农业用水效率,更加重视生态用水,以实现山西省各地市经济、社会、生态的均衡发展。     

基于M-K检验的黄旗海湖面面积退化成因分析

黄旗海具有农牧交错带闭塞湖泊的一般演变规律,20世纪70年代以来湖面面积不断波动,总体上呈萎缩趋势。为寻求黄旗海湖面面积变化与降水量、入湖水量、区域经济社会用水、地下水位变化等因素的关系,采用M-K检验方法对黄旗海湖面面积1975-2012年数据系列趋势进行分析,寻求突变点和突变时段,深度剖析湖面面积变化原因。1999年前后的湖面面积变化趋势存在较大差异。按1975-1999年和1999-2012年两个时段借助相关性分析判定主要影响因子:(1)1975-1999年时段,气候较湿润以及人类活动不剧烈,湖水面积主要受降雨、温度等气候因素变化的控制;(2)1999-2012年时段,气候条件(降水和温度)变化不显著,湖水面积缩小主要受经济社会发展、地下水位变化等一系列人类用水活动控制。M-K检验证实了黄旗海湖面面积退化是多种成因综合作用的结果。     

干旱灌区用水结构演变及驱动力分析

干旱灌区的用水结构均衡度关系到整个区域的水资源可持续利用。选择位于新疆天山北坡的兵团大型垦区——石河子垦区为研究典型区,根据垦区1988-2011年的各用水情况,利用信息熵理论分析了垦区用水结构演变规律,并进一步利用及Hurst系数判断其趋势持续性,并利用主成分分析法确定了灌区用水结构的主要驱动因子。研究结果表明:(1)垦区的用水结构熵值总体处于均衡度较低水平,其用水结构信息熵值均不超过0.5,这与兵团垦区农业用水比重过高,行业间用水不均衡的现实情况相符合;(2)垦区用水结构信息熵值呈持续稳定的上升趋势,表明其近30年来新疆兵团垦区水资源分配农业用水进一步下降,工业、生活用水、生态用水比例进一步提高,用水结构向趋于均衡的结构发展,符合新疆绿洲区产业结构调整的方针;(3)以节水技术及产值为主的社会经济因素对其用水结构演变过程起主导作用,且社会经济因素、气候变化因素及水资源因素对灌区用水结构变化的综合贡献率都达到了80%。基于上述驱动因素,最终提出调整种植结构、控制种植规模规模及调整产业结构相结合以提高垦区用水均衡度,实现水资源可持续利用。     

云南水分盈亏量变化特征研究

为了揭示云南气象干旱的时空演变特征，基于Penman-Monteith方法计算云南各地1961年以来不同时段的潜在蒸散量，用降水量与潜在蒸散的差值即水分盈亏量作为气象干旱分析指标，分析了1961年以来云南冬春季、初夏及全年3个关键时段的降水量、潜在蒸散、水分盈亏量的年际变化特征、空间变化差异及突变特征、周期变化特征。结果表明：云南降水量、潜在蒸散量及水分盈亏量变化时空差异显著，冬春季常年水分亏缺，季节性干旱明显，全年和初夏总体水分盈余，但年际差异显著；1961年以来，云南冬春季、初夏和年降水量以及潜在蒸散量均呈减少趋势，由于变化速率差异较大，导致水分盈亏量呈现的变化趋势不一，年水分盈亏量呈减少趋势而冬春季和初夏水分盈亏量呈增加趋势；基于水分盈亏量的气象干旱评估指标可以较好的揭示云南气象干旱的阶段性和季节性变化特征，也能较好的体现21世纪以来气象干旱偏重的趋势，在气象干旱监测评估方面具有较好的应用前景。     

基于遥感数据的大尺度区域水田空间格局及生态服务价值变化分析

受经济和气候驱动，长江经济带水田空间格局发生了显著变化，影响区域粮食安全与生态安全。本研究基于1990-2015年土地利用遥感监测数据，利用GIS的空间分析功能，探究长江经济带水田空间格局动态变化特征，采用当量因子法计算生态系统服务价值（ESV），分析了水田变化的综合影响。结果表明：1）1990-2015年长江经济带水田规模持续缩减，共减少了17390km²，减幅呈增长态势具有显著地域差异，长江中上游与下游的水田减幅相差约为9.56%。其中下游减幅较大，水田占区域比例随之降低，中上游恰好相反。2）由于经济建设及水产养殖的发展，水田主要转化为建设用地和水系，水田主要由水系、旱地和湿地等转化而来。长江三角洲城市群、长江中游及成渝城市群的水田变化最为剧烈，建设用地侵占水田扩张的现象分布广泛，水田转为水系主要在两湖平原局部地区。3）水田与其他生态系统的转化对ESV是正影响，水田转为水系对此贡献最大，其转化规模决定了不同时期ESV净增量的大小，水系转化为水田损失的价值最多，建设用地侵占水田次之。不同市域的水田变化情况不一致，因此ESV增减情况具有明显差异。4）生态系统服务中水文调节、水资源供给增强的同时，食物生产、气体调节受到严重损害，与水资源规模扩大和水田资源大量流失有直接关系。研究结果有助于揭示长江流域水田的时空变化过程及其对各项生态系统服务的影响，可为区域土地利用规划、农业政策与生态可持续发展提供理论支持。     

集对分析-可拓学耦合模型在河流健康评价中的应用

为准确评价河流的健康程度,从河道的整体性及内涵出发,构建了包括河流形态、水文、环境、生境要素及人类活动特征等多个准则层的河流健康评价指标体系及评价等级标准,并探索性地提出了基于集对分析-可拓学耦合模型的河道健康评价方法;最后,以潢河为研究对象,对潢河2017年的健康程度进行了实证研究。结果表明,潢河目前处于亚健康状态,与实际相吻合,亟需采取水系连通、防污控污、生态修复、水源涵养等多项综合整治措施,使河道逐步恢复生机和活力。     

辽宁省凌河口湿地景观格局动态演变及景观破碎化分析

景观破碎化与动态演变分析是景观生态学研究的核心之一。通过动态演变与景观破碎化分析,可在一定程度上揭示出湿地稳定性和人类干扰程度。根据凌河口保护区1988、1995、2000、2005、2009年五期湿地数据,通过土地动态度、斑块类型面积、斑块数、斑块密度、类型百分比、形状指数、分维数、分离度7个景观指标研究保护区的湿地空间变化特征及破碎化程度并进行造成湿地景观格局变化驱动力分析。研究结果表明,凌河口湿地景观的破碎化在1988年以前就很明显,1988～2009年呈现继续破碎化的趋势;而造成凌河口湿地格局演变的原因主要有自然和人为活动及社会经济的因素的影响,只有尽快建立凌河口湿地恢复对策,采取积极的保护措施,实现经济效益、社会效益和生态效益的统一。     

粮食主产区县域农业机械动力投入时空演变分析——以河南省108个县(县级市)为例

农业机械化是农业现代化建设的重要内容。为此,以县域为基本研究单元,利用变异系数与艾肯森指数等区域差异研究方法对河南省2004-2013年近10年的农业机械动力投入进行动态差异分析,并采用探索性空间分析方法(ESDA),在Arc GIS与Deo Da095i软件的支持下,分析近10年来河南省农业机械动力投入的时空格局与时空演变特征。结果表明:2004-2013年,河南省县域农业机械动力投入均值呈显著的增长趋势,但整体区域差异呈现出逐渐缩小的态势;2004-2013年河南省县域农业机械动力投入之间存在显著的空间正相关,表现出明显的空间集聚现象,但农业机械动力投入水平相似的县域在空间上的集聚态势会逐渐降低;局部空间集聚格局,总体呈现出东北部较高而西南与东南部较低的特征;2004-2013年整体空间分布位置变化不大,数量上有明显变化,高高集聚与低低集聚型县域数量总体呈现出明显减少的趋势,各县(县级市)趋向于平衡化的发展。