基于Morlet小波的呼伦湖流域降水多时间尺度分析

利用Morlet小波分析方法对呼伦湖流域,海拉尔市、满洲里市、克鲁伦河水文站与乌尔逊河水文站的1961—2014年降水序列进行小波特征分析,根据降水序列多时间尺度分析结果,揭示呼伦湖流域多年降水变化特征。结果表明:（1）研究区年降水量的周期变化特征主要为,海拉尔市年平均降水存在6 a,11 a与27 a的主周期;满洲里市存在10 a,16 a与27 a的主周期;克鲁伦河存在7 a,13 a与28 a的主周期;乌尔逊河存在5 a,13 a,20 a与29 a的主周期。（2）通过对各序列枯水期的计算,预测海拉尔市与满洲里市将于2017年进入枯水期,克鲁伦河与乌尔逊河将于2019年进入枯水期;（3）预测显示呼伦湖流域在2018—2026年,呼伦湖流域降水减少,进入枯水期;在2027—2035年,呼伦湖流域的降水量充沛,进入丰水期。     

汾河水库流域水文特性分析

对汾河水库流域降水量、暴雨、径流、洪水、泥沙等特性进行分析,弄清了各个水文因子的特性,为流域的洪水调度、洪水管理以及河道整治提供了科学的决策依据。     

汾河流域生态补偿机制的关键问题

流域生态补偿作为流域管理的一个热点问题,已经引起社会各界的广泛关注.随着汾河流域的资源开发和经济发展,其生态环境问题日益严重,成为阻碍经济社会持续发展的瓶颈,建立汾河流域科学的生态补偿机制显得尤为重要.基于理论研究与分析,结合汾河流域的实际情况,明晰建立汾河流域生态补偿机制的原因和原则,分析建立汾河流域生态补偿机制的主体、客体、方式和标准,同时提出建立汾河流域生态补偿机制的保障措施,从而构建起汾河流域生态补偿机制的整体框架.在汾河流域引入生态补偿机制,不仅可以调整生态效益及相关的经济效益在保护者与受益者、破坏者与受害者之间的分配关系,而且还可以保护和改善汾河流域的生态环境,促进全流域经济、社会、环境协调持续发展.     

2010年汾河流域土地退化经济损失评估

土地退化是汾河流域严重的生态环境问题,直接关系到全流域社会经济的可持续发展。以实地调查为基础,结合已有的文献资料和汾河流域环境特征,运用生态经济损益核算方法,分析了汾河流域土地退化状况和变化趋势,估算了2010年汾河流域土地退化的经济损失。结果表明:(1)2010年汾河流域土地退化的经济损失高达3.83×109元,其中水土流失的经济损失最大(占61.79%),为2.37×109元,沙漠化、盐渍化的经济损失分别为2.31×108和1.23×109元。(2)2010年汾河流域土地退化的经济损失约占全流域GDP的0.77%(上游占1.45%),上游地区是土地退化的重点治理区;占第一产业产值的14.58%,影响着流域可持续发展能力;土地退化的经济损失人均负荷值为290.08元/人,制约着流域人民的脱贫致富,因此,应加强对土地退化的治理。     

黄土高原汛期降水年代际演变

利用黄土高原区域40a的降水资料，研究汛期降水年代际演变。结果表明，黄土高原汛期旱涝交错的变化幅度不断减小；降水带南移雨量带南移。20世纪80年代较60年代南移0.6个纬度，90年代南移约1．8个纬度（高原东部地区南移4个纬度）。前3个模态演变的转折（突变）时间和显著程度不同，但其振荡强度和周期的阶段性与降水对应较好。多雨期降水变幅大，周期短，振荡强。少雨期对应多周期，弱振荡。降水异常的敏感区年代际变动明显，演化路径基本由东北向西南移动，高原西部旱涝灾害趋向频繁。     

汾河流域湿地退化特征及恢复对策

在汾河流域湿地分布广泛,类型多样,生物多样性丰富,主要湿地类型有河口（内陆）湿地、河流湿地、湖泊湿地、水库湿地和沼泽及草甸湿地等,总面积930．51km2。由于人为不合理利用和自然的原因,导致汾河流域湿地生态环境退化现象严重。该流生态环境主要表现特征为：（1）未经处理的污水直接排放导致湿地生态环境急剧恶化退化;（2）不合理的开发加速湿地面积不断萎缩,湿地植被遭到严重破坏;（3）过度开垦破坏水禽的栖息地,滥捕盗猎导致湿地生物多样性不断下降;（4）过度开采地下水和煤炭的无序开采使湿地生态环境恶化的进程加快。     

西安市近55年来降水的多时间尺度分析

运用回归分析法、小波分析、M-K突变分析,对西安站近55a的降水变化进行了分析.结果表明: 近55a来,西安降水量呈波动变化过程.受大气环流的影响,西安地区的降水与西北地区东部的降水变化一致,春季、夏季、秋季降水量都在下降,冬季降水在波动中有明显增加趋势;秋季降水与El Nino、La Nina之间存在一定的关系,冬季降水量增加显著与西风势力增强和南来水汽增多有很大的关系;3a、6a左右时间尺度在55a中始终存在,且周期振荡稳定.突变分析表明西安的降水在20世纪60年代和90年代左右有显著的突变点存在,即发生了明显的两次突变,两次突变都是由多雨期到少雨期.     

山西汾河流域盆地土壤八种元素分布特征的研究

汾河流域盆地土壤８种重金属含量现状与分布特征研究结果表明，太原盆地高于临汾盆地，太原盆地内水浇地高于旱地，临汾地则相反。其分布特征为：太原盆地水浇地，晋中地域旱地大部为高含量元素。     

1951-2016年四川省不同地貌单元夏季降水的多时间尺度特性分析

使用中国气象资源共享平台四川省1951-2016年的夏季（6-8月）降水资料,并采用GIS技术分析了四川省夏季年代平均和夏季多年平均降水空间分布,然后利用小波分析法,线性趋势系数法分析了四川省不同地貌单元下（高山高原地带（甘孜）、山地向盆地过渡地带（广元）、中低山丘地带（宜宾）、盆地中部丘陵低山地带（遂宁）及高原向盆地边缘过渡地带（雅安）夏季总降水的周期性和趋势性特征。结果表明:近66年四川省夏季年代平均降水空间分布不均,夏季多年平均降水量等值线走向基本上与地形高低相对,基本上处于地形越高降水越少;四川省不同地貌单元近66年夏季总降水存在3个尺度周期:主周期为20~47 a尺度,次周期为2~13 a和10~27 a尺度,四川省不同地貌单元夏季总降水在2008年开始整体进入丰水期且2016年后仍然处于丰水期状态。     

淮河流域汛期候尺度降水集中度与集中期的时序变化特征

降水分布的不均匀性特征是水循环研究的热点问题,也是区域旱涝防灾与水资源利用的重要依据。基于淮河流域30个气象测站点1960-2014年汛期（5-8月）的逐日降水数据,采用降水集中度指标、趋势与突变检测以及小波周期方法,分析了淮河流域近55 a来汛期降水集中特性的时序变化特征。结果表明:（1）汛期降水年际间波动频繁,变幅较大,1970s和1990s为汛期雨量偏低时期,而2000s以来是汛期降水量最高的时代。（2）降水集中度波动较大,呈微弱减小趋势,以1960s为最集中,1980s最低,1983年出现一次较为明显的突变过程。多年平均降水集中期出现于7月上旬的38候;集中期以1980s为最偏早,1990s以来都较为偏迟,在1990年为明显的突变过程,此后集中期总体推后。（3）集中度在1960s中期具有2 a左右的周期,在1991-2004年存在3~5 a左右的周期。集中期在1970s后段存在2 a左右短周期,而在1970-1982年存在显著的6~9 a左右稍长周期。集中度与集中期在1975-1985年还具有显著的4~5 a左右正相位共振周期。     

基于分形理论的湘江流域洪水分期研究

洪水点据序列具有随机性、非线性、确定性和相似性,这些特性与分形理论研究的对象一致,因此可应用分形理论进行洪水分期的研究。以湘江流域为例,通过分析湘潭水文站洪水散点序列,计算容量维数,确定洪水分期数目,最终划定了湘江流域的洪水分期,并与传统洪水分期方法进行了比较。结果表明,用分形分析法得到的湘江汛期洪水分期和传统方法结果基本一致,但分形理论计算较为客观,说明分形理论在洪水分期中是可行的,值得深入探讨和应用。     

基于小波变换的三江平原井灌区主汛期降水序列多时间尺度分析

近些年来,由于水田面积迅速增加,导致三江平原井灌水稻区地下水位普遍下降,吊泵、局部超采现象时有发生,因此,三江平原的地下水资源平衡急需恢复。为解决上述问题,以853农场为例,应用小波理论,对853农场实测主汛期降水时间序列的多时间尺度变化特征及突变特征进行分析,并与实测年降水序列变化特征进行了对比分析。结果表明:853农场主汛期降水序列具有3 a,6 a,29 a以及13 a左右4个主周期,同时,主汛期降水序列与年降水序列的主周期具有较好的一致性。该研究结果为853农场乃至整个三江平原充分利用天然降水、地下水资源的恢复及可持续利用提供了科学依据。     

1980—2020年汾河流域生态系统服务价值的时空变化

[目的]分析1980—2020年汾河流域生态系统服务价值时空变化特征,为该流域生态环境的科学调控和管理提供理论参考。[方法]利用汾河流域1980—2020年5期Landsat-MSS/TM/ETM遥感影像解译数据研究了流域土地利用变化特征,并估算了生态系统服务价值。[结果] 1980—2020汾河流域土地利用中耕地、林地和草地一直处于主导地位,土地利用整体变化表现为耕地向建设用地转移;土地利用动态度表明2000—2020年土地变化明显高于1980—2000年。1980—2020年汾河流域土地利用总生态服务价值持续减少,空间分布整体上呈上游高,中下游低的趋势。从不同功能价值来看,调节和支持服务减少最多。不同土地利用程度与ESVI双变量LISA聚集图呈现出明显的空间负相关性,主要以汾河上游的低土地利用程度与高ESVI聚集分布为主。[结论] 1980—2020年汾河流域土地利用/覆被变化对生态服务价值有较大影响。可以通过提高土地集约利用水平,促进该区土地利用结构向高生态服务价值发展。     

汾河流域植被覆盖度时空特征与地形因子的关系

[目的]研究汾河流域植被覆盖度在时间以及空间上的变化特征,及其与地形因子的关系,为汾河流域的绿色发展提供科学依据.[方法]基于MODIS NDVI遥感影像数据,选取汾河流域2005-2020年中的2005,2009,2013,2017,2020年数据,采用像元二分模型估算汾河流域15 a的5个时期的植被覆盖度;结合线性...     

淮河流域主汛期降水气候特征及“旱涝急转”现象

淮河流域地处南北气候的过渡地带,主汛期降水变率大,旱涝灾害频繁。利用淮河流域126个地面气象站降水资料,采用EOF分解、线性变化趋势、Mann-Kendall突变检验等方法,对主汛期降水的时空分布特征、典型旱涝年降水特征以及“旱涝急转”气候特征进行了分析。结果表明：淮河流域主汛期的降水量空间分布呈现南部多于北部、山区多于平原、近海多于内陆的特征,并且旱、涝均主要是以南部为主发生;降水量有明显的年际变化特点,尤其是最近10a的年际变率在增大,集中强降水主要出现在7月上旬;淮河流域“旱涝急转”现象频繁发生,尤其是2000年以来频次显著增多,对农业生产造成严重不利影响。     

黄土高原汾河流域地表景观演变特征研究

黄土高原是中国高度脆弱的生态系统之一,基于2000年和2008年两期TM遥感影像,以黄土高原脆弱区独立的流域单元——汾河流域为例,综合运用GIS和RS技术及景观生态学的基本原理与方法,分析该流域地表景观特征及其变化趋势,同时利用DEM数据,探讨景观演变的空间分异规律,为进一步研究流域景观演变驱动机制提供有价值的信息。结果表明:（1）农田、森林、草地始终是该流域的主要景观构成,但绝对优势景观（农田）所占比例大幅下降;（2）就整体景观尺度而言,形状趋于规则,连通性增强,多样性增大,蔓延度下降,整体景观格局受人为活动的干扰越来越强;（3）流失的农田主要流向了草地、森林和聚落,成为该流域8 a来主要的景观演变类型;（4）农田向聚落景观的演变主要发生在地势平坦、海拔低的中部两大盆地地区,农田向林草景观的演变则主要发生在海拔较高、坡度较大的上游、中游南部以及中下游外围的山地丘陵区。     

岷江流域降水特征与旱涝灾害趋势分析

基于岷江流域14个气象站点1961—2012年逐月降水资料,采用数理统计方法结合GIS空间分析技术,对流域降水量时空演变特征进行了分析,利用不同尺度的标准化降水指数（SPI）对流域旱涝特征进行了研究。结果表明:（1）近52 a来,岷江流域年平均降水量呈显著减少趋势,减少倾向率为20.18 mm/10 a;流域年均降水量在1993年发生突变,降水量显著减少。（2）该流域降水量由东南向西北呈递减趋势,以松潘—小金—康定为界,该线以西地区年降水量为616～1 000 mm;该界线以东地区年降水量为1 000～1 732 mm。（3）以松潘—小金—康定为界,该界线以西降水量呈增加趋势,增加倾向率为0～27.11 mm/10 a的范围内;该界线以东降水量呈减少趋势,减少倾向率在0～80 mm/10 a的范围内。（4）岷江流域旱涝灾害阶段性变化趋势明显,1961—1967年涝灾频繁,1968—1972年干旱频率高,旱灾严重;1973—1993年涝灾频繁;1994—2012年旱灾程度与频次均呈增加趋势,旱灾严峻。（5）岷江流域旱涝灾害总体以1990年为转折点,1990年以前该区多涝灾,1990年后多旱灾,岷江流域由涝灾向旱灾转化的趋势明显,在未来一段时间应做好防旱抗旱工作。