城市化对洪水的影响研究 ——以深圳市对深圳河设计洪水的影响为例

城市化作为影响洪水形成的下垫面条件的因素之一对洪水形成影响较大，通过对城市化影响洪水作用机理的分析得出，城市化使城市集水区天然调蓄能力减弱，汇流速度明显加快，径流系数也明显增大，城市化所及地区的产汇流过程发生显著变化。另外还以深圳城市化对深圳河设计洪水的影响为例计算得出“城市化”将加大深圳河流域坡面汇流及河槽汇流的速度，缩短汇流时间，加大洪峰流量。对于百年一遇洪水，干流各控制点汇流历时缩减15.4%~21.7%，相应洪峰流量增加11.8%~19.0%。     

基于R-V GIUH的临界雨量计算研究

【目的】建立基于地形地貌的地貌瞬时单位线汇流模型(R-V GIUH),为提高临界雨量计算精度提供参考。【方法】基于流域数字高程模型(DEM),经水文分析后计算得到地貌参数,并结合水动力参数建立R-V GIUH,利用实测的洪水过程对模型进行参数率定和验证;然后基于汇流模型的计算结果,采用水位流量反推法进行临界雨量的计算,并以陈家河流域为例进行临界雨量的实例分析。【结果】利用建立的R-V GIUH,计算得到陈家河流域的霍顿(Horton)河数率为4.20,河长率为2.66,面积率为3.11。利用建立的汇流模型计算得到1%,2%,5%,10%,20%频率对应的洪峰流量分别为436.7,340.3,233.0,163.2和99.5m~3/s,在地貌瞬时单位线法得到的频率-洪峰流量(P-Q_(mp))关系曲线上推求出成灾频率为1.75%,进而计算得到土壤含水量50mm、降雨历时为1,3,6,12,24h时对应的临界雨量分别是52,90,104,125和152mm。【结论】R-V GIUH建立在DEM的基础上,能够很好适用于资料匮乏地区的汇流计算,并且有效提高了临界雨量的计算精度。     

HEC-RAS模型在汉江上游洪水演进和流量重建中的应用

【目的】研究HEC-RAS模型在汉江上游洪水演进和流量重建中的应用效果。【方法】通过对汉江上游安康至白河段的实地考察,基于数字流域平台及HEC-RAS模型对2010年"7·18"、2011年"9·19"2场洪水进行了演进模拟,并结合ArcGIS重现了2场洪水的淹没范围和水深。运用HEC-RAS模型对考察发现的5次洪痕进行洪峰流量的重建,与利用比降面积法的重建结果进行比对,并利用实测数据对重建结果进行了验证。【结果】模型的率定、2场洪水水位与流量等指标的模拟系列和实测系列的纳什效率系数(NSE)及确定性系数(R2)均大于0.91;此外,基于HEC-RAS模型重现的淹没区域与实地调查所得结果吻合度较好,且根据洪痕重建的洪峰流量误差为0.12%~2.88%,重建精度较高,优于比降面积法。【结论】HEC-RAS模型可用于汉江上游洪水的演进模拟和洪峰流量的重建,可视化的淹没范围、水深等成果可为安康市洪灾风险评价提供基础数据。     

泾河支流马莲河洪水分析

文章根据马莲河流域的暴雨洪水特性,依据历史洪水调查资料及水文站实测资料对马莲河流域的洪峰流量进行综合分析、计算。     

黄河上游近期洪水情势预测分析

【目的】分析黄河上游唐乃亥流域年最大洪峰流量序列并对年最大洪峰流量进行预测,为内蒙古河段的防洪减淤提供参考。【方法】借鉴集合预报的思路,依据模糊数学理论和马尔科夫随机过程理论,建立黄河上游唐乃亥流域58年来年最大洪峰序列的综合预估模型,对唐乃亥流域未来几年的洪水情势进行了预估,以冲刷内蒙古河段所需流量对应的唐乃亥站流量为目标流量,分析其发生的可能性。【结果】唐乃亥站未来5年的洪水将进入中偏大的状态,年最大洪洪峰流量在2017年达到最大,量级为3 520m3/s,但出现概率仅为33%;唐乃亥站在未来几年超过目标流量洪水出现的概率为33%。【结论】未来5年中,依靠上游唐乃亥的天然来水解决内蒙古河段淤积问题的可能性较小。     

夏河县历史洪水调查与分析

通过对崖峪沟、颜克尔沟、当浪沟进行洪水痕迹考证,收集调查相应资料,并估算洪峰流量和洪水重现期,为全面掌握夏河县发生历史洪水概况、洪水量级以及洪灾发生风险,分析确定山洪灾害预警指标和风险评估提供基础数据。     

浅谈汤河流域8.3洪水单位线推求

8.3洪水是汤河流域有资料记载以来最大的洪水过程,降雨量大且集中,是汤河流域宝贵的洪水资料。在预报作业时,产汇流精度均偏低,为了提高水库将来预报精度,有必要对产流和汇流方案作进一步的修订和补充,增补新的单位线,完善汤河预报模型。     

三峡水库2012年最大暴雨洪水组合特性研究

分析了三峡水库2012年最大暴雨洪水的时空分布特征及其形成洪水的特点,探求该次暴雨洪水组合特性及规律。研究表明,2012年三峡71200m^3／s洪水属于典型的暴雨洪水,主要以寸滩以上来水为主,尤其受嘉陵江、岷江、沱江来水影响为主,受金沙江影响较小。第1次洪水过程属于宽胖型洪水,致洪降水属于连续降水过程;第2次洪水过程,由于主降水在岷沱江和长江上游干流,降水历时短、强度大,降水范围集中,因此岷江和沱江涨洪迅速,都形成一个尖瘦峰形,经过长距离河道的坦化作用,入库洪水的峰形稍微变胖。洪水峰高量大,由于上游的主要干支流金沙江、岷江、沱江、嘉陵江的洪峰几乎同时遭遇,形成了三峡建库来最大洪峰,洪峰流量和洪峰频率（按宜昌站流量序列计算）相当于17年一遇。     

洪水过程不确定性对泄洪风险影响的分析

重点分析了洪水过程的不确定性对泄洪风险的影响，并通过假设检验得到了洪峰削减系数的概率密度函数。以实际工程为例，利用蒙特卡洛法计算了考虑洪水过程不确定性的泄洪风险值，并与不考虑洪水过程的不确定性的计算结果进行了比较验证，结果表明后者的风险值明显大于前者，说明洪水过程不确定性对泄洪风险的影响是不可忽略的。     

渭河下游洪水预报的人工神经网络模型研究

简述了江河防洪的重要性和洪水预报在江河防洪决策中的作用 ,建立了渭河下游干流临潼断面和华县断面洪峰流量预报的人工神经网络 (ANN)模型。模型评定和检验表明 ,ANN模型的预报效果比传统的统计相关模型有明显的改善 ,而且有利于模型评定与检验精度间的合理协调 ,以及洪水预报与防洪决策的智能化管理。     

Effect of irrigation management on soil salinization in Manas River Valley, Xinjiang, China

Abstract The irrigated area of Manas River Valley in Northwest China is an example of the successful reclamation of massive land affected by shallow ground water levels and salinization. To determine the effect of irrigation management practices on soil salinization, soil profiles representing various soil types were sampled. The historical records on the characteristics of irrigation management practices, groundwater level and soil salts accumulation in this region at four key periods, namely: flood irrigation without drainage; flood irrigation with drainage but of low efficiency; irrigation in combination with lined irrigation canals and exploitation of groundwater; and irrigation with the application of water-saving irrigation techniques, were analyzed emphatically. In addition, the salinization status of cultivated land in 2010 and 2020 was also predicted by using analogism according to the relationship between soil salinization and irrigation practices. The results revealed that the application of the traditional irrigation methods, such as flood irrigation and ridge irrigation, resulted in a rapid rising of groundwater level and salts accumulation in soil surface layers. However, with the way of well irrigation and well drainage, the groundwater level and the desalinization in soil layers apparently lowered, leading to a substantial increase of crop yield. Currently, the application of drip irrigation under mulch decreased the salts concentration in soil layers and increased the crop yield. With the continuous application of drip irrigation, the average soil desalinization efficiency in soil layers may increase. It is predicted that the percentage of salinized land would be reduced to 35%–40% when irrigation water is utilized reasonably in 2010. With the high efficient utilization of irrigation water after 2020, the salinized land would remain below 30%. It is concluded that with the improvement of irrigation management, an obvious desalinization would appear in the soil surface layers and the area of salinized land in this study area would gradually narrow, but the land salinization problem would be hard to totally solve. __________ Translated from Journal of China Agricultural University, 2007, 12(1): 22–26 [译自: 中国农业大学学报]     

快速城市化影响下超大型城市景观生态格局演变特征分析

针对超大型城市建设对景观生态格局及其变化定量研究的应用需求,基于多时相遥感变化监测和格网划分方法,结合景观指数对北京景观空间格局及动态变化进行定量分析,同时探究城市化对城市景观影响的阈值效应。结果表明:1)2000—2015年,由于北京城市化水平逐渐提高,导致建筑用地增加了56%,斑块破碎程度较低;而城市耕地及绿地景观有所减少、斑块分布不均,破碎程度上升;2)空间格局方面,由于建筑用地的覆盖及彼此间的高度连接,使城区景观破碎程度明显低于城郊,景观多样性水平呈下降趋势;3)回归分析表明城市化对城市景观破碎度有显著影响,相关系数达0.84,具体表现为倒U关系,即景观破碎度随城市化水平的提高呈先上升后下降的关系,城市化水平在51%～53%时达到峰值。     

曲周地下水位下降对农业种植结构的影响

以历史统计资料和农户调查数据为基础,以河北省曲周县为例探讨了地下水位下降对农业生产的影响。通过对曲周县主要种植模式需水量及投入产出分析得出:地下水位下降引起灌溉成本的增加,制约曲周农业经济的进一步发展;农业成本的增加会促使农民耕种收益更高、风险更大的经济作物,增加了农村经济的风险,同时给粮食安全带来隐患。曲周县地下水位在快速下降,增加了农业生产成本,降低了农民耕种的积极性,增加了粮食安全风险。建议曲周对各个生产环节进行最优化配置,完善水利设施,推广节水农业,同时应用科学的种植方法,提高耕地的播种面积,达到提高粮食产量和持续土地利用的目的。     

黄土丘陵沟壑区沟道土地整治对径流-泥沙-氮素排放影响的模拟研究

针对黄土丘陵沟壑区沟道土地整治工程对水资源和水环境的影响难以评价的突出问题和现实需要,通过不同雨强和不同沟道土地整治比例的模拟降雨试验,研究了沟道土地整治工程对地表和地下径流过程的影响,分析了地表和地下径流氮素排放对沟道土地整治工程的响应,探讨了沟道土地整治工程对降水分配和氮素排放的作用机制。结果表明:沟道土地整治能调节降水分配、拦截地表径流、促进降水向地下径流转化,降水分配的调节程度随沟道土地整治比例的增加而增加;与无整治工况相比,在不同的降水强度下,30%和60%的沟道整治平均将降水的地表径流、土壤持留和地下径流比例从62∶21∶17分别调整为45∶22∶33和27∶23∶50。沟道土地整治减少地表径流中泥沙、硝态氮和铵态氮的输出,却有增加地下径流中硝态氮输出的风险;60%的沟道土地整治分别降低地表径流泥沙输出69%~82%、铵态氮输出63%~74%、硝态氮输出31%~48%,增加地下径流中硝态氮输出160%~337%,对地下径流铵态氮输出无影响。     

生物炭对京郊沙化地土壤性质和苜蓿生长、养分吸收的影响

通过田间试验研究了施用生物炭(14 t·hm^-2)和种植苜蓿对京郊沙化地的改良作用。试验设裸地(BL)、裸地添加生物炭(BLB)、种植苜蓿不加生物炭(A)和种植苜蓿添加生物炭(AB)四个处理。结果表明:添加生物炭使土壤容重显着减小11.5%~11.6%,pH值显着增加0.1~0.2个单位,田间持水量和总孔隙度分别增加9.1%~10.3%和7.6%~11.3%,土壤总氮、有机碳含量和氮、磷、钾、锌的有效含量分别增加10.3%~25.8%、52.8%~71.7%、12.7%~23.5%、141.7%~233.3%、47.7%~81.1%、94.2%~95.2%,有效铁含量最高减小29.1%,阳离子代换量(CEC)和钙、镁、锰、硼的有效含量无显着变化;种植苜蓿没有显着影响土壤pH值、容重、总孔隙度、田间持水量、CEC和氮、钙、镁、锌、硼的有效性,总体上显着减小了土壤含水量和总氮、速效磷、速效钾的含量,增加了铁和锰的有效含量。BLB处理土壤含水量比BL显着增加13.9%(P<0.05);添加生物炭使苜蓿地上部生物量、含水量和氮、磷、钾、钙、镁、铁、锌、锰、硼的吸收累积量分别显着增加91.1%、3.6%、110.0%、130.9%、200.4%、82.6%、44.8%、89.5%、102.7%、99.5%、104.7%.生物炭与苜蓿种植相结合可在短期内改善京郊沙化地土壤的理化性质、提高养分有效性和恢复植被。     

新疆玛纳斯河流域灌溉技术对土壤盐渍化的影响

评价新疆玛纳斯河流域灌区灌溉技术对土壤盐渍化的影响程度。以石河子垦区为例,着重分析不同阶段灌溉技术对土壤盐渍化的影响;根据土壤盐渍化与灌溉技术水平的关系,用类比法对灌区盐渍化耕地的发展趋势进行初步预测。结果表明:在无排水条件下漫灌、畦灌等传统灌溉技术造成地下水位迅速上升,土层出现严重积盐。井灌井排技术有效地降低了地下水位,土壤明显脱盐,作物产量不断提高。目前大力推广的膜下滴灌由于其良好的节水和压盐效果,土壤中盐分含量逐年下降,随着滴灌年限的增加,土壤平均脱盐率逐渐提高;预计2010年大部分地区水资源达到合理利用后,灌区次生盐渍化耕地比例将下降到35%~40%,2020年区域水资源实现高效利用后,盐渍化耕地将减少到30%以内。随着灌溉技术水平的不断提高,不同类型土壤出现明显脱盐,灌区盐渍化耕地也将逐渐减少,但不会全部消失。     

基于CA-Markov模型的锡林河流域土地利用变化及预测分析

研究土地利用变化特征及预测未来土地利用变化的趋势,对经济平衡发展、提高生态环境质量、实现土地资源合理利用具有重要意义。以锡林河流域为研究区,对Landsat 2000、2005、2010年和2015年4期遥感数据进行目视解译,采用土地利用结构分析方法、重心迁移模型和CA-Markov模型,分析研究区16 a间土地利用演变特征,并对2030年土地利用情况进行预测。结果表明:1)2000-2015年,草地、林地和耕地呈波动变化,水域面积缓慢增加,建设用地不断扩张,未利用地面积在不断减少。建设用地、耕地和未利用地重心具有明显的方向性移动,耕地先向南后向北移动,建设用地主要向西北方向扩张,未利用土地重心持续向北移动。2)研究区综合土地利用动态度为5.70％,变化速率较快;锡林浩特市和各苏木土地利用变化速率差异较大,总体表现为中游＞下游＞上游;不同土地利用类型动态度为建设用地＞水域＞林地＞耕地＞未利用土地＞草地,即建设用地变化最快。3)研究区土地利用变化的主要方向为草地和未利用地的相互转换、耕地和草地的互相转换以及建设用地的不断扩张。4)2030年预测结果表明,耕地面积继续增加,速率有所下降,重心向西南方向移动;林地延续之前变化趋势,稳中有升;草地和未利用地面积继续减少,且未利用地重心持续向北移动;建设用地扩张明显,重心向锡林浩特市中心移动,速度减缓;水域有少量增加。CA-Markov模型与土地利用重心迁移模型相结合,实现了对未来耕地、建设用地和未利用土地的迁移方向的预测,可以为研究区提高草地退化防治效果、土地管理政策的制定和实施、城乡建设、土地利用规划等提供理论指导。     

基于HEC-HMS模型的八一水库流域洪水重现期研究

不透水率是不透水层面积与总用地面积的比值,它是研究城市水文的一个重要指标.以福州市晋安区八一水库流域为例,应用WMS 7.1软件构建流域结构,将流域分为A,B两个子流域,基于相关数据建立HEC-HMS水文模型对降雨-径流进行模拟,从而构建起不透水率与洪水重现期的关系.结果表明:(1)随着城市化的进程,19a间全流域不透水率持续增长,变化区间在5％-10％之内;(2)子流域A重现期为100、50、25年一遇的洪水随着不透水率的增长,分别提前了20、8、3a;(3)子流域B的重现期为100、50、25年一遇的洪水随着不透水率的增长,分别提前了25、10、4a.     

城市化对水域景观格局的时空影响

使用武汉市城市圈Landsat TM(1987、1995、2000、2005、2011年)五期遥感影像,采用机器和目视解译相结合的方法得到土地利用信息,进而提取水域信息,分别从区域和市域尺度上探讨了武汉城市圈1987-2011城市化过程中水域景观格局的变化机制,对水域景观格局及其动态变化进行分析,探讨水域景观格局对城市化因子的时空响应。结果表明,在城市圈尺度上,城市化率、总人口、GDP以及建筑物面积等城市化因子均可以较好的预测水域景观格局的变化,但水域景观总面积与城市化因子的相关性较弱;在市域尺度上,不同城市影响水域景观格局变化的城市化因子不同,且影响程度存在差异;在城市圈和市域两个尺度上,水域景观变化与城市化的关系均呈现出随着经济发展、人口增加、非农人口比例增高、以及建设用地扩张(城市化强度提高),水域景观面积先减少再增加,景观破碎度降低,稳定性增强,形状趋于规则,水域景观聚集度增加的趋势。     

秸秆覆盖对坡耕地土壤性状和马铃薯产量的影响

通过田间试验研究稻草和玉米秸秆覆盖对坡耕地土壤侵蚀、土壤水分、土壤温度、土壤小动物种类和数量、杂草生长及马铃薯产量的影响。结果表明:坡耕地秸秆覆盖栽培秋马铃薯能减少土壤泥沙流失57.1%～71.4%,有效降低地面秋冬季节极端温度,提高土壤渗蓄保墒能力,增加土壤生物多样性和数量,特别是蚯蚓的数量明显增加,比对照高2倍以上,稻草和玉米秸秆杂草量仅为对照的9%～57%,马铃薯产量增幅为33%～77%,增产效果明显。因此,坡耕地稻草和玉米秸秆覆盖有利于保蓄水土,改良土壤性状,稳定提高马铃薯产量。