基于变分法的流域地貌形态分形特征量化研究

分形理论为流域地貌形态等复杂体系的定量化研究提供了一种有效T具.以室内流域模型人工模拟降雨试验和高精度摄影测量获得的模型流域不同发育时段的数字高程模型(DEM)数据为基础,采用变分法计算了流域地貌形态分形维数,并对分形维数与地貌因子沟谷密度和地面割裂度的关系进行初步探讨.结果表明:流域地貌形态在无标度区间内具有良好的分形特征,分形维数准确的反映流域地貌表面的复杂程度;流域地貌形态在流域发育的不同时段具有不同的分形维数,并且与沟谷密度和地面割裂度之间存在显著的线性关系:分形维数作为流域地貌形态分形特征的量化指标为黄土高原小流域侵蚀产沙预报模型中宏观地貌形态因子的选择提供了一种新的思路.     

基于GIS的小流域地貌分形维数测定方法研究

分形理论为复杂地貌形态的量化研究提供了新思路。基于分形基本理论及GIS技术,选择位于辽宁东部山区的泉河小流域为研究区,以1∶10000地形图为数据源,通过建立数字高程模型,应用尺度—面积法对研究区地貌分形维数进行了分析计算。研究表明:泉河小流域地貌形态在无标度区间内表现出良好的分形特征,流域地貌分形维数D=1.9539;流域地貌分形维数能够较好地表征流域复杂的地形地貌特征,分形维数作为描述流域地形地貌的综合指标对于建立小流域降雨产沙模型具有重要意义。     

小流域地貌不同发育阶段的多重分形特征模拟研究

流域地貌形态的科学量化是研究地貌学复杂问题和流域土壤侵蚀模型研究的热点问题之一。以定雨强模拟降雨作为主要驱动力,以小流域模型不同发育时段的DEM数据为基础,利用多重分形模型计算分析了小流域不同发育阶段地貌多重分形及其参数,探讨了小流域地貌不同发育阶段的多重分形特征及其表征的流域地貌意义。结果表明:在小流域地貌发育的幼年阶段,随着地貌的不断发育,地貌奇异指数分布范围△α从第2期的0.5085增至第4期的0.6716,呈增长变化趋势,平均增长幅度为16.04%,多重分形参数△f则呈现出递减趋势,降幅为29.96%,这表明在该阶段地貌发育比较活跃,沟谷发育迅速。在小流域模型地貌发育的壮年阶段,随着小流域地貌大坡度的地貌单元不断增加,地貌表面形态复杂性和差异性增大,地貌奇异指数分布范围△α和多重分形参数△f的变化趋势与地貌发育幼年阶段基本一致,△α呈增长趋势,平均增幅度5.94%,△f呈递减趋势,平均降幅为21.34%,但二者的变化幅度明显地减小,这表明壮年阶段流域地貌发育相对趋于稳定,地貌变化趋于缓和。表明多重分形参数可以科学定量表达小流域模型不同发育阶段地貌动态演化特征及地表形态的不均匀性和复杂性,对流域地貌形态的复杂体系进行定量化研究具有重要的意义。     

不同地貌量化参数与流域降雨侵蚀产沙关联性模拟试验研究

由于不同地貌量化参数各具特色,流域土壤侵蚀预报模型中地貌因子量化参数选择目前还没有统一认识.从模拟试验人手,利用分形理论、灰色关联分析方法、GIS和高精度摄影测量技术,对小流域模型次降雨相对输沙模数及相对径流模数分别与地貌分形维数、平均坡度、沟壑密度、相对高差、地形起伏度和地面破裂度6个常用地貌量化参数的关联度进行研究.研究结果表明:地貌分形维数与小流域模型次降雨相对输沙模数及径流模数的关联度明显高于其他地貌量化参数,分别达到0.804和0.895;地貌分形维数与小流域模型次降雨侵蚀产沙的定量作用关系可用指数函数很好表达.对于促进地貌分形维数在流域土壤侵蚀预报研究中的应用,提高土壤侵蚀预报模型精度和适用性具有重要现实意义.     

晋西黄土地区流域侵蚀地貌研究（Ⅰ）──特征与分异规律

本文首次采用流域调查法研究晋西黄土地区流域侵蚀地貌，即以流域为单元对流域侵蚀地貌特征进行调查和量算，并在此基础上，详尽分析了影响侵蚀地貌形成的地质、地面组成物质、沟道纵坡、降雨、风及人为等因素，探讨了晋西黄土地区流域侵蚀地貌的分异规律（据水平分异规律划分四个区，据垂直分异规律划分了五个带），为该区域流域综合治理提供可参考的理论依据。     

淳化泥河沟流域地貌特征与水土保持

利用地貌形态计量方法,对淳化县泥河沟流域的黄土侵蚀地貌进行了测算和分析,从地貌学的角度出发,提出综合治理该流域水土流失的设想。     

基于DEM的延河流域河网水系分形特征研究

该文以延河流域30m×30m空间分辨率的DEM为基础数据源,在Arc GIS10.2软件的水文分析扩展模块中,通过填洼、计算流向、汇流累积量,设置不同阈值,依次为100,200,300,400…1 600,间距为100,得到16组河网水系提取的结果。采用均值变点分析法,并结合流域实际河流水系形态,确定最佳汇流阈值。在此基础上,利用网格法计算延河水系分维值。结果表明:延河流域分维数为1.042,处于地貌发育的幼年期,该阶段河流深切,地势起伏大,侵蚀剧烈,易造成水土流失。本研究运用分维数对地貌发育阶段进行定量化分析,不仅有助于认识延河流域地貌发育特征,也能为流域加强水土流失保护与治理提供科学合理的指导。     

黄土高原典型流域次降雨径流侵蚀产沙规律研究

【目的】研究黄土高原地区小流域次降雨径流侵蚀产沙规律,建立适宜于该地区的侵蚀产沙预报模型。【方法】根据岔巴沟流域32年实测的水沙资料,采用径流侵蚀功率、地貌分形信息维数的计算模型及多元非线性回归方法,分析了黄土高原地区岔巴沟流域的次降雨径流侵蚀产沙规律。【结果】岔巴沟流域次降雨侵蚀产沙模数Ms与径流侵蚀功率E、地貌形态分形信息维数Di有很好的相关性,模型具有较高的精度和一定的适用性。【结论】基于流域径流侵蚀功率与地貌形态分形信息维数的岔巴沟流域次降雨侵蚀产沙预报模型,能够近似反映不同尺度流域次降雨径流侵蚀产沙特性及水沙传递的关系,为建立具有广泛适用性和较高预报精度的黄土高原流域次降雨径流侵蚀产沙预报模型提供了理论依据。     

焉耆县地貌特征及其地貌灾害和气象灾害的关系研究

区域地貌形态对自然地理环境各组成要素都有控制和制约影响，地貌形态和自然灾害包括地质灾害、气象灾害、洪水灾害、泥石流等都有密切关系和相互作用。在我国大尺度的地貌形态及其与其它自然地理环境组成要素之间的关系研究达到一定深度和宽度，但是以县域为单位对地貌特征及其整体环境要素之间关系和相互影响的细化研究并不多见。该文以新疆焉耆回族自治县为研究区域，以实地考察搜集资料和前人相关研究为基础，采用统计分析和数据处理方法，对该区域的地貌特征进行描述，同时，对地貌形态和该区域多发自然灾害之间的相互作用进行了探讨。     

官司河流域防护林水土保持效益研究 Ⅰ.土壤侵蚀危险评价研究

以土壤侵蚀发生规律为依据，从小流域系统的土壤抗蚀性、地质、地貌形态、植被覆盖、森林类型、土地利用等环境特征方面分析了影响官司河流域土壤侵蚀危险性的主导因素，运用模糊数学综合分析方法，将研究区域分为剧烈、强度、中度、轻度和无侵蚀危险类型，完成区域土壤侵蚀类型划分，并指出各种类型的特征和防治侵蚀的措施。     

基于地形指数的TOPMODEL研究进展与热点跟踪

TOPMODEL是一种以数学方式表示水文循环过程的基于物理过程的半分布式流域水文模型.该模型结构明晰,参数较少且具有明确的物理意义,不但适合于坡地集水区,还能用于无资料流域的产汇流估算.TOPMODEL更大的优点在于非常适用二次开发.该模型最初是用来模拟英国山区降雨径流的,后来被广泛应用于美国东部、新西兰等温湿地区,均显示了很好的模拟结果及可信的变源产流贡献模拟.TOPMODEL是降雨径流模式之一,整个水文过程主要用水量平衡和Darcy定律来描述.它利用变源面积理论原理,采用分布式地形指数(ln(a/tanβ)来刻划流域或坡面的地形,作为决定径流形式的主导因子,并假定流域内具有同一地形指数值的区域具有水文相似性.该文最后对目前TOPMODEL在森林流域水文研究中对产流机制的解释、参数问题以及尺度问题等3个热点问题进行了跟踪.     

江西省湿地保护规划分区布局研究

对江西省湿地进行全面分析,以流域为单位,以湿地分布特点为基础,结合其自然特征,以及水文和地质特性、湿地功能、湿地保护和利用途径的相似性、行政区域和流域的连续性及实际的可操作性,同时考虑鄱阳湖在全省、全国及国际上的重要性,将江西省湿地分为三个保护区,分别为鄱阳湖淡水湖泊湿地保护区、"五河"下游河湖湿地保护区、"五河"中上游河库湿地保护区。按照各保护区主要生态功能及现有条件,分析各区存在的问题,提出保护重点和主要措施。     

地形与林型影响春季融雪过程的定量化研究

春季融雪是北方寒冷地区春季径流的主要来源,对缓解春旱具有重要意义。森林能够延缓春季融雪径流已成为共识,但流域内地形与植被等因素的不同使得森林对融雪速率的影响具有时空异质性,定量估算地形因素与植被因素对融雪过程的影响有助于提高流域水文模型的精度。本文采用山地小气候模型(MTCLIM)的方法计算了地形对太阳辐射的分配以及雪蒸发的模拟,采用经地形与植被修正的气温日数法计算融雪量,从而定量探讨了地形与植被因素对融雪的综合影响效果。结果表明:流域内融雪的模拟计算能够较好地反映地形与植被对融雪的影响,计算值与观测值之间的相关系数为0.90。流域内植被对融雪过程的影响要远大于地形的影响,仅考虑地形的影响时,平均融雪速率为1.91 mm/d,与空旷平地融雪速率1.95 mm/d相近,而仅考虑植被影响情境下,融雪速率为1.26 mm/d,仅为空旷平地融雪速率的64.6%。但具体到坡面某点,模拟的准确性还有待提高。雪蒸发的模拟结果较差,说明仅考虑地形与植被的Priestly-Taylor方法无法正确模拟雪蒸发的时空分布。      

黄土丘陵沟壑区岔口小流域AnnAGNPS模型数据库建立

AnnAGNPS模型是一个能够连续模拟来自流域的地表径流、沉积物、污染负荷的分布式非点源污染模型。模型具有应用前景广泛、有效、参数数据需要量大、区域差异大、获取难的特征。以黄土高原丘陵沟壑区典型流域为例,建立了基于AnnAGNPS模型的岔口小流域非点源污染基础信息数据库,包括气候、土地利用、土壤和地形数据库。所需的模型参数大多通过实地调查,部分参数来源于文献数据。此数据库为岔口小流域农业非点源污染状况的进一步研究提供基础数据的同时,可供类似研究区域借鉴或为流域其他相关研究提供参考。     

岷江上游典型流域植被水文效应模拟

该文通过研究现有土地覆盖下水文分布的空间格局,及不同植被类型集水区内降雨与径流间的关系,来揭示森林生态系统与水文动态之间相互作用的机制,从而为岷江上游的生态环境评价和区域生态环境保护及恢复提供理论依据和科学指导.在前人研究的基础上,结合先进的地理信息系统和遥感技术,构建岷江流域植被水文模型.模型以水文子模块TOPMODEL为中心,由山地小气候模型MTCLIM和林冠截留模型为其提供水文学参数,研究中水文循环过程涉及植被截留、(实际)蒸散发、降雨入渗和土壤水分动态等.最后将模型应用于岷江上游典型支流——杂古脑流域,对其1995年7—9月的径流特征进行了模拟分析.结果显示,7—9月日径流量总体趋势表现为逐渐降低,径流量对降水响应敏感,基本反映了杂古脑流域雨季的径流变化特征.     

三江平原挠力河流域地下水恢复研究进展

文章结合挠力河流域地下水开发利用现状,分析了在该流域开展地下水恢复研究的必要性。探讨了地下水恢复研究领域的现状、存在的问题和发展趋势,并提出了在挠力河流域开展地下水恢复研究的具体工作构想。     

裸露砒砂岩区小流域植被景观空间格局与地形关系

以裸露砒砂岩区鲍家沟小流域为对象,运用景观生态学理论和典型相关分析相结合的方法,研究了裸露砒砂岩区小流域土壤侵蚀空间自相关特征及影响因素。结果表明:1）以鲍家沟小流域为代表的裸露砒砂岩区典型流域,流域内的优势景观为裸露基岩景观,其次为连片的人工植被景观。2)各斑块类型的破碎程度呈草地>山杏林>柠条林>油松林>沙棘林>裸露基岩的排列顺序。3)典型相关分析表明,流域植被景观格局具有零散和形状复杂的斑块特征,坡度和地表切割深度是导致植被景观破碎并决定景观空间分布格局的主导因素。研究裸露砒砂岩区小流域植被景观空间格局与地形关系,对于科学指导区域植被建设,减轻入黄泥沙有重要意义。     

县级水土保持规划中生态清洁小流域分类研究——以贵州省修文县为例

以贵州省修文县自然地理和社会经济数据为基础,通过地理信息系统等手段,探讨县级水土保持规划中生态清洁小流域的分类问题,提出了由小流域地形地貌类型、水资源功能定位、人类活动强度组成的县域生态清洁小流域三级分类系统。采用三级分类系统将修文县83个小流域级分为10个类型,分为山地水源低、中强度类,山地非水源低、中、高强度类,丘陵水源低、中强度类,丘陵非水源低、中、高强度类等10个类型。并在分类的基础上提出各类型生态清洁小流域建设目标及方向,旨在为县域生态清洁小流域的建设提供参考。     

浙江省红壤小流域生态系统的分类研究

以浙江省红壤小流域生态系统为研究对象,从资源持续开发利用角度首次提出了由小流域地形地貌类型、水资源条件类型及土地资源状况类型组成的红壤小流域生态系统的三级分类体系;明确了浙江省红壤小流域生态系统主要有８ 种类型,其中以低丘岗地地形地貌、缺水或引水灌溉、土地资源较丰富这一类型为主⒚     

数字高程模型在分布式水文建模中的应用--以三峡库区晏家河小流域为例

以三峡库区晏家河小流域为例,论述了在数字高程模型的基础上,进行流域河网的生成、子流域的划分以及流域边界的确定等工作的理论与方法,并进行了与地形相关、具有水文学意义的部分参数的提取。结果表明,数字高程模型在分布式水文建模中的应用主要体现在通过DEM不仅可以实现流域离散化,而且还可以从中提取分布式水文模型所需的地形参数。