官厅水库库区水生植物演变格局时空变化特征分析

利用中等分辨率长时间序列的TM遥感影像（1995—2007年）,采用面向对象的分类方法,以多尺度分割技术为核心,提取了官厅水库水生植物空间分布信息,在斑块类型和景观级别尺度上,共筛选了8个高度浓缩景观格局信息的定量指标,结合水生植物空间分布的质心变化,分析了水生植物演变格局的时空变化特征。研究表明：（1）1995—2007年,受水域面积的扩张和萎缩的影响,库区水生植物面积及其平均斑块面积呈明显地增加和减少趋势：沉水植物波动幅度比较明显,呈先小幅扩张后急剧萎缩的趋势,2000年之前,随水域的扩张,其面积增加了30.2 km2,相对动态度达116.87%;之后,随着水域面积的持续萎缩,沉水植物面积以每年4.2%呈大幅递减趋势,减少了43.02 km2;挺水植物所占比例较小,其面积呈小幅扩张趋势,增加了4.58 km2。（2）沉水植物和挺水植物随水域面积的波动呈现不同的景观格局演变特征。库区沉水植物的景观优势度高,最高达56.09%,占库区水生植物景观类型的主体;挺水植物的平均斑块面积、聚集度指数均低于同年沉水植物,具有离散度高、破碎度高、连通性低的特点。挺水植物的斑块形状相对复杂,其分维度指数平均比同年沉水植物高0.29。（3）水生植物的质心12 a来发生了不同程度的偏移变化,挺水植物质心整体向库区东北方向移动了1.88 km,偏移方向为东偏北12.78°;沉水植物质心整体向库区西南方向移动了4.66 km,偏移方向为南偏西43.04°。     

1988-2018年黄河内蒙古段河道边界演变特征及影响因素

[目的] 获取河道边界演变特征,为黄河内蒙古段的堤岸防护建设提供重要的理论依据。[方法] 基于1988—2018年期间7期Landsat卫星影像,利用修正的归一化水指数（MNDWI）,对黄河内蒙古段7期的河道边界信息进行提取,并计算不同时期河道摆动面积、最大摆动面积、摆动方向等指标,分析近30 a河道的时空变化特征。[结果] 黄河内蒙古段在上游巴彦高勒—三湖河口和三湖河口—包头弯道区域曲率较大的河段摆动较严重,整体呈现向右岸迁移的趋势。河道摆动的时空差异受河床物质组成、水动力条件、水利工程、水土保持工程等人类活动因素的综合影响。[结论] 黄河内蒙古段的堤岸防护建设重点应集中在巴彦高勒—三湖河口全段以及三湖河口—包头弯道曲率较大的河段。     

近50年庆阳市气候变化特征分析

以全球变暖为主要特征的气候变化已成为当今世界重要的环境问题,庆阳市是全球气候变化敏感的区域之一。为了探索环保新模式、推动人与自然和谐发展。利用庆阳市8个气象观测站1971 — 2020年连续50 a的气象资料,采用气候倾向率、累积距平、回归分析等方法,分析了庆阳市气候变化基本特征。结果表明,50年内庆阳市年平均气温呈上升趋势,平均升高速率为0.32 ℃/10 a,变暖幅度高于全球和全国平均水平;各季均增温明显,其中春季、冬季升温幅度最大,夏季、秋季升温幅度较小。年平均降水量呈波动增加趋势,平均增加速率为14.5 mm/10 a;各季变化趋势不一,夏季、秋季、冬季呈增加趋势,春季呈减少趋势。日照时数呈减少趋势,平均减少速率为24.6 h /10 a;春季为增加趋势,夏季、秋季、冬季为减少趋势,日照时数的季节变化与降水的季节变化呈显著负相关。整体气候由寒旱向暖湿转化,极端天气气候事件趋多趋强,与西北地区的气候变化趋势一致。     

大理河流域地貌多重分形特征空间分异研究

利用流域数字高程DEM,采用流域地貌多重分形模型及其实现方法,对大理河流域中的11条子流域地貌多重分形参数进行了计算,分析了其空间分异特点。结果表明:大理河流域地貌多重分形参数奇异指数的最小值αmin、地貌表面积分布最小概率子集的分形维数f(αmin)和最大概率子集的分形维数f(αmax)的平均值从上游至下游呈明显递减趋势,奇异指数最大值αmax和奇异指数变化范围Δα平均值从上游到下游呈递增趋势,说明最大坡度地貌单元出现在上游,最小坡度地貌单元出现在下游,大理河流域地貌形态变化自上游向下游趋于复杂。大理河流域左岸αmin和f(αmin)均值大于右岸,表明最大坡度地貌单元所占比例左岸较大;左岸Δf平均值大于右岸,表明右岸中最小坡度的地貌单元所占比例大于最大坡度地貌单元所占比例;Δα均值右岸大于左岸,表明大理河右岸地貌复杂程度相对较大;总体来说,大理河流域地貌右岸的差异性、不均匀性和复杂度均大于左岸。该研究对于探讨黄土地貌多重分形参数的地貌学意义具有重要参考价值。     

过去(1958-2007)和未来(2011-2060)50年淮河流域气候变化趋势分析

根据淮河流域1958-2007年观测资料和ECHAM5/MPI-OM模式对该流域2011-2060年气候变化的预估结果,分析淮河流域1958-2007年平均气温、极端高(低)温、农业界限温度和年降水量变化,并对2011-2060年气温和降水量变化趋势进行预估。结果表明:(1)淮河流域年平均气温,20世纪90年代以前以降温为主,90年代中后期增温显著;季节变化上,春秋两季气温呈波动增加趋势,冬季增温速率较高,夏季则呈下降趋势,极端气温事件出现次数和温度变化幅度均减小。淮河流域热量资源的时间变化以增温趋势为主,各界限温度初日提前,终日推迟,持续日数和累积温度增加。从区域分布上,流域东部增温趋势强于西部。1958-2007年年降水量和极端降水等无突变性的增加或减少趋势;季节变化上,流域夏季降水量变幅较大。(2)3种排放情景下淮河流域年平均气温升高趋势一致,且SRES-A1B情景升温幅度大于其它两种情景且约在2040年突变增温,3种情景下季节平均气温均为冬季升高最快;未来年降水量有微弱增加,但M-K检测均无显著变化趋势,未来50a淮河流域季节降水仍以春、夏季降水为主,约占全年降水量的70%。     

黄河源区汛期水沙变化分析

利用1970—2005年实测水文资料,采用不同流量级划分标准,分析了黄河源区各水文站——黄河沿、吉迈、玛曲、唐乃亥水文站汛期、伏汛期和秋汛期不同流量级洪水水沙变化情况。结果表明:1970—2005年黄河源区各水文站均以小流量级和中小流量级洪水为主;与1970—1996年相比,1997—2005年黄河源区汛期水沙量整体变幅不大,其中吉迈站水量降幅较明显、唐乃亥站沙量降幅较明显,伏汛期水沙量降幅均较秋汛期小。     

1952-2008年延河流域降水与径流的变化趋势分析

利用延河流域控制站甘谷驿水文站流量实测数据及流域内5个县级气象站降水观测数据,分析了1952-2008年间甘谷驿水文站以上延河流域降水与径流的年内、年际变化特征,并运用滑动平均法、Mann-Kendall趋势检验法和Sen斜率估计法对延河流域降水、径流的变化趋势进行了分析。结果表明,延河流域汛期降水量和径流量分别占全年降水量和径流量的72%和64%。20世纪50年代至90年代,径流变化过程基本与降水过程一致,但到了21世纪初期,降水量呈先升后降的变化趋势,而径流量呈下降趋势。1952-2008年间流域降水量呈微弱的减少趋势,而冬季降水却以0.18mm/a的幅度显著递增。甘谷驿站汛期径流量以99.25万m3/a幅度显著降低。从径流的季节变化上来看,春季降低趋势不显著;夏秋两季径流分别以83.83万m3/a和26.16万m3/a的幅度显著减少;而冬季径流以15.62万m3/a的幅度显著增加。虽然相关分析表明降水变化与径流变化有较好的相关关系,但人类活动对径流的影响不容忽视。     

三工河流域气候、水文变化及其影响

选取三工河流域内的山区和平原区40 a来气候资料和流域内三条河流20 a来径流资料,对气候和径流资料进行计算和相关性分析,结果表明:山区和平原区气温总体都呈上升趋势,90年代是升温幅度最大的年代,冬季气温升高幅度最大;山区和平原区降水整体呈增湿趋势,80年代增加显著,秋季是山区降水增多的季节而平原区降水增加最多的是夏季;三条河流径流量年内分配比较集中,主要出现在汛期,春冬两季径流量很少,90年代较80年代径流量减少,减少310.9×10⁴m³;夏季的降水是影响流域各季节的径流量主要季节,季节气温对流域的径流量变化影响不大。     

近51 a长江中下游与黄河中下游地区夏季降水变化对比

[目的]对比分析长江中下游和黄河中下游地区夏季降水变化特征。[方法]利用长江中下游48个站点和黄河中下游地区的45个站点1960—2010年51a的夏季逐月降水资料,采用M—K检验和小波分析等方法,对其降水的年代际变化、降水序列变化的周期和突变点进行了对比分析,并对降水格局变化的原因进行了分析。[结果]1960—2010年,长江中下游地区的夏季降水呈增加趋势,黄河中下游地区呈减少趋势,整体上表现为南涝北旱;从年代际角度来看,20世纪60年代和70年代,长江中下游地区为少雨期,黄河中下游地区为多雨期;80年代,长江中下游地区降水量较70年代增多,而黄河中下游地区降水量减少;90年代,长江中下游地区的降水明显增加,而黄河中下游地区的降水持续减少;21世纪,长江中下游地区降水有所减少,而黄河中下游地区降水略有增加。小波分析结果表明,两个地区降水变化主周期都约为10~12a,但正负相位时段相反。两个地区的夏季降水格局的变化反映了东亚夏季风的强弱变化,东亚夏季风的强弱变化是造成这种降水格局的主要原因。[结论]在未来的10~12a内,东亚夏季风可能有增强趋势,需要注意未来中国夏季降水可能出现的南旱北涝变化格局。     

江苏沿海开发地区近50年来降水演变特征与趋势

利用1960—2009年10个代表气象站降水资料,采用多方法分析了江苏沿海开发地区的降水特征与趋势。结果表明:年降水量波动频繁,南部较北部略偏多,盐城波动幅最大,南通最小;其年代变化上,南通为持续增加趋势,盐城以1960s降水量最多,其后大幅减少,而连云港则总体偏低,且年代际变幅最大。汛期降水量上,沿海北部较南部偏大,波动幅度与年降水量类似;汛期降水年代变化上,南通总体仍呈增加趋势;而盐城则总体减少,以1970s最低;连云港以1980s为最低值,此前偏高,此后略有增加。2000年以来的旱涝波动更为频繁,并以涝为主。近50a来南通、盐城的年降水呈较弱的减小趋势,连云港则呈增加趋势,而汛期降水量的变化趋势则与年降水量相反。未来趋势上,南通、盐城、连云港的年降水量仍将分别呈现减少、减少、增加的趋势,汛期降水量也仍将分别表现为增加、增加、减少的趋势。     

江河源区生物多样性问题研究

江河源区西部、南部、东南部和东北部都毗邻生物多样性中心,生态系统多样,物种较丰富。这种生物多样性是随着青藏高原的隆起而产生和发展起来的并以其环境为生存条件,因而比较独特,不乏特有种、珍禽异兽、名贵药材和受到国家保护的物种。全面了解江河源区特殊的生物多样性将有利于该区的生态环境保护和区内自然保护区的建设。     

珠江三角洲网河区顶点河道断面侵蚀形态的演变

[目的]研究断面形态的演变特征,给上游来水来沙、人类活动影响的分析提供检验,也为下游水文地貌的演变提供科学依据。[方法]利用珠江三角州网河区三水站和马口站资料,通过提取反映河道断面侵蚀形态的指标,采用模拟退火算法优化的投影寻踪模型,综合解析河道断面侵蚀形态的演变特征。[结果]由于三水站2009年的虚实比远大于其他年份的虚实比,2009年三水站断面侵蚀形态异于其他年份外,其他年份侵蚀形态的变化较为缓和;对于马口站而言,尽管该断面的侵蚀形态变化较多,但综合5项反映河道断面侵蚀形态指标来看,该断面形态的变化类型总体上可以划分成2种侵蚀类别。[结论]总体上,21世纪初马口和三水站断面比20世纪90年代过水断面增大,断面的过水能力有加大的趋势。     

江淮分水岭地区干旱分析

通过对江淮分水岭地区气象和水文资料以及多年旱涝状况的分析，得出了该地区基本的气候特点。该地区气候可划分为东、中、西3部分，西部气候湿润而稳定，旱涝灾害较少；中部气候干燥而稳定，旱灾多于涝灾；东部气候变化复杂，分析认为东部气候类型是整个江淮分水岭地区的基本气候类型，中、西部气候是在该基本气候类型基础上受山地和水域等周围地理环境影响而形成的。     

水土保持措施对秃尾河径流的影响

在黄土高原地区,水土保持措施是影响流域产汇流的重要因素之一。本文采用双累积曲线、时间序列分析等方法,分析秃尾河流域降水及河川径流、暴雨洪水特征变化及其对流域水土流失治理的响应。结果表明:流域多年平均降水量406.4mm,河道多年平均径流量3.4亿m3,1977年后年径流量呈显著性减小趋势。与1977年之前相比,在水土保持措施影响下,汛期径流量占年径流量比例下降,枯水期径流量比例上升,季节分配趋于均匀。相似降水条件下,场次洪水总量、洪峰流量减少,洪水过程均化。     

流速仪比较与林边溪流量量测

该研究于屏东县来义乡林边溪上游,采用电磁式流速仪、旋杯式流速仪及超声波数位流速仪,进行河川流速量测,并比较三种仪器所实际量测获得数据差别及其实用性,在枯水期进行河川流量量测时水位较低,可利用一点法或两点法量测其流速,并以平均断面法计算出流量,在低水位时,旋杯式流速仪会因为水流速度太小使旋杯无法转动,因此在低水位时,可以电磁式流速仪或超声波数位流速仪进行流量量测。量测结果显示林边溪α值(R/D)约在0.911～1之间,而流量Q<10cm/s时,α值非常趋近于1,当流量Q>10cm/s时,α值大约在0.91～0.96,流量Q>10cm/s时,水面宽度T及水力深度D的改变量较大。     

长江上游成为第二条黄河的可能性及其防治对策

从气象因素和下垫面因素出发 ,重点针对长江上游地区的金沙江和嘉陵江流域 2个主要产沙区地表侵蚀和河流泥沙输移特征、来水来沙条件 ,以及人类活动对水土流失的影响程度 ,分析了长江上游成为第 2条黄河的可能性。认为气象因素是影响重点产沙区沙量变化的关键因素 ,而长江上游地面物质侵蚀量和河流泥沙的发展主要受人类不合理的社会经济活动影响。由于长江上游地区水热条件和地貌特征具有相对的稳定性 ,并考虑“长治”工程积极开展水土保持的综合治理工作 ,长江上游的河流泥沙在相当长的一段时期内不会发生显著变化。最后还根据该地区的现实情况 ,提出了进一步防治水土流失的对策与建议     

泾河流域高含沙水流的尺度效应研究

基于泾河流域1965—2014年5—9月的逐日降雨量、逐日径流量和逐日含沙量数据,选取日含沙量≥100kg/m3作为高含沙水流,分析了泾河高含沙水流的空间特征及其变化,并参考降雨量探讨变化成因。结果表明,研究期内泾河流域的高含沙水流变化可以分为3个阶段:1965—1978年为多发期,1979—1990年为略微减少期,2006—2014年为显著减少期。将泾河流域分为南北两个分支,高含沙水流具有明显的尺度效应,北支的产沙模数随流域面积增加而减少,产流模数随流域面积增加而增加,南支的产沙模数随流域面积增加而增加,产流模数也随流域面积增加而增加。南北两个分支的产流模数和产沙模数在3个阶段经历了相似的变化,先是1979—1990年略微减少,之后在2006—2014年显著减少,使最初的复杂尺度效应转变为后期简单的线性尺度效应。分析结果说明泾河流域内部各区域在水土保持措施长期实施下高含沙水流均得到有效控制。     

塔里木河下游生态输水及河道生态整治工程探讨

通过近几年向塔里木河下游的应急生态输水，水流到达塔里木河尾间台特玛湖，沿岸地下水位上升，沿河部分地段植被长势得以恢复，局部地区生态环境改善。为了从根本上解决塔里木河下游的生态环境问题．探讨了下游河道生态整治工程，包括河道疏浚输水线路选择和设置生态闸的问题。大西海子水库下游河道疏浚工程有3条输水线路可供选择，通过投资、占地、施工、管理、防洪等综合比较，选择在大西海子水库主坝上新建一座放水闸方案。方案在技术上和经济上是可行的。本着尽量少而又要满足河道疏浚后沿岸植被生长需水的原则，分析了沿岸生态闸设置的必要性和保护的生态植被的面积，并探讨了今后生态输水方式的选择与生态闸的开启顺序。     

基于DEM的黑龙江宾州河流域水系提取试验研究

基于数字高程模型(digital elevation models,DEM)提取河网及相关流域信息是数字水文研究中的热点问题。以东北黑土区宾州河流域为研究区域,采用5m分辨率的DEM作为研究数据,运用ArcGIS9.2中的Hydrology水文处理工具包(Arc Hydro Tools)提取研究区河网特征。研究结果表明,分别采用0.75,1.25,2,2.5,3.75和5km2的集水面积阈值提取流域河网特征时,不同集水面积阈值对确定主河道的空间位置影响较小,但提取的数字流域河网特征会发生较大变化。基于河网密度与集水面积阈值及河源密度与集水面积阈值的关系探讨了适宜的集水面积阈值确定方法,发现取集水面积阈值为2km2时提取的河网特征与实际水系特征基本吻合,精度达95%以上。因此,基于Arc Hydro Tools的流域特征自动提取是切实可行的。     

马营河流域河道治理的必要性及工程设计

马营河位于右玉县东北部,属黄河流域苍头河的一级支流。长期以来,马营河流域治理缺乏统一规划,河道治理没有全面开展,两岸修建的一些防洪工程,分布零散,毁坏也比较严重,全河段的综合防洪能力低于5 a一遇洪水标准。加之近年来河道采砂,私挖乱采,大量弃渣与垃圾堆放在河道,严重影响河道正常行洪和生态环境。为了防洪减灾,保证沿岸居民的生命财产安全;发展生态旅游,调整经济结构;改善生态环境,推动脱贫攻坚;开展马营河河道治理势在必行。从多个方面论述了马营河河道治理的必要性,针对目前河道治理现状,规划布局了堤防、护岸、疏浚、蓄水、排水及植物防护等工程,并进行了具体设计和综合效益分析。