近20年延河流域生长季产水系数时空变化特征及影响因素

[目的]流域产水系数的变化反映了降雨和下垫面变化的综合影响,研究产水系数的变化特征对流域水资源合理调控具有重要意义。[方法]以延河流域为研究区,采用一元线性回归和Mann-Kendall方法分析生长季产水系数的变化趋势,结合NDVI、降雨量、暴雨日数和无雨日数4种产水系数影响因素进行空间聚类分析,并探究其时空变化特征。[结果]2001—2017年延河流域生长季的产水系数呈现波动增加趋势,但增加趋势不显著,且大部分区域变化幅度相对较小,倾向率介于-0.017～0.031/10 a,延河流域生长季平均产水系数空间上呈北向南、西向东逐渐增大,大部分区域存在不显著的上升趋势,西北部区域产水系数呈不显著的下降趋势,中部部分区域呈现显著的上升趋势。[结论]就变化率而言,产水系数与降雨量、暴雨日数呈正相关,与无雨日数和NDVI呈负相关。就多年平均值而言,平均产水系数与平均降雨量、暴雨日数和NDVI均呈现正相关关系,与无雨日数呈负相关关系。延河流域产水系数时空变化特征及影响因素分析可为干旱半干旱区流域水资源管理和规划提供理论支撑。     

2004-2011年滹沱河忻州段水质变化及影响因素

[目的]研究2004—2011年滹沱河流域忻州段地表水水质的变化,并对影响水质变化的自然社会经济因素进行探讨。[方法]利用2004—2011年的水质监测数据和有关的自然社会经济统计数据,采用有机污染综合指数方法。[结果](1)滹沱河忻州段近8a的地表水水质变化可分为持续恶化和快速改善两个阶段,2007年是水质变化趋势的转折点,两个阶段有机污染综合指数(T值)分别为5.51和2.85。(2)自然因素方面,河道水量、降水量与水质均呈负相关,相关系数分别为0.675,0.532(p0.01)。河道水量、降水量对各河段水质改善作用有限。社会因素方面,水质恶化主要与工业废水排放量、施用化肥量、生活污水排放量、污水处理能力有关,相关系数分别为0.689(p0.01),0.633(p0.01),0.465(p0.05)和0.905(p0.01)。[结论]2009年后虽然生活污水超过了工业废水排放,但污水处理厂的达标运行使河段水质进一步改善,污水处率是今后该地区水质持续改善的前提保障。经济发展与城镇化并未给水质带来压力,而且经济发展已成为改善水质的积极动力。     

2013年延河流域特大暴雨下的滑坡特征

2013年延河流域遭遇了有气象记录以来的强降雨,引发了大范围的滑坡。依据中国地质调查局《滑坡崩塌泥石流灾害详细调查规范》（DD2008—02）,对延河流域从南到北6个典型小流域内发生的滑坡进行调查。结果表明:（1）2013年延河流域大雨、暴雨主要集中在7月,其中宝塔区7月侵蚀性降雨量最大（766.8 mm）,是延河流域2013年暴雨的暴雨中心区;（2）距离暴雨中心最近的南部2个小流域的滑坡侵蚀模数最大,达7 000 t/km²,中部2个小流域为3 700 t/km²,北部的为1 400 t/km²左右,滑坡量与滑坡频率也呈现南部 > 中部 > 北部的规律;2013年暴雨引发的滑坡为浅表层滑坡,属于黄土内滑坡,分布在20°～60°的斜坡上;滑坡均为小型滑坡,其中规模≤1 000 m³的滑坡最多,占总调查滑坡数量的78%, > 5 000 m³的滑坡很少。     

基于相似年降水的人类活动对延河水沙变化影响

定量评价人类活动对河流径流和泥沙的影响是目前地学研究热点之一.由于河流水沙变化受人类活动和气候变化共同作用,降水是径流的来源和产沙输沙的主要动力.通过选择降水条件相似的年份,比较河流水沙差异,可以反映人类活动对水沙变化的作用大小.利用1952年到2001年延河甘谷驿水文站逐月径流量、输沙量实测值和流域逐月降水量实测资料,通过分析和确定年、汛期降水量和年内降水过程相似的年降水条件相似年组,比较相似年降水条件下径流量和输沙量的差异.分析表明,与1954-1963年相比,延河1969-1977年年和汛期径流量分别减少18.03%和32.52%,输沙量分别减少47.08%和47.52%;1981-1984年年和汛期径流量分别减少29.77%和46.29%,输沙量均减少73.46%;1988-1996年年和汛期径流量分别增加71.72%和97.79%,输沙量分别增加162.07%和161.88%.     

近25年延河流域土地利用/覆盖变化的时空特征

基于1980年和2005年两期土地利用矢量数据,选取土地利用转移矩阵、土地利用动态度和重心转移3种方法对延河流域土地利用/覆盖时空变化特征进行了定量研究。结果表明:(1)在近25a,延河流域森林和农田面积在数量上发生了大幅度的变化,以农田流向森林为主,然而草地和农田始终是流域主要的土地利用类型,二者所占比重之和在两个时期均在87%以上,加上森林三者所占比重达99%以上;(2)25a内,延河流域仅有3.89%的土地资源发生了利用方式的变化,但聚落用地面积增加迅速,年均增加速率为4.10%,主要靠占用农田和草地来实现;(3)区域之间以及区域和整个流域之间的土地利用变化方向和变化速度不一致,其中安塞地区的各土地利用类型变化速度均大于全流域,这与安塞地区的社会经济活动比较活跃,土地利用变化总体较为剧烈息息相关;(4)25a内,各种土地利用类型在空间上分布比较均匀,其中森林在空间上不断向上游、高海拔方向转移,而流域内水体的重心向流域下游迁移。     

延河流域2013年7月连续暴雨下淤地坝毁坏情况调查与评价

[目的]查明2013年7月延河流域连续出现的5次范围广,历时长,量级大的强降雨条件下淤地坝的运行及毁坏情况。[方法]对延河流域3县区15个小流域45座淤地坝进行实地考察。[结果]被调查淤地坝中35座经受住了暴雨洪水的袭击。遭毁坏的10座淤地坝中9座为已淤满变为耕地的"闷葫芦"坝(一大件)及1座新建坝。而尚未淤满正在发挥作用的淤地坝以及新旧结合的坝系大多数都正常运行。[结论]延河流域该次淤地坝毁坏的直接原因是高强度和持续集中降雨造成的超标准暴雨洪水,同时淤地坝在建设、运行和管理方面也存在诸多问题。     

2003-2017年陕西省NDVI时空变化及其影响因素

[目的] 研究影响陕西省植被覆盖主导气候类和非气候类因子,为区域生态文明建设提供科学依据。[方法] 基于2003—2017年MODIS NDVI数据,利用趋势分析和地理探测器模型等方法,研究了气候类和非气候因素对陕西省植被覆盖的影响。[结果] ①2003—2017年陕西省NDVI空间分布总体上为改善趋势,但在不同植被类型区和生态区有所差异。②降水是影响陕西省植被覆盖空间分布的主导气候类因素,其他因素对当地植被覆盖影响程度有所差异。③降水与气温、日照、风速、相对湿度的交互作用对陕西省植被覆盖空间分布起主导作用。且气温的作用只有在和降水的交互作用下才能体现出来。④植被类型和地貌是陕西省植被覆盖空间分布的主导非气候类因素,其他因素的影响有所差异。⑤植被类型、地貌和土壤类型之间的交互作用对陕西省植被覆盖空间分布起主导作用。人口、GDP的影响也只有在与其他因素的交互作用下才能显现出来。[结论] 气候类因素的影响大于非气候类因素,气候类和非气候类因素的共同作用能够充分的解释植被覆盖空间分布。     

延河流域土地利用变化对其生态服务价值的影响

土地利用变化明显影响流域生态系统服务价值.本文在谢高地等制定的中国陆地生态系统服务价值当量表的基础上,结合延河流域土地利用变化情况和生态系统服务特征,完善了延河流域生态系统服务价值估算表,并以延河流域1990年、2000年和2006年土地利用数据为基础,估算了各年度的生态服务价值.分析表明:在16a间,延河流域生态服务价值总体有所提高,2006年比1990年生态服务价值增加了5.72亿元.敏感性分析表明流域内生态服务价值对生态服务价值指数是缺乏弹性的,研究结果是可信的.     

基于GIS的延河流域滑坡崩塌地质灾害空间分布及其引发因素分析

[目的]以更符合滑坡崩塌发生发展规律的延河流域为例,进行地质灾害空间分布及引发因素分析研究,为防灾减灾提供依据。[方法]依据区县地质灾害详细调查资料,建立GIS地质灾害数据库,包含地理数据、基础地质数据、地质灾害点数据和栅格数据。统计分析坡度、坡高、坡型、河谷发育期等引发因素;选取坡度、坡型、植被、河谷地貌、地层、降雨量、道路距离、居民点8因素,采用加权信息量法进行地质灾害易发性分区阐述地质灾害空间分布。[结果]坡高50~100m,坡度30°~45°易形成滑坡;老年河谷灾害点密度为壮年期的2倍,幼年期的3倍;凸型和直线型斜坡更容易产生滑坡和崩塌灾害,阶梯型和凹陷型斜坡稳定程度明显增高。延河流域滑塌高易发面积1 664.96km2,灾害点密度0.29处/km2;中易发3 102.02km2,密度0.10处/km2;低易发3 888.99km2,密度0.04处/km2。[结论]以流域为单位进行地质灾害研究,引发因素、空间分布规律更为明显,指导防灾减灾更加实用。     

基于长时间序列NDVI的黄土高原延河流域及其沟壑区植被覆盖变化分析

为探究退耕还林(草)等生态工程实施后延河流域坡面与沟壑地貌区的植被恢复情况,基于长时间序列NDVI和降雨数据,采用趋势分析法、Pettitt突变点分析和残差分析以及人工交互样本法对2000—2019年延河流域以及流域坡面和沟壑区植被NDVI变化特征进行了分析。结果表明：(1) 2000—2019年延河流域植被恢复明显(年均趋势率为1.30%),但呈现分段特征,其中2000—2008年植被覆盖恢复迅速(年均趋势率为2.00%);2009—2019年植被覆盖恢复速度有所减缓(年均趋势率为0.70%),且部分区域出现退化。(2) 2000—2019年延河流域的沟壑区域NDVI随着坡面区域NDVI的增加而增加,且相关性较强(R²=0.967),沟壑区域NDVI与坡面区域NDVI数据值相近。(3) 2000—2019年延河流域NDVI变化与降雨量的相关性较弱,降雨不是该地区NDVI变化的主导因子。人类活动与延河流域NDVI变化呈正相关关系,相关性较强;人类活动对NDVI年均贡献率为1.29%。研究表明“退耕还林”等生态工程对植被恢复起到了重要作用,且沟壑区植被覆盖随着坡面植...     

延河流域主要水文要素时变过程分析

对延河流域降水、径流和泥沙等水文要素从20世纪中叶到21世纪初的年内分配及年际变化进行了时变过程分析。以探求区域植被重建对流域水文过程的影响情况。结果表明,三个水文基本要素都有不同程度的年内分布趋于均匀和年际变化趋缓的趋势。20世纪70-90年代比60年代流域平均面雨量分别减少了10.5%,11.7%和14.0%,年径流量分别减少了19.0%,12.9%和22.6%,年输沙量分别减少了21.1%,46.2%和41.7%。     

基于GIS和RS的延河流域植被覆盖度与地形因子的相关性研究

以延河流域为研究区,综合运用GIS和RS技术,基于Landsat TM影像,运用改进的像元二分模型估算了延河流域2000年和2010年的植被覆盖度,结合DEM数据提取的高程,坡度、坡向地形数据,分析了植被覆盖度与地形因子的相关性,以期为延河流域植被恢复和生态建设提供依据。结果表明:(1)延河流域植被覆盖度从2000年的29.18%增加到2010年的52.42%,呈上升趋势。(2)2000年植被覆盖度随高程的增加呈减小的趋势,2010年植被覆盖度随高程的增加呈先增加后减少的趋势。2000年和2010年植被覆盖度随坡度的升高,大致呈现先升高后降低的趋势,在30°~35°范围内最高。2000年和2010年植被覆盖度总体表现为阴坡(北、东北)半阳坡(东南、西)=半阴坡(东、西北)阳坡(南、西南)平地,其中阴坡的植被覆盖度最高,平地的植被覆盖度最低。(3)在高程1 000~1 500m,坡度在25°~45°范围内,植被覆盖度增加的值最大。     

延河水沙变化分析

延河甘谷驿水文站以上水土流失面积５８９１ｋｍ２，年均侵蚀模数８０００ｔ／ｋｍ２。该流域自５０年代开展水土保持综合治理，截至１９８９年底止，已完成水土保持综合治理面积２５９３．６ｋｍ２，治理程度达４４％。采用水文法、水保法分析河流水沙变化，与非治理时段１９５６～１９６９年相比，治理期７０～８０年代年均减沙２６４０万ｔ，减少了４０％，其中降雨偏枯影响占８％，下垫面影响占９２％；治理期内年均减水０．４４亿ｍ３，减少了１７．５％，其中降雨影响占２３．８％，下垫面影响占７６．２％。在下垫面减沙减水中，水土保持措施的作用分别占７２．７％和５０．６％。     

水利水保措施对延河流域侵蚀、泥沙输移和沉积的影响

以黄土丘陵沟壑区的延河流域为例,研究水利水保措施对流域侵蚀、泥沙输移、沉积过程的影响.水利水保措施能改变流域的侵蚀、泥沙输移和沉积过程,影响流域的泥沙收支平衡.分析表明:(1)20世纪70年代以来开展的大规模水土保持建设工程,使得延河流域的泥沙输移比显著下降,最小值为0.26;到80年代末,泥沙输移比有所回升,介于0.50~0.71之间;(2)泥沙输移比变化的主要原因,系流域内淤地坝、水库等沟道工程措施的拦沙作用所致,其波动变化主要受库坝质量及拦蓄库容变化的影响;(3)沟道措施的拦沙作用远大于坡面措施的减蚀作用,前者约相当于后者的1.68~16.98倍,因而坡面治理及相应措施尚有待加强.     

延河流域水土保持对径流泥沙的影响

 采用Mann-Kendall统计检验方法和Pettitt系列显著性突变点的无参数识别方法分析延河流域径流和泥沙演变趋势及突变点,基于流量历时曲线分析延河流域突变点前后径流和泥沙变化特征,研究了水土保持措施对流域径流和泥沙的影响。结果表明:延河流域径流和输沙量均呈减少趋势,输沙量在1971和1996年有2个显著性的突变点,对于黄土高原丘陵沟壑区,水土保持措施减少河川径流量和输沙量。随着突变点后期水土保持措施力度的加大,水土保持措施拦蓄径流和泥沙的作用逐渐增强。水土保持措施使径流高流量部分减少,常流量和低流量部分增加,表明水土保持措施可削减汛期流量,增补枯季流量。突变点后期输沙量较之变化前期整体呈减少趋势。研究结果可为黄土高原丘陵沟壑区的水土保持和水资源管理工作提供一定参考。     

宿州市沱河段水质时间变化及影响因素研究

通过对宿州市沱河段沿岸实地调查,以沱河东关闸断面为采样点,分时段采集样品,并以沱河东关闸断面2004-2009年的连续监测资料为基础,对水质污染物主要指标进行了分析。监测的水质指标包括溶解氧(DO)、生化需氧量(BOD)、化学需氧量(COD)、氨氮(NH₃-N)、总氮(TN)、总磷(TP)。采用单因子评价,基于直观图解、线性趋势分析和季节性Kendall检验法,探究了沱河水质污染的年内及年际变化趋势,并分析影响水质变化的主要因素,提出了相关保护对策。结果表明:(1)年内水质变化显著,DO,NH₃-N和TP在冬季含量偏高,TN和COD在春、秋季含量较高,BOD在夏季含量偏高。(2)年际变化方面,BOD,NH₃-N和TN均呈显著下降趋势,COD呈不明显下降趋势,DO和TP无明显变化趋势。总体来说,宿州市沱河段水质状况处于不断改善之中。     

浑太河流域水环境质量综合分析与评价

以浑太河流域为研究对象,选取流域88个监测站点,在2009,2010,2012年对河流高锰酸盐指数、总氮、氨氮、总磷等9项指标进行监测,并对河流水质的时空异质性进行了分析。选择高锰酸盐指数、总氮、氨氮和总磷作为主要评价因子,采用单因子和综合水质标识指数法对该地区主要河流水污染特征进行分析及评价。结果表明,水质因子具有明显的时空异质性。单因子评价结果表明,非汛期总氮和氨氮为主要污染物,汛期总磷和总氮为主要污染物,非汛期的水质状况较汛期好,说明非点源是造成其污染的主要原因。河流水质综合评价中,小汤河上游、太子河南支、太子河北支所有点位的水质评价结果均为最好。所有站点中,海城河的支流（五道里河、运梁河、南沙河下游）区域的水质最差,达到劣Ⅴ类水质,且出现黑臭现象。研究结果对指导浑太河流域水污染防治及水资源管理具有重要意义。     

延河流域土壤侵蚀经济损失评估

利用环境经济学原理方法,借助ArcGIS 9.3和统计分析工具,对延河流域土壤侵蚀主要经济损失进行定量评价,旨在为当地生态补偿和绿色GDP核算提供依据。结果表明:延河流域年土壤侵蚀经济损失总量达到38.52亿元,其中养分流失经济损失最多,占到总损失的94.73%,说明土壤侵蚀最直接、最严重的危害是导致土地生产力下降。延河流域的土壤侵蚀模数和单位面积土壤侵蚀经济损失大体均呈现从上游向下游递减的趋势。土地利用情况对土壤侵蚀经济损失的影响十分明显,主要表现为生态系统服务功能越完善,植被覆盖情况越好,土壤侵蚀经济损失越小。延河流域土壤侵蚀经济损失总量占到其GDP总量的17.49%,明显高于全国及陕西省平均水平,说明土壤侵蚀损失对该区域经济可持续发展的影响巨大。