九龙江流域土地利用与水土保持

土地是人类赖以生存的基本条件，人类在土地上进行生产活动的同时，必须高度重视水土保持工作，并施以相应的科学，有效的保护措施，才能使土地资源得以永续利用。本对九龙江流域土地的开发利用与水土保持进行了分析和阐述，强调在发展经济的同时，应加强对生态环境的保护。     

基于GIS和USLE的九龙江流域土壤侵蚀量预测研究

探讨了GIS和USLE相结合预测南方中等尺度流域土壤侵蚀量、标识流域土壤侵蚀严重区域。运用GIS建立九龙江流域基础地理数据库,利用ARC／INFO的栅格数据空间分析功能,根据USLE土壤侵蚀预测模型对数据库进行图形运算,预测了九龙江流域的土壤侵蚀量。结果表明,流域的年均侵蚀模数为2730．3t／km^2,侵蚀强度属中度。占流域面积85．72％的区域土壤侵蚀强度在中度以下。这一区域对流域土壤侵蚀量的贡献率为58．26％,而流域41．74％的侵蚀泥沙来自于占流域面积14．28％的强度以上侵蚀区域。在流域侵蚀强度的空间分布上,8个子流域属中度侵蚀区,其中船场溪、花山溪和雁石溪三个子流域侵蚀强度较大;6个子流域属轻度侵蚀区,其中漳州平原的龙海和浦南两子流域侵蚀强度最弱。     

20100819鸭绿江流域暴雨洪水分析

2010年8月鸭绿江流域发生1934年有记录以来的第2位大洪水,部分地区洪涝灾害严重。通过对这次暴雨洪水特性分析,向我们揭示出3个问题:1)在做好大江大河防汛的同时,更要重视三小(小城镇、小河流、小水库)的防汛;力争防汛无盲点;2)加强水土保持工作,大力保护生态环境,退耕还林还草,控制水土流失,拦蓄洪水,减少山洪和泥石流灾害发生,力争做到大汛无大灾。3)加强拦蓄工程建设、提高防洪能力。     

基于Copula函数的湘江流域气象干旱向水文干旱传播特性

水文干旱的发生往往与气象干旱的发生密切相关,因此揭示两者间的响应关系对干旱预警及水资源管理具有极其重要意义。该研究以湘江流域为研究对象,采用标准化降水指数(standard precipitation index,SPI)和标准化径流指数(standard runoff index,SRI)分别表征气象干旱和水文干旱,采用皮尔逊相关系数确定干旱响应时间,并结合游程理论识别、融合和剔除干旱事件,分析湘江流域上、中、下游不同季节干旱的趋势性及周期性,最后建立基于Copula函数耦合贝叶斯网络模型的气象-水文干旱特征响应概率曲线。结果表明:湘江流域气象干旱到水文干旱的传播时间为2个月,阈值组合[0.5、0、-0.5]相较于组合[0、-0.3、-0.5]识别得到的干旱事件更优;下游发生水文干旱的情况最为严重,中游气象干旱最为严重,整体上水文干旱发生历时和烈度的最大值均大于气象干旱;流域整体有湿润化趋势,但是在夏季和秋季,存在干旱化的趋势;干湿变化存在几个较为明显的震荡周期,分别为3～5、6～10和18～21 a;对于联合分布函数,除了上游和下游气象-水文干旱烈度的最优联合分布为Gumbel C...     

太行山小流域特大暴雨洪水关系及过程研究

分析发生在2000年7月3～6日,历时72 h,暴雨总量达358.19 mm特大暴雨特征的基础上,通过对小流域出口断面流量的连续监测,进一步分析了暴雨洪水关系及演变过程.结果发现:此次暴雨属于局部性、历时长、中心强度大的特大型暴雨,暴雨强度的峰值达到了32.84 mm/h,出现在降雨过程的后期;暴雨洪水在出口断面上的响应出现在降雨过程的中后期,且后期尤为明显,另外由于流域面积较小,汇流时间短,响应到来的时间也较短.同时,经过进一步分析和计算得出,此次降雨过程的最大洪峰流量为1.185 m3/s,最大洪峰流量的径流模数为3.66 m3/(s*km2), 时段最大暴雨径流系数为0.567;整个降雨历时内所产生的洪水总量为33 030.54 m3,平均径流系数为0.304.     

基于植被温度条件指数的克里雅河流域干旱监测研究

干旱是干旱半干旱地区由气候变化和人类生产活动而引起的环境问题之一。区域环境干旱化趋势的研究对该区域生态环境、水资源管理及农业生产有着重要意义。在植被温度条件指数（VTCI）的基础上对克里雅河流域进行干旱监测。结果表明：2005-2010年研究区整体上向干旱化方向发展,由北向南干旱趋势依次增强。其中,南部山区2005年VTCI值为0.696 4,到2010年VTCI值为0.486 4,其变化相差-0.210 0,旱化趋势较为严重;研究区中部的VTCI相差值分别为0.071 3和0.042 6,表现为有轻微干旱程度减弱趋势,变化不明显;北部地区即克里雅河下游地区的VTCI值从2005年的0.121 0减少到2010年的0.075 4,VTCI相差-0.045 6,呈轻微旱化趋势。     

北洛河流域气象干旱百年演化特征研究

[目的]揭示黄土高原典型区域百年尺度干旱演化特征,与地貌类型耦合阐明气象干旱的时空变化规律,进而为北洛河流域综合治理提供科技支撑。[方法]基于1915—2020年北洛河流域1 km分辨率的平均气温及降水数据,计算了年际标准化降水蒸散指数(SPEI),并结合Theil-Sen Median趋势分析、Mann-Kendall检验、小波分析、反距离权重插值(IDW)等方法,分析了流域内100余年不同地貌类型区的气象干旱时空演变特征。[结果](1)北洛河流域降水量及平均气温的空间分布差异较大,总体呈现东南向西北递减的特点;降水量多呈条带状分布,平均气温沿河道自上而下梯度增加,上游区(丘陵沟壑区)降水量相对较少,下游区(阶地平原区)平均气温相对偏高;(2) 1915—2020年北洛河流域SPEI-12震荡明显,干旱事件交替出现且弱减,下降速率为-0.04/10 a, 1942年,1990年和2010年为旱势转折年,并以1990年最为明显;周期变化大致可从1960年分为两个时期,之前以10 a, 17 a为主,其后为3 a, 7 a, 30 a左右,10 a和30 a周期在不同时期干旱变化中起主导...     

基于SPI指数的白洋淀流域干旱演变特征分析

为探究白洋淀流域在气候变化背景下的干旱时空演变特征,基于1979—2018年0.1°分辨率降水格点数据,采用年尺度和季节尺度的标准化降水指数(Standardized Precipitation Index,SPI),结合Mann-Kendall趋势检验法研究了白洋淀流域干旱频次、干旱面积的时空演变特征。结果表明:(1)研究区发生轻旱的频次最高,中旱、重旱、特旱发生的频次依序减少,春季和夏季是干旱频次发生较高的季节,但特旱主要分布在秋季和冬季。(2)研究区年尺度下干旱程度呈不显著减缓趋势,干旱面积略有减少; 春季和夏季干旱程度呈不显著增加趋势,干旱面积略有增加; 秋季和冬季干旱程度呈显著减缓趋势,秋季干旱面积显著减少。(3)轻旱和中旱在整个流域内分布广泛,下游平原区的发生频率高于上游山区,大清河山区的北部和西部以及流域的东南边缘是重旱和特旱的高发地带。综上,白洋淀流域整体呈干旱缓和趋势,但春夏季干旱情况在未来可能会加重。     

基于Dempster-Shafer证据理论的流域不透水表面扩张特性研究

[目的]揭示驱动盘龙江流域不透水表面扩张的影响因子,以及影响因子各属性值对不透水表面扩张的影响程度,并在分析驱动机制的基础上,模拟预测盘龙江流域的扩张趋势,为流域生态建设合理规划提供依据。[方法]采用Dempster—Shafer(D—S)证据理论来描述和融合多种空间数据,在已有的不透水表面(impervious surfaces,IS)信息与多种空间数据的量关系的基础上,采用数据驱动方法分配基本概率函数(basic probability assignment,BPA)。经过定义多种空间数据的BPA函数,然后采用D—S证据理论的融合规则融合多个BPA函数以获取研究区域IS的信任函数、不信任函数、不确定函数、似真函数。[结果]距道路距离,距居民点距离,距水系距离,人口密度,GDP,IS邻域单元数,坡度,高程驱动因子对盘龙江流域不透水表面的扩张影响比较大,而坡向对不透水表面扩张的影响程度变化不明显。不透水表面扩张模拟的精度达到78.04%。[结论]采用D—S证据理论方法来描述空间数据和融合多种空间数据具有比传统逻辑回归模型更好的分析和预测功能。     

罗玉沟流域典型暴雨洪水及其产沙特性

以罗玉沟流域实测水文泥沙数据和洪水调查资料为基础,分析几场造成极强烈侵蚀的典型特大暴雨的雨、洪、沙特性。结果表明：典型暴雨面雨量离差系数为0．15—0．74,不均匀系数为0．37—0．90,极端降雨比值系数为1．3-188．8,暴雨中心最大10min、最大30min和最大60min降雨量分别占次降雨总量的19％-29％、35％-73％和60％-100％;次暴雨洪量超过年径流量的30％,径流系数0．20—0．49,洪峰流量模数为4．07—9．34m^3／（s·km^2）,洪水总历时6—96h,上涨历时15—80min;次洪输沙量超过年输沙量的60％,次洪输沙模数为0．71-1．40万m^3／km^2,最大含沙量高达774kg／m^3,且沙峰多超前于洪峰10—20min,沙量过程线的消退明显滞后于流量过程线,最大含沙量出现时的流量较最大流量偏小40％-50％;历次暴雨的雨、洪、沙特性差异主要受暴雨时空分布特征和下垫面条件控制,水土保持措施具有明显的滞洪减沙效应。     

皇甫川流域治理前后洪水动量变化及其冲淤特性分析

皇甫川流域１９７９年以前水土保持治理断断续续,治理面积也比较小,１９８０年以后水土保持治理得到了稳步发展,１９９７年各种水土保持治理面积近９万ｈｍ＾２。水土保持治理对皇甫川流域的洪水特性及其持征等生态环境问题产生了一定的影响,主要表现在：治理后不可利用流量的天数越来越多,洪水的含沙量降低,流速增大,流量增大,动量增大以及洪水单位动量冲刷厚度减小,而单位动量淤积厚度增大等。这些问题的形成原因有待今后     

基于SPEI和NDVI的中国流域尺度气象干旱及植被分布时空演变

近些年中国干旱灾害频频发生且其影响不断加剧,因此探讨干旱对植被生长的影响对农业生产具有重要的意义。该文基于标准化降雨蒸散指数(standard precipitation evapotranspiration index,SPEI),应用Mann-Kendall(MK)趋势分析方法研究了流域尺度的气象干旱格局;利用新一代归一化植被指数(normalized different vegetation index,NDVI)分析了植被的生长状况;并探讨了SPEI和NDVI的相关性,结果表明:1)1982-2012年间,SPEI值在各时间尺度上都呈现为微弱下降趋势,即为微弱的干旱化;在空间上,干旱化趋势主要分布于东北、黄土高原和西南地区,而西北地区则呈现出明显的湿润化趋势;2)全国年及各季(冬季除外)NDVI序列均呈现上升趋势,空间上其下降趋势主要出现在西北内陆和东北地区部分流域,上升趋势则因季节而异;3)在年时间尺度上,SPEI与NDVI的相关分析表明,209个流域中有56个通过正相关检验(P0.05),主要分布在新疆北部、华北以及东北地区,负相关主要分布在秦岭淮河以南地区,气象干旱对植被生长的影响在干旱半干旱地区表现得更加明显。研究结果可为中国流域尺度干旱影响评估提供参考依据。     

太子河流域(本溪段)水文特性分析

采用太子河流域(本溪段)多年水文观测资料,对该流域的降水、蒸发、径流、暴雨、洪水、泥沙、水质等水文特性进行了分析说明,从而为水资源的合理开发利用、防洪减灾以及社会经济持续发展等提供基本的水文依据。     

基于层次分析法的干旱内陆河流域生态环境需水评价——以新疆台兰河流域为例

干旱内陆河流域生态环境需水综合评价是一个多层次,多目标的综合决策问题,同时是干旱区水资源合理配置与管理,生态环境保护与建设中最为关键的科学问题之一。根据台兰河流域的实际情况和环境问题,构建评价干旱内陆河流域生态环境需水状况的指标体系;该指标体系由3个层次38个评估因子组成;通过分级量化指标,用层次分析法对指标进行权重分析,提出了内陆河流域生态环境需水状况评判标准和具体的评价方法。结果显示,水资源因素对台兰河流域生态环境需水的影响最大,生态环境因素和经济社会因素次之,影响最小的是自然因素。水资源因素、生态环境因素、经济社会因素和自然因素之间相互关联,共同作用导致流域生态环境需水综合状况。评价结果与实际情况基本相符,证明层次分析方法在评价干旱内陆河流域生态环境需水状况中具有一定的应用价值。     

湄公河流域农业干旱主要影响因素分析和预估

以湄公河流域作为模拟试验区域,采用区域气候模式RegCM3为模拟工具,单向嵌套全球海气耦合模式ECHAM5/MPI-OM当代(1980-2009年)和SRES A1B情景下未来(2010-2039年)的输出结果,以根系层土壤含水量为代表性指标,对试验区月尺度农业干旱进行了预估。基于地表能量平衡,系统分析了降水、蒸发、地表温度等农业干旱主要影响因素与区域气候模式模拟的大气环流、地表感热通量、地表潜热通量、地表净通量之间的联系和变化规律,从气陆间能量和水汽通量平衡角度,对农业干旱发生机理进行了初步识别。预估结果表明:未来春末(6月)和秋末(10月)湄公河流域温度增加、土壤含水量减少较为明显;同时,在这个时段试验区蒸发旺盛和降水减少的趋势,有可能导致湄公河流域局部地区农业干旱的发生。     

基于Copula函数的汉江流域水文干旱风险研究

研究汉江流域水文干旱风险及驱动因素,为区域干旱预警和水资源管理提供参考。选用1964—2016年汉江流域白河、黄家港和沙洋3个水文站逐月实测径流资料,采用标准化径流指数SRI进行水文干旱分析,基于游程理论进行干旱特征变量识别,运用Copula函数计算干旱特征变量之间的联合累积概率,分析了联合重现期和同现重现期。结果表明:(1)在1964—2016年,白河站共发生水文干旱事件54次,干旱发生频繁但旱情较轻; 黄家港和沙洋站分别发生干旱事件34,32次,发生频次相对较少但旱情较重,旱情总体呈现从上游向下游加重的趋势;(2)随着干旱特征变量值增大,联合累积概率值也增大,但增大趋势变缓;(3)两变量重现期随着单变量取值增大而增大,但在相同增幅情况下,同现重现期的增幅要明显高于联合重现期;(4)当白河站干旱历时和烈度达到最大时,水文干旱事件的联合重现期为50 a左右,同现重现期为1 600 a左右,黄家港与沙洋站呈现出与白河站大致相同的趋势;(5)人类活动是1991年以来汉江流域径流减少的主要原因,对白河和沙洋站径流变化的贡献率分别为59.6%和69.2%,是汉江流域水文干旱加重的主导因素。研究显示汉江流域下游旱情较上游重,且持续受人类活动影响,应增强变化环境下区域干旱风险应对能力。     

基于SPEI指数泾河流域近50年干旱时空演变特征

基于泾河流域内外14个国家气象站1971-2019年逐日气象资料,使用降水和潜在蒸散数据得到不同时间尺度标准化降水蒸散指标(SPEI),并结合反距离权重插值(IDW)、Mann-Kendall趋势检验、Morlet小波分析等方法,分析了泾河流域干旱时空演变特征。结果表明:近50年来泾河流域总体较干旱,但年际及春夏干旱趋势有所减轻,干旱事件易发生的季节次序为秋季>春季>夏季>冬季;年干旱在2011年发生突变,春、秋、冬干旱分别在1994年、2010年、1996年发生显著突变(P<0.05);跨越夏秋季的持续性干旱事件发生次数最多,其中秋季持续性干旱事件发生概率最大。研究结果对泾河流域抗旱预警工作以及社会经济发展具有重要意义。     

锡林河流域水文干旱演变特征及影响因素分析

利用1982—2018年锡林浩特气象站和水文站的降水、气温、径流等数据,通过计算气象水文干旱指数,并采用交叉小波分析、累积距平、游程理论等方法探究锡林河流域水文干旱演变特征及主导因素。结果表明:1982—2016年,锡林河流域降水量与潜在蒸散发量呈逐年增加的趋势,而径流深则呈现逐年减小的趋势;锡林河流域上游区域夏季和冬季的旱情等级较高,自2000年以来,甚至出现夏季与冬季连旱的情况,故高温和低温均是可能引发锡林河流域干旱的重要原因;交叉小波分析发现,气象干旱与水文干旱的滞后关系会有所改变,不是所有区域都表现出水文干旱滞后于气象干旱;人类活动和气候变化在1990—1998年、1999—2016年对出现水文干旱的影响程度分别为67.7%,55.6%和32.3%,44.4%,呈逐年减小的趋势。