不同种植模式下地表径流污染的空间分布特征

对重庆市渝北区鸽子沟小流域7种不同种植模式径流小区的雨后径流进行了水样分析,结果表明:与治理前相比,整个集雨区的径流污染治理程度以中、下坡植被覆盖度较高的复合种植模式径流小区总体治理效果最为显著,中坡为单一种植模式,下坡为植被覆盖度较低的复合种植模式径流小区总体治理效果最差。下坡为新栽柑橘的复合种植模式径流小区Cd含量最高,中坡为单一种植模式,下坡为植被覆盖度较低的复合种植模式径流小区Pb含量最高。径流污染程度最小的是中、下坡植被覆盖度较高的复合种植模式径流小区,径流污染程度最大的是下坡为新栽柑橘的复合种植模式径流小区。径流中TN,Cd,TP,Pb含量和泥沙有显著相关关系;COD和TP、泥沙呈显著关系;TN含量是影响COD的主要影响因子。     

珠海城区降雨径流污染特征初步研究

非点源污染包括城市和农业非点源污染等。在城市工业点源污染逐渐得到控制后 ,城市非点源污染的研究也日渐成为热门课题 ,并取得不少研究成果[1～ 5] 。由于城市地表大部分为不透水面 ,降雨落到地面后迅速形成径流 ,并冲刷和挟带地表污染物形成地表径流污染。据文献报道[3] ,城     

基于MCR模型的宁波市生态安全网络构建

[目的]通过识别浙江省宁波市重要生态源地及潜在生态廊道,构建生态安全网络,为合理引导城市发展及建立生态保护重点区提供参考.[方法]以生态系统服务价值聚类和异常值分析法提取宁波市生态源斑块,以最小累积阻力模型(MCR)计算多源生态阻力面,结合重力模型识别潜在生态廊道重要性,建立宁波市生态片区,形成生态安全网络.[结果]①...     

基于MSPA和MCR模型的南昌市生态网络构建与优化

[目的]构建科学合理的南昌市生态网络,寻找生态网络中存在的问题及优化对策,为该市自然生态系统、生物多样性的保护及城市可持续发展规划与管理提供科学依据.[方法]基于形态学空间格局分析(morphological spatial pattern analysis,MSPA)方法与景观连接度指数进行生态源地选择,考虑自然、人...     

基于MCR模型的江西省抚州市生态安全格局构建

[目的]开展城市生态安全格局构建和主要生态廊道识别研究,为城市国土空间规划中生态格局的优化提供科学参考。[方法]以江西省抚州市为研究区,选取土地利用因子,水土保持功能重要性以及生态敏感性等多种因子构建最小累积阻力模型,依据生物多样性维护功能重要性评价、全域水文分析、生态保护红线以及自然保护地识别生态源地,依托MCR模型和ArcGIS中的空间分析工具开展研究。[结果](1)抚州市整体生态环境良好,水土保持功能极重要性区所占比例为49.97%,主要集中在抚州市中部地区,以黎川县、乐安县、宜黄县和南丰县为主;抚州市生态敏感性极重要区所占比例为1.39%;(2)生态源地面积3302.34 km~2,所占比例为17.57%,以抚州市东部和西南部为主;(3)以全域的生态要素和地形地貌等为基底,抚州市呈现出“一轴、两屏、多廊、多节点”的生态安全格局。[结论]结合生态源地、生态廊道和生态节点,形成完整、系统的生态保护格局和开敞空间网络体系,维护抚州市生态安全和生物多样性。     

基于RUSLE模型因子的坡地土壤硝态氮地表径流流失经验公式

为了方便有效地预测坡地土壤养分流失,以硝态氮流失为研究对象,根据大量国内外文献资料中的试验数据,通过修正通用土壤流失方程,研究分析硝态氮地表径流流失的特征和影响因素,初步建立了坡地土壤硝态氮地表径流流失预测经验公式。结果表明:硝态氮流失量与五大影响因子之间均呈幂函数正相关关系。利用相关资料对经验公式预测准确性进行检验得出,硝态氮流失量预测值与实测值之间的相对误差为30.28%,模型确定性系数为0.772,模型计算结果与实测结果较为接近。因此,通过分析影响因子与硝态氮流失量之间的定量关系,所建立的硝态氮地表径流流失预测经验公式,可用于不同条件下的坡地地表径流硝态氮流失量预测,为坡地土壤硝态氮流失量预测分析和控制措施优化提供有效手段。     

基于MCR模型的内蒙古鄂托克旗生态廊道构建

[目的]构建内蒙古鄂托克旗的生态廊道,提升生态系统质量和稳定性,提供生物迁徙的路径,促进不同栖息地之间的物种交流,为鄂托克旗生态廊道建设工程的科学实施和保护生物多样性提供理论依据.[方法]以鄂托克旗作为研究区,利用生态敏感性评价和生态系统服务价值分析的综合结果确定生态源地,采用最小累积阻力模型(MCR)和最小成本路径的...     

内蒙古典型草原区地表径流的分布格局与动态

通过定点径流测定区域植被和生境调查,结合遥感与地理信息系统技术和水文分析方法,将小尺度测定的生态水文参数与区域生态环境变化研究相整合,确定了从20世纪70年代末到21世纪初内蒙古典型草原区地表径流的分布格局与动态.通过该方法的应用,初步得出以下结论:(1)20世纪70,80年代末的大部分区域的地表径流深在0～1 mm之间,21纪初的地表径流深在1～2 mm之间,3个时期出现径流最大的区域都在阿巴嘎旗的西南部,最小的区域在中蒙边界附近和灰腾梁.(2)30年来平均径流总量在不断增加,70年代末平均总径流量是4.22×107m3,80年代末的平均总径流量是4.87×107m3,到21世纪初平均径流总量猛增到7.46×107m3.     

基于SWAT模型的清水河流域年径流侵蚀功率空间分布

为了从能量学的角度解释流域水力侵蚀的空间分布情况,选取可以更好表示流域下垫面条件、降雨及其产生的径流对水力侵蚀综合作用的径流侵蚀功率,以宁夏回族自治区水土流失严重的清水河流域为研究对象,基于SWAT模型模拟研究了清水河流域年径流侵蚀功率的空间分布特征及其空间尺度效应。结果表明:(1)清水河流域多年平均径流侵蚀功率在流域内呈现“支流大,干流小; 东部大,西部小”的空间分布规律;(2)当子流域出口断面控制面积小于4 000 km²时,子流域多年平均径流侵蚀功率与子流域出口断面集水面积间呈显著的幂函数关系; 当子流域出口断面集水面积大于4 000 km²时,子流域多年平均径流侵蚀功率稳定在1.56×10^-5 m⁴/(s·km²)左右;(3)优先选择处于清水河上中游区域且出口断面集水面积小于84.85 km²的小流域进行生态治理,可取得良好的水土流失治理效果。因此径流侵蚀功率具有一定空间分布规律且与流域集水面积间具有显著相关关系,掌握这一规律和相关关系可为流域生态治理提供理论支持。     

基于SWAT模型的延河流域径流侵蚀能量空间分布

降雨侵蚀力是通用土壤流失方程(universal soil loss equation,USLE)等流域土壤侵蚀模型中应用最广泛的侵蚀动力因子,但仍具有一定的局限性,相比之下,径流侵蚀功率可以更充分地反映地表水力侵蚀动力的综合作用。分析径流侵蚀功率的空间分布,以期从能量的角度阐明流域侵蚀的分布情况,研究流域空间侵蚀的特征。该研究运用SWAT模型在延河流域的模拟结果,将次暴雨径流侵蚀功率推广到年尺度,提出年径流侵蚀功率的概念,并研究年径流侵蚀功率的空间分布规律及尺度效应。研究结果表明:在延河流域年径流侵蚀功率的空间分布具有"支流大、干流小;上游大、下游小"的特点;将子流域出口断面控制面积作为空间尺度因子,与径流侵蚀功率拟合,呈幂函数关系,空间尺度效应阈值在155 km2;将子流域出口断面以上河长作为空间尺度因子,与径流侵蚀功率拟合,呈指数函数关系,且干、支流的空间尺度效应不同。研究结果从能量角度阐明了延河流域水力侵蚀动力的空间分布,为在延河流域不同地区进行针对性的水土资源管理、水土保持工程建设提供理论支持。     

基于SCS-CN模型的郑州市区域产流特征研究

[目的] 根据郑州市下垫面产流情况研究该市内涝成因,为市区重要基础设施的暴雨内涝灾害风险防范与运行管理提供科学参考。[方法] 利用2016—2020年的气象资料和2020年的土壤、坡度、土地利用资料,采用SCS-CN水文模型,计算下垫面径流量,研究坡度、土壤、土地利用与径流量的关系。[结果] ①2016—2020年郑州地表径流分布整体上呈“东北高,西南低”“城区高,山区低”的趋势,除水域外,径流量主要分布在人类活动较密集区域。②较缓坡的径流最大。坡度贡献率与面积呈正相关。③郑州市土壤分为A (滨海风砂土)、B (黄绵土)、C (潮土等)、D (褐土性土)4类。D类径流最大,4类径流逐步呈上升趋势。土壤贡献率与面积呈正相关。郑州市主要为C类潮土,下渗率低。④SCS模型显示,前期土壤湿润程度越低,降雨下渗越多,径流越小。CN值越大,可能最大滞留量(S)越小,径流量越大。[结论] 郑州市地表产流在东北建设区域较为集中。产流越大,越易发生内涝。因此,应在产流集中的区域增加海绵砖、绿化带,及时修理排水管道。同时应推动郑州东南发展,以缓解郑州东北区域人类活动对地表产流的影响。     

平原河网地区城市中心区河流水系变化特征

利用1960s,1980s和2009年水系数据,从数量、结构和连通特征方面分别选取采用河网密度、水面率、河网发育系数、河网稳定度、河网连接率和实际结合度这6个指标,对浙江省杭州市中心区近50 a水系变化特征进行了分析。结果表明:(1)研究区除Ⅱ级河道长度和面积在1960s-1980s有小幅度增加外,河道总体长度和面积均呈减少趋势;河网密度和水面率自1960s以来一直呈减小趋势。(2) 1980s较1960sⅡ级河道发育系数增大,Ⅲ级河道发育系数减小。2009年河道发育系数均呈下降趋势,河网稳定性也呈下降趋势。(3) 1960s-1980s河网连接率与实际结合度呈小幅度减小趋势,连通性略有下降;而到2009年,两个指标均有较大幅度下降,河道连通性下降趋势明显。这种水系特征变化会使得流域洪涝风险也随之加大。     

基于垂向混合产流模型的北京山区山洪预警模型构建

[目的]构建基于垂向混合产流模型的北京山区山洪预警模型,为临界雨量的计算提供理论基础。[方法]结合北京市的气候条件,选用垂向混合产流模型进行产流模拟,用单位线法和线性水库法进行坡面汇流模拟,用马斯京根法进行河道汇流模拟。安全流量则用淹没出流量代表。北京山区山洪预警模型中的参数可通过外业实验测定和历史数据率定获得。[结果]通过对降雨和流量历史资料的验证,确定性系数、洪峰流量、峰现时间、时效等级均符合洪水预报的要求和规定,是否发生山洪的预测结果也与实际情况一致,证明了该模型的准确性。[结论]该模型可以应用于北京山区的山洪预警,降低由山洪导致的人员伤亡与财产损失的可能性。同时,该模型还可为北京山区山洪灾害临界雨量的推求奠定基础。     

基于MSPA和MCR模型的海岛型城市生态网络构建——以福建省平潭岛为例

为解决快速发展导致的生态环境问题,探究平衡海岛型城市发展与生态保护的有效途径,以福建省平潭岛为研究区,采用形态学空间格局分析模型(MSPA)、最小累积阻力模型(MCR)和重力模型构建平潭岛生态网络,通过构建踏脚石斑块对生态网络进行优化。结果表明：(1)初步构建的生态网络包括20个重要生态源地和190条生态廊道,重要生态源地主要分布在西部和东北部,生态廊道在中部和南部地区分布较少。(2)阻力较大的地区主要分布在平潭县城及研究区南部和中部。这些地区几乎都是建成区,很大程度上阻碍了生态系统的流动,导致研究区生态网络体系不完整。(3)增加了8个踏脚石斑块作为补充重要生态源地,同时也新增加188条生态廊道,以实现生态网络的优化。(4)优化后的生态网络连通性提高,网络闭合指数(α指数)、网络连接度指数(β指数)和网络连通率指数(γ指数)分别增加了1.99,4,1.33。研究能够阐明构建踏脚石在海岛型城市生态网络完善中的实践路径,并为平潭岛未来生态规划及城市健康发展提供有效的理论支撑,同时也为其他海岛型城市的生态保护和优化提供参考。     

基于ESDA的广东省城镇建设用地空间分布模式分析

城镇建设用地是承载人们生产、生活以及非农产业活动的主要空间载体,研究城镇建设用地空间分布模式,能揭示城镇建设用地的空间演变规律,对全面认识城镇建设用地未来的发展具有十分重要的现实意义。以广东省县域单元为研究对象,将ESDA与GIS技术相结合,对城镇建设用地的空间分布模式进行了分析。结果表明:广东省城镇建设用地大致呈“中心—外围”空间分布模式,整体上存在显著的空间集聚现象;局部具有较强的空间正相关关系,珠江三角洲核心区域形成显著HH关联模式,粤北山区东部和西部保持显著LL关联模式;自然、社会经济和政策等是影响广东省城镇建设用地空间分布的主要因素。研究结果可为城镇建设用地合理布局提供参考。     

基于元胞自动机的城市地表积水模拟研究

[目的]对城市地表水文产汇流时空过程进行模拟研究,以期为城市排水防涝应急决策提供依据。[方法]针对城市地表覆盖破碎性和地形复杂性的特征,构建基于元胞自动机(CA)的城市地表积水模型,结合水力水文学原理定义元胞及其规则。[结果]与传统统计经验模型、物理模型相比,该模型避免了汇水区划分、水流路径确定、参数提取等数据预处理问题,以广州市番禺区富华东路段区域作为试验区进行参数率定及模型验证,根据规则更新每个元胞的状态参数可获得任意时刻地表积水量、径流量和水流。[结论]该CA模型可以准确模拟地表水流时空分布及其变化,模拟结果可靠、表达直观;通过雨水口不同排放量模拟和常用数学模型对比分析表明,CA城市地表积水模型在城市内涝模拟中具有良好的实用性及易操作性。     

太原市工业区不同下垫面降雨径流污染特征

[目的]揭示太原市工业区不同下垫面降雨径流的污染特征,为探明工业水体污染的来源以及工业水污染治理提供科学依据。[方法]基于研究区2类不同下垫面的降雨径流水质监测数据,计算场次降雨径流污染物的平均浓度(EMCs)。监测项目包括化学需氧量(CODcr),NH_3—N,NO_3~-—N,TN,TP,Cu和Zn。[结果]2种下垫面条件下降雨径流的CODcr,NH_3—N,NO_3~-—N,TN和TP的浓度均超出Ⅴ类国家地表水标准,重金属污染不明显;污染物负荷(EMC)与降雨历时呈现负相关关系,符合指数回归方程。[结论]研究区降雨冲刷效应显著,随着降雨历时的增加,污染物浓度趋于降低。同时,与国内其他城市工业区相比,太原市工业区的污染程度较轻。