丘陵-平原-湿地复合区降雨径流数值模型

针对丘陵-平原-湿地复合地区降雨径流数值模型较少、而已构建的模型对水文要素空间分布和湿地区水流运动又反映不足,采用格子玻尔兹曼法和有限元法构建丘陵-平原-湿地复合区降雨径流数值模型。在模型构建过程中将复合区分为地势起伏较大的上游丘陵区和下游地势变化较小的平原湿地区。上游丘陵区降雨采用距离平方倒数法计算降雨空间分布、采用格子玻尔兹曼法建立非饱和区土壤水运动模型、利用达西公式建立饱和区水流运动模型、利用格子玻尔兹曼法构建汇流数值模型,进而构建了上游区的降雨径流数值模型。平原湿地区采用基于有限元四边形单元构建了水流运动数值模型。平原湿地区入口边界采用上游区降雨径流数值输出的流量过程,平原湿地区出口边界采用基于格子玻尔兹曼法的汇流模型计算的水位过程。四边形单元有限元求解水流运动方程实现了上、下游区的无缝连接,模型使用比较方便。以挠力河流域为研究对象进行了降雨径流和平坦区水流运动模拟研究,模拟结果良好,说明模型较为可靠。     

黄土塬区不同土地利用方式土壤水分对降雨的响应研究

以黄土塬区王东沟小流域塬面为研究对象,结合野外样品采集和室内外化验分析,探究不同土地利用方式下土壤水分、土壤水氢氧稳定同位素对次降雨事件的时空响应变化规律,为黄土塬区农业生产格局优化、生态修复提供科技支撑.结果表明:①在次降雨事件(降雨量47.6 mm)发生前及发生后7天,荒草地、苹果地和玉米地在0～3 m范围内土壤平...     

淮北平原区基于大沟蓄水技术的农田水资源调控模式

通过在安徽淮北平原的大田原型试验,分析了利用农田排水大沟进行控制蓄水的可行性及其对地表径流、地下水和土壤水的调控效果,提出了平原区依托大沟控制蓄水的农田水资源调控系统成套技术参数和模式。结果表明,单位长度大沟年调蓄水量为1.9×104m3/km左右,其影响范围内的农田地下水位较无控制大沟平均抬高约0.3~0.5 m,每年可增加作物对地下水的直接利用量50~80 mm,区域年农田水资源调控总量110 mm左右,约占当地年均降雨量的13%;只要控制合理、管理得当,不会因此而影响排水系统对农田涝渍的有效控制或降低原有排水工程的除涝降渍标准。以大沟控制蓄水进行农田水资源调控这一技术模式,是适合淮北平原区特点的解决水资源短缺和改善农田生态环境、调控区域水资源时空合理分布的有效途径。     

对城市边缘区土地利用问题及对策的研究

城市边缘区作为一个特殊的区域空间,在城市发展过程中起着极其重要的作用,它是城市和乡村联系的纽带,为城市生产和生活日益扩张提供后备空间.城市边缘区土地利用对城市和城市周围地区的居民生产、生活方式,经济要素的流转方式以及生态环境保护都起着重要的影响.及时掌握城市边缘区土地利用变化情况,合理进行土地利用规划,对实现可持续发展,构建和谐社会十分必要.     

对城市边缘区土地利用问题及对策的研究

城市边缘区作为一个特殊的区域空间,在城市发展过程中起着极其重要的作用,它是城市和乡村联系的纽带,为城市生产和生活日益扩张提供后备空间。城市边缘区土地利用对城市和城市周围地区的居民生产、生活方式,经济要素的流转方式以及生态环境保护都起着重要的影响。及时掌握城市边缘区土地利用变化情况,合理进行土地利用规划,对实现可持续发展,构建和谐社会十分必要。     

土地利用方式对喀斯特峡谷区土壤水稳性团聚体的影响

[目的]全面评价土地利用方式对喀斯特峡谷区土壤结构退化的影响.[方法]采用空间代替时间的方法,开展了不同土地利用方式对土壤水稳性团聚体分布特征及稳定性的研究.[结果]①不同土地利用方式均以＞0.25 mm粒径水稳性团聚体为主,其量变化、MWD、GMD均表现为林草间作地＞荒草地＞退耕还草地＞耕地;②在不同土层中,不同土地...     

基于平原高潜水位采煤塌陷土地复垦的人工湿地规划——以徐州市九里人工湿地规划为例

平原区高潜水位采煤塌陷土地拥有丰富的水资源,地势低洼,土壤接近饱和湿度,为人工湿地的规划建设提供了良好的自然条件。结合平原采煤塌陷土地开发复垦,对平原高潜水位采煤塌陷区进行水、土资源的优化配置,规划建设人工湿地,改善矿区城市的生态环境,推进采煤塌陷土地的综合效益的发挥。     

黄河中游河口-龙门区间蓝绿水资源对气候与土地利用变化的响应

气候变化和土地利用变化会改变蓝绿水资源的时空分布,量化二者变化所带来的影响对水资源管理具有重要意义。黄河中游的河龙区间(河口镇至龙门)社会经济的迅速发展和大规模生态修复工程的实施改变了流域的土地利用格局,蓝绿水资源时空分布受到影响。研究基于遥感数据,分析河龙区间近40年土地利用的变化特征;结合VIC模型和四种情景设置,定量分析气候与土地利用变化对流域内蓝绿水的时空影响。进一步分析了生产性绿水流及非生产性绿水流对气候及土地利用变化的响应规律,以便开发绿水资源的生产潜力。结果表明：(1)河龙区间平均最高气温和平均最低气温在1997年发生突变,变化趋势由减小转为增大;降水量在2006年发生突变,变化趋势由减少转为增加。草地和耕地是河龙区间的主要土地利用类型,1980-2020年间耕地减少了3 407 km²,林地、草地和灌木林的面积均呈现增加趋势,与退耕还林还草工程的实施密切相关。(2)气候变化和土地利用变化对蓝水流的贡献率分别为90.89%和9.11%,对绿水流的贡献率分别为103.13%、-3.13%,对绿水储的贡献率分别为89.07%、10.93%,气候变化对河龙...     

华北平原不同土地利用方式下土壤饱和导水率特征及其影响因素

为了探究华北平原不同土地利用方式下土壤结构及养分与土壤饱和导水率的关系,研究了6种类型样地（乔木混交林地、乔木纯林地、灌木林地、草地、果园、耕地）的土壤物理结构特征及其与饱和导水率之间的关系。结果表明：不同土地利用方式样地的土壤容重整体表现为耕地>草地>果园>灌木林地>纯林地>混交林地,土壤含水率整体表现为混交林地>纯林地>灌木林地>耕地≈草地>果园,土壤全氮、速效钾及速效磷均整体表现为混交林地>纯林地>灌木林地>草地>果园>耕地,土壤总孔隙度整体表现为混交林地>灌木林地>纯林地>果园>草地>耕地,土壤石砾含量未表现出整体的差异规律,但果园及耕地的土壤石砾含量随着土壤深度的增加而增加。土壤饱和导水率整体表现为混交林地>纯林地>草地>果园≈耕地,不同土地管理下的土壤容重、土壤总孔隙度、土壤含水率、土壤全氮、速效钾、速效磷变化均是影响土壤饱和导水率特征的主要因子,其中土壤容重越小,土壤总孔隙度、土壤含水率、土壤全氮、速效钾、速效磷越大,则土壤饱和导水率越大。混...     

沉降中心减采对北京平原地下水利用的影响分析

【目的】研究沉降中心减采对北京平原地下水利用的影响。【方法】采用非稳定流地下水模型和情景分析的方法,通过设计4个情景(现状保持(情景BAU)、沉降中心完全停采(情景PR100)、沉降中心减采50%(情景PR50)及沉降中心不同地区减采不同比例(情景PR520))模拟了地下水减采的影响。【结果】预测期内平均来说,情景BAU消耗1.16亿m3/a的含水层储存量,而情景PR100、PR50和PR520的储存量恢复分别为3.52亿、1.18亿和2.83亿m3/a。设计满足控沉目标的情景R:八仙庄、天竺和王四营用于工业和生活的地下水分别减采0.51亿、0.12亿和1.76亿m3,总开采量19.28亿m3,R是满足地面沉降控制要求条件下北京平原应采取的开采情景。【结论】沉降中心减采能有效恢复北京平原地下水水位和含水层储存量,是解决北京市地下水严重超采及其带来的地面沉降等生态环境问题最直接有效的方法,但要合理确定减采的比例,保证社会经济和地下水的协调发展。     

全国纯井灌区类型构成对灌溉水有效利用系数的影响分析

对2007—2012年全国纯井灌区不同类型有效灌溉面积占纯井灌区有效灌溉面积的比例与纯井灌区灌溉水有效利用系数进行多元回归分析,建立了灌溉水有效利用系数模型。结果表明,5种灌溉类型灌溉面积占比对纯井灌区灌溉水有效利用系数的影响程度为:微灌>喷灌>管道输水地面灌>防渗渠道地面灌>土质渠道地面灌;各省、全国纯井灌区灌溉水有效利用系数模拟值与实测值误差分别在±10%、2%以内。     

灌区尺度作物水分利用效率指标研究

在对灌区来水、作物产量和作物需水量尺度分析的基础上,研究了灌区尺度作物水分利用效率指标,结果表明,冬小麦、夏玉米、棉花不同的生育期对采用哪种水分利用效率指标有直接影响;灌溉、降雨、地下水补给等资料较全时,3种作物都采用WUEET;无降雨资料时,冬小麦可选用WUEi近似代替WUEET;正常年份,夏玉米的WUEP0就是WUEET,干旱年份且需夏灌时,夏玉米WUEET由有效降雨量与灌溉量共同产生;棉花不能用WUEi或WUEP0中的任何一种指标反映其真实的水分利用效率,而只能用WUEET确定。     

基于随机森林算法的农耕区土地利用分类研究

基于随机森林算法,采用多季节、多时相光谱信息、纹理信息和地形信息进行分类研究,选出最佳分类方案对农耕区土地利用信息进行提取,并利用随机森林算法对所有特征变量进行降维,将降维后的变量分别用于随机森林、支持向量机和最大似然分类法,分析不同分类方法对农耕区土地利用类型提取的适用性。研究结果表明:基于随机森林算法的多源信息综合分类方案进行土地利用信息提取效果最佳,总体精度85.54%,Kappa系数0.835 9;利用随机森林算法进行特征选择可以在有效降低数据维度的同时保证分类精度;3种分类方法中,随机森林算法总体分类精度81.08%,分别较支持向量机和最大似然法高9.46%和5.27%。利用随机森林分类法结合多源信息能够有效对农耕区土地利用类型进行分类,为土地类型的划分提供了快捷可行的方法。     

新疆干旱地区农业用水利用研究

节水农业一直是新疆干旱地区农业发展追求的一个主要目标，国内外各种节水灌溉技术在这一地区得到了广泛应用。根据新疆的水资源状况，指出要解决新疆水资源可持续利用问题，关键是解决农业用水的高效合理利用。提出了干旱地区实现水资源可持续利用及高效节水生态农业的措施。     

土地结构改变对水土资源平衡的影响分析

依据FH69蓝图模型思想和基于微观理论的格子波尔兹曼法(LBM)改进了TOPMODEL,进而构建了基于LBM的栅格型(Grid)TOPMODEL(LBMGTOPMODEL)。在利用LBMGTOPMODEL描述流域水循环的基础上,采用GIS等技术,以栅格为单元,定量计算了挠力河流域1990年不考虑水田的土地分布和2013年考虑水田的土地分布等两类土地利用背景下的帕默尔干旱指数(PDSI),评价了土地结构变化对水土资源平衡的影响。研究结果表明:从1990—2013年期间挠力河流域草地、林地与建筑用地面积变化不大,耕地面积变化主要是未利用地和旱田转化为水田,耕地类型主要是旱地;水稻生育期内的5—8月上旬期间,旱改水田和水田下游坡面处其蒸散发量增加,补水量减小,失水量增加,适宜降雨量增加,使得挠力河流域蒸散常数增大,补水常数减小,径流常数增大,失水常数增大,气候特征常数增大;种植水田处和坡面上水田水流影响处适宜降雨量增加明显,使挠力河流域由轻微湿润地区变为不干不湿地区;在水田生育期的5—7月间随着时间延续,两种情况计算的干旱指数差值在变大;而8—10月间种植水田对干旱指数的影响在逐渐降低。该研究结果可为水田开发对区域水土资源平衡的影响和区域干旱评估提供借鉴和参考。     

基于RS的昆明市松花坝水源区土地利用变化分析

松花坝水库是昆明市最大的城市用水供应水源,其水量与水质变化直接关系到昆明市的供水安全,水源保护区土地利用变化是引起松花坝水库水量与水质变化的主要原因.利用1992年的Landsat-TM和2000年的Landsat-ETM 两期遥感影像资料,对松花坝水源保护区土地利用的时空变化进行分析,发现1992～2000年草地、耕地面积明显减少,休闲园地、湿地面积明显增加,森林、建筑用地面积稍有减少,建筑用地与休闲园地集聚程度增加.最后进行了驱动力分析,提出了相应的水源地保护建议.     

基于TM遥感影像的哈尔滨市城郊土地利用变化分析

基于1989和2001年两个时期的LandsatTM假彩色合成影像,在遥感与GIS支持下分析了1989～2001年哈尔滨市城郊土地利用变化态势.研究表明:土地利用转换趋势表现为天然湿地、草地减少,城市建设用地增加,耕地内部水田和旱地略有增加;天然湿地和草地减少已带来土地退化等严重负面效应.     

生态涵养区农村居民点内部用地结构特征研究

科学划分农村居民点内部用地土地利用类型,并对其结构进行系统分析,是编制村庄发展规划和实施差异化整治措施的基础.以北京市密云区为例,基于细化分类的农村居民点内部用地数据和密云水库保护区范围,综合运用Weaver-Thomas组合系数法、洛伦兹曲线、基尼系数和景观格局分析等方法,分析农村居民点内部用地结构特征.结果表明:密...     

叶尔羌河平原绿洲土地类型及耗水的分析

根据遥感图象（ＴＭ）对叶尔羌河平原绿洲水盐监测区进行了土地类型的判读,区分农区和非农区两大类型。由水盐监测结果,对监测区及其分区的年陆面蒸发量进行了计算和分析。采用蒸发系数法对各种土地类型的年耗水量进行了估计     

基于MESMA和RF的山丘区土地利用信息分类提取

探讨了基于多端元混合像元分解(Multiple endmember spectral mixture analysis,MESMA)和随机森林(Random forest,RF)相结合的土地利用信息分类提取方法。以Landsat-8 OLI卫星遥感影像为主要数据,基于植被-不透水面-裸土(Vegetation-impervious surface-soil,VIS)模型,利用MESMA将影像分解为植被、不透水面和裸土3类组分,将生成的3类组分变量和基于光谱、纹理信息计算选取的20个特征变量组合后开展RF分类实验,将分类结果与相同特征变量下的支持向量机(Support vector machine,SVM)、最大似然(Maximum likelihood classification,MLC)分类结果进行比较分析。结果表明:MESMA可以获得较为精确的组分丰度信息;RF分类结果优于相同特征变量下的SVM和MLC分类结果;在MESMA生成的组分信息变量参与分类后,3种方法的分类精度均有所改善,分别达90.50%、88.85%、86.35%,其中RF的分类精度改善最为显著;MESMA与线性混合分解(Linear spectral mixture analysis,LSMA)生成的组分信息变量相比,前者对于改善分类精度效果更为明显。MESMA对于提高影像分类精度起到一定积极作用,基于MESMA和RF的方法对中等空间分辨率影像山丘区土地利用信息分类提取精度较高,利用该方法开展遥感影像解译可为大尺度的土地利用监测和管理工作提供技术支持和理论参考。