陕西渭河下游湿地环境风险因素分析

运用统计计算和RS/G IS方法,分析渭河下游湿地环境的水文特性、水污染特征、土地利用/覆被状况及其演变特征等湿地环境风险因素,结论为:①渭河下游水沙量年际变化大、年内水沙量分配不均,且呈现减少趋势;汛期黄河洪水倒灌渭河,降低了由于水沙供给变化而导致的湿地水文环境风险度;②湿地水环境日趋恶化的变化趋势降低了湿地的生态净化功能,增加了湿地水环境风险度;③1989~2000年渭河下游新增湿地12.76km²,年均增长率2.70%;湿地裸地化和盐碱化形势严峻;④以加强湿地保护立法、完善流域水污染治理、重建河岸植被带、强化湿地管理等重点措施确保湿地环境安全和湿地资源的可持续利用。     

泾河近代洪水沉积物粒度特征分析

泾河是渭河的第一大支流,也是渭河下游和黄河潼关以下洪水的主要来源,洪枯变化量大,通过采集泾河S-剖面27个河漫滩样品,用Mastersizer 2000型激光粒度仪对其0.1~1 000 μm范围内的粒度进行分析,并根据Folk和Ward的概率公式计算出各种粒度参数。结果显示,泾河S-剖面沉积物指示了至少8次洪水的信息。剖面粒度组成以粉砂为主,其中粗粉砂不仅含量高,而且含量变化很好的对应了洪水变化阶段,可以作为泾河洪水大小的标志性粒级。     

黄河下游不同洪水情景决溢风险评价

本文提出黄河下游悬河决溢风险的影响因素应当包含水沙运动、区域地壳稳定性、河势演变和堤防稳定性4个方面,并据此建立了指标体系和基于GIS技术的多层次模糊综合评判模型,对不同洪水情景下黄河下游的决溢风险进行了评价。结果表明:(1)决溢风险随着洪水量的增大而增高;(2)决溢风险随河型的沿程变化而降低;(3)决溢风险较大的河段集中在游荡型河段,游荡型河段南岸风险高于北岸;(4)弯曲型河段北岸决溢风险高于南岸;这些结论能够应用于黄河下游河道的治理与防汛抗洪的实践。研究表明:本研究的评价指标体系和方法,能够用于解决黄河下游的决溢风险问题; GIS空间分析技术能够量化不同空间位置的决溢风险,客观地反映不同空间位置决溢风险的差别,对于指导防洪和河道治理的实践具有重要的现实意义。     

渭河下游河流沿线区域洪水灾害风险评价

区域洪水灾害风险评价是洪灾评估和管理的重要内容。依据灾害系统理论,利用G IS方法,综合分析了渭河下游对洪水灾害有影响的降水、地形、水系、过境洪水和防洪工程等自然致灾力和孕灾环境的影响度,以及承灾体遭受不同强度洪水可能损失程度的易损性影响度,运用层次分析法和因子叠加法,从自然和社会属性两个方面对洪灾风险进行了综合评价和分析。结果表明:研究区洪水灾害风险整体上以渭河下游干流为中心逐渐向两边递减,即离主干河流越近,风险越高,反之越低;从行政区划上来看,西安市城区和临潼区基本处于高风险区,而华县、华阴市和潼关县基本处于低风险区。     

近50 a渭河流域洪水成因分析及防治对策

 通过对近50 a渭河流域洪水的年际变化、月际变化和潼关高程变化的综合分析得出，造成该流域洪水灾害的原因有降水量年内分配不均和年际变化大，滩面淤积加重，支流河口淤塞以及河势、流态的恶化等。针对这些原因，根据渭河流域洪水灾害的特点，提出了相应的防治措施，即降低下游高程，减少河道的淤积，增大河道泄洪能力；利用水库进行调水调沙，引进客水冲刷渭河下游；防洪工程要除险加固，提高防洪标准与抗洪能力；恢复林草植被，遏止水土流失，从源头上控制泥沙入河等。     

渭河陕西段流域洪水淹没状况拟合研究

以渭河陕西段流域为研究区,利用2001年至2018年的水文和气象观测数据,计算出该流域十年一遇、五十年一遇和百年一遇降水量的致洪面雨量,采用水文动力学方法和分布函数,利用地理信息系统技术,拟合出该流域被十年一遇、五十年一遇和百年一遇降水量导致的洪水的淹没深度、淹没范围和淹没面积。研究结果表明,十年一遇降水量导致的洪水淹没的极高风险区(洪水淹没深度大于2.0 m)分布在渭河干流宝鸡段下游、沣河、泾河、石川河下游和渭河下游南山支流流域,其面积为42.92 km~2;五十年一遇降水量导致的洪水淹没的极高风险区分布在泾河干流、千河下游、渭河干流宝鸡段、沣河、石川河下游、北洛河下游及渭河下游南山支流流域,其面积为115.95 km~2;百年一遇降水量导致的洪水淹没的极高风险区集中分布在渭河干流宝鸡段、沣河、泾河干流、石川河、北洛河下游和渭河下游南山支流流域,其面积为183.27 km~2。     

基于数值模拟的黄河下游 不同情景溃堤洪水特性

通过研究黄河下游地区的溃堤洪水特性,为防洪减灾工作提供科学依据。本文以黄河下游地区的DEM,1958、1982、1996年典型历史洪水和2000年土地利用数据为模型初始输入,分4个模拟情景,依据黄河溃堤水流的特性,利用二维非恒定流模型对黄河下游不同位置决口情景下的洪水演进特性进行模拟,结果表明:洪水在演进过程中都会侵夺沿途河流行洪,进入下游后洪水会顺河归槽;在同一河段,同一年型洪水北岸不同位置溃口情景所淹没的面积大于南岸对应位置的淹没面积;黄河两岸洪泛区地理位置的差异,使两岸的洪灾程度具有区域差异;水深且流速大的洪水淹没主流区面积相对较小,水浅且流速小的非主流区面积相对较大。     

渭河下游河流输沙需水量计算

基于对河流输沙运动特性的分析,认为最小河流输沙需水量是当河流输沙基本上处于冲淤平衡状态时输送单位重量的泥沙所需要的水的体积,通过河段进口即上游断面水流挟沙力 (S_u^*) 与含沙量 (S_u) 比较,分S_u ≤ S_u^*和S_u > S_u^*两种情况,分别建立了最小河段输沙需水量的计算方法。并应用该方法对渭河下游输沙需水量做了计算。计算的空间尺度为渭河下游的咸阳、临潼、华县三个断面,时间尺度为四个代表年的年内月均需水量,分p = 25% (1963年)、p = 50% (1990年)、p = 75% (1982年)、p = 90% (1979年)。计算结果分析表明：渭河各断面汛期月均输沙需水量大于非汛期月均输沙需水量。相较而言,在不同代表年的汛期和非汛期,从咸阳断面至华县断面输沙需水量在增加。在丰水年 (p = 25%),渭河下游咸阳、临潼、华县等3个断面年输沙需水量分别为63.67亿m³、97.95亿m³和103.25亿m³;在平水年 (p = 50%),渭河下游咸阳、临潼、华县等3个断面年输沙需水量分别为49.71亿m³、83.27亿m³和85.08亿m³;在枯水年 (p = 75%),渭河下游咸阳、临潼、华县等3个断面年输沙需水量分别为30.17亿m³、55.14亿m³和65.32亿m³;在特枯水年 (p = 90%),渭河下游咸阳、临潼、华县等3个断面年输沙需水量分别为23.96亿m³、37.91亿m³和38.92亿m³。由丰水年到枯水年,渭河下游各断面年输沙需水量变小。     

黄河下游悬河决溢风险评价指标体系的构建

针对黄河下游存在决溢风险的现状,根据环境因素对悬河决溢的作用机制,通过对地质构造评价在决溢风险评价中的地位、洪水要素对悬河决溢的影响、不同决溢模式的形成机理进行了分析,从而建立了一套较为系统的黄河下游悬河决溢风险评价指标体系。文中提出了以下观点：1.将洪水要素纳入评价指标体系; 2. 决溢风险评价分为地质构造环境背景评价和决溢情景评价两部分; 3.决溢情景评价与决溢模式相结合; 4. 以不同决溢模式的形成机理为基础确定评价因子。     

黄河头道拐—潼关区间植被恢复及其对水沙过程影响

黄河头道拐—潼关区间是黄河泥沙的主要来源区,也是中国植被恢复最快的地区。植被的快速恢复对径流和输沙过程产生了深远影响。本文基于250 m分辨率的归一化植被指数数据（MOD13Q1 NDVI）,使用统计分析和趋势分析技术,分析了头道拐—潼关区间不同景观单元植被恢复特点、影响因素以及其对水沙过程的影响,并对头道拐—潼关区间植被未来发展趋势进行了预测。研究结果显示：头道拐—潼关区间82.87%区域的植被呈显著增加趋势（p < 0.05）,且植被恢复速度最快的区域为半湿润的黄土丘陵沟壑区,坡度和降水量在不同景观单元下对植被恢复的影响不同。随着降水量的增加,头道拐—潼关区间NDVI和年降水量的相关性降低。在植被恢复背景下,黄河中游主要河流径流的主要影响因素仍然是降水量,输沙量同时受到降水量和植被恢复的影响,含沙量与NDVI呈现出较强的负相关关系,而与降水量的相关性较弱。随着植被覆盖度的增加,流域土壤侵蚀量降低,河流输沙量也呈降低趋势,土壤侵蚀量对河流输沙量的贡献率变化于39%~88%之间。基于植被恢复潜力和恢复速度,本文预测头道拐—潼关区间2020年、2030年、2040年以及2050年的NDVI平均值将分别达到0.68、0.75、0.79以及0.80。     

渭河流域汉代洪涝灾害研究

通过对渭河流域汉代(202 a B.P.~220 A.D.)历史资料的搜集和整理,对该区域该时期洪涝灾害等级、洪涝灾害的时间变化及成因进行研究。结果表明,在汉代的423 a中,渭河流域共发生洪涝灾害109次,平均每 3.9 a发生1次。轻度涝灾,中等涝灾,大涝灾和特大涝灾分别占到洪涝灾害总数的44.0%,24.8%,22.9%和 8.3%。渭河流域汉代存在两个洪涝灾害多发期,分别出现在49~10 a B.P.和91~130 A.D.。渭河流域汉代轻度和中度涝灾存在3~4 a的周期,大涝灾存在20 a左右的周期,特大涝灾存在着60~70 a左右的周期。     

渭河关中段洪水资源化潜力评估

洪水资源化是实施渭河流域关中段流域资源综合管理和实现区域经济可持续发展的必然要求和重要途径。通过对渭河流域关中段来水来沙丰枯变化规律和河道冲淤特性的分析,从有利于输水输沙减少泥沙淤积考虑,确定渭河中游洪峰2000m³/s、渭河下游段3000m³/s为洪水利用起算标准;依据这一标准,计算出林家村—魏家堡河段平均年可利用洪水水量、洪水沙量分别为4.038×10⁷m³、6.83×10⁶t,魏家堡—咸阳河段平均年可利用洪水水量、洪水沙量分别为为9.139×10⁷m³、6.05×10⁶t,咸阳—华县河段平均年可利用洪水水量、洪水沙量分别为1.617×10⁸m³、1.843×10⁷t;流域综合管理过程中,必须引入风险管理机制,利用优化理论寻找平衡机制,实现流域防洪、供水和生态保护兼顾的最佳效益。     

塔里木河下游生态输水河道两侧区域地下水运动规律研究

根据塔里木河下游断流区域含水层水文地质特征及其实际输水过程中河水对浅层地下水的补给规律,建立了塔里木河下游绿色走廊生态输水河道附近区域地下水运动的一维非稳定流模型,并通过在整个输水过程中流量与水位两种边界条件相互转换的一种方法求解模型。最后应用上述模型分析了间歇性输水条件下塔里本河下游断流河段河道两侧地下水位恢复状况,为输水生态效益的定量评价及其今后输水工作的决策提供理论基础。     

黄河中游马莲河历史与现代洪痕沉积与水文学研究

通过对马莲河流域深入调查研究,在马莲河下游峡谷峭壁发现了一组4个显著的洪痕。洪痕沉积物分析看出,马莲河洪水悬移质泥沙以粉沙为主,粘粒和沙粒含量都较低,磁化率值也很低。将这些数据与流域内马家原剖面黄土土壤的的分析结果对比,可知马莲河现代洪痕沉积物是暴雨洪水对于流域内黄土和土壤侵蚀、搬运沉积形成。采用面积－比降法对该组洪痕所记录的4次洪水事件进行了洪峰流量恢复计算。表明高于常水位3.3 m、5.5 m、6.7 m洪痕洪峰流量分别为1 170m³/s、4 060 m³/s、5 690 m³/s。它们与雨落坪水文站观测2005、2003、1977年的洪水洪峰流量值相当,误差小于5 %。最高洪痕高出常水位10～12 m,计算恢复其洪峰流量为13 980 m³/s,洪水发生年代为1841年（清代道光21年）。这些研究结果对于马莲河流域的防洪减灾、水利水电工程设计和水土流失防治具有重要科学意义。     

1961-2016年渭河流域极端降水事件研究

基于1961-2016 年渭河流域26 个气象站点的逐日降水数据,选取与极端降水事件密切相关的9 个指数,利用线性趋势法、Mann-Kendall突变点检验和方差分析等方法,揭示渭河流域极端降水事件的变化趋势、突变情况以及渭河流域上、中、下游降水情况的差异特征,对研究区未来极端降水事件提供科学预测和理论参考。结果表明：① 渭河流域上、中、下游地区及整个流域的年总降水量分别以16.588 mm/10a、8.319 mm/10a、6.703 mm/10a和9.544 mm/10a的速率下降,表明渭河流域56 a来降水总量存在逐年减少的趋势,整个渭河流域地区呈现变干的趋势。② 降水强度(SDII)、强降水总量(R95PTOT)和极端降水总量(R99PTOT)在整体上均呈现上升趋势,极端降水总量的上升趋势高于强降水总量,上游地区的上升趋势高于中下游地区,表明渭河流域极端降水强度有所增强,极端降水事件发生频率有所增大。③ 渭河流域出现极端降水事件的年份集中在20世纪90年代和21世纪初期,且降水情况的年际差异较大,中游地区的变化更为明显。④ 相关分析显示中下游地区对整个流域极端降水事件的发生情况起到较大的贡献。     

渭河中下游干流洪水资源化效益分析与测算

渭河流域中下游不仅水资源总量紧缺,而且配置型、工程型、水质型缺水问题突出,实施洪水资源利用在河道减淤和流域防洪等方面具有显著的经济和环境效益。通过分析河道冲淤特性、确定洪灾损失标准、统计堤防建设和使用现状,结合研究区经济发展现状和土地利用特征,采用效益分摊系数法,计算渭河中下游干流洪水资源化综合效益。主要结论：（1）洪...     

黑河流域水资源研究进展

作为典型的内陆河流域,黑河流域历来是研究寒区、旱区水文与水资源的热点地区。水资源是联系该流域生态系统和经济系统的纽带,更是其社会经济环境可持续发展最主要的限制因子。因此,对于黑河流域水资源的研究非常广泛,也取得了很多高水平的研究成果,这些研究内容主要包括：上游产流区的冰雪变化与黑河径流量、黑河出山口径流变化特征及其对气候变化的响应以及径流量的模拟与预测;中下游耗散区的水资源利用状况及对策;同位素、水资源承载力以及水资源管理的理论方法和措施。今后的重点应从流域的宏观尺度,开展黑河流域生态经济的综合研究、生态水文学和水污染问题的研究。