太湖平原区河网结构变化对调蓄能力的影响

城镇化快速发展导致河网水系萎缩,连通性受阻,河网调蓄能力降低,加大了区域洪灾风险和洪涝损失.基于1960s,1980s,2010s的1:5万地形图水系及三个控制站的水位数据,选取河网密度(R_d),水面率(W_P),盒维数(D),水位Hurst指数(H),分析了近50年来太湖流域武澄锡虞地区的水系演变与河网调蓄能力变化;并借助代表性单元流域概念,以水位Hurst指数来表征河网调蓄能力,从河网调蓄的物理机理出发,探讨了河网调蓄与河网结构参数的关系.结果表明:① 受快速城镇化影响,1960s-2010s武澄锡虞地区河网密度,水面率及盒维数分别下降了18.87%,24.59%,7.60%,且1980s至2010s各水系指标的衰减率均高于1960s-1980s;② 1960-2010年,研究区年均及汛期的水位Hurst指数呈下降趋势,其所反映的河网调蓄能力与该地区河网水系各指标变化同步,这表明城镇化引起的河流水系衰减导致河网调蓄能力发生明显下降,非汛期水位Hurst指数先增加后降低,表现出一定的不确定性;③ 基于REW概念与水位Hurst指数值,初步构建了河网结构参数与调蓄能力的关系式,并对关系式进行了验证,基本可行,可在一定程度上揭示城镇化下水系变化对河网调蓄能力的影响,从而为评价平原水网区河网调蓄能力提供了一种相对简便的方法.     

基于多指标综合的巢湖环湖区水系连通性评价

平原河网区河流水系密布,其水系连通性影响着流域河湖的蓄泄洪能力、水环境健康和水文过程。已有研究多基于水流阻力与图论、水文过程或基于水系格局的某些指标进行水系连通性评价,该文修正了基于水流阻力与图论的水系连通性计算方法,改进了基于水文过程的水文连通性计算公式,概括了表征河网连通程度的主要指标,得到水系格局连接度,在此基础上综合各指标构建指标体系,评价了巢湖环湖区5地区的水系连通性。结果表明,巢湖环湖区5地区中,肥西县的水系连通性最高,合肥市次之,肥东县最低。修正后的水系连通度能够更好地考虑到水流内部运输能力对水系连通性的影响,水文连通度反映了平原河网区水位对产流过程的影响,水系格局连接度则定量分析了河网的空间格局和地理连接,基于综合指标进行的水系连通性评价反映了巢湖环湖区5地区河网的实际状况,研究结果可以为平原河网区水系连通性研究提供参考。     

延河流域景观格局与生态水文过程分析

延河流域作为典型的黄土高原丘陵沟壑区,水土流失是最主要的生态环境问题,其生态环境治理能为整个黄土高原生态恢复重建提供典型范例,因此评价延河流域景观格局变化对水文过程的影响,对流域景观格局与水文过程的研究具有重要的科学价值和现实意义。本文通过利用SWAT模型模拟的延河流域的41个子流域的水文响应单元,建立延河流域的“源—汇”水文响应单元景观格局指数,通过计算不同地形条件下水文响应单元随着坡度变化的面积累积百分比,构建了新的“地形—水文响应单元 (Slope-HRU) 综合景观指数”。并与SWAT水文模型所模拟获得的子流域径流量、产沙量进行相关性分析,评价“地形—水文响应单元 (Slope-HRU) 景观指数”对水文过程的表征能力和适用性。结果表明：在子流域尺度上Slope-HRU景观指数和产沙状况存在明显的区域分异规律,而且R值空间变异情况基本上与产沙量的空间变化规律相反,即R值呈现由南向北,由东向西递增,而产沙量由南向北,由东向西递减。R值与年产沙量在数值上呈显著相关关系,相关系数为-0.60;再将Slope-HRU景观指数与所选取的7个常用景观格局指数相结合,构成新的综合景观指数,发现它们与子流域的产沙量耦合关系明确,均显著负相关,相关系数绝对值范围为0.43~0.63。     

西安市文化娱乐业空间结构与可达模式研究

文化娱乐业日益成为居民现代生活方式的空间载体和社会经济转型的重要标志。论文以西安市主城7区63个街道作为研究单元,采用核密度分析、Ripley's L(d)函数等方法探测西安市文化娱乐空间的形态特征、集聚水平和等级结构,并利用高德地图API路径规划功能,基于步行、小汽车、公共交通3种出行方式构建不同等级文化娱乐业可达“时空圈”,从而揭示基于可达性的西安市文化娱乐业空间模式图谱。结果表明：① 整体上,西安市文化娱乐业在空间形态上表现为“块状集聚—轴向延伸—等级圈层”的空间分布格局。主城区业态空间的密度热点主要位于钟楼中心区、曲江—小寨区2大集聚组团。咖啡厅茶馆、电影院剧院、歌舞厅酒吧的核心区域位于中心城区的传统商圈;网吧、公园游乐园和健身中心则于城市二至三环之间呈跳跃式镶嵌。② 西安市文化娱乐业的等级结构形成了以一级核心为主的多核心发育结构,各等级核心邻近交通网络的布局特征显著。③ 文化娱乐核心的交通可达圈在不同出行方式的约束下沿交通走廊向外延伸,呈现不同方向的“点—轴”扩展趋势,产生了不同层次的规模效应和圈层结构。④ 各文化娱乐业态类型的空间可达模式主要表现为“轴向对称”型、“轮毂对称”型和“叠合依附”型。与此同时,城东北和城西南地区的文化娱乐配置已经严重滞后于城市空间扩张和人口郊区化进程。     

基于DEM的水文物理过程模拟

基于数字高程模型,考虑流域空间的变异性,建立数字高程流域水系模型。产流子单元的划分、河网水系的生成及其空间拓扑关系的建立,是由计算机自动完成。计算TOPMODEL地形指数ln(a/tgβ)_i的空间累积分布曲线,并对其作无量纲化处理,推求各产流子单元的土壤蓄水容量分布抛物线参数B,构建数字水文模型。全球能量与水循环亚洲季风试验强化观测区—淮河史灌河流域实例研究表明:数字模型不仅可以很好地模拟流域出口断面的径流过程,而且能够模拟土壤水分的变化过程,还可十分方便地输出水文要素和状态变量的空间分布。这对充分利用现有观测信息进行水文数据的深层次挖掘奠定了基础。     

中国制造业全要素生产率时空演变及影响因素

提高制造业全要素生产率是实现中国制造业高质量发展的重要途径。运用超效率SBM模型、标准差椭圆、空间自相关、地理加权回归等方法实证分析了2002—2016年中国制造业全要素生产率的时空演变特征及影响因素。结果显示：① 2002—2016年中国制造业全要素生产率总体呈波动上升趋势,由2002年的0.58上升至2016年的0.80;② 中国制造业全要素生产率的重心整体呈“西南—东北—西北”的变化格局,移动距离和速度逐渐缩小。标准差椭圆主要位于中国中东部地区,转角呈“缩小—增大—再缩小”的趋势,由偏东北—偏西南方向向正北—正南方向不断偏移,在偏东北—偏西南方向的空间分布趋于分散,在偏东南—偏西北方向的空间分布趋于极化;③ 中国制造业全要素生产率的正向空间相关关系逐渐减弱,高—高集聚区主要集中于江苏、上海等华东地区,低—低集聚区主要集中于陕西、甘肃、四川等地区;④ 中国制造业全要素生产率影响因素存在显著的空间异质性特征,金融发展是制造业全要素生产率提高的主要因素,对外开放、产业集聚和交通基础设施是制造业全要素生产率提高的重要正向影响因素,信息化水平阻碍了制造业全要素生产率的提高。     

基于生态适应性循环三维框架的城市景观生态风险评价

本研究以城市社会—生态系统为风险评价对象,引入生态适应性循环三维框架,将景观生态风险评价指标从单一的景观指数层面扩展至“潜力—连通度—恢复力”三维准则,并以深圳市为研究区,基于有序加权平均（OWA）算法对评价结果进行情景设置。研究结果显示,评价中干扰指标主要影响风险评价结果属性值域,而风险空间格局则受暴露指标制约;深圳全市景观生态风险整体呈现“西高东低”的分布格局,城市新建成区风险最高,大鹏半岛风险最低,羊台山与笔架山公园则是城区内部的相对风险低值区;基于OWA方法设置情景偏好,绘制“忽视”、“正常”及“重视”三种风险情景下的城市景观生态风险图。本研究基于生态适应性循环理念集成社会—生态系统时空动态干扰与暴露指标表征城市景观生态风险,并通过OWA方法变换主观偏好、降低评价不确定性,可以满足不同发展思路下的城市开发布局需求,从而为城市景观发展空间权衡提供决策支持。     

苏锡常地区制造业污染减排综合分析与评价

以太湖流域苏锡常为例,通过构建制造业污染物排放强度、制造业污染物排放量、制造业集聚度、水环境健康水平4个指数对制造业污染物排放特征进行综合评价和分析,通过前3个指标的叠加,得到污染综合程度指数,反映制造业的污染物排放程度和减排效应,然后与水环境健康指数进行叠加,得到制造业污染程度与水环境健康之间的作用关系。结果显示：① 研究区污染程度“高”“较高”“中等”“较低”“低”区域面积分别为816.12、3 314.56、7 628.25、2 500.67和2 861.75 km ²,分别占研究区总面积的4.77%,19.36%,44.55%,14.61%和16.71%,并在空间上存在明显的分异性,太湖上游地区和环太湖地区主要为污染程度“低”和“较低”区域,中游和下游环湖区域主要为污染程度“中等”区域,中下游远离太湖的地区主要污染程度为“高”和“较高”区域;② 制造业的污染程度对水环境的健康存在重要影响作用,在很大程度上呈现强烈的空间正相关性,主要表现为较健康-轻污染、中健康-中污染和低健康-重污染等分布面积广泛（约45%）,在空间上呈现太湖上游地区主要为较健康-轻污染和中健康-轻污染区域,中下游地区则主要为较健康-中污染、中健康-重污染和低健康-重污染分布区域。     

江苏省耕地细碎化评价与土地整治分区研究

在明确耕地细碎化内涵空间尺度特征的基础上,从资源规模性、空间集聚性和生产便利性3方面构建耕地细碎化空间测度体系,以江苏省为例,综合运用地理空间分析、数理统计分析等方法,开展了省域尺度耕地细碎化多维评价及相应的土地整治协同探讨。研究表明：① 江苏省资源规模属性值总体偏低,呈现苏北-苏中-苏南逐级递减的分异格局;空间集聚属性值总体较高,但区域差异明显,高值区主要集中在徐淮平原及里下河平原地区;利用便利属性值总体呈现与资源规模及集聚状况相反的格局特征,苏南明显高于苏中和苏北地区,两极分化明显,地域差异较大;② 在乡镇尺度对各分维属性进行耦合形成江苏省耕地细碎化指数,省域尺度下该指数呈现从北到南逐渐增加的格局特征,表现为北部的低值聚集区和西南部的高值聚集区;③ 基于区域耕地细碎化不同属性特征的层次组合特点,全省可划分为利用提升区、集约归并区、设施改造区、规模流转区、资源优配区和综合整治区6种类型分区,据此提出不同分区土地整治的主要整治方向及关键问题。     

基于图论法对城市水系连通性表征及优化

基于景观生态学中“点–边”数量关系建立水系环度（α）、节点连接率（β）和网络连通度（γ）3种水系连通性评价指标,绘制出南昌市水系“节点–廊道”有向图,并以城市湖水体引流化污为切入点来优化城市水系连通性。研究表明：① 南昌市城区水系存在廊道空间分布不均匀,湖节点与其他水系节点连接的廊道较少等问题;② 优化后的城区水系相较于现在水系,其中水系环度（α）提高75%,节点连接率（β）提高14.88%,网络连接度（γ）提高14.63%。在城市水系连通性优化中,不应过分追求连通性而盲目增加湖泊廊道,应在连通性与湖泊连接的廊道数量之间保持一个平衡关系,以免水体污染物在湖泊中淤积。     

黄河内蒙古河段非汛期和汛期冲淤量计算方法

基于多沙河流“多来多排”的经验输沙公式,建立了考虑上站来沙量、前期河床累计淤积量、临界输沙水量及干支流泥沙粒径影响的非汛期和汛期输沙量一般表达式。在此基础上,根据黄河内蒙古河段1952-2010年实测的水沙资料,将其应用于黄河内蒙古河段巴彦高勒—三湖河口河段、三湖河口—头道拐河段以及巴彦高勒—头道拐全河段非汛期和汛期输沙量的计算,并应用输沙率法计算了各河段1952-2010年的非汛期和汛期冲淤量及其相应的累计冲淤量。通过输沙量、冲淤量和累计冲淤量计算值与实测值的对比表明,各河段非汛期和汛期输沙量、冲淤量及相应的累计淤积量计算值与实测值的吻合较好,其中非汛期和汛期输沙量计算值和实测值之间的相关系数R²分别约为0.93和0.97;非汛期和汛期冲淤量计算值与实测值之间的相关系数R²分别约为0.80和0.90;非汛期和汛期累计冲淤量之间的相关系数R²分别约为0.94和0.99。结果表明,就吻合程度而言,累计冲淤量优于年冲淤量,汛期优于非汛期。本文建立的冲淤量方法能够很好模拟该河段长历时的非汛期和汛期冲淤过程,可为黄河内蒙古河段输沙量及长期淤积发展趋势的分析提供科学依据。     

北洛河下游河槽形成与输沙特性

北洛河发湖泊于黄河粗沙来源区，年均含沙量达１２８ｋｇ／ｍ＾３年均流量仅２５ｍ＾３．ｓ，是典型的多沙河流，但由于泥沙主要由高含沙洪水输送，平水流量小，含沙量低，经常保持窄深稳定河槽，使高含沙洪水挟带的泥沙能顺利输送而不淤，并形成弯曲性河流。     

Estimation of groundwater residence time and recession rate in watershed of the Loess Plateau

Groundwater residence time is an important indicator of hydrological cycle and essential for water resources development and utilization. In this paper, groundwater residence time in non-flood season, flood season and water year has been determined from daily streamflow hydrograph of ten hydrological stations in Wudinghe River Basin located in the middle reaches of the Yellow River Basin. Results have showed that: baseflow recession constant in Wudinghe River Basin ranges from 0.72 to 0.94 with a larger recession rate in flood season than that in non-flood season. Spatially, the recession rate of baseflow in loess area is the biggest, but is the smallest in the sandy area. The half-residence time of groundwater varies from 1.8 to 45.5 days while overall residence time of groundwater is between 34 and 342 days in different sub-basins of the Wudinghe River Basin. The annual average overall residence time of groundwater decreases from 117 days in the upper reaches to 73 days in the lower reaches.     

基于数字滤波法和SWAT模型的灞河流域基流时空变化特征研究

将国内外应用较广的数字滤波法和分布式水文模型SWAT相结合,在进行基流时间特征分析的基础上,通过修正基流退水系数α、模型效率评价、重新运行模型、GIS空间插值和趋势分析等方法,创新性地实现了基流空间特征的可视化表达。研究结果表明：① 2001~2012年灞河流域年均基流指数（BFI）为0.43,总体呈增加的趋势。年降水量与年径流、年基流均呈明显的正相关关系,与年基流指数呈明显的负相关关系;② 基流年内变化较为稳定,在时间上存在秋季>春季>夏季>冬季、汛期>非汛期的关系。枯水期的基流指数高达0.78,表明基流是枯水期河流的主要补给来源;③ 灞河流域基流在空间上表现为自东南向西北、自上游向下游逐渐增加的趋势,这种空间分异规律是由流域的地势和河流流向决定的。     

黄土高原流域地下水更新时间估算(英文)

Groundwater residence time is an important indicator of hydrological cycle and essential for water resources development and utilization.In this paper,groundwater residence time in non-flood season,flood season and water year has been determined from daily streamflow hydrograph of ten hydrological stations in Wudinghe River Basin located in the middle reaches of the Yellow River Basin.Results have showed that:baseflow recession constant in Wudinghe River Basin ranges from 0.72 to 0.94 with a larger recessio...     

雅鲁藏布江中游江心洲、河漫滩面积及其指示的沙源特征

雅鲁藏布江流域中游（贡嘎县至乃东区）江心洲和河漫滩等河流地貌发育,同时也发育了不同类型的风沙地貌,是雅鲁藏布江流域风沙灾害最为严重的地区。冬春季大范围裸露的江心洲和河漫滩,为沙尘暴的发生提供沙源,也可能是北岸沙丘的物源。目前对江心洲和河漫滩面积动态变化过程及其与沙源之间的关系几乎没有研究。为此,本文通过对2019年11月至2020年8月遥感影像解译和风动力条件综合分析,探讨河床动态变化过程与沙源之间的关系。结果表明：江心洲和河漫滩面积具有明显的时空变化特征,主要受径流量的影响。江心洲面积3月最大（222.95 km²）,8月最小（80.61 km²）。沙源比（河道内江心洲面积与水域面积的比值）具有明显时空变化规律,3月最大（2.00）,8月最小（0.28）。河漫滩面积也具有相似的变化规律,3月78.99 km²,8月仅45.45 km²。起沙风频率冬春季大,意味着3月风沙活动强度最大,8月最小。由此可知,江心洲和河漫滩能够为研究区的风沙灾害提供物源,而强风提供动力条件。     

Riparian plant species richness along lateral and longitudinal gradients of water stress and flood disturbance, San Pedro River, Arizona, USA

Diversity theory predicts that species numbers should be highest at intermediate levels of both disturbance and environmental stress. We examined woody and herbaceous plant species richness and cover in the San Pedro River flood plain, along lateral gradients of water availability (ground-water depth), flood disturbance (inundation frequency), and distance from and elevation above the channel, and along longitudinal gradients of water availability (ground-water depth, surface flow permanence, and rainfall) and flood disturbance (total stream power). Herbaceous species were recorded during four sampling periods, and spatial patterns for this group were time-dependent, reflecting temporal variation in limiting factors. During the summer dry season of a dry year, when overall richness was low, richness and cover of herbaceous species declined laterally from the stream channel with increasing ground-water depth, consistent with the idea that low resource levels can limit species richness. Following the summer monsoon rains and floods, when water was less limiting and annuals were seasonally abundant, lateral patterns shifted such that herbaceous species richness and cover increased with increasing plot location above or from the channel. The relationship of herbaceous species richness with tree canopy cover also varied seasonally, shifting from positive (greater richness under canopy) in dry seasons to negative (lesser richness under canopy) in wet seasons. Longitudinally, herbaceous species richness and cover were limited primarily by stream flow and/or ground-water availability during the summer dry season of a dry year. Following the summer monsoon rains and floods, patterns were weighted by the seasonally abundant annuals, and richness increased among sites primarily with distance upstream (and related rainfall gradients). Richness and cover patterns also varied between years with different flood conditions. During the two sampling seasons in the year following a large flood, herbaceous species richness increased with flood disturbance intensity but declined at the few most intensely disturbed sites, consistent with intermediate disturbance theory.For woody species, richness within plant functional groups varied in opposing ways along the lateral gradients: hydromesic pioneer species decreased and hydromesic and xeric competitors increased with distance from or above the channel, with no overall change in species richness. Among sites, woody species richness patterns were related to water availability, but not to flood disturbance. However, richness of woody hydromesic pioneer species increased with both increasing site moisture and flood disturbance. Woody and herbaceous species richness both increased among sites as a function of increasing flood-plain width, likely due to species–area effects. Overall, results indicate that flood disturbance and water availability both influence species richness of riparian plants in the flood plain of this semi-arid region river, with the relative influence of each factor varying among plant groups and over time.     

平原水网地区快速城市化对河流水系的影响

为了揭示平原水网地区快速城市化对河流水系的影响,基于1:50000地形图和30 m空间分辨率遥感影像数据,采用格网化河网密度、支流发育系数和分形维数等水系指标,分析了20世纪80年代至21世纪10年代苏州市河流水系的时空变化特征,探讨了土地城市化水平与河网密度变化之间的定量关系。结果表明：① 苏州市河流长度衰减了10.55%,其中干流长度增加了3.24%,一级支流与二级支流的长度分别减少了18.87%和11.76%;河网密度在空间上以减小为主,其中干流河网密度在空间上以增加为主,支流河网密度在空间上以减少为主。② 支流发育系数由3.36下降至2.78,水系结构趋于主干化;水系分形维数由1.70下降至1.63,水系形态趋于简单化。③ 土地城市化率高于40%时,河流水系衰减趋于明显,且土地城市化水平越高,河流减少的越多。为满足不同的经济社会发展需要,不同等级河流对土地城市化的响应不尽相同：为提高城市防洪排涝能力,一级河流总体上有所增加;土地城市化率小于40%时,部分二级河流被侵占以增加耕地面积,并新开挖了许多三级河流以提高农田排涝与灌溉能力;土地城市化率大于40%时,大量支流被填埋并转换为建设用地,而且等级越低的河流衰减的越严重。     

陕西大理河流域土地利用/覆被变化的水文效应

近年来,土地利用/覆被变化的水文效应研究已成为国际的前沿和重点。在大理河流域,LUCC(包括水土保持措施)对水循环和水量平衡产生了深远影响,该流域LUCC水文效应的研究势在必行。根据研究区1990年代三期土地利用数据分析了LUCC的时空变化特征,采用特征变量时间序列法及降水-径流模型对LUCC水文效应进行了研究。结果表明:流域土地利用类型以耕地和草地为主,近10年来,耕地和草地面积有所减少,而林地和建设用地面积持续增加;流域年径流和月径流演化过程均表现出明显的下降趋势;LUCC及水土保持具有减少流域年径流、汛期流量以及增加枯季流量的作用,相对于降水因素,人类活动对流域水文的作用占主导地位;在1990~2000年期间,主要由LUCC引起的年均径流减少量达2616.6×10⁴ m³,占该期间实测减水总量的62.19%。     

闸坝的水文水环境效应及其量化方法探讨

如何正确处理流域开发与生态环境保护的关系,客观评价闸坝对生态环境的影响,是我国流域管理中亟待解决的科学问题之一。本文从河流的自然特性入手,剖析了闸坝修建和调控引起的水文水环境效应,探讨了闸坝对河流水量水质影响评价的理论基础、关键内容和技术手段等,提出了基于流域水循环过程认识和模拟的闸坝效应量化体系和分析方法;并以我国水利工程最密集、污染最严重的淮河流域为例,初步探索了流域闸坝的水文水环境效应。研究可为多闸坝调控流域水资源开发利用和水污染治理提供理论支持,为实现流域综合管理及社会经济可持续发展作出贡献。