基于Dyna-CLUE模型的滇池流域土地利用情景设计与模拟

以滇池流域为研究对象,基于1999年、2002年两期TM遥感解译数据和区域自然与社会经济数据,应用Dyna-CLUE模型模拟2008年滇池土地利用空间分布。结合滇池流域土地利用变化趋势与退耕还林政策,设定了三种土地需求情景,模拟2022年区域土地利用空间分布情况。研究结果表明：① 两期模拟结果Kappa系数分别为0.6814与0.7124,具有高度的一致性,表明Dyna-CLUE模型在滇池流域有较强的适用性。② 三种情景的模拟结果显示,至2022年流域内未利用地、耕地显著减少,建设用地、林地显著增加,水域与草地相对变化较小,因加大退耕还林政策实施力度,三种情景中,位于官渡区、呈贡区、嵩明县及晋宁县的耕地与林地呈现不同的变化情况。③ 滇池流域建设用地扩张,增加了滇池非点源污染负荷。不合理的土地利用布局,将会恶化滇池水质,加剧水环境压力。研究结果可为未来滇池流域土地利用合理规划与非点源污染控制提供参考依据和决策支持。     

流域非点源污染模拟研究--以滇池流域为例

流域的水质管理是一个多步骤的过程,数学模型以其定量计算和动态操作在流域管理中起着重要作用。本文利用美国EPA开发的HSPF(HydrologicalSimulationProgramFortran)模型,选取云南滇池流域作为案例,给出非点源污染模型流域水文水质的模拟过程。首先在子流域划分的基础上,完成数据库的建立。参数估值主要依据流域性质、先前经验值、其他模拟研究和文献中的取值。参数优化、模型校正和模拟验证是采用流域河流出口流量和污染物浓度值完成。最后用校正后的模型计算了滇池流域河流入湖流量及各子流域污染总负荷量与非点源污染负荷量。     

基于SOM的流域分类和无资料区径流模拟

无资料区的径流模拟问题是国内外水文研究的难点之一。基于相似流域的参数移植法是常用的解决方法之一,但如何判断相似流域是制约此类方法发展的难点。本文以滇池流域为例,采用自组织映射神经网络(SOM)和层次聚类分析(HCA)联合模式,选取16个流域物理特征为指标进行子流域分类,以确定相似流域。运用无分层的K-means分类的SOM法将整个滇池流域划分为7类具有水文属性的子流域组,分类情景与HCA基本一致,两者实现相互验证。采用HBV水文模型模拟子流域径流过程,并选择部分子流域进行组内参数移植交叉检验。结果显示,HBV模型可较好的模拟滇池流域径流过程;此外,子流域交叉检验结果优良,表明同组内参数可以相互移植。本文不仅为解决滇池流域无资料问题提供了可靠手段,而且由于SOM实现了高维流域特征可视化展示,有助于管理者全面、深入的把握滇池流域水文属性的空间分布特征,为进行水资源管理提供指导。     

城市化背景下滇池流域生态系统健康重建思考

在分析城市化背景下滇池流域生态系统健康内涵与生态重建途径基础上,从城市布局与流域自然生态格局的关系,城市用水与流域生态用水的关系,以及城市污染控制与流域环境承载力的关系,分析城市化对于滇池流域生态系统健康的影响,提出城市化背景下滇池流域生态系统健康重建主要策略:(1)优化城市布局形态,恢复流域生态功能;(2)遵循区域地带规律,保障流域生态用水;(3)加强控制措施整合,促进流域水质达标。     

滇池流域湖滨生态带建设管理机制及政策研究

通过对滇池流域湖滨生态带建设的资料收集及实地调查研究,分析了滇池流域社会经济和生态环境现状,探索出滇池湖滨生态带建设管理的3种模式:政府管理、企业管理以及政府-企业共同管理,并比较了3种模式的优劣势。建议根据不同类型生态带建设的实际情况采取相应的管理模式,对滇池流域生态补偿政策及各类型区生态补偿现状进行了分析,总结出适合滇池湿地生态补偿的机制与政策。     

初论流域水空间研究

流域水空间是与径流密切相关、直接受洪水波及的地表以及此范围内地下含水层系统所共同占据的空间。恢复和保护土地水文功能,实现流域水和土的联合管理已成为流域管理的重要内容。在水空间研究的基础上,结合流域特征,提出流域水空间概念,对流域水空间内涵、分类、边界、度量、结构和特征进行探讨,并建立流域水空间研究框架,包括流域水空间功能识别、流域水空间特征分析、流域水空间安全预警、流域水空间规划以及流域水空间维护和管理等内容。     

基于GIS技术的石羊河流域地下水资源时空格局分析

以地下水取水许可数据为主,结合社会-经济等相关要素,在石羊河流域建立地下水取水许可GIS空间数据库,并对其进行分析、统计、查询和图表输出,辅助流域的取水许可管理程序,服务于流域的水资源综合管理。通过这一过程,对石羊河流域在水资源管理中存在的问题进行分析、研究,并提出了相应的管理对策,目的在于使水资源管理政策更为科学合理,具有一定的现实意义。     

滇池流域土地类型的研究

本文以“土地系统(地方)”为分类制图基本单元,将滇池流域土地划分为4个一级土地类型;16个二级土地类型;35个三级土地类型。分析了各土地类型的综合自然特征,为滇池流域各土地类型的合理利用提供理论依据。     

滇池流域水资源演变情势分析

滇池流域水资源演变情势已引起社会各界广泛关注,水少、水脏制约了昆明市经济社会发展。针对水资源主要影响因子的降水、蒸发及生产、生活用耗水量、入湖水量之历年变化情况,根据1956～2000年资料系列,按不同年段进行分析统计及趋势检验,对流域内天然径流量和水质的变化趋势进行探讨,揭示流域内人类活动日趋频繁情况的用耗排水量增加对流域水资源影响效应及水质恶化的根本原因,为滇池治理和水资源优化配置、开发利用和有效保护提供参考。     

流域降雨径流路径的数字模拟技术

流域内降雨径流流动过程的水文分析具有重要意义。此文基于地理信息系统的栅格系统,利用数字高程模型(DEM)提供地形特征的能力,通过一系列相连的数据集,用计算机对流域降雨径流路径进行了数字模拟,其可以实现以正确的水文顺序跟踪地表径流在流域空间范围内的流动路径,并确定地表径流在流域空间内流动路径的水文计算等级,为基于流域降雨径流关系的建模研究提供了空间分析基础。最后把该项研究成果应用于黄家二岔小流域,证实该模拟技术具有一定的可靠性和实用性。     

滇池流域地下水硝酸盐污染现状分析

硝酸盐污染是地下水普遍的水质问题。通过对滇池流域地下水监测，分析硝酸盐污染的流域分布、超标情况，评价了硝酸盐污染现状，探讨了硝酸盐污染与施用氮肥之间的关系。得出滇池流域地下水硝酸盐属于Ⅲ类标准(2．0—20mg／L)仅为30％，Ⅳ类(20—30mg/L)为20％，Ⅴ类(≥30mg/L)为50％，地下水硝酸盐合格率仅为30％。从地理分布来看，呈贡地下水硝酸盐污染较官渡区、晋宁严重，滇池流域地下水硝酸盐含量与氮肥施用量有明显的相关性。     

GIS技术支持下的龙川江流域退耕还林规划方法

利用GIS技术,结合退耕还林的基本原则,通过空间分析的研究方法,对土地利用、坡度、河流、居民点等数据库进行处理,对云南省龙川江流域进行科学、定量的退耕还林规划,解决退耕还林的耕地在哪儿、如何退,以及退耕还林时序等一系列技术难题,实现规划自动化。这将为政府决策提供翔实、高可信度的数据,也可为县级退耕还林规划做示范。     

怒江流域林地景观演变过程及其驱动力研究

怒江流域地处中国云南的边境, 是全球生物多样性和生态景观保护的重要地域, 但由于人 口的增加, 粮食需求的扩大及城市的扩展, 流域林地生态系统面临着强烈的人类干扰。文中使用 中国资源环境数据库中, 用Landset TM解译获取的怒江流域1985, 1995, 2000 年1∶10 万土地利 用/覆被数据, 在GIS 空间分析基础上, 通过建立动态度和变化转移概率矩阵, 系统地研究了怒江 流域林地与其他土地覆被类型之间以及不同林地类行之间的动态变化规律及其空间格局特征, 并对造成变化的驱动力因子进行了定性分析。     

海河流域地表水与地下水耦合模拟

近10年来海河流域地下水超采严重,急需加强流域地表水与地下水统一管理。地表水与地下水的耦合模拟研究是实现流域地表与地下水资源综合管理的重要支撑。本文探讨了当前3种不同的地表水与地下水耦合方式,基于现有数据条件和应用管理的需求,提出了将成熟的流域地表水SWAT与地下水MODFLOW模型进行松散耦合的技术框架,并构建了海河流域地表水与地下水耦合模型。在流域地表空间上,根据流域特性和管理需求,划分了283个子流域和2100个水文响应单元（HRU）;在平原区地下空间上,基于15个大的岩性分区剖分出若干个4km×4km网格。通过GIS平台,建立流域地表水与地下水计算单元的转换关系。并利用1995．2004年水文气象数据进行验证分析,取得较好模拟精度。该耦合模型不仅能够支撑流域现状管理,而且可用于气候变化与南水北调工程对流域水资源影响评估分析。     

滇池流域湿地的历史变迁与恢复重建

分析了长时间序列滇池流域湿地的阶段性变迁,认为现今城区及周边残存的湿地依附于城市环境综合体进入了复合发展演化阶段。滇池流域湿地的恢复与重建存在诸多问题,立足于昆明盆地独特的自然文化特色,着眼于城市环境的客观事实,提出人工措施与自然恢复相结合的湿地恢复与重建策略。     

区域水系统多源信息数据库设计与实现

本文融合数据库技术、GIS技术和软件工程方法,对中国科学院知识创新工程重要方向性项目"跨流域调水对陆地水循环影响与水安全研究"的核心软件平台"中国陆地水系统综合模拟与虚拟现实平台"的数据库功能进行了设计,并利用GIS软件和商业数据库建立了"区域水系统多源信息数据库".针对平台数据资料在空间分布、时间尺度和数据形式上的多样性分布格局,采用了时空同一化的集成策略和多数据库构建模式,有效消除了信息孤岛效应,实现了对跨流域水资源优化配置相关数据、信息和知识的综合利用,为平台提供一体化数据支撑服务.     

雅鲁藏布江流域NDVI变化与 主要气候因子的关系

对流域NDVI进行计算的前提下,分析了雅鲁藏布江流域NDVI时空变化特征。时间上,流域NDVI具有很强的季节性。空间上,流域NDVI高值区主要分布于下游与中游的部分地区,而流域中上游与源头NDVI值相对较小。在流域DEM的支持下,把流域站点主要气候因子降水量与平均气温等数据采用Kriging方法插值成与流域NDVI相一致的空间Grid数据。流域NDVI与降水量、平均气温的关系进行F检验与双样本方差分析结果P＝0,表明其相关分析的可信度较高。在0.05的置信水平上对其进行了线性与对数相关分析。结果表明,流域NDVI与降水量的平均线性相关系数达0.8,对数相关系数为0.71;流域NDVI与流域平均气温线性相关系数为0.77,对数相关系数为0.7。     

基于景观格局定量分析的流域治理--以文峪河流域为例

以航片、森林资源调查资料和林相图为基础资料,在地理信息系统软件及数据库管理系统的支持下,应用景观多样性指数、景观要素优势度指数、类斑形状指数、景观要素斑块分数维等景观格局分析指标,对流域景观空间总体分布、景观组成结构、景观要素斑块形状特征进行分析,揭示了山西文峪河流域植被景观的总体格局。基于分析成果,针对目前文峪河流域植被景观格局存在的问题,建议在今后的流域管理和建设中应开展的工作,即上游及中高海拔带重点进行寒温性针叶林保护;中下游山地积极增加阔叶林,营造混交林;河谷重点开展河岸植被和河岸林规划设计和建设。     

黑河流域植被净初级生产力的遥感估算

利用光能利用率模型C-FIX,高时空分辨率的SPOT/VEGETATION遥感数据,全球格网化气象再分析资料以及黑河流域土地利用图,估算了1998—2002年黑河流域不同生态系统净初级生产力(NPP)的年总量和平均生产力,输出了黑河流域NPP年累积量空间分布格局图、NPP季节动态图,分析了近5a来黑河流域NPP时空变化特征,评价了不同土地利用类型下的生态系统生产力水平差异。其结果表明,黑河流域陆地生态系统NPP空间分布及其季相变化特征是流域自然环境、地貌、气候以及人类生产活动长期共同作用和影响的结果,其中水分条件是控制黑河流域陆地生态系统NPP空间格局的决定因子。1998—2002年黑河流域山区高覆盖度草地和下游荒漠区净初级生产力持续下降,反映出这些地区生态环境恶化严重。这些研究结果可以为黑河流域的水-生态-经济系统的合理设计与有效实施提供科学数据集。     

侯马盆地冲积扇及其流域地貌发育规律

根据从DEM数据中提取的侯马盆地冲积扇及其流域的多项地貌指标,分析了各地貌指标的空间分布规律,并通过地貌指标的空间分布曲线与山前地形高程曲线形态的对比以及地貌指标相关性分析来揭示冲积扇及其流域地貌的发育规律。结果表明,在侯马盆地相对隆起部位的冲积扇及其流域的地貌指标与在盆地凹陷部位的冲积扇及其流域的地貌指标有较大差异;流域地貌指标的空间分布受到盆地边界断层构造活动性的影响;冲积扇的发育主要受到流域规模、山前构造活动以及盆地基准面等多种因素共同的影响;流域内岩性的差异不是造成研究区域内冲积扇地貌差异的主要因素。