南四湖水面蒸发量分析计算

根据二级湖闸站等四处蒸发站各类型蒸发器（皿）历年逐月水面蒸发观测资料和两处蒸发实验站分析的各类型蒸发器（皿）月蒸发量折算系数，推求出南四湖１９５３年１月至１９９０年１２月逐月及全年水面蒸发量，根据五处水位站历年逐月平均水位观测资料推算出南四湖历年逐月平均和全年平均水面面积，从而求得南四湖历年逐月和全年水面蒸发水量，并对水面蒸发量在时间上的变化特征作了分析。同时根据七处雨量站历年逐月降水资料计算了南四湖区面平均月、年降水量，并分析了水面蒸发量对水资源量的影响。其分析计算成果可供南四湖水平衡研究和水资源评价使用。     

人类活动影响下的青海湖流域生态系统服务空间格局

人类活动改变生态格局和变化,进而影响生态系统服务。因此,探讨人类活动影响下的生态系统服务空间格局,对于区域生态安全、可持续发展和人类福祉等至关重要。以青海湖流域为研究区,基于InVEST模型计算了流域2018年产水量、水质净化、生境质量、土壤保持和碳储量五种生态系统服务,并分析了不同生态系统服务的空间自相关性、相互关系以及人类活动影响下的空间格局。结果表明：流域生境质量整体较好,土壤流失整体较小。碳储量受植被覆盖的影响存在明显空间差异。农业生态系统和城镇生态系统氮、磷负荷较高。产水量环湖区和山区差异明显;产水量、碳储量和生境质量的Moran's I分别为0.786、0.742和0.705,空间聚集性最强,氮负荷最弱;协同关系主要表现在氮负荷与磷负荷、碳储量与生境质量、产水量与土壤流失之间。权衡关系主要是生境质量与产水量和氮负荷,碳储量与产水量和土壤流失之间;碳储量、生境质量和土壤流失随人类活动的增强呈现递减趋势。氮、磷负荷随人类活动的增强呈现递增趋势。人类活动通过改变不透水表面进而影响产水量。通过高分辨率遥感影像精细化定量描述人类活动以及详细探讨人类活动影响下各生态系统服务空间格局、聚集程度,可为流域科学评价生态系统服务、生态环境保护及可持续发展提供依据。     

葛洲坝蓄水以后库区蒸发水量的计算与分析

用宜昌蒸发站采用的２０ｍ＾２蒸发池观测的水面蒸发量代替葛洲坝库区的水面蒸发量,用实测的不同流量级库区水面面积建立关系曲线,推算出库区历年月、年平均水面面积泽葛洲坝水利本世纪蓄水以后的历年平均月（年）蒸发水量进行了分析计算。对葛洲坝水利本世纪蓄水以后的各年月、年蒸发水量进行了计处。分析了葛洲坝库区的水面蒸发理对水资源的影响。其成果可供葛洲坝库区水平衡研究和水资源评价参考。     

衡水市入出境水量评价分析

出入境水量计算是水资源评价及区域水资源供需平衡分析的内容之一,为了加强水资源管理,对衡水市出入境水量进行统计、计算分析。根据实际情况采用不同方法分别计算各河流1980-2008年入出境水量和多年平均入出境水量。由于各种原因,入出境水量已发生明显变化,因此对入出境水量按年代不同时段分别计算,求出并分析其均值变化情况。统计计算得出历年天然出入境水量都是逐年减少趋势、出境水量平均偏小入境水量16.9%。提出坚持量水而行,以水定发展;加强出入境水质监测工作。保护好出入境水资源;在科学调度情况下较好调水工程,将出入境水量用于区域内的工农业生产,减少地下水开采量。     

“菲特”台风期间上海地区上游来水量分析

2013年"菲特"台风影响期间,上海地区普降大暴雨。在降雨、风暴潮增水和上游来水的共同影响下,黄浦江、长江口、杭州湾潮位全线超警,特别是黄浦江上游部分测站最高潮位超历史记录,严重制约了流域排洪和区域排涝。为分析台风影响期间太湖流域上游来水对上海地区的影响,通过现场调查、统计分析和模型模拟等方法,计算分析台风影响期间太湖流域产水量、外边界进出水量、湖库河网调蓄量以及洪涝灾害严重地区的淹涝量等,从而计算太湖流域上游进入上海地区的水量,为上海地区的防洪减灾工作提供基础支撑。     

三峡水库近20年水面蒸发量分布特征及趋势分析

水面蒸发是三峡水库水体水量损失的主要部分,是研究水库水量平衡的基本要素。收集了三峡水库沿线7个气象局近20年的水面蒸发量观测资料,通过整理和合理性检验后,对三峡水库水体的水面蒸发量以及蒸发能力在空间和时间上的分布特征和变化规律进行了分析。分析成果表明:各观测站水面蒸发量逐月变化规律均一致;水面蒸发量逐年变化呈波动性,年蒸发量在变化过程中有显著下降的趋势。空间变化特征是月水面蒸发量由上游至下游呈现多个峰值和谷值的变化;年蒸发量是库区上游站点年蒸发量偏小,沿程变化从上游沙坪坝到下游巫山逐渐增大,然后从巫山到下游巴东逐渐变小。     

洞庭湖区与城陵矶水位关联性的临界特征分析

采用典型测站观测资料与水力学原理相结合,分析不同情况下城陵矶水位与洞庭湖区水位关联性强弱转化的机理和临界条件以及三峡水库对其影响等问题。理论解析表明,固定流量下,湖区水位与城陵矶水位相关关系应为单调指数函数,受到区间距离、湖槽形态等多因素影响,据此提出和率定了各湖区水位的经验计算模式。利用经验计算模式对实测数据进行延展,构建了各种可能出现的湖区来流和干流水位组合下的湖区水位特征曲线族,发现湖区水位与城陵矶水位之间的关联强度存在无影响区、影响区和决定区等状态区间,通过对临界条件的定义和计算,实现了各状态区间的定量划分,并提出了各状态区间内洞庭湖区水位的估算方法。通过对三峡水库蓄水后湖床冲淤和水文条件变化的影响分析,论证了以上方法和认识在水库蓄水后的适用性。     

艾比湖水面近50a变化成因分析

20世纪90年代以来,艾比湖水面面积持续增大,湖区生态环境明显改善,与60、70年代水面面积急剧缩小、湖区生态环境严重恶化形成鲜明对比.针对艾比湖水面面积近50a变化过程,利用入湖径流及有关水文、气象资料,分析河流丰枯变化对入湖径流的影响、农业引水量与降水的关系,研究了艾比湖水面面积近50a变化成因.     

河北省平原区20m~2水面蒸发池与不同型号蒸发器折算系数分析

世界气象组织仪器和观测方法委员会提出以20m2水面蒸发池作为水面蒸发量的临时国际标准。根据衡水实验站多年水面蒸发量观测资料,建立了20m2水面蒸发池与E-601型蒸发器和20cm口径蒸发皿观测值的相关关系,并计算出各月的折算系数,并对折算系数变化特征进行分析。在工程设计计算中,可利用其他型号蒸发器(皿)长期观测资料,换算成20m2水面蒸发池的蒸发量,使水面蒸发资料更接近于天然水体的蒸发量,为水资源评价、水量平衡计算提供科学依据。     

近50a来艾比湖流域生态环境演变及其影响因素分析

新疆艾比湖是典型的干旱区湖泊, 具有特殊的湿地干旱生态系统. 晚更新世晚期开始, 由于气候逐渐变干, 艾比湖不断萎缩. 20世纪50年代至80年代末, 由于湖区人口的激增及其对水土资源的不合理开发利用加速了湖泊干缩的进程; 80年代后期至今, 随着新疆北部的气候向暖湿转变, 以及湖区人口和耕地增长趋缓, 艾比湖湖面出现波动扩张态势. 从分析湖泊水量变化入手, 对比湖区不同类型土壤的理化性状及植物群落特征, 讨论了湖区生态系统内部水、土、生物过程变化规律及其关联性, 指出要遏制当地生态的恶化, 必须采取积极的生态环境保护和建设措施.     

洞庭湖萎缩对湖内洪水影响

为了更好地理解湖泊萎缩对湖内洪水过程的影响,在假定洞庭湖将继续萎缩的前提下,通过建立荆江-洞庭湖水动力模型,定量分析洞庭湖萎缩对湖内洪水的影响。研究结果表明,湖内水位及洪峰流量随湖泊面积的萎缩而增加,洪峰水位到达时刻随着湖泊萎缩而提前。若遇1996年型洪水,洞庭湖面积若从目前的2 670 km2减小至1 380 km2时,西洞庭湖及南洞庭湖内最高水位将抬高2.0 m左右,东洞庭湖水位将抬升0.4 m左右,城陵矶站点洪峰水位到达时刻将提前约11 h,洪峰流量增加约4 800 m3/s。因此,若洞庭湖湖泊面积在目前基础上（面积2 670 km2）继续萎缩,湖区特别是西洞庭湖及南洞庭湖将面临更为严峻的洪水灾害。虽然湖泊萎缩对西洞庭湖与南洞庭湖内水面坡降影响较小,但东洞庭湖内水位同时受湖泊萎缩及长江来流的影响,水面坡降发生较大变化,在距离蔡家洲80~110 km（鹿角站附近）河段水面坡降出现大幅增大。     

三峡水库运行前后洞庭湖水资源量变化

为研究三峡水库运行前后洞庭湖水资源量变化情况,通过利用1994-2019年165个时相的多平台中高分辨率（15~30 m）卫星遥感数据,城陵矶多年日观测水位数据和洞庭湖区降水量、蒸发量等资料,采用掩膜处理、K-Means聚类分析提取水面信息,结合观测数据进行统计分析,研究了1994年以来洞庭湖水面面积与湖容变化情况.结果表明:三峡水库运行后洞庭湖年均水面面积由1 077.46 km2减少到857.13 km2,减幅达20.45%,但是2011年后当城陵矶水位大于26.34 m时水面有所增加;三峡水库对下泄量的调控在缓解洞庭湖洪涝灾害隐患的同时,也使得低枯水位提前1个月,且对洞庭湖枯水期的补给水量极其有限;三峡水库运行后洞庭湖湖容明显减小,且当城陵矶水位越高时,洞庭湖湖容减幅越大;当水位小于20 m时三峡水库运行前后两个时段的湖容逐渐接近.洞庭湖水资源量变化主要受出入湖径流影响,"四水"径流是影响洞庭湖水资源量的主要因素,"三口"径流的减少也对洞庭湖水资源量的变化起着重要作用.同时,湖区年均降水量的减少和蒸发量的增加也是引起洞庭湖水资源量减少的原因之一.研究成果为三峡工程运行后治湖思路调整、洞庭湖区水资源保护和长江流域生态修复提供了客观资料.      

三峡水库蓄水期洞庭湖出湖水量变化

基于长江与洞庭湖一、二维耦合水动力模型,模拟了三峡水库蓄水前后洞庭湖湖区的水文过程,定量分析了蓄水期三峡水库蓄水与洞庭湖出湖水量的响应关系。结果表明:蓄水期三峡水库蓄水减少了荆江三口进入洞庭湖的水量,同时也改变了洞庭湖湖容变化的速度;相比还原情况,各典型年下9-10月洞庭湖出湖水量均明显减少,且10月份减少幅度大于9月份,11月变化不显著;9-10月荆江三口水量变化是洞庭湖出湖水量变化的主导因素,而11月主导因素是湖容的变化。通过多元回归分析,构建了三峡水库蓄水量与洞庭湖出湖水量、湖容变化量的响应关系,在湖容不变情况下,洞庭湖出湖水量减少量约为三峡水库蓄水量的23%。     

洞庭湖区水系格局及连通性优化

江湖关系演变及强烈人类活动改变了洞庭湖区的水系格局与连通性,加剧了湖区水环境与水生态的恶化形势,开展水系格局与连通性研究是洞庭湖区水系综合整治和河湖生态修复的重要内容。基于景观生态学中网络连通度分析方法,建立了水系格局与连通性评价指标体系,包括河频率、河网密度、水系环度（α）、节点连接率（β）和网络连接度（γ）等,分析评价了洞庭湖不同片区现状及规划水系格局与连通性的差异以及合理性,提出了水系连通规划的优化方案。结果表明:现状洞庭湖区水系格局和连通性总体较好,但各个片区存在较大差异,湘-资水尾闾地区的现状水系格局和连通性良好,北部地区和松澧地区的现状水系格局与连通性较差。松澧地区水系规划方案改善了该地区的水系格局与连通性,但北部地区的规划方案并不合理。经过比选与优化,北部地区的α、β、γ指标比现状提高了13.2%、6.9%和4.7%,比原规划方案提高26.0%、9.4%和9.4%。     

Water surface variations monitoring and flood hazard analysis in Dongting Lake area using long-term Terra/MODIS data time series

Dongting Lake is the second largest freshwater lake in China, and its water surface area varied very significantly during last decade. Remote sensing technology has more advantages in macro monitoring of lake water surface area than the traditional methods. In the paper, an integrated threshold method of water body extraction based on MODIS data is given, which synthesizes several factors, including vegetation index—NDVI, spectrum characters of water body, cloud and shadow, and the SRTM digital elevation information. With this method and 356 scenes MODIS 8-Day composite (MOD09Q1) image, water surface area of Dongting Lake was dynamically monitored from 2000 to 2009. The result shows that during 1 year, the water area variation in Dongting Lake area had a typical seasonal (monsoon) behavior, and during last decade, the water area decreased gradually and obviously. Based on variation monitoring, yearly max-submersion time index has been suggested to analyze flood hazard in study area. With the support of ArcGIS software, authors estimated the yearly submersion time of the Dongting Lake for each year separately and average submersion time from 2000 to 2009. The result shows 67.46% of study area is being with high flood hazard.     

近60a来洞庭湖水位演变特征及其影响因素

基于1956-2015年洞庭湖主要控制站实测水文数据,运用Mann-Kendall检验法、主成分分析法对比分析了近60 a来洞庭湖东、南、西三个湖区水位演变特征及其影响因素。结果表明：从调弦口堵口至葛洲坝截流后,南咀和城陵矶站同流量下水位均升高,但南咀站平均水位受三口分流能力减弱而下降（0.03 m）,城陵矶站平均水位受湖盆泥沙淤积和长江干流顶托作用而上升（1.33 m）;三峡水库运行后,湖盆冲淤基本持平,湖泊同流量下水位基本不变,由于该时段长江流域整体为相对枯水期,因而与葛洲坝截流后相比湖泊年平均水位下降约0.31~0.58 m。近60 a来南咀站平均水位呈显著下降趋势（p<0.05）,而城陵矶站水位呈显著上升趋势（p<0.01）,说明湖泊水位影响因素作用存在空间异质性。洞庭湖年内水位存在涨（4-5月）~丰（6-9月）~退（10-11月）~枯（12月-次年3月）的变化特征,葛洲坝运行期丰水期水位上涨明显,三峡运行期各月水位均有下降,受水库调度方式影响7-10月水位降幅最大。洞庭湖流域降水量、四水入湖和出湖径流大小以及长江干流水情是洞庭湖水位变化的主要影响因素,三口来沙变异条件下的洞庭湖冲淤量变化是湖泊水位变化的次要因素。     

西湖总磷模型构建及内循环引水效果分析

调水是目前快速改善湖泊水质的有效方法之一,但是对于调水所能达到的最佳效果研究很少。以杭州西湖为例,利用环境流体动力学模型EFDC构建了西湖TP模型,对通过苏堤各桥孔的流量、外西湖分层流场和水质浓度进行了验证,分析了在现有外围调水情况下增加西湖内循环引水后西湖TP的时空变化。模拟结果表明,增加内循环引水,直接将低浓度区的水引至高浓度区,能够明显降低高浓度区的水质;低浓度区由于引水量的减小,区域内水质浓度会有一定的上升;全湖平均水质浓度基本不会发生改变。在没有增加外部引水的情况下,内循环引水可以使湖泊水体掺混更加均匀,对于防止高浓度区富营养化有很好的效果。增加内循环引水对西湖改善高浓度区水质有一定的指导意义,同时也可为相似湖泊增加内循环引水措施提供借鉴。     

洞庭湖历史时期环境研究

洞庭湖在晚冰期以来经历了多次变化过程.晚更新世末至早全新世呈现深切河谷与零星洼地湖泊共存的河湖切割平原景观. 进入全新世暖期, 人类活动开始在洞庭湖平原地区频繁出现, 新石器时代皂市文化分布表明人类活动主要在洞庭湖周边地区; 大溪文化时期人类已在平原湖区中部开始渔猎活动; 屈家岭文化时期气候转暖, 洪水开始泛滥, 人类活动从洞庭湖平原中部退出; 至龙山文化时期, 气候干燥偏凉, 降水减少, 人类文化活动遗址向湖中推进, 湖泊三角洲有所发展, 湖面缩小.在以后的几千年里, 洞庭湖也同样经历了扩张与萎缩的变化.      

洞庭湖区构造沉降特征及监测方案

从洞庭湖区构造沉降地质背景入手,分析研究了洞庭湖区构造沉降表象特征指标。主要包括地层、河流类型、古文物、古建筑、地震活动等。利用前人采用的沉积速率法、大比例尺地形图对比法及局部少量重复水准测量资料对比法等成果,初步总结了洞庭湖构造沉降的时空分布特征。认为洞庭湖盆地周缘的丘陵山区处于相对缓慢抬升之中,其上升速率为0．32～2．29mm/a;盆地区处于缓慢的沉降之中,其速率约为5～10mm/。在此基础上,为了定量研究洞庭湖区的构造沉降速率,在湖区相对较稳定的基岩上建立了基准点1个。在已知构造沉降量相对较大的地区建立了10个监测点。组成洞庭湖区高精度GPS构造沉降监测网。同时,为了检验GPS的测量精度,布设了Ⅰ等水准测量联测点。目前,监测工作已全面起动。