基于完全遥感的湖泊湿地水文特征参数综合反演

湖泊水文特征参数在水资源合理配置、规划、灾害预警中发挥了重要的作用。在总结现有的水文特征参数遥感提取方法的基础上,依据多源多时相遥感数据,构建基于完全遥感的湖泊水文特征参数综合反演技术框架体系。首先,通过多光谱遥感影像完成水域面积参数的时间序列遥感提取;然后选取测高卫星ICESat GLAS的有效激光雷达点云数据,对湖泊水位高程信息进行反演;进一步根据湖盆数据对湖泊水资源量估算,并通过"面积—水位—水量"关系模型构建,实现湖泊水文特征参数的高动态模拟。实验表明:该方法反演的水文参数与实测数据一致性较好,误差较小,结果可信度高;体现了遥感在水资源综合监测中的技术优势,可为区域水资源调查与监测提供技术参考。     

气候变化和人类活动对伊塞克湖水位变化的影响及其演化趋势

结合气象、水文、冰川变化和人类活动序列资料,应用水量平衡方法分析了气候变化和人类活动对吉尔吉斯坦伊塞克湖1927—2008年水位变化的影响.结果表明:降水量和入湖径流量是湖泊水位变化的决定因素.在水量平衡各要素中,降水量和入湖径流量与湖泊水位变化的正相关关系最为密切,而灌溉耗水对目前湖泊水位的变化的影响仅处于次要地位.由于气候变化,流域高山区气温上升显著,湖面降水量和入湖径流量增加明显,导致湖面于1998年停止下降,开始回升,到2008年底已经上升了0.59 m.按照所有SRES情景预估的未来升温情况,伊塞克湖水位还将会因为雨雪比例的增大及冰川融水的大量增加而上升.因此,伊塞克湖水位现在已经处于自然波动恢复状态中,不需要从其他流域向伊塞克湖调水来恢复湖水位,但要注意灌溉回归水可能会对湖水造成一定的污染.     

西藏纳木错过去200年来的环境变化*

文章通过纳木错浅钻沉积硅藻研究,结合青藏高原湖泊现代硅藻-电导率转换函数,对过去200年来的湖水盐度(电导率)变化进行了定量重建。纳木错在小冰期冷期为淡水环境;小冰期结束后,湖水盐度开始增加;至20世纪60年代中期以来,盐度增加幅度更加明显。过去100年来湖水盐度的增加与钻孔粒度变化所揭示的入湖径流量的增多,反映了增温背景下湖泊水文的响应特点。温度的上升,一方面引起了流域冰雪融水补给量的增加,但另一方面,湖泊水量平衡明显偏负,说明小冰期结束以来,尤其是最近40年,冰融水的增加并不足以弥补湖泊水量的负平衡。由此提出蒸发量在湖泊水量平衡中起重要作用,温度是影响湖泊水文变化的关键因子。区域湖泊综合对比结果进一步表明,不同湖泊盐度和水文变化趋势一致,反映了封闭湖泊对区域气候变化的共同响应特点。     

新疆巴里坤湖十五万年来古水文演化序列

通过巴里坤湖钻孔岩芯沉积相分析、年代学测定、粒度分析、碳酸盐及其稳定同位素测定、孢粉分析等综合研究,建立了巴里坤湖沉积岩芯剖面十五万年来的时间序列、湖水位变化的古水文演化序列,分辨出十五万年来经历的高湖面阶段和低湖面阶段。低湖面阶段对应于冰期阶段,在冰期时,降水主要积累于山地,进入湖泊的水量较少,湖水位降低;高湖面阶段对应于间冰期的到来,山地冰川融化,湖水位迅速上升,但很快达到新的平衡,水位保持稳定。     

呼伦湖水位变动与20世纪初干涸缘由探讨

本文在1961～2002年呼伦湖流域水量平衡分析成果的基础上,结合流域内19世纪末到21世纪初的长序列的气象降雨资料,综合分析气候变化与湖泊水量、水位变动之间的相关关系,并情景分析了1900年气候变化对湖泊水位、容积过程的影响。认为1900年前后呼伦湖的干涸,是在野外调查中,由于一些误解而产生的一个错误认识,是不存在的。     

基于气候模式统计降尺度技术的未来青海湖水位变化预估

借助于全球气候模式(德国MPI ECHAM5.0)输出信息和流域最近40年的气象观测资料,建立青海湖流域统计降尺度模式(QH-SDM),从而得到流域尺度未来30年(2010-2030年)气候变化情景,并由此驱动水文模型SWAT及湖泊水量平衡模型模拟了青海湖近几十年水位变化过程,预估了未来30年青海湖湖泊水文变化情景。结果表明,青海湖水位的未来变化将经历缓慢下降、逐渐回升、稳步升高3个阶段,到2030年,湖泊水位将达到3195.4 m左右,高出目前水位约2.2 m,面积接近4500 km2,蓄水量达到813亿m3,湖泊恢复到了20世纪70年代初的水平,预计这一结果将会缓解目前青海湖流域水资源紧缺的格局,并有利于植被恢复,减少土地沙化面积,对流域生态环境的改善和国民经济的发展将十分有益。     

青藏高原湖泊变化遥感监测及水量平衡定量估算研究进展

青藏高原湖泊是气候变化的重要指示器,20世纪90年代中期以来,在暖湿化环境下降水增多和冰川冻土加速融化导致的湖泊扩张是青藏高原最为突出的环境变化特征。值得注意的是,湖泊水位变化的空间分布特征和西风带及印度季风带影响区的降水量变化具有高度的空间一致性。严酷的自然环境导致对青藏高原内陆湖泊的实地观测变得难以企及,而遥感技术的发展正好可以克服以上局限,该技术已经成为青藏高原湖泊变化监测的主要研究手段。本文围绕遥感监测技术与方法,综述了青藏高原湖泊面积、水量、冰物候、水体参数以及水量平衡定量估算等方面的研究进展。部分研究以流域为尺度应用多源遥感与水文模型进行水量平衡定量评估,结果表明青藏高原内陆地区的湖泊水量增加的主要贡献因素是降水增多,而冰川融化、冻土消融及其他因素的贡献程度却相对较小。当前,学术界一般认为：大尺度的降水年代际变化是青藏高原湖泊近期变化的主要原因,而冰川冻土加速消融又进一步加速湖泊扩张或抑制了部分湖泊收缩。过去,关于青藏高原湖泊变化的气候响应机制研究大多停留在对降水、蒸发、温度、风速、冰冻圈融化等气候因素的定性描述上;现在,在湖泊水量平衡方面,越来越多的研究开始在定量化方面取得进展;将来,随着更多遥感数据的开放共享,以及更多水文与气象站点的投入使用,将为青藏高原湖泊的水量平衡定量研究提供更好的数据条件。     

湖底地下水排泄与湖泊水质演化

湖泊富营养化是当前全球范围内最为典型且严重的水环境问题之一,但过去偏重营养盐向湖泊的点源和面源输入评价,常常忽视地表水-地下水相互作用在湖泊水质形成与演化中的作用.总结了地下水-湖水相互作用模式,重点评述了地下水排泄过程对湖泊水文与水质影响的研究进展,对比了渗流仪测量、水量平衡、氡质量平衡、温度示踪、数值模拟等量化方法...     

关于在大型水庫上組織水位观测的問題

由于大型水庫的修建,对在大型水庫上組織观測水位的問题,提出了新的要求,这和在河流上以及在未經整治的湖泊上組織观測时所提出的要求是不同的。这是因为在水庫上观測水位的最主要的目的,是为了确定水庫的水量,以便研究水庫的水量平衡問题。在很多情况下,用水文測騐的方法來准确地     

乌伦古湖最低生态水位及生态缺水量

确定乌伦古湖的生态保护目标是流域水资源合理、高效配置的前提和基础.针对乌伦古湖冷水系淡水鱼类的生存繁殖特征,提出了基于干旱区湖泊鱼类～盐度～水量关系的湖泊最低生态水位计算方法,并根据该方法计算得到布伦托海和吉力湖的最低生态水位分别为476.12 m和478.12 m.由水量平衡关系进一步计算了湖泊最小生态需水量和接近9...     

呼伦湖湿地气候变化及其对水环境的影响

利用呼伦湖湿地所在地区的气象站1961—2005年的气温、降水和蒸发量资料及呼伦湖区域1959—2006年的水体面积、水位深度、水质状况等资料,分析了气候变化及其对水环境的影响.结果表明:呼伦湖地区近45 a来的气候变化呈现气温升高、降水减少、蒸发量增大的暖干化趋势,其空间变化具有较好的一致性,地形是影响气候空间变化的主要因子;呼伦湖地区气候暖干化是造成水资源短缺和水环境恶化及周边地区生态环境荒漠化等问题的重要原因;显著的气候暖干化加速了湖水水面积减少、水位下降和水环境恶化.     

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.      

新疆平原地区水面蒸发量预测模型研究

新疆降水稀少、蒸发强烈,水面蒸发是河川径流水量损失的主要组成部分。农业是新疆经济的主要支柱和优势产业,而新疆的农业是灌溉农业,渠系众多,水面蒸发量损失较大,合理地预测水面蒸发量是有效利用水资源和促进农业发展的基础。利用新疆近30年来的气象资料。分别分析了南疆和北疆的月平均气温、湿度、水汽压等与月水面蒸发量的关系,结果表明气温和月水面蒸发量相关性均较好。可建立用气温资料预测水面蒸发量的模型。通过随机选取的测站月气温资料对模型进行了验证,计算结果表明模型误差较小,模型有实用价值。     

基于水量平衡的博斯腾湖水位变化分析

博斯腾湖是我国最大的内陆淡水湖,也是新疆南部地区重要的淡水资源。20世纪50年代以来,博斯腾湖水位多次剧烈变动。尤其是近30年,博斯腾湖水位波动尤为剧烈,甚至有不断加剧的趋势,这给该区经济建设和生态环境造成重大负面影响。基于水量平衡原理,分析博斯腾湖流域1986~2012年的气象水文数据,得到1986~2002年博斯腾湖水位急剧上升的原因在于开都河径流量的增加及开都河灌区引水量的减少。2002~2012年,开都河径流量持续走低,地下水的开采导致河道损失水量增大以及泵站扬水量的增加使得博斯腾湖水位急剧下降。     

气候变化对我国水文水资源的可能影响

以平衡的GCM模型输出作为大气中CO₂浓度倍增时的气候情景,采用月水量平衡模型及水资源利用综合评价模型研究我国部分流域年、月径流、蒸发的可能变化及2030年水资源供需差额变化。结果表明淮河及其以北气候变化的影响最为显着,各流域水量的增多或减少主要由汛期径流及蒸发的增减决定。在未来气候条件下,黄、淮、海三个流域水资源短缺可能进一步加剧。     

乌力吉木仁河三级区水资源变异及归因分析

随着气候变化和人类活动对水资源影响越来越显著,大量水文序列的统计规律不再满足一致性要求而出现了变异。水资源日益重要的社会地位,要求在对水文变异进行检测的同时,需进一步量化影响其变异的因素,但目前归因分析的研究仍以定性或半定量为主。由于降雨和径流是水循环中关键的水文要素,且分别可以反映气候变化和人类活动对水资源的影响,利用降雨-径流关系提出了定量研究水资源变异的归因分析方法。结合乌力吉木仁河三级区1956~2000的年径流和年降雨序列,在对其分别进行变异诊断的基础上,定量地分析了造成该区水文变异的原因。计算结果表明:气候变化对乌力吉木仁河三级区水资源变异的贡献率为24%,而人类活动影响的贡献率为76%,可见人类活动是造成该区水资源变异的主要因素。     

鄱阳湖吴城站水位变化及修河对大湖池和沙湖水位的影响分析

为了深入分析赣江和修河对鄱阳湖国家级自然保护区大湖池和沙湖水位的影响,通过1953~2010年期间58年修河吴城站水位实测资料及2010年大湖池和沙湖水位数据,对赣江修河水位的基本特征、演变趋势及江湖关系进行分析。结果表明:(1)吴城水位变化表现为年过程线呈"单峰型"特征;在58年长时间尺度上水位的年内变化规律稳定,最高水位通常出现在6、7、8和9月,最枯水位出现在12、1、2和3月;(2)修河水位与大湖池、沙湖水面最大相差水位分别为5.43m和5.30m;枯水季节修河与大湖池、沙湖没有水流联系,因闸口控制水位,大湖池、沙湖常年不干涸;修河吴城站水位高于16.11m大湖池与修河连通,修河吴城站水位高于16.45m沙湖与修河连通。     

基于气象水文因子的呼伦湖湿地消长综合模型研究

利用1961-2005年呼伦湖湿地的气象及水文资料, 基于水量平衡方程, 以湿地各年水量盈亏累积量(∑ΔW)为因子, 建立了呼伦湖湿地水域面积和水位高程的消长对气象及水文因子协同作用的响应模型, 分析了湿地水域面积和水位高程的消长对影响因子的响应特征.结果表明:呼伦湖湿地消长对气象及水文因子的年代际变化有很好的响应.年平均气温每增加1 ℃, 湿地水域面积和水位高程分别减少134.5 km²和93.44 cm; 年降水量每增加10 mm, 二者分别增加10.2 km²和7.1 cm; 年蒸发量每增加10 mm, 二者分别减少1.1 km²和0.9 cm; 年径流量每增加1×10⁸m³, 二者分别增加4.8 km²和3.3 cm. 年平均气温的升高和年降水量的减少变化对湿地消减的贡献率分别为13.6%和86.4%, 当前降水量的变化在湿地消长中占主导作用.如果不考虑人类活动的影响, 根据未来较低排放(SRES-B2)情景下气候预测, 初步估算2040、 2070和2100年湿地水域面积将分别减少275.8 km²、 442.8 km²和583.6 km², 水位高程分别下降191.6 cm、 307.6 cm和405.4 cm, 未来气温的变化在湿地消长中占主导作用.呼伦湖湿地在未来暖干化趋势下, 湿地水资源短缺加剧, 湿地水域面积萎缩和水位高程下降将加快.     

基于污染损失率的呼伦湖功能损害程度量化评价

以呼伦湖为研究区,根据2008年冰封期与非冰封期实测水质资料,运用水污染损失率为基础的评价方法,对呼伦湖湖泊使用功能损害程度进行评价,结果表明:无论是冰封期还是非冰封期呼伦湖水已不适宜作为饮用水源和游泳用水,作为渔业养殖用水、居住环境用水及农业灌溉用水其水质还是可以的,但旅游娱乐用水功能损害方面为中污染、中损害,并接近重污染、重损害水平,湖泊功能整体损害程度比较严重.