贵州普定后寨地下河流域岩溶水特征研究

岩溶地区由于独特的地貌地质结构,其岩溶水特也具有特殊性和复杂性,以贵州普定后寨地下河流域为例,从岩溶水形成机制出发,通过脉冲试验和降雨天然脉冲分析,论述了流域岩溶水水文特征、水化学特征以及其与流域贮水结构、地貌地质结构的相线关系以及隙流水和管流水的转化关系,这对非均一含水介质岩溶水运动研究、岩溶水文模拟及岩水资源开发利用均有一定的参考意义。     

岩溶流域水文模型研究进展

岩溶地区含水介质结构的多重性和岩溶地貌形态的高度复杂性,使岩溶系统的水文效应和水资源的评价与预测一直都成为水文研究的重点和难点.在岩溶含水介质特点和岩溶水文形成过程的基础上,本文着重评述了黑箱模型、概念性模型、物理性模型和分布式水文模型在岩溶水文模拟中的应用.其中黑箱模型包括基于核函数的算法、回归模型、人工神经网络和小波分析;概念性模型包括蓄泄模型和流量过程线衰减函数;物理性模型主要包括达西定律、Darcy-Weisbach方程、有限元法和等效连续多孔介质;分布式水文模型主要是SWMM模型,并分别对各类模型的概念、方法、应用效果以及存在的优缺点等进行了分析.最后指出了研究中存在的一些不足,并就岩溶流域水文模拟的进一步研究提出了相应的建议,这对于解决岩溶区的水资源可持续利用问题有重要意义.     

土地利用变化对水城盆地岩溶水水质的影响

贵州水城盆地是我国裸露型岩溶分布区的一个新兴的工业城市,几十年来社会经济发展迅速,土地利用状况发生了很大的变化,同时对岩溶地下水产生了很大的负面影响。尽管岩溶水文系统具有天然的脆弱性,很容易遭受地表各种污染物质的进入,但水城盆地20年来水质变化,以及水质污染区分布与土地利用分布的一致性,无疑可以认为由于经济发展所造成的各种土地利用矛盾,引起的土地利用的变化,是本地区水质变化的主要原因。从土地利用/土地覆被的角度研究人类活动对岩溶水的影响对合理规划土地利用,保护岩溶地下水,无疑具有重要的指导意义。     

人类活动胁迫下岩溶含水层脆弱性分析

从水文地质本身的内部要素分析岩溶含水层高度脆弱的原因,详细论述了农业活动、工业和城市化以及矿山开采等对岩溶含水层脆弱性的影响,认为人类活动的叠加无疑加剧了岩溶含水层的脆弱性,并在很大程度上影响着地下水的水质、水量.因此,合理规范人类活动,减少人类活动对环境的污染,是岩溶地下水资源可持续利用的保证.     

SWAT与MODFLOW模型耦合的接口及框架结构研究及应用

目前水文科学研究的热点是采用水文模拟途径,在确定水文变化基准期的基础上,利用流域水文模型还原人类活动影响期间的天然径流量,定量评价气候变化和人类活动对流域水资源变化的影响,得出气候变化及人类活动对流域水循环过程影响的响应规律和机理,其中应用最为广泛的流域水文模型是SWAT模型和MOD-FLOW模型。首先分析将SWAT模型与MODFLOW模型耦合进行地表水与地下水联合模拟的必要性,然后对实现这两种模型耦合中的单元转换等接口问题及框架结构作了重点研究。由于SWAT模型和MODFLOW模型模拟的最小计算单元分别为水文响应单元(HRU)和网格(CELL),使得要实现SWAT模型与MODFLOW模型的耦合必须首先完成HRU与CELL之间的转换,即实现SWAT与MODFLOW模型耦合的接口,因此提出了一种在Arc-SWAT2005环境下实现HRU与CELL转换的方法,给出了SWAT-MODFLOW耦合模型的框架结构,并将该方法应用到浑河与太子河流域,为其进行地表水与地下水联合模拟奠定基础。     

气候变化对水循环与水资源的影响研究综述

以全球变暖为主的气候变化已成为当前世界最重要的环境问题之一。气候变化对水循环与水资源影响的研究越来越引起国内外学者的的高度关注和重视。简要回顾了国内外气候变化对水文水资源影响研究的发展历程,着重论述了目前气候变化对水文水资源影响的重点研究领域:水循环要素变化的检测与归因分析、气候变化与人类活动对水循环与水资源影响的定量评估、未来气候变化情景下水循环与水资源的演变趋势预估、气候变化对极端水文事件的影响研究和应对气候变化的水资源适应性管理策略;并介绍了气候变化对水文水资源影响研究中的气候变化情景、水文模拟及陆-气模型耦合等重要技术手段。最后,针对目前研究中存在的问题及薄弱环节,提出未来研究的发展趋势和亟需解决的关键问题。     

湖南岩溶水资源特征及其开发利用

本文从含水地层、构造、地貌等方面阐明了湖南省岩溶水的富集特征，对其埋藏条件、时空变化、水化学等进行了较系统的研究，并把岩溶水资源分为湘西北、湘中和湘南三大岩溶水资源区，并对其开发利用进行了探讨。     

西南岩溶山地生态环境研究进展与若干问题

西南岩溶山地是典型的脆弱生态系统，是中国的关键生态区之一，石漠化逐步扩大等生态退化问题严重制约着该区持续发展，生态亟待恢复重建，但岩溶石漠化治理模式实际上受限于岩溶生态基础理论研究的不足。岩溶山地生态重建与可持续发展研究中应进一步加强地质地貌背景生态效应与生态类型划分问题、岩溶生态系统的恢复重建依赖对生态过程研究的突破、土地利用／土地覆盖的定量研究有待加强、治理模式的尺度性与转型研究，阐明岩溶生态系统的运行过程，提出石漠化类型划分和石漠化分级的科学依据。并通过生态系统评价和生态区评价，诊断存在问题，提出生态系统可持续管理的有效途径和方法。     

湿地水文研究的若干热点问题

湿地水文研究是认识湿地生态系统的结构、过程与功能,进行湿地生态保护和恢复重建以及水资源合理配置的前提与基础。重点对湿地水文研究的几个热点问题进行了评述。这些问题包括,全球气候变化与人类活动影响下的湿地水文响应;湿地水文过程对湿地生态系统的影响机制;湿地水循环过程与水文模型。在此基础上,提出了基于水循环模拟的流域湿地水资源合理配置的基本思路,并对目前中国湿地水文亟待研究的重要议题进行了阐述。     

干旱区土地利用的地下水水文效应分析--以黑河中游地区为例

土地利用变化的环境效应日益引起人们的关注,其中的水文效应已成为重点研究区域。随着社会经济的发展。土地利用对地下水系统的影响问题越来越受到人们的关注。地下水是西北干旱区的水资源的重要组成部分,对绿洲的土地利．咐有着制约作用。通过实地调查取得数据,并对历史文献进行追索,采用相关分析方法与定量计算方法相结合,分析黑河中游土地利用方式对地下水循环途径及水量、水质变化的影响。以及通过分析城镇化、农业及工业发展等土地利用方式变化对地下水的影响机制。得出以下结论：土地利用方式改变了地下水循环路径和水质,尤其是随着工业化和城镇化速度的加快、农业用水方式的变化,都改变了地下水系统的天然循环路径和方式;地下水位下降对绿洲周围荒漠植被产生巨大影响。是造成天然荒漠植被衰退的主要原因,绝大部分地区的地下水位普遍比20世纪50年代后期下降了3～5m;工业污染、农用杀虫剂及过量施用化肥是地下水最主要的污染源。针对干旱区内水文循环速度慢,对各种污染物的自净能力弱的特点,提出保护地下水资源是干旱区水资源合理开发的重要前提;同时应加强地下水资源的动态监测,加强污染土壤和地下水的调查及治理技术的开发,积极开展土地利用与地下水水文效应的模拟研究。     

新时代自然地理学发展的思考

自然地理学是地理学的基础学科,也是地理学综合研究的基石。本文在梳理自然地理学主要研究进展的基础上,思考了新时代自然地理学的发展方向。在全球环境变化驱动下,自然地理学及其分支学科在传承中得到新的发展。自然地理学近年来的研究进展主要表现为自然地理过程综合与深化、陆地表层系统集成、陆海相互作用和区域生态环境管理应用等方面。自然地理学及其分支学科的发展需要面向全球环境变化和人类需求,探索应用新技术新方法,开展多要素多过程集成研究,发展并完善地理模型,模拟和预测环境变化与可持续发展,服务于国家重大需求和政府决策。在发展过程中,亟待关注以下前沿领域与方向：①地貌学需要重点加强地貌学与全球环境变化及人类活动关系研究;②生物地理学有待深化属性地理学、全球变化生物地理学等前沿领域的探索,连接变化背景下的生物地理空间分布与人类需求;③水文学需要开展多要素、多过程、多尺度的综合集成研究,发展生态水文学、社会水文学、水文形态学等新兴学科领域;④自然地理学有待全方位介入气候变化研究,在气候变化国际重大研究计划、气候变化框架公约等方面发挥更加积极的支撑功能;⑤综合自然地理需要面向国家重大需求,聚焦人地系统耦合研究,在资源环境承载力评估、生态安全格局与生态文明建设等领域作出积极贡献;⑥自然地理学需深化耦合自然与人文要素及过程研究,建立发展复杂系统模拟模型,分析和模拟变化环境下的自然、人文要素耦合机制和陆地表层系统动态变化规律。     

黄河入海径流变化及影响因素

黄河入海径流是黄河水循环的重要分量,涉及整个流域,它的变化是流域气候与人类活动的综合体现。以黄河入海口利津水文站1963～2009年实测径流量年均值为基础,采用随机水文学方法,对入海径流动态变化进行了分析;结合流域内7个径流来源区的78个气象站同时段月均降水和气温数据及流域内取水量和水利工程等资料,探讨了不同径流来源区的气候因素和人类活动对入海径流量的影响。结果表明:近50年来入海实测径流量呈显着下降趋势,且存在1968年、1985年、1996年与2002年这四个突变点;入海天然径流量同样呈显着下降趋势,只有1985年一个突变点。唐乃亥以上区间的降水量、兰州至龙门区间的气温以及龙门至三门峡区间的降水和气温是引起入海天然径流量变化主要因素;气温因素的季节性变化对入海天然径流量也有影响,其中夏季降水与冬季气温是重要的因素。自20世纪70年代以来,人类活动对入海径流量的影响不断加强,且在耗水量、水土保持及水利工程等方面表现出明显的空间差异。取水量、降水、气温对黄河入海实测径流量变化的贡献率分别为42.2%、39.2%、18.6%.     

近年来新疆盆地平原区域湖泊变化原因分析

由绿洲及其所在荒漠盆地平原与周边山地系统共同组成的新疆地域系统，是我国西北干旱区的主要部分之一。由于荒漠盆地平原系统不产生径流，因此，地表水、浅层地下水和泉水、湖泊都必然地以相邻的山地系统为供给水源地。从山地进入荒漠盆地平原的河流就成为主要供给渠道。博斯腾湖、艾丁湖、艾比湖1995年以来，湖水水位明显升高，湖水面积的不断扩大，从湖泊水面面积的演变过程，主要水源变化，气温略微上升，降水显著增多诸因素综合系统分析，说明在全球气候背景下，区域气候和水文变化周期与人类活动是影响其变化的主要原因。     

Water resource formation and conversion and water security in arid region of Northwest China

Climate change and water resource issues are global problems of common concern to the international community, and they are major bottlenecks affecting the eco-environment and sustainable socio-economic development in the arid region of Northwest China. On the basis of results from previous studies, this paper points out that the unique landscape of Northwest China increases the complexity and uncertainty of the climate system. This paper analyzes the key constraints on socio-economic development and ecological security in the region, discusses the impact of climate change on water resources in Northwest China, identifies common themes and the main problems present in research on climate change and water resources in the arid northwest region, and finally, based on the importance and urgency of conducting research on the region’s water resources, proposes scientific problems that need to be addressed: first, the impact of climate change on the formation, conversion and future trends of water resources in the region; second, bidirectional coupling of high-resolution regional climate models and water cycle models of arid region land surface patterns; third, the impact of climate change and human activities on water resources of the arid northwest region. Through consideration and discussion of the above, this paper seeks to further clarify specific areas of research on pressing issues related to climate change and water resources in Northwest China, so as to establish a solid scientific basis for significantly enhancing our ability to respond to climate change and water shortages.     

西北干旱区水资源形成、转化与水安全研究（英文）

Climate change and water resource issues are global problems of common concern to the international community, and they are major bottlenecks affecting the eco-environment and sustainable socio-economic development in the arid region of Northwest China. On the basis of results from previous studies, this paper points out that the unique landscape of Northwest China increases the complexity and uncertainty of the climate system. This paper analyzes the key constraints on socio-economic development and ecological security in the region, discusses the impact of climate change on water resources in Northwest China, identifies common themes and the main problems present in research on climate change and water resources in the arid northwest region, and finally, based on the importance and urgency of conducting research on the region's water resources, proposes scientific problems that need to be addressed: first, the impact of climate change on the formation, conversion and future trends of water resources in the region; second, bidirectional coupling of high-resolution regional climate models and water cycle models of arid region land surface patterns; third, the impact of climate change and human activities on water resources of the arid northwest region. Through consideration and discussion of the above, this paper seeks to further clarify specific areas of research on pressing issues related to climate change and water resources in Northwest China, so as to establish a solid scientific basis for significantly enhancing our ability to respond to climate change and water shortages.     

流域城市化对湿地生态系统的影响研究进展

城市化是人类社会发展的必然趋势和现代化的必经阶段,同时城市化也对区域湿地生态系统产生重要影响。从城市化的水文效应、城市化对水环境的影响和城市化产生的气候变化对湿地生态系统影响3方面综述了城市化对湿地生态系统结构和功能影响的研究进展。城市化引起流域内人口增加,通常伴随商业和工业活动的增加,这些活动需要更多的城市土地,从而导致流域内不透性增加,这给流域内湿地生态系统造成了重要的影响,表现为:①城市化所及地区的产汇流过程发生显著变化,导致湿地径流的调节作用和维持生态系统生产力的作用发生退化;②城市地表径流中含有大量的污染物质,致使对湿地水环境、水生生物、野生动物栖息地都产生了重要的影响,并污染城市饮用水水源,危及人类健康;③城市化导致流域气候变化,影响湿地水文、生物地球化学过程、植物群落及湿地生态功能等。最后,指出了国内外城市化对湿地生态系统影响研究的不足之处,对国内外的研究趋势进行展望,并对国内的研究提出了几点建议。     

Global Carbon Project (GCP) Beijing Office: a new bridge for understanding regional carbon cycles

It has been widely accepted that human activities, especially burning fossil fuels and land use change, have altered the climate on earth and anthropogenic carbon fluxes have become comparable in magnitude with the natural fluxes in the global carbon cycle. The present and potential threat of adverse consequences has focused the attention of the scientists, policy makers and general public on the interaction among carbon cycle, climate change and human system. Asia is a hot spot from environmental change and sustainable development perspectives. The development pathways and environmental changes in the region have obvious consequences for the regional carbon cycle, even for global carbon budget, and the complex, diverse social, economic and environmental conditions make it highly difficult to understand and quantify these consequences. The GCP Beijing Office “will have a supporting and coordinating role and will provide coordination, leadership and capacity building on carbon cycle sciences in China and to the larger region of Asia” and “liaise with the two International Project Offices based in Canberra and Tsukuba to coordinate a regional and global strategy consistent with the GCP Science and Implementation Framework”.     

全球碳计划(GCP)北京办公室:了解区域碳循环研究的桥梁

1 Background The growing realization of anthropogenic climate change has focused the attention of the scientific community, policymakers and the general public on the rising concentration of greenhouse gases, especially CO2 in the atmosphere, and on the c…     

山地流域水文模拟研究进展与展望

山地水文循环是全球水循环的重要组成部分,山地独特的地形特征、日趋变化的社会经济与新技术(遥感观测和信息科学)发展使得山地水文循环研究成为当前乃至未来水文学关注的热点。山地较大的垂直梯度浓缩了水平自然带的自然地理和生态学特征,具有多样的环境敏感性,因此山地水文过程对土地利用变化和气候变化的响应比平坦地区更为剧烈。明晰山地水文过程对区域防洪减灾、制定全球变化背景下区域水资源可持续利用策略、促进经济社会发展具有重要意义。水文模型是研究水循环的重要工具,但山地产汇流机制的复杂性以及实测水文资料匮乏等一系列问题极大限制了山地水文模拟与预测工作。本文首先系统地从数据获取、参数计算、模型结构、建模理论四个方面介绍了国内外山地水文模拟的研究进展,并总结了经验模型、概念模型及基于物理机制的分布式水文模型在我国山地水文模拟中的应用进展,之后从山地水文要素的空间变异性与垂直变异性、驱动力、数据不确定性、强烈的人为扰动等方面对当前山地水文模拟中面临的挑战与难点进行了论述。通过对国内外相关研究前沿的归纳,从多过程耦合机理研究、山地自然—社会二元水循环理论、大数据背景下多源数据获取与同化研究等方面对我国未来山地水文模拟的工作方向进行了展望。