黑河上游高寒山区集水面积阈值确定方法探讨

针对我国高寒山区河流的最佳集水面积阈值确定的问题, 选取黑河上游山区为研究区, 利用SWAT(soil and water assessment tool)模型的流域离散模块(watershed delineator)基于DEM提取河网, 探讨河网总长度与集水面积阈值关系曲线法和适度指数法在高寒山区的适用性. 结果表明: 两种方法所对应的最佳集水面积阈值相差较大, 所提取的河网难以反映河流真实情况, 效果较差, 主要原因是上述方法仅考虑流域面积、地形和几何特征的影响, 缺乏对降水和其他下垫面因子的综合考虑. 相较而言, 利用蓝线河网推求最佳集水面积的适度指数法的效果较好. 在高寒山区进行河网提取时, 应综合考虑影响河网发育的各个因素, 在流域分区的基础上, 通过不同集水面积阈值实验, 获取更高精度的数字河网, 改善分布式水文模型的空间离散效果.     

北天山乌鲁木齐河流域面积-高程积分及其地貌意义

定量构造地貌研究有助于理解构造与地表过程之间的耦合关系及其对地形地貌发育的影响,数字高程模型(DEM)和地理信息系统(GIS)空间分析技术的结合为开展这方面的研究提供了新途径.利用这一方法,对北天山乌鲁木齐河流域进行地貌计量指标的综合分析.构造上,乌鲁木齐河流域分为山前坳陷区、南山隆起带、后峡断陷带以及天山主脉等构造分区.本文首先分析了DEM数据精度、流域面积与空间分布特征对面积-高程积分的潜在影响,根据分析结果,选择合适的面积阈值对乌鲁木齐河流域开展面积-高程积分分析,进一步结合高程频率分布特征探讨该流域地形地貌演化特征.结果表明,1)面积-高程积分受DEM数据精度的影响不显著,但其具有明显的流域面积和空间依赖性;2)基于面积-高程积分分析,乌鲁木齐河流域各构造分区的地貌演化阶段存在差异,除后峡断陷带地貌演化趋于老年阶段外,其余均处于壮年演化阶段;3)各构造分区平均高程频率分布状态表明,山前坳陷区、南山隆起带和天山主脉地形目前均处于前均衡—均衡状态演化阶段,后峡断陷带地形则为后均衡演化阶段.     

1982～2010年气候与土地利用变化对无定河流域干旱指数变化的影响

基于19822010年无定河流域的遥感影像、气象和土地利用数据,利用Priestley-Taylor公式计算出潜在蒸散发,进而得到干旱指数,将各气象因子与干旱指数差值进行叠加、逐象元相关分析,得到了无定河流域19822010年干旱指数的时空变化,并分析了气候和土地利用变化对干旱指数变化的影响。结果显示:（1）1982年、2010年干旱指数分别为2.01和2.13,总体趋势是趋干旱的;（2）干旱指数2.0以下的区域迅速减少,2.15以上的区域明显扩张;（3）干旱指数均呈现增加趋势,显著增加的区域集中于无定河流域中游和下游地区;（4）干旱指数变化同气温、水汽压、净辐射的变化成正相关,同降水量变化成负相关;（5）各种土地利用类型的干旱指数均呈现增长趋势,但是增长的幅度有所不同:林地>耕地>草地>建筑用地>水域>未利用地。（6）土地利用对干旱指数平均值的影响非常微弱,干旱指数的变化主要是由于气候变化导致的。     

数字流域水系构建方法浅析

基于辽河水系老哈河流域栅格DEM数据,分别采用数字高程流域水系模型(DEDNM)、河流工具RiverTools、地理信息系统Arcview软件,根据地形提取水系信息,构建数字流域,并分析比较了三者在凹陷区域识别、水系、子流域及其拓扑关系生成方面的差异。总的来说,数字高程流域水系模型的可修改性较好;而RiverTools软件可视化程度高,使用方便,并具备强大的图示和地形分析功能;Arcview基于地理信息系统(GIS)更易于进行二次开发。     

基于SRTM的SNOW—TOPMODEL模型在玛纳斯河流域的应用

基于分辨率90m网格的玛河流域SRTM数据,提取了玛纳斯河流域的河网和地形指数,生成的河网与实际河网基本接近。将加入融雪模块TOPMODE应用于玛河流域,对模型计算结果进行误差评价并分析误差产生的原因。由玛纳斯河流域应用加入融雪模块的TOPMODEL模型可以看出,该模型在玛纳斯河流域有较好的适应性,可以将此模型应用于玛纳斯河流域的洪水预报。     

利用DEM提取地貌指数的方法述评

介绍了几个广泛应用于水文科学的流域地貌指数(包括地表坡度、流量分配系数、单宽集水面积、集水面积以及湿度指数)的计算方法,阐述了这些地貌指数在水文科学中所代表的物理意义和对流域水文过程空间分布的描述能力。对了解流域地貌对降雨径流的影响,揭示产汇流过程的物理机制,研制和开发分布式水文物理模型均有重要意义。     

近50年疏勒河流域降水空间分布规律研究

基于疏勒河流域水文站和雨量站的观测数据,建立了多年平均降水量和地形因子(包括纬度、经度、地形高程)的关系模型,根据该模型,利用Acrgis及Suffer平台绘制了疏勒河流域多年平均降水量等值线。研究表明:疏勒河流域降水量随纬度地带性和垂直地带性变化呈明显规律性分布,尤其与海拔关系密切相关。同时,降水量在疏勒河流域与黑河流域的平原区境内具有相似性分布。     

数字高程模型分辨率对流域地形特征参数的影响

地形特征(如高程和坡度)和水文特征(如河流长度和河流坡度)是分布式流域水文水质模型的基础输入参数,用于量化描述模型模拟流域的自然特征。这些特征参数的准确性直接影响水文水质过程模拟的准确性。应用数字高程模型(Digital Elevation Model,DEM)在4个不同地形的子流域研究了10种不同分辨率DEM对平均高程、流域面积、坡度、河流坡度、最长河长等参数的影响。结果表明,随着DEM分辨率降低,流域地形变缓,流域平均坡度逐渐减小;随着DEM网格分辨率的变化,子流域划分范围和河道位置也都可能发生变化,且该变化在地形起伏较小的丘陵平原地区较明显,子流域集水面积和河长进一步随之改变;河流坡度随DEM分辨率降低则呈无规则变化。从地形和水文参数两方面揭示了DEM 分辨率在分布式流域模型中的不确定性影响。     

基于信息量-逻辑回归耦合模型的玛纳斯河流域地质灾害易发性评价

本文以地质灾害多发的新疆玛纳斯河流域作为研究区,在剖析了信息量模型、逻辑回归模型在地质灾害易发性评价中各自的优势与局限性的基础上,探索了信息量-逻辑回归耦合模型的科学性与优势;基于该区域地质环境与最新地质灾害数据,选取地形起伏度、坡度、坡向、土地利用类型、地层岩性、地形湿度指数(TWI)、河流、断层、高程9个影响因素作为评价因子,以全区355处地质灾害点为样本数据,在进行评价因子分析的基础上,通过ArcGIS平台对玛纳斯河流域进行了地质灾害易发性评价。评价结果表明,地质灾害高易发区主要分布于流域南部中低山丘陵地区,高易发区与较高易发区的面积分别为1760 km²、2200 km²,占研究区总面积7.98%、9.97%。经检验评价精度高达91.3%,该研究可为当地地质灾害防治与国土空间规划提供重要参考。     

洪水泛滥

径流对陆地景观的侵蚀比其它任何地表活动起着更为重要的作用。在这个过程中,河水冲蚀形成河谷,从而形成一排水系统。这个排水系统与气候、地形、岩石和土壤具有脆弱的平衡关系。河流也是岩石和土壤物质的搬运系统,这个系统通过河谷两侧的支流和斜坡作用,把岩石和土壤物质带到了河床中。在河中搬运的沉淀物周期性地堆积在河床和邻近的河漫滩上(图6.1)。这些统称为河流环境的地区是河流的自然区域,河流弯曲的侧     

喀斯特石漠化治理区不同土地利用方式的小气候效应

研究小气候变化对植被恢复的响应机制可为喀斯特地区石漠化综合防治提供理论依据。文章选取喀斯特高原山地和高原峡谷石漠化综合防治示范区4种土地利用类型为研究对象,通过常规的小气候监测方法,在雨季前(4月)、雨季(8月)、雨季后(12月)对4种土地利用类型的大气温度、光照强度、相对湿度、土壤温度日变化进行监测和对比分析。结果表明:（1）4种土地利用方式中,大气温度、光照强度和土壤温度均表现为石漠化裸地>农耕地>灌木林>林地,而相对湿度的变化规律则反之:林地>灌木林>农耕地>石漠化裸地,说明林地的小气候调节作用最优,而石漠化裸地最差,与其石漠化治理和植被恢复效果相对应;（2）高原峡谷的大气温度、光照强度和相对湿度在不同的季节和不同土地利用方式下都显著高于高原山地,不同土层的土壤温度是高原山地显著低于高原峡谷;（3）各土地利用方式的小气候季节差异明显,大气温度、土壤温度均为:雨季(8月)>雨季前(4月)>雨季后(12月),而光照强度、相对湿度为:雨季(8月)>雨季后(12月)>雨季前（4月),8月各小气候指标值最高,且不同土地利用方式和治理区间的差异亦最大,因此,选取8月进行小气候监测以比较各土地利用方式和治理区之间的差异要优于其他两个月份。      

中国阿尔泰山流域侵蚀速率及其控制因素

流域侵蚀速率的时空变化对于理解活动造山带的地貌演化具有重要意义。以阿尔泰山8个山地流域为研究对象,利用1964—2011年的水文数据,采用河流输沙量法估算了年代际山地流域侵蚀速率。首先确定悬移质、推移质和溶解质对河流输沙量的贡献,然后计算各流域的年代际侵蚀速率,并结合已有研究结果,探讨了阿尔泰山流域侵蚀速率的时空特征及其控制因素。结果表明：阿尔泰山8个山地流域的平均侵蚀速率为0.03 mm·a^-1,其中乌伦古河山地流域侵蚀速率最小（0.01 mm·a^-1）,额尔齐斯河支流克兰河山地流域侵蚀速率最大（0.05 mm·a^-1）。进一步对侵蚀速率与气候、地形、岩性、构造和植被等因素进行相关分析,发现流域侵蚀速率与地形因子（流域面积、地形起伏度）和气候因子（径流深度、平均温度）的相关性较强,表明这些因素可能对阿尔泰山山地流域侵蚀起主要影响。与阿尔泰山百万年尺度的剥蚀速率（0.07~0.3 mm·a^-1）相比,研究时段内的流域侵蚀速率偏低,这表明中亚地区晚新生代持续的干旱气候可能制约了阿尔泰山地表侵蚀。     

黑龙江勃利县地质灾害易发区评价

本文以黑龙江省勃利县为例,采用地质灾害综合危险性指数法对地质灾害进行易发定量评价。首先将勃利县行政区划图进行网格剖分,运用栅格数据处理方法进行剖分,然后根据各单元的地质、地形地貌(坡度)、气候(植被覆盖)以及人类工程活动等条件(上述判别方法),利用MAPGIS空间分析功能,求取评价单元的潜在地质灾害强度指数与现状地质灾害强度指数,分级赋值进行换算叠加,获得评价单元的地质灾害综合危险性指数,再依据地质灾害综合危险性指数,合并相同单元格,划定地质灾害易发区。     

基于植被指数和土地表面温度的干旱监测模型

干旱是一种周期性发生的自然现象,其发生过程中有关参数如地表覆盖度、温度和土壤表层含水量等可以通过遥感的途径进行定量反演,而这些参数客观地反映了地表的综合特征。综述了运用遥感反演产品---土地表面温度和归一化植被指数在干旱监测中的应用前景和进展,分析了距平植被指数、条件植被指数、条件温度指数和归一化温度指数等干旱监测方法的优缺点,在前人研究的基础上,提出了条件植被温度指数的干旱监测模型,探讨了其应用前景。     

大兴安岭北部多年冻土区植被对活动层厚度变化的响应

植被与多年冻土共同维系着大兴安岭地区的冷湿环境。随着全球气候变暖,大兴安岭多年冻土已发生严重退化,植被的生长也受到影响。在大兴安岭北部多年冻土区设置55个采样点,每个采样点采集多年冻土活动层厚度、林下灌木生物量和落叶松胸径树龄等指标,同时借助增强型植被指数（EVI）在区域尺度比较大片多年冻土区和岛状融区多年冻土区的植被生长状况。结果表明：黑龙江呼中国家级自然保护区（简称呼中保护区）活动层厚度的平均值为（0.47±0.14） m,保护区周边为（0.83±0.38） m,呼中保护区周边的活动层厚度大于保护区内。大片多年冻土区的活动层厚度平均值为（1.04±0.47） m,小于岛状融区多年冻土区的（1.40±0.41） m。呼中保护区和周边灌木生物量的平均值分别为（201.75±71.70） g·m^-2和（259.10±111.14） g·m^-2,胸径与树龄比值的平均值分别为（0.20±0.08）和（0.26±0.14）。大片多年冻土区和岛状融区多年冻土区林下灌木生物量的平均值分别为（128.31±63.33） g·m^-2和（199.04±66.13） g·m^-2,胸径树龄比的平均值分别为（0.30±0.13）和（0.59±0.21）。活动层厚度大的区域,灌木的生物量以及落叶松胸径树龄比都大于活动层厚度小的区域,表明活动层厚度增加对灌木和乔木的生长有一定的促进作用。EVI的结果显示岛状融区多年冻土区植被的生长状况以及植被覆盖情况好于大片多年冻土区,从区域尺度证明了多年冻土对植被生长存在限制作用。研究结果对于深入理解多年冻土变化及其环境效应具有重要意义。     

祁连山森林草原带土壤属性和植被生物量对坡向和坡位的响应

祁连山森林草原带为典型的山地森林和草原镶嵌景观,带内植被呈显著的斑块状分布格局,与地形因子密切相关.探究森林草原带内地形因子与土壤和植被的关系,对该区生态恢复具有重要意义.采用样地-样方调查法,研究了祁连山森林草原带土壤属性和植被生物量随坡向(南、西南、西和北)和坡位(山顶、上坡、中坡、下坡和山谷)的变化特征及其与水热...     

Interpolation for geochemical surface reconstruction incorporating topographic catchment definitions

Geochemical surfaces are reconstructed by interpolating geochemical measurements obtained from stream-water and stream-sediment samples. The geographical region that influences (and therefore is represented by) the value of a geochemial sample is its topographic catchment area. However, standard convention is to treat and to record the stream sample in the database as a point location, and to reconstruct geochemical surfaces utilizing conventional point interpolation procedures. These interpolation procedures assume, generally, that a data point exerts geographical influence away from itself in all directions, and that influence declines with distance away from that data point. Conventional interpolation procedures are poorly suited for reconstructing geochemical surfaces from stream samples; they do not take into account the true geographic area that geochemical sample points represent (topographic catchments). In this paper we propose a method of interpolation which assumes that data points are representative of their topographic catchment areas. Experimental data indicates that a surface reconstruction procedure which preserves the areal character of geochemical samples provides results more meaningful than surfaces reconstructed using more conventional interpolation techniques.     

青海共和盆地达连海湖泊流域的表土孢粉研究

对青海共和盆地内的达连海湖泊流域54个样点进行植被调查及表土花粉分析,研究了植被与表土花粉之间的关系. 结果显示： 表土花粉组合可反映出该区植被的总体特征;达连海湖泊流域花粉沉积来源于整个流域植被,花粉与主要植被类型之间相关性良好,但不能完全反映出群落的建群种、优势种和盖度等. 蒿属和藜科花粉具有超代表性,禾本科表现为低代表性,蒿/藜比具有区域植被生态特点与气候指示意义,在不同的植被区域A/C变化明显;影响达连海湖泊流域表土花粉组合的主要控制因素是风力作用.     

Shallow landslide hazard assessment using a physically based model and digital elevation data

 A model for the analysis of topographic influence on shallow landslide initiation is applied to an experimental mountain basin where high-resolution digital elevation data are available: the Cordon catchment (5 km²) located in northern Italy. The model delineates those areas most prone to shallow landsliding due to surface topographic effects on hydrologic response. The model is composed of two parts: a steady-state model for shallow sub-surface runoff and an infinite-slope Coulomb failure model which assumes that the soil is cohesionless at failure. An inventory of landslide scars is used to document sites of instability and to provide a test of model performance by comparing observed landslide locations with model predictions. The model reproduces the observed distribution of landslide locations in a consistent way, although spatial variations in soil strength and transmissivity, which are not accounted for in the model, influence specific distribution of landslide areas within regions of similar topographic control. Received: 15 October 1996 · Accepted: 25 June 1997     

绥阳双河洞发育对区内地表水系变迁影响

双河洞是我国已探明长度最长洞穴,也是世界第一长白云岩洞穴.为全面了解其形成机理,本研究基于双河洞探测和地表调查资料,以双河洞发育特征,区内地表河床地貌、地形和现代水系特征为研究对象,以双河溶洞发育演化模式为基础,开展双河洞发育演化对区内地表水系变迁影响研究.认为:(1)研究区地表水系随双河溶洞发育演化而变迁;(2)双河...