黄河三大水患成因与危害研究

黄河流域生态环境脆弱,黄河水患灾害连年不断,所以,治理好黄河水患,利用好黄河水资源,建设好生态环境,任务十分艰巨。文章对黄河洪水、断流、水污染三大水患灾害的形成机制进行了全面分析,为黄河治理开发提供科学依据。     

黄河治理开发与华北平原经济发展关系初探

黄河是我国第二条大河,它哺育着在这里劳动生息的亿万人民,是中华民族的摇蓝,对祖国的繁荣有过很大的贡献。但由于历史上中原战乱不断、自然灾害频繁,对黄河的治理与开发停滞不前,从而使黄河成为一条闻名于世的害河。华北经济的兴衰与黄河的治理开发密切相关,几经起伏。建国以来,党和政府十分重视黄河的治理与开发,经过40年来的努力,黄河已从一条被称为“中国之忧患”的害河,开始成为造福于人民的利河,这一历史性转变也使得华北平原的经济发生了根本性的变化。     

河湟地区乡村聚落位序累积规模模型的实证研究

科学确定乡村聚落体系是落实乡村振兴战略和促进农业农村现代化的关键之一,研究乡村聚落规模分布规律有助于乡村聚落体系优化。基于理论假设推导出了位序累计规模模型的准确表达及其规律,在此基础上,比较研究了位序累计规模模型和乡村位序—规模法则在河湟地区的适用性和准确性,厘清了河湟地区乡村聚落规模分布的特征和演变规律。研究显示：① 位序累积规模模型是一个单调递增的凹函数（P ≥ 1）,函数表达式随着聚落规模分布的帕累托系数变化而变化。当1 ≤ P<1.20225时,S_i=aln(N_i)+b,拟合系数a与首位聚落规模呈正相关;当P ≥ 1.20225时,$S_i=be^{aln(N_i)}$,聚落规模变异系数和首位聚落规模与拟合系数a呈负相关关系,而与拟合系数b则呈正相关关系。② 位序累积规模模型在河湟地区乡村聚落规模分布研究中具有良好的适用性和准确性,而乡村位序—规模法则不适用。③ 河湟地区乡村聚落规模分布为接近于帕累托系数为2的均衡分布且总体趋于集聚。未来河湟地区应有序推进乡村聚落向自然和社会经济条件较为优越区域适度集聚,合理制定区域乡村聚落布点规划和实用性村庄规划,走人与自然和谐共生、城乡融合发展的具有河湟地区特色的乡村振兴道路。     

传统农区乡村聚落等级规模演变特征研究——以河南省周口市为例

随着中国城镇化进程快速发展,乡村聚落等级规模结构发生着剧烈变化,尤其是在当前乡村振兴背景下探究传统农区乡村聚落等级规模体系,对新时期村镇体系的合理规划和进一步统筹城乡发展具有重要的学术价值和实践意义。基于河南省周口市1973—2015年的乡村斑块数据,以自然断裂法和位序-规模法,分别测度了周口市乡村聚落等级规模分布。结果发现:①乡村聚落等级呈菱形结构。这一结构有别于中心地理论等级体系所形成的金字塔型式。②行政级别和交通等人文经济因素对乡村聚落等级的影响显著,河流等地理因素对乡村聚落等级的影响也较大。但随着时间的发展,传统的地理因素(河流)对乡村聚落等级的直接影响处于下降趋势,人文经济因素(行政、交通等)对乡村聚落等级的影响作用逐渐增强。③乡村聚落等级呈现等级替代现象。同一等级或者不同等级之间由于行政因素或者交通道路等因素的变化会导致等级的替代效应。④乡村聚落规模分布趋近城市位序-规模曲线,具有"翘首"和"肥尾"特征,且实际值小于理论值。     

山东北部地区聚落遗址时空分布与环境演变的关系

利用GIS软件对山东北部地区聚落遗址时空分布特征进行分析,并结合双王城剖面沉积环境分析和前人研究成果探讨了聚落时空分布与环境演变之间的关系。结果表明:距今8000-5000 年间,在气候温暖湿润和海面相对较高的环境背景下,人类活动主要集中在海拔相对较高(20~200 m),地形较为平坦(坡度< 2°)的洪积台地和冲积平原上;西部平原地区由于地势低洼,容易积水而发生水患,因而很少有遗址分布。距今5000 年之后,气候暖湿程度降低,海平面持续下降,人类活动范围明显向海扩展;西部低洼地区在气候变干和海面降低的双重影响下,自然环境得到改善,也开始被古人广泛开发利用。这一时期区域文化繁荣发展,逐渐形成社会结构复杂、城邦林立的初期文明。然而距今4000 年左右,由于气候变化和洪患灾害加剧,史前文化开始明显衰落。商周时期气候环境趋于稳定,文化发展再次兴盛。北部滨海平原地区随着生产技术的进步,人类适应区域资源环境条件,在早期农业人群难以定居的滩涂地上形成以盐业生产为主要经济活动的聚落群。     

历史时期黄河中游环境变迁与下游水患问题的研究

地质研究表明鄂尔多斯高原沙漠在史前即已存在,史籍也记载北魏时期该地区有大沙漠,"人造沙漠"的论点不能成立。东汉以后游牧民族入迁,使该地区及陕北、陇东草原破坏加剧,所谓"改农归牧使森林草原植被得以恢复"的论点与事实不符。由于上述地区植被的严重破坏,土地沙漠化和水土流失加剧,北魏中期黄河下游决、溢水患频繁,灾情极重,所谓"长期安流"史实无据。     

探测黄河新生湿地的一天

由于连续几年黄河调水调沙．黄河入海口处泥沙沉积过多,今年黄河水偏大,引起黄河改道。黄河改道后,在新老黄河道之间形成了一个孤岛,这个孤岛四面环水。     

历史上治黄治淮的环境后果

本文通过历史与现代过程的分析,探讨了历史上治黄治淮的环境效应,特别是黄河筑堤和淮河高家堰修筑所造成的环境后果。黄河筑堤为下游平原地区的开发提供了条件,但河床的抬高,地上河的形成,使黄河改道频繁,并由此控制了徽地貌的形成,影响了土壤的成土过程和分布、地表水和地下水动念、涝渍灾害和盐碱化。黄河夺淮后,高家堰的修筑使洪泽湖面积急剧扩大,水位迅速提高,并使之成为中国和世界上最早的大水库。并由此增加了洪涝灾害的机遇和频率。     

江南丘陵区乡村聚落空间演化及重构——以赣南地区为例

以江南丘陵区的赣南地区为研究区,以DEM数据和1995年、2013年赣南地区的遥感图像为数据源,基于GIS空间分析方法,分析了赣南地区乡村聚落的空间分布与演化规律,探讨了其影响因素、基本模式及过程机制,提出了不同发展阶段的乡村聚落空间重构基本思路。研究表明赣南乡村聚落空间分布与演化呈现出以下特点：数量、规模及密度均较小,但有扩大的演化趋势,集中分布在海拔为200~600 m之间、坡度<15°的低山盆地、河谷阶地等地区及道路和河流沿线;聚落空间分布与演化的影响因素主要有自然因素和社会人文因素;聚落空间演化有六种模式,低地指向、经济指向、中心地指向、交通/河流指向、文化指向及功能指向是聚落演化的动力;乡村聚落空间重构是指聚落空间结构的重新布局与调整,其基本思路是初期进行景观要素的重建,中期进行聚落结构上的重组,后期最终实现聚落功能上的重塑。     

全新世中期西辽河流域聚落空间分布及成因

全新世大暖期结束后的干冷气候事件和环境恶化使西辽河流域及比邻地区的聚落向南移动集中并推动了原始农业的发展和之后畜牧业对原始农业的取代。各文化的聚落均对河流依赖性较强,主要分布在距河6 km以内地区,6 km以外的聚落多分布在与河流地势上相连的沟谷缓坡且主要集中在老哈河、教来河至大凌河流域,水文分析表明这些沟谷很可能在暖湿期形成过支流或季节河。聚落主要分布在海拔400~700 m的平原丘陵交互区,分布海拔和地形因气候波动和经济生活方式不同而有所变化。     

黄河健康生命的指标体系

河流健康是人们对河流生命存在状态的描述,是人类对河流向其提供服务的认可程度。通过分析人类和河流生态系统的生存需求,认为连续的河川径流、通畅安全的水沙通道、良好的水质、良性运行的河流生态系统和一定的供水能力是健康黄河的标志,提出用低限流量、河道最大排洪能力、平滩流量、滩地横比降、水质类别、湿地规模、水生生物、供水能力等8项定量指标作为健康黄河的标志,并根据相关的历史水文资料和1956~2004年的实测数据分析,确定了相应的健康指标量值。     

The characteristics of dike-break flood in different scenarios of the lower Yellow River based on numerical simulations

The lower Yellow River still faces the threat of flood due to the unusual precipita-tion caused by global environmental change, river channel sedimentation, hidden danger in the dike and unfavorable river regime of “hanging river”. According to the characteristics of the dike-break flood of the Yellow River, this paper has simulated, in six different scenarios, the dike-break flood routing by inputting the terrain data, typical historical flood data and land use data of study area to two-dimensional unsteady flow model. The results show that: firstly, the routing process of flood will occupy other rivers on the way and return to the rivers after reaching the lower reaches; secondly, in the same river reach, flood inundating area of north band is bigger than that at corresponding location of south bank under the same historical flood; thirdly, it is different in the degree of flood inundation in different regions due to different geographical locations in flood plain; fourthly, the area of mainstream where flood is deep and flow velocity is quick is relatively smaller, but the area of non-mainstream, where flood is shallow and flow velocity is slow, is relatively big; and finally, the possible influenced area of the dike-break flood is 141,948 km2.     

黄河流域环境对水资源开发承受力的思考

根据黄河1919－1999年系列水沙资料，系统分析了其下游水沙变化时空过程，揭示了其发生断流原因及由此引发的环境问题，模拟了不同历史时期水情条件下环境用水需求量，并对如何提高黄河水资源开发承受能力，如何满足其环境用水提出看法。     

基于数值模拟的黄河下游不同情景溃堤洪水特性

通过研究黄河下游地区的溃堤洪水特性,为防洪减灾工作提供科学依据。本文以黄河下游地区的DEM,1958、1982、1996年典型历史洪水和2000年土地利用数据为模型初始输入,分4个模拟情景,依据黄河溃堤水流的特性,利用二维非恒定流模型对黄河下游不同位置决口情景下的洪水演进特性进行模拟,结果表明:洪水在演进过程中都会侵夺沿途河流行洪,进入下游后洪水会顺河归槽;在同一河段,同一年型洪水北岸不同位置溃口情景所淹没的面积大于南岸对应位置的淹没面积;黄河两岸洪泛区地理位置的差异,使两岸的洪灾程度具有区域差异;水深且流速大的洪水淹没主流区面积相对较小,水浅且流速小的非主流区面积相对较大。     

黄河中下游泥沙通量变化规律

根据黄河中下游多个主要水文控制站50多年的实测资料,利用水文学、泥沙运动力学、河床演变学和经验统计相结合的分析方法,分析黄河中下游泥沙通量的变化规律。结果表明,黄河中下游泥沙通量递减的同时泥沙粒径变细,人为因素影响巨大;中下游泥沙通量变化具有阶段性、季节性和自相关性。黄河下游河道泥沙冲刷与淤积均具有上段变化大、下段变化小的特点,这是由河道下游上宽下窄、上陡下缓特征决定的;下游河道输沙能力影响因子中,河道水量尤其是汛期水量起主要作用。     

基于数值模拟的黄河下游不同情景溃堤洪水特性

The lower Yellow River still faces the threat of flood due to the unusual precipitation caused by global environmental change, river channel sedimentation, hidden danger in the dike and unfavorable river regime of ＂hanging river＂. According to the characteristics of the dike-break flood of the Yellow River, this paper has simulated, in six different scenarios, the dike-break flood routing by inputting the terrain data, typical historical flood data and land use data of study area to two-dimensional unsteady flow model. The results show that： firstly, the routing process of flood will occupy other rivers on the way and return to the rivers after reaching the lower reaches; secondly, in the same river reach, flood inundating area of north band is bigger than that at corresponding location of south bank under the same historical flood; thirdly, it is different in the degree of flood inundation in different regions due to different geographical locations in flood plain; fourthly, the area of mainstream where flood is deep and flow velocity is quick is relatively smaller, but the area of non-mainstream, where flood is shallow and flow velocity is slow, is relatively big; and finally, the possible influenced area of the dike-break flood is 141,948 km^2.     

开封市黄河滩区土地资源规避洪水风险的安全利用

基于ArcGIS与ERDAS遥感影像制图软件,利用2007年SPOT2.5m分辨率遥感影像,结合实地调查,详细编绘了开封市段黄河河道边界、开封段黄河滩区土地资源的利用现状。采用1992~2007年最大洪峰时期的TM影像与沿河水文站点的观测资料,提取1992~2007年7个典型日期的河道行洪边缘线,与本底数据叠加,编制了开封段不同常遇洪水流量下滩区淹没范围。按照黄河下游二维水沙数学模型,采用2004年汛后河道大断面资料,计算生成不同流量级大洪水在滩区的可能淹没范围图(淹没区边界)。在此基础上,结合土地资源管理与河道行洪安全性的要求,总结当前黄河下游滩区利用开发的现状与存在问题,制订土地安全利用规避洪险的原则,规划土地安全利用分区,分为临河风险缓冲带、近河宜耕地带、相对稳定利用带(中风险带)和稳定利用带。提出了黄河滩区土地资源合理安全利用的对策。     

黄河下游不同洪水情景决溢风险评价

本文提出黄河下游悬河决溢风险的影响因素应当包含水沙运动、区域地壳稳定性、河势演变和堤防稳定性4个方面,并据此建立了指标体系和基于GIS技术的多层次模糊综合评判模型,对不同洪水情景下黄河下游的决溢风险进行了评价。结果表明:(1)决溢风险随着洪水量的增大而增高;(2)决溢风险随河型的沿程变化而降低;(3)决溢风险较大的河段集中在游荡型河段,游荡型河段南岸风险高于北岸;(4)弯曲型河段北岸决溢风险高于南岸;这些结论能够应用于黄河下游河道的治理与防汛抗洪的实践。研究表明:本研究的评价指标体系和方法,能够用于解决黄河下游的决溢风险问题; GIS空间分析技术能够量化不同空间位置的决溢风险,客观地反映不同空间位置决溢风险的差别,对于指导防洪和河道治理的实践具有重要的现实意义。