嫩江流域沼泽湿地景观变化及其水文驱动因素分析

借助ArcGIS空间分析工具,以嫩江流域1978年、1990年、2000年和2008年4期遥感湿地分布图为基础,采用SWAT (Soil and Water Assessment Tool)水文模型将嫩江流域划分为43个子流域,并以沼泽湿地类型为例,将各个子流域内降水和径流信息与湿地退化遥感信息作对比筛选,对全流域以及湿地面积减少严重所在子流域作进一步分析。另外,利用两期土地利用类型数据生成嫩江流域土地利用转移矩阵。结果表明:1978—2008年间嫩江流域沼泽湿地退化严重,尤其以1990—2000年间最为显著。这与流域内降水、径流的变化密切相关,并受到土地利用类型转化以及水利工程建设等人类活动的影响。其中,沼泽湿地面积变化与流域径流系数变化在0.01水平上呈极显著正相关,pearson相关系数为0.90。气候变化和人类活动影响下对湿地水文过程以及水资源的变化,导致湿地日益萎缩,对流域内湿地生态系统平衡产生了负面影响。     

耦合湿地模块的流域水文模型模拟效率评价

耦合湿地模块的流域水文模型是开展流域湿地变化的水文效应及其水文功能评估的有效工具,其模拟效率直接关系到模拟精度和应用价值。选取中国湿地主要分布区之一的嫩江流域,利用PHYSITEL/HYDROTEL模型平台,构建孤立湿地和河滨湿地模块并与流域水文模型耦合,并从拟合优度指数和模拟效率角度评价了耦合湿地模块的流域水文模型模拟效率。结果表明,耦合湿地模块的流域水文模型,拟合和验证期间模型的拟合度指数均有所提高,嫩江富拉尔基和大赉水文站控制流域的Nash-Sutcliffe系数和克林效率系数平均提高了3.08%和4.64%,均方根误差和相对偏差平均降低了12.72%和55.93%,且整个研究时段模拟结果的流量指数总体更接近于观测的径流数据。可见,耦合湿地模块的流域水文模型可提高水文过程模拟精度,更好地定量评估湿地水文功能,为流域水资源精准调控与湿地修复保护提供重要支撑。     

流域湿地水文调蓄功能研究综述

湿地是流域水循环和水量平衡的重要调节器,在维护流域水量平衡、减轻洪旱灾害和应对气候变化等方面发挥极其重要的作用。流域湿地水文调蓄功能是湿地生态水文学研究的重要内容,科学认识和理解流域湿地水文调蓄功能对流域湿地恢复保护、水资源综合管控与应对气候变化具有极其重要的意义。本文阐述了流域湿地水文调蓄功能的概念与内涵,剖析了流域湿地水文调蓄功能时空变异性、阈值性和多维性三大特征及其影响因素（包括湿地土壤特性、植被特征和初始水文条件等内在因素和流域特征、降雨特征、气候变化和人类活动等外在因素）,探讨了流域湿地不变情景下和变化情景下水文调蓄功能评估方法,并介绍了流域湿地水文调蓄功能定量评估模型与应用情况。最后,从学科发展和实践需求的视角提出了流域湿地水文调蓄功能未来亟需加强研究的重点方向。     

黑河流域水环境演变及其驱动机制研究进展

基于近几十年来诸多学者对西北干旱区典型内陆河流域——黑河流域水环境演变诸方面研究成果,综述了上游山区成水环境、中游绿洲用水环境和下游荒漠天然绿洲水成环境在不同时间尺度上的演变过程及其驱动机制。通过对各种古环境代用指标的对比研究表明：在大尺度上,流域上下游表现出阶段性的一致性水环境演变趋势;在小尺度上,则表现水环境演变的时空异质性。驱动机制方面,在空间上,流域上、中、下游水环境演变的气候变化和人类活动影响驱动作用各有侧重;在时间上,表现为不同尺度上气候变化与流域人类活动耦合作用的驱动机制。     

典型喀斯特岩性组合结构的流域水文干旱机制研究——以贵州省为例

水文干旱已成为全球气候变化背景下典型的自然现象, 是气象干旱和农业干旱的延续和发展, 是最终、最彻底的干旱.岩性是流域下垫面的重要组成物质, 其岩性类型及结构控制着地貌及水系的发育、促进流域储水空间的形成, 影响流域的储水能力, 关系到流域水文干旱的发生.本文在贵州省选择40个典型流域为研究样区, 利用面向对象分类技术, 提取流域岩性类型的遥感信息; 利用主成分分析及灰色理论, 研究岩性类型及其结构对流域水文干旱的影响机制.研究表明: 1)从岩性类型因素上看, 流域岩性类型对水文干旱影响总体较大, 影响从大到小排序(关联度)为: K(0.985) > Z(0.96) > O(0.924) > J(0.922) > S(0.806) > D(0.788) > ε(0.75) > C(0.69) > Pt(0.684) > P(0.568) > T(0.542); 2)岩性类型的主成分因素对流域水文干旱影响从大到小排序(关联度)为: Z3(0.48) > Z4(0.47) > Z1(0.44) > Z5(0.42) > Z2(0.39); 3)岩性类型组合方式对流域水文干旱影响从大到小排序为: Ⅰ、Ⅱ > Ⅴ、Ⅳ > Ⅲ.     

潮白河流域降水演变及其径流效应

分析了潮白河流域1991~2000年降水资料时空演变规律,采用同倍比放大法对各年的降水数据进行整体轮换处理,处理后各年总降水量为1991~2000年的平均年降水量。随后基于GBHM(Geomorphology-Based Hydrological Model)模型进行了10年径流量模拟。结果显示,在降水总量相同的情况下,1994年型降水时空分布最有利于产流,径流总量与峰值流量最大,1999年型径流总量与峰值流量最小。1994年型径流总量是1999年型径流总量的3.88倍;1994年型峰值流量是1999年型峰值流量的35.87倍。由此可见,降水总量相同时,其时空分布对径流总量和峰值的影响极大。     

喀斯特流域水文地貌系统汇流分析─—以喀斯特峰丛洼地谷地流域为例

在回顾目前汇流理论基本问题的基础上,根据喀斯特径流试验场水文资料,提出喀斯特流域水文地貌系统汇流结构场由地貌形态结构和含水介质结构组成,从而认识到喀斯特流域汇水流量过程的双层结构,并运用系统论的观点探讨了流域汇流特性。      

七大流域水文特性分析

我国东西和南北方向地理跨度大,水文特性差异明显。从气候特征、降雨和径流、暴雨和洪水等方面,分析七大流域的水文特性,总结降雨和径流在上下游、干支流等空间上以及年内和年际等时间上的分布规律,并分析暴雨和洪水在成因、发生时间、空间分布、过程等方面的规律,为径流和洪水成果计算提供了基础,也为水文成果的合理性检验提供了参考。     

全国水文预报技术竞赛参赛流域水文模型分析

对全国首次水文预报技术竞赛中参赛的10个流域水文模型的结构及模拟技术,分别从各个主要环节进行分类与综述;并根据技术竞赛检验结果所揭示的现象,就参赛水文模型的模拟及应用进行了分析与讨论。     

近50年嫩江流域径流变化及影响因素分析

根据嫩江主要代表水文站石灰窑、同盟、江桥、大赉1956-2006年51年的径流资料,应用数理统计、累积滤波器、Mann-Kendall秩相关法及小波分析法等多种方法,分析了嫩江径流年内、年际变化特征及其影响因素。结果表明:嫩江径流年内分配不均匀,主要集中在7、8、9月份。嫩江年径流量在1963年左右发生了一次全流域的减少突变,80年代径流有所增加,90年代中后期又发生了一次减少突变。嫩江径流主要存在8年的年际周期,20年及大于40年的年代际周期。径流变化的主要气候影响因素是降水,人类活动通过土地覆被变化及水利工程等对径流也有重大影响。     

喀斯特流域径流量时序演变特征分析——以贵州省为例

以贵阳水文站近45年年径流量序列为例,利用Mo r let 小波变换对喀斯特流域径流量时序演变特性进行了分析预测。结果表明: ( 1)贵阳水文站年径流主要存在4a和25a 两个时间尺度的周期变化,在这两种时间尺度下,径流演变呈现出较明显的丰、枯交替振荡。( 2) 2000年以后的10a左右,年径流量有由丰转为枯、逐步下降的趋势。( 3)年平均径流量的丰、枯周期变化主要受年平均降水量的影响;人类活动对喀斯特流域年径流量有增加和减小两方面的影响,总体上会使径流量略有增加。      

3S技术在霍林河流域下游湿地景观演变中的应用

应用3S技术对霍林河流域下游地区1989年和2001年两个时段的TM卫星影像进行了遥感解译,采用景观生态学的理论与方法计算了湿地景观多样性、优势度、均匀度、破碎度及斑块分形维数,揭示了湿地景观多样性和均匀度下降、景观优势度和破碎化程度增加的变化规律.     

开都河流域水文特性分析

介绍了开都河流域自然地理概况,并且从该流域的水系分布重点分析了流域的降水分布和径流特性。在水利工程、蒸发、洪水等多个水利水文的相关方面系统分析了开都河的水文特性。同时在分析水文特性的基础上提出了关于相关的分析结论。     

气候变化对湿地水文水资源影响研究及对策--以嫩江流域湿地为例

湿地是地球上有三大生态系统之一,是地球上一种重要的、独特的、多功能的生态系统,它在全球生态平衡中扮演着极为重要的角色,具有不可替代的生态功能,有着"地球之肾"的美誉,但是近些年随着气候变化,以及人类活动的叠加作用,湿地这个珍贵的生态系统逐步被一点点改变,尤其是水循环过程受到破坏,结果造成水资源急剧缺失、湿地面积大量减少、生态功能明显退化等一些自然问题。通过研究分析气候变化对湿地水文水资源的影响,了解两者之间的作用关系及影响机制,从而找到应对气候变化引起的湿地水文水资源破坏的适应性对策,为保护湿地提供一定的理论支持。     

嫩江流域径流时空演化规律分析

以流域时空分布理论框架为基础,分析嫩江流域径流时空演化规律,并着重从地形地貌影响因素方面进行归因分析。采用1955-2003年49 a的降水资料和1955-1973年19 a的径流资料,通过对代表性水文站自上游至下游（空间上）径流、地表径流和地下径流的年内与年际（时间上）演变规律进行分析。结果表明：1）嫩江流域降水年内变化及年际变化过程基本一致,可以忽略降水时空分布对径流时空演化规律的影响。2）从径流年内演化规律上可以判定上下游水源组合的差异性：上游以地表径流为主,在春季来源于融雪,汛期来源于大气降水,枯水季节来源于地下水补给;下游全年以地下径流为主。3）由于坡度和水文地质条件作用,上游更容易产流,下游受下垫面调蓄作用更强,不易产流;因此,从径流年际演化规律上可以判定径流产量自上游至下游逐渐减小。     

嫩江流域径流与主要大气环流指标相关分析

本文选取影响嫩江径流变化的主要大气环流指标进行相关分析,以揭示大气环流指标对于径流空间和时程影响规律.分析结果表明:在空间分布上,嫩江流域干流及支流径流与大气环流主要指标相关性存在明显的空间分布特征,即上游断面径流与大气环流指标相关性较大,下游相关性较小.在时程演变上,嫩江流域径流与前1个月的大气环流指标相关性较大,与其他前期月份的相关性迅速减小,说明在做中长期径流预报时,大气环流前滞期可以选1个月,更较前的大气环流对当月径流影响不大.这些结论可以为中长期径流预报预报因子的选择和预报模型的建立提供基础参考.     

喀斯特流域空间尺度对洪、枯水水文特征值影响初探——以贵州河流为例

本文根据贵州省境内７０多个水文测站多年观测资料,研究对比了喀斯特流域和非喀斯特流域因流域空间尺度差异引起的洪、枯水流量特征值的变化,并指出喀斯特流域结构产生的特殊水文效应将随着流域面积的增大而逐渐减弱     

喀斯特流域水文地貌系统及其识别方法初探

本文运用系统论的思想,把陆地水文学和地貌学相结合,首先阐述了喀斯特流域与水文地貌系统的内涵和关系;然后对喀斯特流域水文地貌系统识别方法进行了探讨,提出了流域形态径流强度系数和导数高程积分曲线;最后以水文与形态之间的映射关系来探讨识别喀斯特峰丛洼地系统中的地下水系结构。      

松嫩平原湿地演变及其驱动因素分析

湿地是生态系统的重要组成部分, 在维系区域生态安全中扮演着重要角色. 利用1975、2000和2018年的Landsat遥感影像数据, 获取3期湿地解译数据, 采用动态度分析、差异性分析、转移矩阵等方法对近50年来松嫩平原地区湿地的时空变化特征进行分析, 为研究和保护松嫩平原地区湿地生态系统提供一定的理论依据. 研究表明: 湿地面积由1975年的20 189.81 km2上升至2018年的29 456.79 km2, 整体上呈增加的趋势, 具体表现为1975-2000年天然湿地的大幅度下降和2000-2018年人工湿地的大规模增加. 分析认为: 蓄水工程、河道防洪堤和湿地围垦是天然湿地减少的主要因素; 降水量变化、气温上升、蒸发量增加是天然湿地变化的次要因素; 受经济效益为中心理念驱动, 水田改扩建增加是人工湿地增加的主要因素.