沟渠湿地的水文和生态环境效应研究进展

对沟渠和沟渠湿地进行了定义,从水文效应、生物效应和水环境效应等方面综述了目前国内外沟渠研究的进展,重点阐述了沟渠去除水体中氮、磷等营养物质和农药等污染物的机制,同时简要介绍了沟渠模型和管理方面的研究,并指出了目前研究中存在的不足,提出了加强沟渠野外观测、沟渠模拟研究和沟渠管理研究等进一步研究的建议。     

洪泛作用下沼泽湿地化学元素空间分布结构研究

以无尾河下游漫流区-洪泛沼泽湿地为研究对象，根据不同水力梯度洪泛作用淹水频率的差异，在距主河道不同距离处分层采集沉积物样品，对其中K、Na、Ca、Mg、Cu、Zn、Fe、Mn、Cr、Ni、Co、Pb、TOC、TN、pH空间变化规律进行分析探讨。结果显示，多数化学元素含量随距河道距离的增加和采样层深度的增加而降低。距离河流越远化学元素含量在垂直方向上的分布越均衡，变化的幅度减小。说明随着距主河道距离的增加，洪泛作用对沉积剖面中110cm以内各深度层次上的化学元素含量的影响在变小。对金属元素及部分理化参数的相关分析表明其间的相关性较显。     

开采沉陷数值计算的空间效应和层面效应分析

数值计算结果的实用性主要取决于模型和参数的选取。在相同地质、开采条件下，笔者探讨了平面模型与三维模型、设置弱面与不设置弱面、弹性与弹塑性等不同状态对矿山开采沉陷计算结果的影响，通过计算模型之间的对比，分析了空间效应、层面效应等对计算结果的影响程度和原因。其结论对今后矿山开采沉陷数值计算具有参考价值。     

桂林会仙岩溶湿地水位动态特征及水文生态效应

会仙湿地是我国最大的岩溶湿地,具有重要的生态环境功能。近年来湿地面积萎缩、退化趋势显著,生态环境逐步恶化。从湿地水文过程的角度,基于野外定点监测数据,运用统计学方法研究了会仙湿地年季水位分布特征及其对降水的响应过程,分析了湿地内地下水与地表水的转换关系,并进一步讨论了湿地水位波动对生态环境的影响。结果表明：会仙湿地地表、地下水位存在显著的空间差异性,两者均对降水响应迅速,多峰多谷特征显著。湿地中部地表水位较边缘区稳定,各区地表水域相互贯通;地下水位变化受地势、降水、岩溶发育及第四系厚度等因素影响,表现出与地表水相似的变化特征,但其水位变幅自补给到排泄区逐渐降低。区内地表、地下水转换频繁、水力联系紧密,湿地地下水常年以一稳定强度补给地表水,是会仙湿地重要的补给水源。Pearson相关性分析表明,湿地地表水位与水体电导率呈显著负相关（R=-0.780 8）,水位下降期间水体营养盐浓度增高,可能诱发水体富营养化;而湿地地下水位与浅层土壤含水量的相关性不显著,对湿地生境的扰动较小。     

湿地生态水文学研究综述

基于湿地生态水文研究文献计量分析,透视国内外有关湿地水文、生态水文和水资源等领域的重大研究计划和重要学术会议,系统总结了湿地生态水文学发展历程,可分为萌芽起步阶段（20世纪50年代至80年代）、研究探索阶段（20世纪90年代）和快速发展阶段（21世纪以后）3个阶段,列举了重要代表性研究成果,并重点阐述了湿地生态水文学研究进展;基于对国际湿地生态水文学发展历程、研究进展及热点的综合分析,未来湿地生态水文学研究主要向基于"多要素、多过程、多尺度"的湿地生态水文相互作用机理及耦合机制、气候变化对湿地生态水文的影响机理及适应性调控、湿地"水文-生态-社会"耦合系统互作机理及互馈机制和基于湿地生态需水与水文服务的流域水资源综合管理等方向发展。最后,以国家重大需求为导向,提出了未来中国湿地生态水文学优先发展方向及建议。     

黄淮海地区湿地水生态过程、水环境效应及生态安全调控

围绕国家重点基础研究发展计划(973计划)项目“黄淮海地区湿地水生态过程、水环境效应及生态安全调控”,介绍了湿地水生态过程、水环境效应和生态安全调控研究对我国社会与科技发展的意义、研究现状和发展趋势、拟解决的关键科学问题、主要研究内容和研究总体方案。该项研究的最终目标是发展一套集河流、湖沼、河口等湿地系统组分于一体的湿地系统层面上的湿地学理论,解决我国湿地研究面临的一系列基础科学问题,有效协调区域社会经济发展与湿地保护之间的矛盾,为建立不同目标下湿地系统整体调控模式,构建生态、社会和经济相互协调及环境友好型社会体系提供理论和技术支撑。     

喀斯特地区瀑布效应产生的自然水软化过程

在喀斯特地区,水流过瀑布后硬度会发生降低,这种现象一般称为瀑布效应,其中包括汽化,射流和低压作用。瀑布效应会引起两种河水物理性质的变化,即气水界面面积和涡流的增加。为了弄清瀑布效应和这些物理性质变化是否会减少水的硬度,本研究设计并进行了一系列的试验。通过改变气水界面面积试验,发现界面面积越大,导电率降低的速率越快,由此造成Ca2+的沉淀。利用自行设计的气泡生成器进行试验,发现有气泡发生的地方,水的硬度降低很快。试验还发现,从射流器喷出的超饱和溶液的硬度快速减小,而pH值增大。鸭河和滴水岩瀑布的实际观测证实,有汽化现象发生的地方,水的硬度降低很快,钙沉淀的平均速率也最高。     

流域水生态空间研究

在分析水生态空间基础理论的基础上,以东辽河流域为例,以GIS技术为关键的数据处理平台,分析了流域地表水生态空间的演化分异。东辽河流域单位流域面积河流系统所提供的水生态空间为204.08mm,是流域多年平均降水量的39.83%;流域多年平均次坡面水生态空间为97.35mm,是坡面系统生态需水的19.48%,是流域河流系统水生态空间的47.70%。流域河流系统水生态空间和坡面系统水生态空间均具有明显的地域分异特征;全流域水生态空间形成了以河渠网为中心的高值分布网和以湖库为中心的高值分布"岛"。     

降雪对三江平原小叶章湿地系统氮输入及生态效应

2006年11月至2007年4月,对降雪、地表积雪、积雪融水以及土壤(0～10cm)渗漏液进行野外监测,系统研究了降雪对三江平原小叶章湿地系统氮输入的影响。结果表明,降雪中氮浓度变化明显,其浓度受多种因素影响,降雪中TIN、TON和TN的沉降量分别为0.375、0.591和0.966kg/hm2。地表积雪的氮库主要由地表积雪的总水量决定。积雪融水中TIN以NH₄+-N为主,TN以TON为主;但NO₃--N较NH₄+-N易流失,TIN较TON易流失。土壤(0～10cm)对积雪融水的TIN、TON和TN截留量分别为1.53、0.10和1.63kg/hm2。积雪融水的氮输入促进土壤微生物和植物生长,具有明显的生态效应。     

土壤侵蚀的ETA层次结构与空间尺度效应

分析了土壤侵蚀中的侵蚀、搬运、堆积的层次结构及所现的空间尺度效应的形式、产生的机制和原因。澄清了某些混淆或误解的基本概念，结合研究实例，提出了解决此类问题的原则方法。     

我国水文站网建设与发展

水文站网是水文工作的重要基础,本文介绍了水文测站和水文站网的基本概念,对我国不同时期的水文站网的建设发展历程进行了回顾,结合经济社会发展的需求对水文站网的现状和问题进行了评价,对水文站网的发展进行了展望。     

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。     

水文要素变异的人类活动影响研究进展

重点针对人类活动导致的水文要素变异问题从以下3个方面分析了研究进展:①综述了人类活动水文效应研究的定性和定量2类成果,分析了作为揭示人类活动的水文效应机理的综合驱动因子的研究现状,剖析了人类活动水文效应定量化研究的方法模式;②综述了水文要素时间序列变异特征及变异点位置的识别研究成果,分析了现有的统计识别方法和差异信息熵等新技术、新理论在变异点识别中的应用,简析了目前研究尚不多的水文要素空间变异性研究方法;③描述了分离气候变化和人类活动对流域水文要素影响的2类主要方法:分项调查法和水文模型法,分析了土地利用/覆被变化对水文系统作用的驱动机理模型,综述了农区下垫面变化对水文要素变异的贡献分解方法.通过综述,指出了现有人类活动水文效应、水文要素变异性识别、下垫面变化对水文要素变异的驱动机理等方面的研究不足和问题.提出了未来需要重点加强气候变化与人类活动对水文要素变异驱动机理及贡献分解研究,加强水文要素时空变异特性的诊断,重构水文要素变异环境下洪涝极值等特征量及其重现期的新概念和新定量等.     

白洋淀南支水资源及入淀水量研究

自进入60年代以来,白洋淀入淀水量越来越少。不断减少的入淀水量已经严重影响了白洋淀的生态、社会等效益。主要是对白洋淀南支水资源量及南支入淀水量方面做了一些分析和计算,此次分析和计算主要是以水文学和水资源学的基本原理为基础,结合调查到的多年各项用水量的详实资料,应用分项调查法、泰森多边形法、典型年法、频率分析法,得出了白洋淀南支水资源量,南支入淀水量,南支水资源的状况对南支入淀水量的影响及入淀水量的变化规律。     

ArcTOP:TOPKAPI与GIS紧密连接的分布式水文模型系统

基于遥感（RS）和地理信息系统（GIS）的分布式水文模型已成为当前水文科学发展的前沿，地理信息建模系统是目前地理信息系统研究的热点问题之一。目前实现通用GIS空间分析功能与水文模型的集成主要有四种途径：水文模型嵌入CIS平台．GIS功能嵌入水文模型．水文模型和GIS的松散连接以及水文模型和CIS的紧密连接。本文提出的ArcTOP分布式水文模型系统，运用ArcViewGIS提供的宏语言，将以物理概念为基础的分布式水文模型TOPKAPI和CIS紧密连接，实现分布式水文模型和GIS的完全集成。     

内陆河流域山区水文与生态研究

以河西走廊黑河干流山区流域为例,从山区水文循环、水文与生态系统以及径流形成和预测等方面讨论山区流域水文和生态相互作用研究的有关问题。山区降水的空间和时间分布规律和固态、液态降水组成变化主要受制于海拔和地形的影响,而不同海拔和地形条件下的下垫面不同土地覆被和复杂的空间异质性则主要影响蒸散发量。对内陆河山区流域的水文小循环的研究,有助于进一步研究和认识内陆河流域上、中、下游水文和生态系统的相互联系问题。至今,对山区水文过程与生态系统的相互作用问题的研究还非常薄弱,需要研究山区森林草地生态系统在山区水文循环中的作用以及在维持和保护山区生态和环境中的作用和意义。内陆河流域山区水文过程复杂而综合性强,须加强对山区径流形成机理的多学科交叉研究,不断改善出山径流对气候变化和人类活动响应过程的模拟和预测水平。     

基于条件分布模型的气象水文干旱传递分析

气象干旱发展到一定程度可以传递为水文干旱。以潘家口水库流域1961—2010年逐月平均降水数据和潘家口水库的入库径流序列为基础数据,分别计算了1、3、6、12个月时间尺度的标准化降水指数（SPI）和标准化径流指数（SRI）,以表征研究区域的气象干旱和水文干旱。基于条件分布模型,分析了不同时间尺度的气象干旱传递到未来的不同等级和不同的预测期（或滞后期）的水文干旱的概率。结果表明,当SPI时间尺度较短或预测期（滞后期）较短时,其对应的SRI水文干旱等级越倾向于维持与SPI相同的干旱等级;随着SPI时间尺度的增长或预测期（滞后期）延长,其对应的SRI水文干旱等级略低于气象干旱或恢复到正常状态。     

辽河流域径流对气候变化的响应特征研究

近百年来,全球气候发生了以气温升高为主要特征的显著变化。东北是中国的重要粮食主产区,气候变化将可能加剧东北地区水资源短缺情势,进一步影响到国家的粮食安全。以辽河流域为对象,分析了近60年来降水径流变化特性,采用水文模拟方法,揭示了河川径流变化成因,基于假定气候情景,研究了河川径流量及土壤含水量对气候变化的响应。结果表明:铁岭站实测径流量自20世纪60年代中期以来,总体呈明显的阶段性减少趋势,人类活动是河川径流减少的主要原因。降水增加比减少对河川径流量的影响明显,土壤含水量对降水减少的响应更加敏感,气候暖干化趋势将非常不利于东北地区的水资源利用和农业生产。     

信息熵在新安江模型和NAM模型比较中的应用

选取资水流域新宁水文站以上集水面积为研究区域,基于空间分辨率为30s的数字高程模型数据构建数字流域水系,运用新安江模型和NAM模型分别对新宁站的日径流过程进行模拟。采用确定性系数和信息熵对两个模型的模拟结果进行比较分析。在信息熵计算过程中,以实测流量为标准序列,计算两种日模型模拟结果与实测序列残差,然后进行归一化,计算潜在信息测度和信息熵相对测度。信息熵越大表明流量计算序列与实测序列过程线在垂向上相似性强,但这并不代表确定性系数大、径流深相对误差小。