基于空间统计特征的河网结构分类

提出了基于特征因子进行空间数据库河网结构分类的方法和技术。探讨了各种类型河网的特征，阐述了时河网进行分类的因子及河网分类的方法和过程，描述了河网数据的有向图组织厦其分类实验。     

基于多源DEM的广西宁明县河网提取

以3种不同数据源和不同分辨率的DEM数据为基础,着重研究了不同数据源和分辨率对四级水系流域(县级区域)的河网提取的影响。实验表明,对四级水系及其支流的提取并不是分辨率越高越好。从提取的精度角度看,采用航空摄影测量方法得到的DEM的实验结果较为详细。而从分辨率来说,12.5 m分辨率的DEM最好。     

一维河网不稳定流模型在黄河下游枯季水量调度中的应用

随着黄河下游工农业生产的不断发展,人民群众生活质量不断提高,黄河水资源供需矛盾越来越突出.确保黄河不断流必然面临着越来越大的压力,必须提高水量调度的快速反映能力.本文讨论了一维河网不稳定流数值计算模型在黄河下游枯水演进中的数学基础、 实现方法和在此基础上建立的枯季水量调度软件的应用.从对八十年代以来的枯水年份的模拟情况来看,流量拟合结果均能达到乙级以上,这对于水资源短缺的黄河下游的引黄调度具有重要的参考价值.     

崇明岛"闸控型"河网水体富营养化特征及其影响因素

为研究崇明岛"闸控型"河网水体富营养化特征及其与环境因子的相互作用,以2010年各季节崇明岛河网水质数据为基础,探讨了环境因子与藻类的变化规律及其相互作用机制.结果表明:崇明岛河网水环境中营养盐水平较高,氮污染尤为严重.长江引水进入岛内河网水环境后,营养盐(除SiO₃-Si)、Chl.a含量和营养状态都出现了明显的升高.与长江引水相比,河网内藻类群落Chl.a贡献比例的变化主要表现为硅藻比例的下降以及蓝藻和绿藻比例的上升.尽管水温、pH、浊度以及营养盐中的TN、TP、NO₃^--N、DOC的变化均与Chl.a含量显著相关,但藻类群落对环境因子的响应关系存在较大差异.蓝藻的增加主要与水温和TP含量的升高有关;绿藻与TN、NO₃^--N的关系最为密切;硅藻的变化只与浊度存在明显正相关,营养盐并不是硅藻生长的促进因子.     

平原河网水体氮污染对氮循环菌的影响

采用最大可能数法对平原河网地区不同氮污染程度河道水体中浮游、颗粒附着及底泥中的氨化、亚硝化、硝化和反硝化菌进行测定,研究水体氮污染程度对氮循环菌不同种群的影响效应及其分布特征.结果表明,浮游、颗粒附着和底泥中亚硝化菌的丰度随着水体氮污染程度的增加而升高,但不同氮污染程度下氮循环菌种群结构组成之间差异不大,而浮游、颗粒附着及底泥生活类型之间的氮循环菌种群结构组成存在较大差异,其中浮游与底泥中氮循环菌种群组成结构之间差异最大.在氮污染水体中,浮游、颗粒附着和底泥氮循环菌中均以氨化菌为优势种群,显著高出其他氮循环菌种群多个数量级,而亚硝化菌和硝化菌丰度相对较低,反硝化菌在水体悬浮颗粒物上存在相对较高的丰度,不同氮循环菌种群组成比例存在失衡现象.     

典型网状河网区域土地利用和景观格局对地表季节水质的影响——以江苏省溧阳市为例

地表水质受区域景观组成及其空间配置的影响较大,了解景观特征与水质之间的关系可以极大地提高潜在污染的可预测性和污染物输出的评估能力. 以典型网状河网区域(江苏省溧阳市)为例,研究了土地利用和景观格局特征对地表季节水质的影响. 本研究基于2017年每单月从12个监测断面收集的21个水质指标,首先分析了多尺度缓冲区(500、1000、1500、2000、2500和3000 m)内土地利用和景观格局特征,然后通过主成分分析选取12个指标作为主要水质因子,采用冗余分析确定景观因子对水质指标的最佳影响尺度,最后采用偏最小二乘回归(PLSR)探究了最佳影响尺度下景观因子对季节水质的影响. 结果表明,2500 m缓冲区是该区域景观因子对水质指标的最佳影响尺度,旱季大多数水质指标PLSR模型的显著性和预测能力比雨季强. 雨季大多数水质指标都受园地、林草地、散布与并列指数(IJI)和香农均匀度指数(SHEI)的重要影响,并且这些景观因子与除pH和溶解氧浓度之外的其他水质指标均呈负相关. 在旱季,溶解氧、石油类、化学需氧量、总氮和总磷浓度受土地利用的影响最大; 另外,IJI是电导率、硫酸盐和亚硝酸盐氮浓度的最重要影响因子,而SHEI对硫化物和总悬浮物浓度的影响最大. 此外,景观指数对雨季水质的影响更大. 本研究结果揭示了网状河网区域土地利用/景观格局与季节性水质的关系,为区域水环境管理和景观格局优化提供了科学依据.     

数字流域模型的河网编码方法

在数字流域模型中提出了一种基于二叉树理论,并以二元形式表示的河网编码方法。这种编码方法能够实现任意河段的直接定位和高效的拓扑关系运算。阐述了数字流域模型河网编码方法的主要思路和基本定义,给出了这种编码方法对河网拓扑关系的描述方式,并结合实例分析了其数值特征。给出了数字流域模型的河网编码中若干具体问题的算法。     

河网海湾水动力联网数学模型

在一维显式、二维隐式水动力联网数学模型的基础上,建立了一种一维、二维全隐河网海湾水动力联网数学模型。该一维河网模型采用Preissmann四点隐式格式,用节点水位控制法进行数值计算,二维海湾模型采用改进型双向隐式(DSI)法进行数值求解。在河口一维、二维连接处,水力因子通过接口断面法传递,无需重叠一个一维河段来传递水力因子,避免了口门处二维网格需取较小尺度的问题。模型在珠江三角洲河网及横门、洪奇沥口门海域做了检验,验证结果表明,建立的河网海湾水动力联网数学模型是可行的,可以用于河网、河口治理工程的数值研究。     

基于SOM模型的珠江河口河网铊生态风险评估

珠江三角洲地区铊浓度的研究对粤港澳大湾区水资源保障具有重大意义。本研究在珠江河口河网选取了11个断面, 分别于枯水期和丰水期的大小潮四个水文时段对其表、中、底层进行同步采样和监测。分析了珠江河口与河网中铊的暴露情况以及其时间和空间的分布, 采用自组织映射神经网络(self-organizing maps, SOM)基因表达聚类分析的方法对528个铊浓度监测数据进行拟合。此外, 本研究基于潜在生态风险评价方法, 选取相应的系数, 运用SOM模型, 对珠江河口河网铊的潜在生态风险进行评估。结果表明, 珠江河口与河网铊的暴露水平整体上较低, 铊的浓度在空间上呈现为磨刀门>石龙>马口>伶仃洋>虎门>三水, 而在时间上则表现为丰水期小潮>丰水期大潮>枯水期大潮>枯水期小潮。SOM聚类分析结果表明, 珠江河口河网整体上潜在生态风险属于较低水平, 各断面的潜在生态风险程度从高到低依次为磨刀门>马口>石龙>伶仃洋>虎门>三水。本研究表明SOM聚类分析方法适合于重金属污染物聚类分析。