Water ecological function zoning in Heihe River Basin,Northwest China

Rapid urbanization coupled with increase in population growth rate in recent years has accelerated economic pressure on the ecological environment leading to a gradual deterioration of global and regional environment. This has particularly resulted into water contamination and shortage of water resources thus posing a great threat to human survival. How to guaranteeing sustainable use of basin water resources has attracted more and more attentions. The Heihe River Basin is the secondary longest river inland China and the significantly water source of Hexi Corridor, the problem of water pollution, ecological environment deterioration and the shortage of water has seriously threatened the ecological system of the Heihe River Basin. In this study, through depicting the characteristics of natural environment, human activities, water ecosystem services and other factors in Heihe River Basin we delineated the water ecological function in Heihe River using the principal components analysis and the K-means clustering method. In the study, Heihe River Basin is divided into 3 primary level areas and 8 secondary level sub-areas. Water ecological characteristics analysis showed that the spatial distribution of the water ecological function of Heihe River Basin was not uniform, which are mainly showed in three aspects, function of windproof and sand fixation, function of soil erosion prevention and function of water sources conservation. The results of this study can provide effective and scientific theoretical references for the integrated water sources management and the ecological function optimization of the Heihe River Basin.     

祁连山黑河山区土地适宜性评价

以黑河山区为研究区域,利用Logic回归模型和空间分析技术对山区土地利用进行适宜性评价.以2011年土地利用现状数据作为背景值,构建气温、降水、海拔、坡度、人口密度、水系、交通网、村镇分布8种因子的评价指标体系.采用多尺度训练的方法确定适宜性评价最佳模拟尺度,对土地利用数据和评价因子进行Logic回归分析,得到评价因子对土地利用适宜性的影响程度.利用Spatial Analyst模块对对黑河山区土地适宜性进行评价,为区域土地资源合理利用提供科学参考.结果表明：（1）适宜性评价最佳尺度为210 m（ROC=0.79）.（2）Logic回归结果显示,坡度、气温（β_Temp=1.11）、降水对林地、草地的影响程度较高,同时距道路距离、人口密度（β_Pop=-0.555）对其分布也有重要影响.（3）山区土地利用适宜性排序为：Max_林地=Max_耕地 > Max_建设用地 > Max_裸地 > Max_草地 > Max_水域,林地与耕地最高,适宜性达到0.99.     

黑河中游地区作物用水效率比较及种植结构调整方向研究

黑河流域地处西北干旱区,水资源短缺是限制其中游绿洲农业发展、下游生态环境保护的首要原因。该流域的中游绿洲农业用水约占总用水量的80%,因此农业节水对流域发展至关重要。在干旱区绿洲农业节水探索中,众多学者主张通过节水技术来提高用水效率,而关于农业种植结构调整对农业节水影响的定量研究较少。本文采用2012年黑河流域蒸散发数据、土地利用数据、降水数据和农业经济统计数据,定量分析黑河中游主要作物需水特征和用水效率差异,尝试从调整作物种植结构角度为其绿洲农业节水提供依据。结果表明：(1)研究区4种主要作物中,玉米生长期需水量最大,其次为小麦、油菜和大麦;(2)考虑降水补给,发现大麦和油菜生长需水可很大程度上依赖降水,而小麦和玉米则需要灌溉,且玉米灌溉需水量远超小麦;(3)作物用水效率由高到低依次为大麦、油菜、小麦和玉米。从用水效率角度而言,考虑种植区位,在黑河中游适当扩大小麦种植规模更有利于提高中游农业用水效率。     

祁连山中部亚高山草地作物系数估算

利用Lysimeter蒸散仪于2011-2014年对祁连山中部黑河上游天涝池流域亚高山草地实际蒸散量进行观测。用FAO Penman-Monteith模型对草地参考蒸散量进行估算,根据草地植被高度结合气象数据,以估算日尺度作物系数,以估算的作物系数与模拟的参考蒸散量计算草地实际蒸散量,并用观测值进行验证。结果表明：FAO改进后的作物系数计算方法适合该区域草地作物系数的计算;以FAO Penman-Monteith模型估算的日蒸散量为0.50~7.26 mm,生长季日均蒸散量有年际变化,2011年 > 2014年 > 2012年 > 2013年。总体来看,土壤蒸发总量年际变化不大,影响蒸散量年际变化的主要部分是植被的蒸腾。     

Coupling of a simultaneous heat and water model with a distributed hydrological model and evaluation of the combined model in a cold region watershed

Snow and frozen soil prevail in cold regions worldwide, and the integration of these processes is crucial in hydrological models. In this study, a combined model was developed by fully coupling a simultaneous heat and water model with a geomorphologically based distributed hydrological model. The combined model simulates vertical and lateral water transfer as well as vertical heat fluxes and is capable of representing the effects of frozen soil and snowmelt on hydrological processes in cold regions. This model was evaluated by using in situ observations in the Binggou watershed, an experimental watershed for cold region hydrology of the Watershed Allied Telemetry Experimental Research Project. Results showed that the model was able to predict soil freezing and thawing, unfrozen soil water content, and snow depth reasonably well. The simulated hydrograph was in good agreement with the in situ observation. The Nash–Sutcliffe coefficient of daily discharge was 0.744 for the entire simulation period, 0.472 from April to June, and 0.711 from June to November. This model can improve our understanding of hydrological processes in cold regions and assess the impacts of global warming on hydrological cycles and water resources. Copyright © 2012 John Wiley & Sons, Ltd.     

黑河流域生态—水文过程综合遥感观测联合试验总体设计

介绍了"黑河流域生态—水文过程综合遥感观测联合试验"的背景、科学目标、试验组成和试验方案。试验的总体目标是显著提升对流域生态和水文过程的观测能力,建立国际领先的流域观测系统,提高遥感在流域生态—水文集成研究和水资源管理中的应用能力。由基础试验、专题试验、应用试验、产品与方法研究和信息系统组成。其中,①基础试验:搭载微波辐射计、成像光谱仪、热像仪、激光雷达等航空遥感设备,开展一系列关键生态和水文参量的观测;发展遥感正向模型及反演和估算方法。形成覆盖全流域的水文气象综合观测网,为流域生态—水文模型研究提供更有代表性的模型参数、驱动数据及更高精度的验证数据。构建无线传感器网络,度量生态水文模型所需的若干关键的驱动、参数和模型状态的空间异质性。开展航空遥感定标和地基遥感试验。依托传感器网络,并辅之以地面同步和加密观测,开展遥感产品真实性检验。②专题试验:开展"非均匀下垫面多尺度地表蒸散发观测试验",采用密集的涡动相关仪、大孔径闪烁仪与自动气象站的观测矩阵,为揭示地表蒸散发的空间异质性,实现非均匀下垫面地表蒸散发的尺度扩展,发展和验证蒸散发模型提供基础数据。③应用试验:在流域上、中、下游分别开展针对积雪和冻土水文、灌溉水平衡和作物生长、生态耗水的综合观测试验,将观测数据和遥感产品用于上游分布式水文模型、中游地表水—地下水—农作物生长耦合模型、下游生态耗水模型,通过实证研究提升遥感在流域生态—水文集成研究和水资源管理中的应用能力。加强试验将在2012年5月起按中游、上游、下游的顺序展开,全流域持续观测期为2013—2015年。在各类试验的支持下,开展全流域生态—水文关键参量遥感产品生产,发展尺度转换方法,建立多源遥感数据同化系统。     

黑龙江黑河八车力矿区及外围隐伏矿体预测及查证

为查明八车力矿区及其外围资源潜力,在综合该矿区已有资料信息的基础上,采用地质草测、土壤地球化学测量、激电中梯测量等方法,对八车力矿区及外围进行Au、Mo 隐伏矿体预测和定位,并实施了探槽和浅井地表工程验证,发现了5 条Au、Ag 矿脉和隐伏钼矿体一处。该矿点的发现是利用地质、物化探等综合信息方法找矿的成功范例。     

新版数字黑河信息系统的设计与实现

随着黑河流域时空数据的快速增长,已有的黑河信息系统在共享效率、数据分析及平台架构等方面存在缺陷,已无法满足现实的需要。本研究针对目前平台的缺陷重新设计新版数字黑河信息系统（NDHRIS）的整体框架,从观测、数据及模型三个角度实现新版数字黑河信息系统的新功能。首先从基础设施、服务及应用三个层面介绍系统整体设计,其次详细阐述系统实现的关键技术及功能改进,最后,讨论了该系统仍然存在的问题及未来发展方向。目前该系统已业务化运行,数据量超过5 T,共1 058条元数据,向大约100个研究所和50个项目提供了大约8 TB数据集和5 000个数据服务,有效提升了黑河流域科学数据的共享效率,支撑全球寒区监测计划的实施。     

黑河流域中游水资源管理决策支持系统设计与实现

针对黑河流域水资源管理面临的实际问题以及各决策部门之间的关系,以决策支持系统三库结构为基础,构建了黑河流域中游水资源管理决策支持系统(HD).系统采用了客户端/服务器(C/S)和浏览器/服务器(B/S)两种架构,并根据黑河流域中游水务管理决策部门之间的行政级别,设计了系统功能访问权限控制机制和数据审核机制.基于C/S结...     

黑河中游水资源开发利用与管理的历史演变

从历史的角度探讨了黑河中游水资源开发利用与管理的演变过程.辨别了历史上不同时期黑河中游水资源管理的状况,分析了兴衰的原由,探讨了水资源管理演变的趋势、特征以及存在的问题,总结了历史上可资借鉴的经验,说明资源管理问题与社会问题和其他问题相互之间是不断转化的,对策措施集合也是不断调整的.简要论述了部分历史经验在建立水资源利...