21世纪黑河流域降水统计降尺度及预估北大核心CSCD

借助第五阶段国际耦合模式比较计划(CMIP5)多模式集合数据、欧洲中期预报中心再分析资料及黑河流域站点观测记录等,检验了模式降水估计偏差,设计了3种降尺度方法,对2011~2100年模式集合预估降水做了降尺度偏差订正。结果表明,即使去掉模式气候飘移,在黑河流域的模拟或估计降水偏差依然较大。本文选用15个CMIP5模式集合做降水预估。依据贝叶斯模式平均(BMA)和多元线性回归(MLR)构造降尺度模型,其因子有700 hPa位势高度场、经向风和比湿等。检验表明,两种降尺度模型各有优缺点,BMA降尺度降水平均值精度较高,但方差和相关系数较低;MLR的方差和相关系数均较高,但在黑河下游极端干旱区或少雨季节易出现“负降水”偏差。在降尺度模型中加入模式降水因子后,BMA的降水方差和相关系数均有明显提高,MLR的负降水问题得到一定程度抑制。BMA模型在黑河上游最优,MLR在中、下游及整个流域最优。因此,选用BMA和MLR对RCP4.5情景下2011~2100年的降水预估做降尺度偏差订正,结果表明,经BMA和MLR降尺度后预估的整个黑河流域降水呈下降趋势,相对于1971~2000年参考期,流域前期(2011~2040年)、中期(2041~2070年)、后期(2071~2100年)降水下降率依次为−9.7%、−12.5、−12.1%,即前、中期降水明显减少,后期变化不大。其中上游降水有一个弱的增加趋势,其变化率依次为1.4%、1.6%、2.3%;中游降水呈明显减少趋势,其变化率依次为−16.3%、−21.4%、−22.6%;下游降水前期减少,中、后期明显增加,其变化率依次为−13.0%、4.2%、21.4%。该预估结果表明,随着全球气候暖化,黑河上游祁连山区降水会缓慢增加,但中游农耕区降水明显减少,流域水资源供需矛盾可能会进一步加剧。因此,黑河流域未来的分水方案及相关的生态、农业、经济等发展规划需要据此做一些调整,以适应未来气候和黑河流域水资源的可能变化。     

近60年来中国主要流域极端降水演变特征

在全球增暖背景下,中国极端降水事件及洪涝、干旱等次生灾害近年来频发,严重影响生态系统、人民的生产生活和社会经济发展。本文基于气候变化检测和指数专家组（ETCCDI）定义的10个降水指数,利用中国台站日降水资料,系统分析了1961～2017年中国及九大流域片降水变化情况,并利用空间场显著性检验考察不同降水指数的显著变化是否与外强迫作用有关。结果表明,各降水指数的变化具有区域性特征。整体而言,全国范围内平均降水、降水强度、极端强降水和连续性强降水呈增强趋势的台站数多于呈减弱趋势的台站数,呈显著增强趋势的台站占比不可能仅由气候系统内部变率引起,还受到外强迫的影响。此外,中国大部分站点连续干旱日数（CDD）减少,观测中CDD呈显著减弱趋势的台站占比也与外强迫作用有关。九大流域片中,内陆河片能够观测到平均降水、降水强度、极端强降水和连续性强降水的增多以及连续干旱日数的减少,有洪涝灾害增多的风险,且上述变化可归因为外强迫的作用。长江流域片、东南诸河片和珠海流域片平均降水、极端强降水和连续性强降水均增强,其中强降水的变化与外强迫作用有关。西南诸河片极端强降水增强,但大部分站点CDD呈增加趋势,有干旱增加的风险。黄河流域片、海河流域片、淮河流域片及松辽河流域片的大部分站点及区域平均结果中,降水指数多无显著变化趋势。增暖背景下,不同流域片呈现出不同的降水变化特征,将面临不同的气候灾害风险。     

水生态屏障适宜宽度界定研究进展

在总结水生态屏障研究历程的基础上,对水生态屏障的概念进行了探讨,提出了水生态屏障的定义。从河流、湖泊、水库3种主要水生态屏障类型说明水生态屏障的主要功能及适宜宽度研究进展,并从生态学、水文学、地理学、遥感学的技术应用评述了水生态屏障宽度的界定方法。目前,对水生态屏障适宜宽度的标准还缺乏统一的认识,流域尺度下水库生态屏障适宜宽度的界定是水生态屏障宽度界定面临的难点问题,提出综合水文学、生态学、环境科学及地形、遥感、地理信息等多学科理论及技术手段构建流域尺度的生态水文模型是界定水生态屏障及其水库生态屏障适宜宽度的有效方法。     

DETERMINING GROUNDWATER SUSTAINABLE YIELD IN BASINS:A CASE STUDY OF YINMA RIVER BASIN

地下水可持续开采量的确定与评价既是合理开发地下水资源的基础,又是水文地质学研究中的难点.为克服没有统一的评价标准以及对众多约束条件难以定量化计算的难点,本文从提高流域内整体水资源的利用率出发,综合考虑了流域水资源整体开发利用效益和生态环境需水,以及人工调蓄作用对地下水系统的影响作用,提出了流域地下水可持续开采量的概念;论述了所提出概念的内涵;建立了由流域水循环模拟模型、水资源开发综合效益模型和可持续开采量优化模型组成的流域地下水可持续开采量的评价体系,将流域水循环模拟模型作为研究平台,以水资源开发的综合效益模型作为选优依据,以不同生态环境需水条件为约束条件,对施加其上的各种不同调控措施进行模拟,最后通过性价比的综合分析与评估,得到可持续开发方案下的流域地下水可持续开采量.以吉林省饮马河流域为例展开实例应用,确定饮马河流域最满意的开发模式下,即水库高比例供水(水库供水4.850×108m3),保证河道适宜生态需水时,饮马河流域地下水可持续开采量为2.516×108m3/a.     

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。     

太原市饮用水源地水质评价研究

运用层次分析法对汾河流域静乐县断面、岚县断面及娄烦县断面的水体质量进行评价,并确定水质优劣顺序,为优先污染控制以及水环境决策提供科学依据。评价结果为岚县断面监测水质较好,娄烦县断面次之,静乐县断面监测水质较差。在水质较差的断面应加大环保投入,加强水质管理,从根本上改善流域水质现状。     

化解白洋淀水源危机对策分析

20世纪80年代以来,白洋淀出现连续5年干淀现象,为解决白洋淀干淀,通过调用上游王快、西大洋、安格庄三座水库水量,以及通过"引岳济淀"、"引黄济淀"保证了白洋淀正常生产、生活、生态用水需求。本文通过对引用水源地、引水沿途损失进行分析,提出化解白洋淀水源危机措施,为调水济淀提供了理论保障。     

攀西宁南-会东地区水系沉积物地球化学异常多元统计评价

宁南-会东地区水系沉积物地球化学异常以Pb、Zn异常为主,以汇水域异常为研究单元,对全区82个流域单元进行因子分析,圈定甲类流域单元异常10处,乙类流域单元异常18处,丙类流域单元异常51处,丁类流域单元异常3处,在分析铅锌矿成矿地质条件和已知铅锌矿床(点)的空间特点的基础上,采用多元统计方法,对本区水系沉积物地球化学异常进行了分类评价。     

基于DEM的活动构造研究

地形地貌参数指标是分析区域活动构造的有力工具。本文以渭河上游流域的活动构造研究为例,通过提取地貌的参数指标,如面积-高程积分(Hi)、流域盆地不对称度(AF)、山前曲折度(Smf)以及谷底宽度与谷肩高度的比值(Vf)、盆地形状指数(Bs)等,然后对地貌参数指标等级进行算术平均化(S/n),可得到区域的相对构造活动程度(Iat),分为:低、中等、高、较高四类等级。研究认为渭河上游流域的构造活动程度相对高(Iat=1.50),这种方法对探讨整个区域活动构造的差异性具有很好的效果和意义。     

蜀南地区二叠系茅口组古岩溶地区水系分布及岩溶地貌单元特征*

蜀南地区茅口组为一套沉积稳定的巨厚层生物碎屑灰岩,基质致密性脆。中二叠世末的东吴运动使蜀南地区茅口组顶部发育古风化壳岩溶,古岩溶地区水系控制着古岩溶的发育和演化。在研究古地貌恢复方法的基础上,分析研究区地层特征和区域构造背景,采用印模法进行古地貌恢复,进而研究了古岩溶地区的水系发育特征。在此基础上,结合风化壳表面侵蚀溶蚀特征、沉积物性质、地貌组合形态、钻井和地震资料,把研究区划分为岩溶台地、岩溶陡坡、岩溶缓坡及岩溶盆地4种二级地貌单元和溶丘洼地、岩溶槽谷、峰林平原等10种三级地貌单元,进一步分析了各种地貌单元的岩溶特征,为下一步的储集层预测提供了有利的目标。