近50年黄河上游径流量与气候变化特征研究

根据1956-2010年唐乃亥水文站逐月径流量资料和1961-2009年黄河上游兴海、泽库、玛沁、达日、久治、玛多6个代表站的降水量、气温资料,分析了唐乃亥站径流量与黄河上游地区降水和气温的气候变化特征及其关系.结果表明:春、夏、秋、冬季的径流量分别占年径流量的14.9%、2.9%、34.7%、7.5%;唐乃亥站年和四...     

黄河中游一次中层低涡暴雨的中尺度数值模拟

本文采用改进的ＭＭ４中尺度模式模拟系统对造成１９８２年７月２９日－８月２日黄河中游特大暴雨过程后一阶段强降水的低涡系统进行了中尺度数值研究。结果表明：与强降水密切相关的该中尺度系统是在登陆台风外围东南风急流影响下发展起来的具有斜压性的中尺度低涡，其风场上最强的气旋性涡旋在对流层中层。它非登陆台风变性而成，而是由新生低涡发展而成的一个对流场中高层涡旋。造成暴雨中尺度低涡发展的主要机制是非绝热湿过程。     

对构建流域"大水文"理念,推进黄河流域水文一体化管理的思考与探索

在人民治理黄河60周年之际，党和国家领导人分别就治黄工作做出了重要批示，这意味着在实现“维持黄河健康生命”终极目标的进程中，水文工作将要承担的责任更大，提供的基础支撑更全。而以往“平面水文”和“区域水文”等“小水文”的理念已无法满足黄河治理开发的需求。因此，在新的形势下，黄河水文提出了“大水文”的创新理念与发展战略，要在流域内率先实现黄河流域水文一体化管理，从而大幅提升黄河水文的服务能力和管理水平。     

1766-2000年黄河上中游汛期径流量波动特征及其与PDO关系

利用清代黄河上中游3个站点的志桩尺寸记录,通过建立回归模型反演了1766-1911年的逐年径流量,重建了兰州、青铜峡和三门峡1766-2000年的逐年汛期径流量序列,再结合河源段唐乃亥站1766-2000年的逐年径流量,构建了河源—上游—中游4个站点的径流量序列,这是目前利用历史文献记录能够获得的最为清晰的黄河径流量曲线。研究显示,19世纪中期出现在黄河下游的沉重“河患”是由青铜峡—三门峡河段内的径流量突变所致,而20世纪20年代的枯水时段从河源段到中游段都存在,但其不是突变造成。同时,研究也揭示出太平洋年代际振荡（PDO）与黄河上中游径流量在年代际尺度上存在着阶段性的反相位关系,20世纪前期和中期,8~16年尺度上在4个站点的径流量都有反相位关系出现;在19世纪30-50年代,PDO与流量在4~6年尺度上的反相位关系在兰州和三门峡断面都较为明显。交互小波分析显示,PDO与黄河上中游汛期水量在8~16年尺度上存在着较为明显的反相关关系,但只存在于三门峡和兰州断面。这一关系也许表明,黄河上中游产流区的夏季降雨量与PDO的关系具有较为明显的时间和空间差异性。     

融合气象要素时空特征的深度学习水文模型

针对现有深度学习水文模型未能充分刻画气象要素空间特征的问题,本文基于主成分分析(PCA)方法提取气象要素空间特征,利用长短时记忆神经网络(LSTM)学习长时序过程规律,构建融合气象要素时空特性的深度学习水文模型PCA-LSTM。以黄河源区为研究区域,利用LSTM模型和物理水文模型THREW作为比对模型,基于高斯噪音法系统评估PCA-LSTM模型的适用性和鲁棒性。结果显示：PCA-LSTM模型径流模拟纳什效率系数为0.92,高于比对模型LSTM和THREW,表明模型具有较高的精度。研究结果可为流域高精度水文模拟提供参考。     

1990年以来黄河第一湾齐哈玛河段砾质网状河的演变特征

黄河第一湾的网状河型因其砾石质的河床质而与砂床质网状河明显不同,但是其具体的冲淤特性、河道与河间地的稳定性等是否与砂质网状河具有相似之处,尚待揭示。以齐哈玛乡主河道长约为12 km的砾石质网状河段为研究对象,利用1990年、2001年、2013年和2016年共4期Landsat遥感影像数据和2011年与2013年两期Google Earth高分辨率图像数据,结合野外采样观测分析其1990-2016年间的平面形态变化与沉积特征。结果表明：砾石质网状河整体具有很高的稳定性,众多分支河道与河间地无明显冲淤现象。网状带面积仅增加2.43%,陆地与水体面积比例接近1∶1;网状带部分小型河间湿地及河间岛屿呈现碎片化现象,导致河间湿地个数逐渐增加,最大增加率为62.16%。河道主流线长期左右迁移交替变化,且变化率相对稳定,受主流线迁移的影响,主河道内部河间岛屿形态变化较大,其河岸变化率为5 m/a。网状河众多支河道非常稳定,平均河宽变化率仅为1 m/a左右。河岸沉积物以细砂或粉砂为主,黏土含量较高,粒度分布曲线呈现多峰,这与砂质网状河流河岸以泥质沉积物为主略有不同,但河岸及河间湿地茂密的植被保护了众多分支河道免受侵蚀、维持了河道的稳定性,这也是砾石质网状河流体系具有高稳定性的重要原因。     

基于聚类的黄河上游干流地区滑坡特征研究

利用2015年Google Earth遥感数据,提取并分析了黄河上游干流地区的滑坡灾害分布情况;采用Ward系统聚类分析法,对坡顶、坡脚、岩性、长度、宽度、厚度、面积、方量、坡度、坡向、年均降雨量、日最大降雨量、原始斜坡坡高和原始斜坡坡度展开研究,并通过数据挖掘,得到了隐含的、潜在的滑坡特征信息;以定性与定量相结合的方法,系统地分析了黄河上游地区滑坡灾害的特征和规律。研究结果表明,(1)研究区的空间展布形态主要包括半圆状、舌状、长弧状、矩形状、三角状、葫芦状和梯形状7种;(2)从空间分布特征上共发现各类滑坡162处,主要集中分布在群科—尖扎盆地;(3)研究区滑坡外在特征和隐含的内在特征十分丰富,经过分析和定义得出偏重环境特征、角度特征、方向特征、单一形状特征和综合形状特征5类特征。     

从水流挟沙力和河槽形态规律分析黄河调水调沙

在分析水流挟沙力和河槽水力形态规律的基础上，研究调节流量、含沙量和泥沙组成的优化组合，解决河道输沙减淤和河槽相对稳定问题，提出调水调沙方向。达到合理利用水资源和河道减淤与治理相结合的目的．     

基于遥感影像的黄河内蒙古段冰-水分类研究

及时获取凌汛期河冰和水体的空间分布特征,对于预测冰凌灾害、提高防凌信息化管理水平有重要意义。遥感技术是当前获取河冰和水体空间分布的最主要手段之一。但是,黄河水体有大量悬浮泥沙,这给基于遥感技术的高精度冰-水分类带来了挑战。以黄河内蒙古段为例,基于Landsat 8 OLI遥感影像数据,在利用归一化积雪指数（NDSI）及河道矢量数据排除无关地物的基础上,对比了近红外波段反射率值、归一化差异水体指数（NDWI）、归一化积雪指数（NDSI）、改进的归一化积雪指数（MNDSI）以及归一化差异未封冻水体指数（NDUWI）在黄河内蒙古段典型河道河冰、水体分类中的表现,计算各指标总体分类精度及Kappa系数并进行阈值稳定性分析。结果表明：在利用NDSI和高清历史影像排除河道外无关地物后,NDUWI在各子段影像中的总体分类精度和Kappa系数均达到90.00%及0.90以上,其河冰、水体最优区分阈值大体分布于阈值中值附近。研究结果可为凌汛期黄河冰凌监测方法的选取以及冰上爆破位置的拟定提供依据。     

2009/2010年黄河源区高寒草甸下垫面能量平衡特征分析

以青藏高原黄河源玛多为实验区, 基于TRM-ZS1气象生态环境监测仪2009年11月1日至2010年10月31日辐射及能量通量观测数据, 采用波文比能量平衡法, 进行了该区域潜热和感热通量的估算, 分析了黄河源区高寒草甸下垫面辐射收支, 潜热、 感热和土壤热通量在不同季节的分配, 对该区域冬季地面加热场强度的变化进行了研究.结果表明: 该区域总辐射、 净辐射较强, 总辐射平均日积分值为18.06 MJ·m^-2·d^-1, 净辐射平均日积分值5.95 MJ·m^-2·d^-1, 曾观测到高达979.5 W·m^-2的净辐射通量.全年地表平均反射率为0.30, 接近于荒漠和半荒漠下垫面的反射率.植物生长季土壤湿度和冬、 春季地面积雪是影响该区域地表反射率的两个最主要因素.该区域感热通量年积分值为742.68 MJ·m^-2·a^-1, 潜热通量年积分值为1 388.58 MJ·m²·a^-1, 全年中地表以潜热方式传递热量为主.分季节分析, 冬季感热潜热强度相当, 春季以感热为主, 夏秋季则以潜热为主.土壤热通量年积分值为38.06 MJ·m^-2·a^-1, 全年热通量在热量平衡中约占1.8%, 但季节分配不平衡, 在冬季, 有|G|>H+LE, 土壤热通量是热平衡最大的分量.该区域地表全年向大气释放热量, 地表对大气而言是热源.