平原河网区水利工程调控下水文连通变化

在水利工程建设及其人为调度的影响下,平原河网水系连通程度发生了巨大变化。为此,针对平原河网区水文连通难以模拟的问题,在现有水系结构连通的基础上,将水利工程的运行纳入水文连通的评价体系,提出一种适用于平原河网区水利工程调控下的水文连通评价指数（SLCI）。该指数从水闸通过概率、水流分流能力及河网连通程度,从点—线—面分尺度逐步评价不同调度规则下汛期与非汛期水文连通的动态变化。并且,该指数以格网为评价单元,结合反映地理要素空间集聚性的Getis-Ord G_i^*指数,相比行政单元、水利片区等大尺度评价单元,能够更精细地描述水文连通空间上的分异性。太湖流域武澄锡虞区是一个典型的平原河网区,本指数在该区域进行了应用,得到以下结果：受到水闸调控的作用,武澄锡虞区非汛期时平均水文连通指数为0.66,汛期时平均水文连通指数则为0.50。另外,非汛期时水文连通集聚空间范围比汛期时高5%。其中,非汛期与汛期连通高值区SLCI值分别为0.93与0.87,低值区SLCI值分别为0.25与0.16。本文提出的水文连通评价指数可为有关部门开展长三角地区水系建设工作提供理论支撑,也为开展人为调控下平原河网区水文连通评价提供新思路。     

基于GAMLSS模型的水文干旱指数研究——以玛纳斯河流域为例

传统的水文干旱指数是在一致性条件下确定的,而在非一致情况下水文干旱指数的识别精度受到质疑。特别是当全球气候发生剧烈变化的时候,应用合适的干旱指数可以增加干旱预警的精确度。一般在非一致情况下,通常会认为干旱指数的概率分布参数服从时间或者其他协变量的线性或者非线性变化。因此以玛纳斯河流域肯斯瓦特站为例,构建以时间为协变量的GAMLSS模型,建立非一致情况的标准化径流指数SRI_ns,并对比分析,讨论其适用性。结果表明：① 肯斯瓦特站1957—2014年期间,径流量的变化趋势比降水和气温的变化趋势更为明显,径流发生明显变化主要集中在秋季和冬季,降水全年各月的变化趋势不明显,气温则在春季和夏季变化较剧烈。② 通过对比研究区1957—2014年内有历史资料记载的历史干旱事件,SRI_ns对于研究区干旱事件的识别更准确,SRI_ns识别的严重干旱和极度干旱事件的发生频率要比SRI_s高。③ 通过游程理论识别出干旱特征变量,将干旱特征变量采用均匀分布随机化处理可以提高干旱历时序列的拟合精度。干旱特征变量序列的最优分布均为对数正态分布。④ SRI_ns和SRI_s的干旱特征变量的二维联合分布的最优Copula函数均为joe函数。通过对比干旱特征变量二维联合概率和重现期,SRI_ns可以缩小风险区间,增加干旱风险预警的精度,因此更适用于该研究区的干旱预测与风险评估。     

干旱区间歇性河流河道两侧地下水运动模型及其求解方法

由于上中游水资源的过多开发利用,我国西北干旱区有些内陆河下游来水量急剧减少,从以前的常年性河流逐渐转变成现在的间歇性河流,给当地带来了一系列严重的生态环境问题。根据间歇性河流河道充水和停水过程周期性重复出现的水文特征,建立了河道两侧区域地下水运动的一维非稳定流模型,提出了把流量边界条件与水位界条件相互转换来求解模型的一种方法。最后应用上述模型分析西北某内陆河下游间歇性输水条件下河道两侧地区地下水位恢复状况,为输水生态效应的定量评价提供了理论基础。     

扶沟局依法取缔八十四个非法采沙点

过去,该县个人非法采沙时有发生,造成地表下沉。由于监管不力,打击力度较小,使非法采沙行为越来越猖獗,群众意见很大。针对这一情况,扶沟县国土资源局下定决心,硬起手腕,加大执法力度,制定强硬措施,严厉打击非法采沙取土行为。     

自动连续称重式集沙仪设计及野外应用

集沙仪是定量监测风沙活动的重要工具。设计了一种自动连续称重式集沙仪,可以根据试验需要采集不同高度沙样,每分钟收集一次质量数据,实现高频连续集沙。试验结果显示,自动连续称重式集沙仪在15、30、60 cm高度的集沙量满足随高度增加呈指数减少的规律;在15 cm高度,风速与输沙通量呈指数函数关系(y=6E-05·e0.8417x,R2=0.6042),随集沙高度升高输沙通量与风速相关性减弱。自动连续称重式集沙仪与新型平口式集沙仪所测的输沙通量具有很好的一致性(y=0.8119x+0.2645,R2=0.7481)。自动连续称重式集沙仪虽然在稳固性方面需要改良,但能够很好地捕捉高度在15 cm以下沙物质的输移信息,野外应用效果良好,是一种适合野外高精度风沙活动自动监测的新型测量工具。     

青藏高原红梁河风沙动力环境特征

青藏高原红梁河沙地广布,目前对其风沙活动规律认识不足,不利于开展防沙工作。为此,通过野外观测和室内分析、计算等方法,对红梁河的风沙动力环境特征进行研究。结果表明:红梁河年起沙风向以N风为主,冬春季输沙势(DP)、合成输沙势(RDP)大,夏秋季输沙势、合成输沙势小,合成输沙方向(RDD)年内变化较小。年输沙势为249.84VU,属于中风能环境,年合成输沙势为242.92VU,年方向变率指数(RDP/DP)为0.97,属于大比率,年合成输沙方向为173.8°,为S方向。八方位年实测输沙总量为434.33kg·m^-1,以SW方向的输沙量最大。     

亚热带城市湖泊与河流CO2气体通量特征及其影响因素

湖泊、河流等内陆水体是连接陆地生态系统和海洋的“长程碳环路”的重要节点,也是温室气体二氧化碳(CO₂)排放源,在调节陆地、海洋间的碳迁移转换中发挥着重要作用。相对于自然水体,城市水体因面积小、水深浅且受监测方法限制,水-气界面碳通量经常被忽略。为探讨我国亚热带城市水体温室气体排放特征,本研究以湖南省长沙市典型城市水体,包括洋湖、西湖、松雅湖、月湖4个湖泊和湘江长沙段为研究对象,分别于2022年4和10月采用光化学反馈-腔增强吸收光谱法(OF-CEAS)和扩散模型法对水-气界面CO₂通量进行对比测定。结果表明,长沙城市湖泊与河流春季为CO₂排放源,秋季为吸收汇,河流水-气界面CO₂通量呈显著季节差异。河湖之间CO₂通量在春季表现为显著差异,秋季差异不显著。CO₂通量与水体溶解氧、水体总氮浓度等呈显著正相关。2种方法的CO₂通量对比测定在湖泊上显著相关,但对河流而言相关性不显著。研究揭示的城市湖泊与河流CO₂气体的排放特征有利于深入探究城市水体碳的迁移转化,可对全面了解全球气候变化过程和河湖湿地温室气体减排和调控提供科学支撑。     

基于多站水力几何法的黄河源区河流流量估算研究

河流流量多通过水文观测站获取,但受复杂地形、恶劣气候等因素限制,许多地区缺少相关水文观测数据。多站水力几何(AMHG)法仅根据河流宽度的时空变化即可计算出流量,在本质上扩展了传统的单站水力几何(AHG)法。该文以典型水文资料缺失地区黄河源区为研究对象,在GEE平台上基于Landsat8和Sentinel-2影像提取河道掩膜,采用RivWidth＿v04工具自动提取不同时相影像的河流宽度,分析AMHG方法在研究区的适用性和模拟精度。结果表明：1)应用RivWidth＿v04提取河流宽度精度较高,使用高分辨率遥感影像可降低河宽误差;2)2015-2021年玛曲、军功河段AMHG-Landsat模拟值与实测值的纳什效率系数(NSE)分别为0.75和0.67,均方根误差(RMSE)分别为155.66 m³/s和225.15 m³/s,相对均方根误差(RRMSE)分别为34.04%和38.86%,模拟结果均较好;3)结合高分辨率Sentinel-2影像可以增加河流流量的估算频次,更好地反映研究河段的水文过程,提高AMHG方法在河流监测和水资源管理领域的...     

都江堰水利系统的地球科学思想

岷江中游的都江堰水利系统为256BC战国时代蜀郡太守李冰主持修建,经长期发展完善,至今仍发挥着巨大的作用,为世界上使用历史最长的古老水利系统.该水利系统利用岷江由上游山区进入中游平原的自然条件,根据河流地质作用的原理,因地制宜,因势利导,修建了分流、泄洪、治沙和引水等工程,达到了灌溉、防洪和通航的目的.而且,设置了相应的监测设施,确立了维护制度,营造了我国西部地区最大的水田农业生态区,与岷江上游山地森林生态区组成森林-水田农业生态系统.     

鄂尔多斯高原古城夯层沙的环境解释

在2005年野外实地考察过程中,于内蒙古自治区准格尔旗十二连城、神木县大保当古城、鄂托克前旗巴彦呼日呼等古城址城墙中发现“夯层沙”。实验分析表明其成因皆为风成,堆积时代应在建城之前,反映当时地表流动沙丘或半固定、固定沙丘的广泛分布,由此证明鄂尔多斯地区的沙漠在人类大规模开发之前即已存在。这一重要发现为研究本区土地退化、沙漠化等问题提供了新的依据,对西部大开发战略重点之一的生态环境保护与建设具有特殊的历史借鉴意义。