SWAT模型在土地利用/覆被变化剧烈地区的改进与应用

人口增长、气候变化、制度变迁、城市化等均会导致土地利用/覆被的变化,进而引起流域水文过程（截留、入渗、蒸散发和地下水补给等）和水循环过程的改变。当前,由于逐年土地利用/覆被数据获取困难、水文模型本身计算缺陷等问题,所有在流域尺度上开展的借助水文模型进行的土地利用/覆被变化影响下的水文模拟研究都存在一个共同缺点,就是采用的水文模型并不能逐年调用土地利用/覆被数据,即水文模型无法真实体现或模拟土地利用/覆被的时空变化。SWAT作为一个广泛应用的分布式水文模型,在其模拟期内,不能逐年调用土地利用/覆被数据,即在进行水文模拟时忽略了土地利用/覆被时间上的变化,这可能会影响其在土地利用/覆被变化剧烈地区（如黑河中游）的应用。黑河流域是典型的内陆河流域,也是中国西北地区第二大内陆河流域。黑河中游是黑河流域的径流耗散区。本文针对SWAT模型在考虑土地利用/覆被变化时的缺点,对其进行了改进并开发出能够逐年调用土地利用/覆被数据的LU-SWAT模型。在土地利用/覆被变化剧烈的黑河中游对SWAT和LU-SWAT模型的径流模拟效果进行比较,发现LU-SWAT模型更适用于黑河中游水循环模拟。     

Case history of the disastrous debris flows of Tianmo Watershed in Bomi County,Tibet, China: Some mitigation suggestions

Debris flows and landslides, extensively developing and frequently occurring along Parlung Zangbo, seriously damage the Highway from Sichuan to Tiebt(G318) at Bomi County. The disastrous debris flows of the Tianmo Watershed on Sept. 4, 2007, July 25, 2010 and Sept. 4, 2010, blocked Parlung Zangbo River and produced dammed lakes, whose outburst flow made 50 m high terrace collapse at the opposite bank due to intense scouring on the foot of the terrace. As a result, the traffic was interrupted for 16 days in 2010 because that 900 m highway base was destructed and 430 m ruined. These debris flows were initiated by the glacial melting which was induced by continuous higher temperature and the following intensive rainfall, and expanded by moraines along channels and then blocked Parlung Zangbo. At the outlet of watershed,the density, velocity and peak discharge of debris flow was 2.06 t/m3, 12.7 m/s and 3334 m3/s, respectively. When the discharge at the outlet and the deposition volume into river exceeds 2125 m3/s and 126×103 m3, respectively, debris flow will completely blocked Parlung Zangbo. Moreover,if the shear stress of river flow on the foot of terrace and the inclination angel of terrace overruns 0. 377 N/m2 and 26°, respectively, the unconsolidated terrace will be eroded by outburst flow and collapse. It was strongly recommended for mitigation that identify and evade disastrous debris flows, reduce the junction angel of channels between river and watershed, build protecting wall for highway base and keep appropriate distance between highway and the edge of unconsolidated terrace.     

Water discharge variability of Changjiang （Yangtze） and Huanghe （Yellow） Rivers and its response to climatic changes

Influences of large-scale climatic phenomena, such as the E1Nifio/La Nifia-Southem Oscillation （ENSO） and the Pacific Decadal Oscillation （PDO）, on the temporal variations of the annual water discharge at the Lijin station in the Huanghe （Yellow） River and at the Datong station in the Changjiang （Yangtze） River were examined. Using the empirical mode decomposition-maximum entropy spectral analysis （EMD- MESA） method, the 2- to 3-year, 8- to 14-year, and 23-year cyclical variations of the annual water discharge at the two stations were discovered. Based on the analysis results, the hydrological time series on the inter- annual to interdecadal scales were constructed. The results indicate that from 1950 to 2011, a significant downward trend occurred in the natural annual water discharge in Huanghe River. However, the changes in water discharge in Changjiang River basin exhibited a slightly upward trend. It indicated that the changes in the river discharge in the Huanghe basin were driven primarily by precipitation. Other factors, such as the precipitation over the Changjiang River tributaries, ice melt and evaporation contributed much more to the increase in the Changjiang River basin. Especially, the impacts of the inter-annual and inter-decadal climate oscillations such as ENSO and PDO could change the long-term patterns of precipitation over the basins of the two major rivers. Generally, low amounts of basin-wide precipitation on interannual to interdecadal scales over the two rivers corresponded to most of the warm ENSO events and the warm phases of the PDO, and vice versa. The positive phases of the PDO and ENSO could lead to reduced precipitation and consequently affect the long-term scale water discharges at the two rivers.     

嫩江－黑河构造带的地质演化

一、嫩江－黑河构造带所处大地构造位置 嫩江－黑河构造带位于小兴安岭西北部新开岭一科洛地区,地处大、小兴安岭接合部位,大地构造位置属于兴蒙造山带东段松嫩和兴安地块的结合部位,具体位于多宝山岛弧带和黑河蛇绿混杂岩带、新开岭微地块、塔溪岩浆弧的汇聚部位,多期次的构造叠加作用强烈,     

松辽流域东南部地区“95．7”特大洪水分析

从降水过程，暴雨时空分布，洪水发生时间及过程，洪水组成特征和洪水稀遇程度等几方面，分析了1995年7月中，下旬发生在松辽流域东南部地区的特大洪水。     

广东省东江流域降雨时空变化特征多角度分析

在人类活动和气候变化的复杂影响下,广东省东江流域的降雨特征在66年间发生了显著改变,为了精准识别其时空变化特征,基于流域34个雨量站逐月长序列降雨数据,采用集中度、集中期、OLS回归法、M-K检验法、滑动t检验法、一维连续小波等多种方法,对广东省东江流域上下游降雨的年内分布特征,年际变化的趋势性、突变性和周期性特征以及空间变化规律开展多角度分析。结果表明：广东省东江流域降雨量从东北向西南递减;从上游到下游,年内降雨集中期从6月延迟到7月份,降雨由减少过渡到弱增长趋势;下游突变性较上游显著,上游周期性强于下游;上下游降雨主周期一致,均为17 a。研究成果可为广东省东江流域降雨预报及水资源开发利用等相关研究提供支撑。     

冰碛土体起动泥石流的特征研究

与广泛分布于干旱河谷的宽级配砾石土体特征不同,冰碛土广泛分布在青藏高原地区,属粗大颗粒多、粘粒含量少、摩擦阻力大、粘滞阻力小的宽级配砾石土体。在冰川融雪与降雨的共同作用下冰碛土体可失稳并起动泥石流,形成灾害。针对冰碛土体起动泥石流机理研究薄弱的现状,本文选取波密县帕隆藏布流域的支流嘎弄沟一冰碛土堆积坡面,通过模拟降水与冰雪融水起动冰川泥石流实验,比较不同颗粒组成、不同实验条件下的土体起动泥石流特征,分析其起动成因及力学特性,探讨冰碛土体起动泥石流的机理。研究发现冰碛土体失稳起动泥石流是粘滞阻力降低、孔隙水压力升高、拖曳力与渗流侵蚀共同作用的结果,起动过程受粘土颗粒含量和径流类型的影响。当粘粒含量较高时（> 3%）,土体通过铲蚀与面蚀形成泥石流;粘粒含量中低时（不高于3%）,大部分坡面土体主要经掏蚀与坍塌起动泥石流;粘粒含量过低时（< 0.32%）,土体难以起动泥石流。在降水作用下土体孔隙水压力迅速增加,易造成土体破坏,起动泥石流;而在冰雪融水的作用下,土体孔隙水压力波动幅度不大时,土体同样可能发生失稳破坏起动泥石流。

     

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。     

西苕溪流域不同土地类型下氮元素输移过程

以西苕溪流域为研究对象,选择最有代表性的5种土地类型,模拟天然大暴雨,通过3次重复实验研究不同形态氮素随暴雨径流及径流沉积物的迁移过程,估算氮素在流域内不同土地利用/土地覆被条件下的损失率。研究结果表明,在相同的降雨条件下,氮素的流失速率和流失量随土地利用/土地覆被类型的不同表现出明显差异,地表径流水相总氮的流失量桑林最大,水田最小。水相不同形态的氮素流失量亦有所不同,悬浮颗粒态氮占地表径流水相总氮的70 %~90 %,水相溶解态氮的流失量以松林为最高,竹林、桑林和水田接近而且较低,不同类型的水相溶解态氮也随土地利用类型的不同表现出各自的特征。各土地类型单位面积、表层10 cm土壤氮素流失高达4.66~9.40 g·m-2,其中随径流沉积物相迁移的氮素占绝大部分(90 % 以上)。估算出的各土地利用类型总氮流失速率,地表径流水相为2.68~14.48 mg·m-2·min-1,径流沉积物相高达100.01~172.67 mg·m-2·min-1。     

黑河出山径流过程与气象要素多尺度交叉小波分析

运用交叉小波对黑河上游野牛沟气象站1959-2010年和祁连气象站1957-2010年年降水(AP)与年均气温(AAT)、北极涛动指数(AOI)和莺落峡站(1944-2010年)的年均径流量(AAR)进行了多尺度分析。结果表明:AOI存在3~5 a尺度的显著周期,AAT存在3 a尺度的显著周期,AP存在3 a和4~6 a尺度的显著周期,AAR存在3 a、2.5~4 a和5 a比较显著的周期;黑河上游径流的增加主要是受"暖湿"气候影响;AAR与AOI、AAT呈现出3 a的负相关和3~4 a的近似负相关共振周期,AAR与AP存在2~7 a的显著性的共振周期,降水对径流的影响很大,为径流的主要补给来源;受AOI的影响,AAR在1987年发生3 a周期的"丰-枯"转换,受AAT的影响,AAR在1974年和1996年发生3 a周期的"丰-枯"转换,受AP的影响,AAR在1986年发生3 a周期的"丰-枯"转换。降水和气温是影响径流变化的主导因素。