嘉陵江流域洪水区域分析

嘉陵江流域位于长江上游 ,是长江流域面积最大的支流 ,也是长江洪水的主要来源之一。用一种新的洪水区域分析方法———标度分析法对年最大洪峰流量区域变化的性质进行了研究。标度分析法的基本思想是认为在具有相似的地理、地质和气候条件的区域内洪水的空间变化满足标度不变性 ,将不同的地区划分成不同的区域 ,在同一子区域内用标度变换来对洪水资料进行处理 ,这种思想具有现实的普遍意义。对嘉陵江流域洪水资料研究的结果表明标度不变性在一定程度上确实存在 ,且表现出多标度性 ,也就是说不同频率 p下的标度指数θ(p)有不同的值。因此用标度分析法进行洪水区域分析是可行的。为了实际应用 ,最后还计算了嘉陵江流域不同频率p的标度指数θ(p)值 ,由这些结果可以实现由有资料地区的洪水资料对无资料地区洪水进行粗估     

2000～2019嘉陵江流域植被覆盖时空变化特征及气候响应分析

嘉陵江是长江水系流域面积最大的一条支流,近年来嘉陵江流域出现严重水土流失,在生态保护工程的实施和气候变化的共同作用下植被覆盖发生了明显变化,研究植被覆盖时空变化特征、未来趋势和影响因素,可为嘉陵江流域生态环境治理提供参考依据.基于MODIS-NDVI时序数据和地面气象数据,借助3S技术和线性趋势分析、Hurst指数、变异系数等方法多角度分析了嘉陵江流域植被覆盖的时空演变特征及未来趋势,并结合Mann-Kendall(M-K)检验与偏相关系数研究气候因子对植被覆盖的影响.结果 表明:(1)近20年来嘉陵江流域植被覆盖总体呈上升趋势,增加速率为2.9％/10a,且空间分布上具有显著差异,表现为上中游偏高,下游偏低;(2)嘉陵江流域植被覆盖呈增加趋势和减少趋势的面积分别占88.68％和11.32％,具体表现为陇南陕南地区及中下游东部地区显著增加,流域西北部与南部各市县城区减少;(3)流域北部地区植被覆盖变化的波动性强于南部地区,中东部地区波动最小.(4)嘉陵江流域植被覆盖变化反向持续性较强,植被变化呈持续退化趋势的主要在碌曲县南部与流域南部各市县城区,呈持续改善趋势的主要在广元市剑阁县与苍溪县,其余区域呈由退化到改善的趋势;(5)气温对嘉陵江流域植被覆盖变化的影响最大,且植被NDVI对气温和降水的响应均存在一定的滞后现象,人类活动对植被覆盖变化的影响具有两面性.     

聊城市酸雨趋势及其对农业的影响

利用聊城市国家气象观测站2002-2013年的479次酸雨观测资料,对聊城市酸雨出现的频率、气候倾向率及其p H值等变化趋势进行分析,发现聊城市出现酸雨的月、季变化比较明显:酸雨出现频率最多的是9月份;四季中以秋季酸雨的频率最大,其次是夏季、春季,冬季最少。聊城酸雨的气候倾向率是-0.015/10年。聊城市酸雨p H值强度的月、季变化均呈现出波浪式变化:夏季的酸雨强度最大,春季次之,冬季最小。聊城市出现p H值小于5.6以下的酸雨的次数不多,不容忽视的是:从12年的观测资料看聊城市出现的酸雨次数虽然少,但是p H值却呈现出明显的减少趋势,说明聊城市酸雨危害的形势日趋严峻。由于酸雨会造成农田土壤酸化和贫瘠,所以防治酸雨危害应加强污染物排放的管理,加强对农田生态环境的保护,提高能源利用率。     

降雨随历时变化标度性质的探讨

降雨公式是水文计算的基本依据之一，也是工程师和水文学家十分关心的问题。长期以来水文中采用的降雨公式是基于大量降雨资料而建立起来的经验公式，多年的实践表明该公式能客观地反映降雨特性，计算结果符合实际，但是对该公式的理论基础却不太清楚。着眼于降雨在时间上的自相似性，将标度理论应用于降雨时间尺度问题，对降雨强度随历时变化的标度性质进行了研究，探讨了降雨公式的理论基础。由标度理论阐述了降雨标度性质（标度不变性）在时间尺度上的意义，并用此理论研究了成都望江楼站的降雨资料，计算了该站不同历时下降雨强度的各阶矩和变差系数，研究的结果表明，在一定的时间尺度范围内，降雨强度随历时变化确实具有多标度性质。最后由降雨强度随历时变化的标度性质推导出降雨公式，说明了降雨公式是降雨在时间尺度上标度特性的表示。     

嘉陵江流域降水集中度的时空变异与驱动因素研究

降水的集中分布是引发洪涝灾害和河流高含沙事件的主要因素,对降水集中度时空变异规律的认识及其主要驱动因素的辨析可为区域水资源管理和灾害预警提供依据.以长江上游最大的产沙支流嘉陵江流域为研究区,基于流域内19个气象站点1954～2018年的逐日降水数据,计算年平均降水集中度(ACI)和长期降水集中度(LCI)指数,采用Mann-Kendall趋势检验法、Sen's slope坡度检验法和反距离权重插值法分析降水集中度指数的时空变异规律,基于相关性分析和随机森林算法探讨其主要驱动因素.结果 表明:(1)嘉陵江流域的ACI和LCI值在空间上均呈现北低南高的分布格局,东南部人口密集区降水集中度大,极端降水事件发生的可能性大;而西北部山区降水集中度较小,降水较均匀,发生极端降水的可能性较小.(2)研究期间降水集中度的数值变化范围为0.53～0.83,变幅较大;19个气象站点中,15个站点降水集中度呈现上升趋势(其中8个为显著上升),4个站点呈现下降趋势(其中2个为不显著下降),各站点的趋势性差异亦与地形、气候因素密切相关.(3)通过相关性分析发现,降水集中度与流域高程具有显著的负相关关系(p＜0.01);基于随机森林算法的重要性分析结果表明,对嘉陵江流域内降水集中度影响最大的气候因子为太阳黑子指数SS,重要性为17.24％～20.25％,其次为ENSO指数(MEI和SOI).     

嘉陵江流域极端降水变化及其对水文过程影响的初步研究

以嘉陵江流域为研究区,利用流域1961~2010年实测逐日降水数据和北碚水文站逐日流量数据,对流域典型极端降水指标和水文指标进行了时空演变分析,并探讨了流域不同空间区域的降水与水文过程的相关关系。研究表明,嘉陵江流域北碚水文站流量与流域不同区域降水具有良好的相关性,典型极端水文指标与极端降水指标的变化趋势基本一致。1961~2010年,在嘉陵江流域年降水量和北碚水文站年平均流量均呈现减少的背景下,流域内表征暴雨事件的极端降水指标和表征洪水过程的极端水文指标以减少趋势为主,而表征干旱事件及低水过程的极端降水与水文指标则呈一定的增加趋势,特别是年内无雨日数显著增加。     

国内外可持续发展评价方法对比分析

国际、国内很多组织都对可持续性评价方法进行过研究分析,但大多是特定的案例研究.目前国内外对可持续发展评价方法没有一个全面系统的分析比较,使得不同地区比较起来很困难.本文对各种评价方法如环境可持续性指数法、生态足迹法、能值分析法和指标综合评价法的来源、理论和应用作了介绍.得出各方法适用范围:可持续性指数法适合于国家间的综合评价;生态足迹和能值分析法适合于各种范围,包括国家、区域、地区和小系统;指标体系综合评价法对于小范围更合适.同时对各种方法的优势和缺陷进行了分析讨论,得出:可持续性指数法信息量大,但是计算复杂;生态足迹法计算过程简单,但是缺失一些可持续性信息;能值分析法考虑问题全面,但是其原理涉及热力学知识,很难被一些学者认同;指标体系评价法变通性较大,可随着评价系统的变化而进行调整,但是主观性较强.通过分析指出不同方法适用范围并指出每种分析方法的优势和不足,为以后选择合适的分析方法评价对象的可持续性提供依据.     

气候变化下SPEI指数在嘉陵江流域的干旱评估应用

基于嘉陵江流域1962~2010年实测月降水和月平均气温数据,利用不同时间尺度(3、6、9、12个月)的SPI和SPEI指数分析了近50a来流域干旱趋势的时空演变规律。对不同时间尺度的SPI及SPEI指数分析表明,1962~2010年嘉陵江流域整体呈干旱增加趋势,特别是流域西部和北部呈现出明显的干旱增加趋势,而流域东部的干旱增加趋势并不明显,个别站点附近还呈现出微弱的干旱减少趋势。SPI及SPEI指数的变化还表明,嘉陵江流域在大时间尺度上的干旱增加趋势更为明显,大时间尺度的干旱事件主要由降雨量决定,而气温变化对干旱趋势的影响则在小时间尺度上更为显著。此外,对于相同的时间尺度,SPEI指数相较于SPI指数检验出更为明显的干旱增加趋势,表明考虑气温影响的SPEI干旱指数更能够检测干旱事件的变化规律,因此SPEI干旱指数更适用于气候变化条件下流域干旱演变特征分析。     

淮河干流大型底栖动物群落结构及水质生物学评价

2011年3月、6月、9月和12月对淮河干流大型底栖动物群落进行了取样调查,共采集到大型底栖动物4门41科94种。结果分析表明,淮河干流大型底栖动物群落结构具有一定的时空变化。在时间尺度上,生物密度呈极显著的季节性变化(p=0.002),其最大值332.5 ind./m2出现在6月,最小值96.6 ind./m2则出现在9月;生物量的变化趋势与生物密度不同步,其最大值155.8 g/m2出现在9月,最小值40.0 g/m2则出现在3月,且季节性差异不显著。冗余分析(RDA)结果表明,溶解氧、盐度、溶解性总固体、水温和底质类型是影响底栖动物群落结构的主要环境因子。Shannon-Wiener多样性指数的季节性变化不显著,Margalef丰富度指数的季节性差异极显著(p=0.000);自上游至下游,这2个指数的变化规律表现出高度的一致性,其水质评价结果表明淮河干流水质总体上处于中度污染的水平。     

中国东部夏季暴雨事件空间形态变化规律初步分析

基于1961~2010年逐日0.25°经纬度网格分辨率的降水再分析资料，将中国东部分为南部、中部和北部3个区域，以暴雨斑块表征空间上相对独立的暴雨事件，利用景观格局分析方法研究了各区域夏季暴雨事件空间形态变化规律。主要结论如下：(1）各区域空间上相对独立的暴雨事件出现频率与其个数呈反向变化，随日暴雨事件面积指数平均值和合计值增加，其出现频率呈幂指数形态下降；(2）中部区域（北部区域）在6月下旬至7月上旬（7月下旬）暴雨事件最多，在夏季前期（夏季后期）中部区域（北部区域）暴雨事件面积指数最大；(3）南部和中部区域从1990s开始进入暴雨覆盖面积偏大时期，其主导因素是暴雨事件频数增多，北部区域在2000s进入暴雨覆盖范围偏小期的主要影响因素是相对独立的暴雨事件覆盖面积变小。所得结论进一步深化了对我国东部暴雨事件演变规律的认识，在洪涝灾害防御和水资源管理工作中具有较好的应用前景，分析方法可供类似研究工作借鉴。 关键词： 暴雨；中国东部； 形态变化； 夏季