山西省汾河水库上游水土流失动态监测与分析

以Landsat MSS（1976年）、TM（1990年）、ETM＋（2002年）三期遥感数据为主要信息源,在RS和GIS技术的支持下,监测汾河水库上游区域在1976-2002年的水土流失变化情况。结果表明,1976—1990年研究区水土流失程度加剧;1990-2002年水土流失状况整体好转,局部区域仍在发展。目前,汾河水库仍有71．88％的水土流失面积有待治理,水土保持任务仍很艰巨。     

汉江中下游消落区及水域面积时空变化分析

基于1987～2017年Landsat时序数据,提取汉江中下游河流消落区及水域面积和淹没频率逐年变化信息,分析消落区及水域时空变化过程及阶段性特征。结果表明:汉江消落区呈上游宽下游窄的特征分布,消落区面积最为集中的区域位于中游的宜城-钟山口段,相对较少的区域位于下游的仙桃-汉川段。在过去30年间,汉江中下游消落区平均面积在76到256 km~2之间波动,水域面积在183～550 km~2之间变化,水域及消落区面积均呈波动特征并存在较大时空差异。汉江中下游总体淹没频率在1987～2001年间呈减小特征,2002～2017年存在增加趋势。汉江中下游大型水利枢纽工程库区的水域面积、淹没频率在水库建成后大幅度增加,消落区面积波动幅度减小;而非水库地区的水域及消落区面积无明显增减趋势。     

1961～2049年汉江流域降水量变化研究

主要从两个方面对汉江流域的降水进行了研究。一方面,以文献综述法对1961～2011年的汉江流域降水研究文献进行了综述,比较了相关研究结果;另一方面,利用国际比较计划CMIP5中5个全球模式降尺度资料,预估了该地区到2049年的降水趋势变化。综述结果表明,1961～2011年历史时段内,汉江流域整体的降水变化较小,无明显的变化趋势,有近于17和30年的周期变化的结论。模式数据的预估结果表明,1961～2049年内,汉江流域整体上年降水没有明显的上升或下降趋势,在RCP4.5情景下存在着近17和30年的周期变化;但在RCP2.6和RCP8.5情景下,降水周期发生了变化。在RCP2.6情景下,较明显的周期为5和11年;在RCP8.5情景下,较明显的周期为8和17年。总体结论上,文献综述和模式数据的研究结果基本一致,即汉江流域过去50年以及未来30年,降水整体上没有显著的趋势变化。     

不同RCP情景下未来汉江流域气象干旱变化趋势预估研究

采用来自国际比较计划CMIP5的5个全球气候模式(GCMs)数据,同时这些模式数据也是跨行业影响模式比较计划(ISIMIP)采用的气候模式数据,以RCP2.6和RCP8.5两种情景下的日降雨预估数据,计算了汉江流域不同时段的标准化降水指数(SPI),以此作为预估未来干旱变化趋势的主要依据。以汉江流域22个气象站点的降雨量观测数据(1960~2004年)和2020~2059年气候模式数据,对比分析了这两个时期干旱事件发生的严重程度、次数和历时特征。结果表明：在干旱严重程度方面,轻度干旱和中度干旱有减轻的趋势,但严重干旱有加重的趋势。由于不同GCMs模拟能力的差异性,对干旱事件的发生次数和历时的分析有一定差异,但总体仍表现为干旱次数减少和历时减短的趋势。通过对比历史时期降水观测数据和GCMs模式预估数据评估结果,表明HadGEM2-ES模式对降水的拟合性最好,而GFDL-ESM2M和IPSL-CM5A-LR在干旱方面表现出较好的模拟能力。     

青藏高原东缘典型流域生态系统#br# 服务的地形梯度效应#br# ——以岷江上游为例

山地生态系统受地形因素影响在垂向上呈现出明显的空间分异特征,厘清山地生态系统服务的空间分异特征是区域土地利用和生态系统管理的基础。以青藏高原东缘典型流域岷江上游为研究区,将2000、2005、2010年土地利用数据及DEM数据作为数据源,运用地形位指数、相对变化率和敏感性系数,研究土地利用变化下的生态系统服务价值的地形梯度效应。结果表明：（1）岷江上游土地利用类型以林地和草地为主,约占总面积的60%和30%;2000～2010年,1~4级地形位上除未利用地外的其他土地利用类型分布指数变化较为明显,林地和耕地不断降低,草地、水域和建设用地不断升高。（2 ）研究期内岷江上游生态系统服务价值总量和各类型生态系统服务的价值随地形位的升高均呈倒V形变化;2000～2010年,研究区1~12级地形位上生态系统服务价值呈增加趋势,13~20级地形位上呈减小 趋势。（3）2000～2010年,各地形位上生态系统服务价值变化趋势与研究区一致;除1级地形位上生态系统服务价值变化幅度略高于研究区外,2~20级地形位上的变化幅度与研究区基本一致。（4）研究 区各土地利用类型的单位面积生态系统服务价值敏感性系数均小于1,单位面积生态系统服务价值的变化缺乏弹性,研究结果可信;2000～2010年各地形位上水域、草地和荒漠敏感性系数不断上升,林地 和耕地敏感性系数不断下降。通过对土地利用变化驱动下的生态系统服务价值的地形梯度效应进行定量测度,明晰了生态系统服务价值随地形梯度变化所呈现的空间分异规律及其变化特征,为保护区域 生态系统,合理利用土地资源提供理论依据。 关键词： 土地利用;生态系统服务;地形位指数;地形梯度;岷江上游;青藏高原东缘     

汉江上游郧西段全新世古洪水水文学研究

通过对汉江上游的考察,在郧西段归仙河口(GXHK)发现了典型的全新世古洪水滞流沉积剖面。采集滞流沉积层样品,进行粒度、磁化率等分析,证明研究地点具有典型的古洪水滞流沉积层。通过地层学对比分析,确定两次古洪水事件分别发生在3 000-2 700 aB.P.和公元100-200年(即1 850-1 750 aB.P.)。利用沉积学、水文学方法计算出GXHK的古洪水流量介于63 090～64 320 m3/s之间。用2010年、2011年大洪水洪痕的现代水文学验证和美国学者Baker提出的河流流域面积与大洪水洪峰流量关系进行对比分析,证明古洪水水文学计算结果合理可靠,从而为汉江上游的工程建设及沿岸地区的防洪减灾提供参考。     

基于Copula模型的丰枯频率分析——以南水北调西线工程调水区径流与黄河上游来水的丰枯遭遇研究为例

以道孚、绰斯甲、足木足和兰州水文站1960～2000年的同步天然年径流量系列为基础,应用Copula方法构造了南水北调西线一期工程调水区径流与黄河上游来水之间的联合分布,具体分析了调水区径流与黄河上游来水的丰枯遭遇频率。结果表明：由西向东依次按鲜水河、绰斯甲河、足木足河的顺序,调水河流与黄河上游丰枯同步（异步）的频率在递增（递减）,到了足木足河,其丰枯同步的频率已大于丰枯异步的频率;有利于调水到黄河的频率在递减,但仍保持在30％以上,略大于南水北调中线工程的利于调水频率;且调水区径流与黄河上游来水同枯的频率维持在26％以下,这些对于南水北调西线一期工程的实施都是有利的。     

南水北调中线工程对汉江中下游水质的影响

为更好地开展南水北调中线工程对汉江中下游水华生态环境问题影响的量化研究,分析了调水工程对汉江中下游水质的影响.基于龙王庙断面的水质序列,假设污染物通量不变,推算调水后断面水质数据并评价其水质类别.结果表明,调水工程对汉江中下游水质有明显影响.调水后,无引江济汉工程情形下,各时期水质超标率均增加;有引江济汉工程补偿作用下,枯水期、丰水期的水质超标率降低,但仍大幅高于调水前,而平水期水质超标率低于调水前.调水后,有、无引江济汉工程两种情形下均枯水期水质超标率最大,这表明调水工程对枯水期的水质影响最明显.汉江水华暴发期集中在枯水期,调水工程对汉江中下游枯水期水质的影响对水华暴发起促进作用.     

水系分形特征对流域径流特性的影响——以赣江中上游流域为例

以赣江流域中上游的8个水文站点所控制的流域为研究对象,以水系分形维数为指标来描述流域水系特征,以Hurst指数为指标来描述流域径流序列复杂性,研究两者之间的关系,并分析流域水系特征、水系变迁对流域旱涝灾害的影响。研究表明,流域水系分维数越高,水系越复杂,其径流深序列Hurst指数则越高,其径流过程则越简单,反之亦然。径流序列的复杂程度在一定程度上可以反映出洪涝干旱灾害发生的可能性,径流越复杂,则洪涝干旱灾害发生可能性越高。因此,一般来说水系分维越高,水系越复杂,则洪涝干旱灾害发生的可能性也就越低。各流域水系分维与径流深序列的关系,可以在一定程度上说明水系变迁对洪涝干旱灾害的影响：在气温、降水、地形、植被等要素变化不大的情况下,水系、河网消亡将增加洪涝灾害和干旱灾害发生的可能性。     

丹江口水库对汉江中下游影响的生态学分析

基于黄家港水文站1954～2000年的日径流量资料,以1967年为节点,将47年水文序列划分为节点前的“近自然状态河流”和节点后的“人工干扰状态河流”两种水文情势。采用Richter提出的变动范围法,基于包含32个水文参数的水文改变指标体系,定量评估了黄家港水文站1967年前后水文情势的变化。根据分析,把1967年之前的各个水文参数的第1至第3四分位数间的数值范围设为管理目标。进一步分析了丹江口水库的修建对汉江中下游生态水文的影响。结果表明,1967年以后,丹江口水库的修建对汉江中下游水文情势的影响较为显著：极大地改变了径流的年内分配,使流量过程均化,使极值流量出现日期提前、历时缩短等等。在此基础上,结合汉江中下游河道生态系统的特点,以鱼类为指示生物,初步探讨了上述水文情势的变化对汉江中下游鱼类的生长、繁殖和越冬等带来的影响,并对如何降低不利影响提出了相应的改进措施.