基于情景分析的区域洪涝灾害风险评价——以巢湖流域为例

洪涝灾害是制约区域粮食安全和社会可持续发展的主要因子之一。在风险识别的基础上,从致灾因子、孕灾环境、承灾体等方面选取评价指标,建立评价指标体系。运用层次分析法确定指标权重,通过情景分析技术从降水、土地利用、人口、GDP等方面构建复合情景;应用GIS空间分析技术构建洪涝灾害风险评价模型,对巢湖流域洪涝灾害风险进行评价。研究结果表明:2020年巢湖流域洪涝灾害危险性由东南部向西北部减小;合肥市区的洪涝灾害易损性最大,和县的易损性最小。巢湖流域东南部洪涝灾害风险最大,西南部的大别山区风险较小,随着重现期的增大,流域的洪涝灾害风险也逐渐增大。模拟灾害发生的情景,并分析不同情景下的洪涝灾害风险,更能体现洪涝灾害的不确定性和变化性,为流域防洪战略决策研究提供科学依据。     

四川省不同类型山洪灾害与主要影响因素的关系

以四川省为例,在明确溪河洪水及其引发的滑坡、泥石流三类山洪灾害分布格局的基础上,构建概念模型,分析降雨、地形、人口资产易损性等引发山洪灾害的基本因子和土壤、河网密度、土地利用等一般因子对不同类型山洪灾害的影响程度,并比较它们的异同。结果表明:(1)四川省山洪灾害主要分布在盆周山区、川西高原和横断山脉一带;(2)如果3项基本因子可以解释山洪灾害空间分布100%的变化,则它们对三类灾害的影响程度分别为:溪河洪水,降雨59%、地形28%、人口资产13%;泥石流,降雨15%、地形73%、人口资产12%;滑坡,降雨48%、地形34%、人口资产18%;(3)总体上,泥石流灾害对地形、岩性、土地利用等下垫面因子的依赖更高,而溪河洪水和滑坡灾害受降雨要素的影响更大。     

城镇化平原河网区下垫面特征变化及洪涝影响研究

城镇化是人类改变地表最深刻、最剧烈的过程之一,针对平原区城镇化引起的洪涝加剧问题,以浙东沿海奉化江流域中下游平原为例,利用高分辨率遥感影像和地形图资料获取1990~2010年间下垫面特征信息,从土地利用类型、河网水系和地面高程3个方面,分析城镇化过程中平原河网地区下垫面特征变化及其对区域洪涝调蓄能力的影响。研究结果表明:平原区城镇化对下垫面的影响不仅表现为城镇不透水面的增加,径流系数的增大,同时城镇扩张过程中农田和水系转化为城镇用地,而后者具有相对较高的防洪标准,使得新建城区地面高程明显增大,河网调蓄能力亦呈不断减少趋势。洪涝模拟显示以上下垫面变化导致区域可调蓄洪涝的空间逐渐减少,洪涝风险程度加大,并呈现向相对低洼地带转移的趋势特征。     

长江上游流域大洪水天气分型特征分析

通过对1981~2012年24例长江上游流域大洪水过程进行普查,发现影响长江上游大洪水强降水过程的天气系统主要为:巴湖槽东移型、贝湖槽稳定型和东北冷槽型。采用统计、诊断及合成分析方法,对3种不同天气类型的大尺度环流背景、主要影响系统及致洪降水发生机理进行研究,并总结其特点及差异。结果表明:3种类型大洪水的洪水特征及降水特征各不相同,大尺度环流背景及天气系统也有所差异。副高及500hPa中高纬环流形势异常是导致强降水发生的直接因素,西南涡、冷暖式切变线及冷空气在不同的类型洪水降水中作用各不相同,异常气旋性环流场、水汽输送方向及水汽通量辐合区与强降水的位置密切相关。     

密云水库入库河流微生物群落演替对氮素形态转化的影响

密云水库是北京市重要的地表饮用水源地,但近年来,密云水库库区及入库河流中的总氮（TN）浓度呈现连年上升的趋势.以密云水库上游典型入库河流牤牛河为例,考察各形态氮素变化的空间分布规律,并从微生物群落组成和功能预测的视角,解析氮素形态的转化,以期为密云水库的氮污染治理提供科学依据.结果表明,密云水库上游除TN外,其余水质理化指标均满足我国地表水环境质量标准（GB 3838-2002）的Ⅱ类标准.入库河流TN浓度显著高于库区（P<0.05）,且以NO₃^--N为主,占比为77.7%~92.9%.半城子水库库区的C/N较高,有助于反硝化脱氮的发生,表现出一定自净能力.牤牛河水体和底质中微生物群落结构具有显著差异,呈现一定的空间分布特征,高NO₃^--N浓度是影响微生物群落结构演替的主要环境因子.牤牛河中存在大量硝化和反硝化功能微生物,反硝化菌相对丰度高于硝化菌,且均呈现出底质略高于水体的特点.牤牛河优势硝化菌和反硝化菌分别为Nitrosopumilus和Pseudomonas.PICRUSt2功能预测结果表明,牤牛河微生物氮代谢以NO₃^--N还原模块为主,且主要发生于水体中;硝化过程的功能基因在水体中的丰度最高,主要为narGH;而参与NO₃^--N还原反应的主要功能基因为底质中的异养反硝化菌（DNRA）所携带的nirBD,而反硝化模块的功能基因主要为nirK.     

滇池柴河小流域暴雨径流氨氮的输移过程研究

氨氮通过暴雨径流的冲刷和土壤颗粒物的携带进入水体,对受纳河流、湖泊造成污染。以柴河小流域为单元,从输出源、输移过程、河道汇集过程这几个方面对2011年7、8月2场暴雨径流中的氨氮进行分析。结果表明:氨氮主要是吸附于土壤颗粒表面进行输移,所以土壤颗粒流失是氨氮流失控制的关键;氨氮浓度跟沉降时间的Pearson相关性均在-0.855(P<0.05)之上,呈显著负相关;2场暴雨中,均是颗粒物粒径小于0.000 8 mm的水样的氨氮浓度较大,说明粒径较小的颗粒物对氨氮的吸附量较大;氨氮的入河系数与污染源及输移过程氨氮含量的Pearson相关性在0.914(P<0.05)以上,说明入河系数与污染源及输移过程含量密切相关。氨氮的入河系数为0.12⁰.22,说明研究区域80%以上的氨氮被边坡、沟渠截留,效果良好,值得认真对待。     

上海宝山快速城市化进程对河网演变影响分析

以我国快速城市化区域——上海宝山区为例,基于近20 a经济发展和河系水网变化相关数据,探讨区域河网水系的时空变化规律,不同功能区的河网变化分异特征及其驱动因子。分析结果表明:(1)宝山区的河网水系数量变化经历了基本稳定(1994-2003年)、快速消亡(2003-2006年)、缓慢回升(2006-2008年)3个阶段,这与其城市化发展进程有较好的对应关系;(2)不同功能区域河网数量和水环境质量变化具有分异性,其中水面率大小关系为Ⅲ区>Ⅰ区>Ⅱ区,有机污染综合指数和总磷为Ⅱ区7Ⅰ区7Ⅲ区;(3)不同功能区的河网水系数量和水环境质量对城市化响应具有明显差异,居住用地、工业用地和设施用地的增加是各功能区河网水系变化的主要驱动因素。在此基础上,对于区域防洪除涝问题提出建议,即在城市化进程中,不仅应重视河道数量,更应重视河道长宽度的保护,才能改善河网水质和水生态环境。     

What drives the change of nitrogen and phosphorus loads in the Yellow River Basin during 2006-2017?

The Yellow River Basin (YRB) plays a very important role in China's economic and social development and ecological security. In particular, the ecosystem of the YRB is sensitive to climate change. However, the change of nutrient fluxes in this region during the past years and its main driving forces remain unclear. In this study, a hydrologic model R System for Spatially Referenced Regressions on Watershed Attributes (RSPARROW) was employed to simulate the spatio-temporal variations in the fluxes of total nitrogen (TN) and total phosphorus (TP) during the period of 2006-2017. The results suggested that the TN and TP loads increased by 138% and 38% during 2006-2014, respectively, and decreased by 66% and 71% from 2015 to 2017, respectively. During the period of 2006-2017, the annual mean fluxes of TN and TP in the YRB were in the range of 3.9 to 591.6 kg/km²/year and 1.7 to 12.0 kg/km²/year, respectively. TN flux was low in the upstream area of the Yellow River, and presented a high level in the middle and lower reaches. However, the flux of TP in Gansu and Ningxia section was slightly higher than that in the lower reaches of the Yellow River. Precipitation and point source are the key drivers for the inter-annual changes of TN loads in most regions of the YRB. While the inter-annual variations of TP loads in the whole basin are mainly driven by the point source. This study demonstrates the important impacts of climate change on nutrient loads in the YRB. Moreover, management measures should be taken to reduce pollution sources and thus provide solid basis for control of nitrogen and phosphorus in the YRB.     

基于31个省份事件史分析的河长制创新与扩散的影响因素

利用事件史分析（EHA）模型对河长制政策2010～2016年在省级层面的扩散进行实证研究,结果表明：水污染越是严重的地区,越倾向于采纳河长制,平均而言,人均水污染排放量每增加一个单位,一个省份河长制政策得到采纳的优势会增加30.2%;财政自给率在水污染严重程度与河长制采纳之间具有负向调节效应,即面临严重的环境污染,财政自给率高的省份不太倾向于采纳河长制,而财政自给率低的省份则更加倾向于采纳河长制;河长制政策采纳具有明显的政治周期性,在党代会召开的当年,省政府更加倾向于采纳河长制;邻近省份的政策采纳并不会对河长制的横向扩散产生显著影响.     

间歇性河流中生物膜对干湿胁迫的动态响应

针对近年来关于河流生态系统中生物膜在干湿胁迫下的响应研究进展,综述了生物膜结构和功能的适应性变化,主要分析了生物膜中不同功能类群（自养和异养）以及群落结构（α多样性以及β多样性）的动态变化;结构性变化主要表现为随着干旱进行α多样性的降低以及β多样性的升高,另外系统总结了干湿胁迫下生物膜生产力和代谢功能的动态响应;重点分析了生物膜微生物群体对干湿胁迫的抗性机制,并展望了分子生态网络分析在生物膜动态响应研究中的应用前景.