郁江流域洪水重现期的时空演变实证分析与对策研究

开展郁江流域洪水重现期的时空演变研究,揭示洪水重现期的基本规律。以西江流域郁江南宁站1936—2018年年最大流量系列为研究实例,根据皮尔逊Ⅲ型曲线的重现期计算方法与原理,进行洪水重现期的时空演变实证分析。结果表明:郁江流域洪水重现期随时空演变而发生变化,洪水重现期的水位随之发生变化,洪水重现期的水位演变趋势随时空提高。     

基于优势分析法的泥石流影响因子相对重要性分析——以白龙江流域为例

将白龙江流域划分为1 412个流域单元,以单一子流域为单元,基于前人研究结果与逐步回归法筛选出主沟高差、主沟坡度、距断层距离、滑坡点密度、10 min降雨量、松散堆积物指标、土地利用等7个因子作为白龙江流域泥石流的影响因子,以此建立了对白龙江流域泥石流灾害与影响因子之间的Logistic回归模型.采用优势分析方法计算得出白龙江流域主沟高差、主沟坡度、距断层距离、滑坡点密度、10 min降雨量、松散堆积物指标、土地利用的相对权重分别为22%,20%,17%,14%,11%,8%,7%,得到了白龙江流域泥石流灾害影响因子的作用强度排序,说明白龙江流域地形因子和地质构造因子对泥石流的发生和空间分布起主控作用.基于优势分析相对重要性结果,以及利用泥石流危险性综合指数所得到的研究区泥石流易发性区划图,结果与实际勘察相一致,间接验证了此方法的可靠性.     

流域虚拟仿真系统实时交互技术研究

流域虚拟仿真系统将数学模型计算与三维虚拟环境相融合,可有效地增强系统的直观性与交互性.通过分析概化流域数学模型的结构特征,在不改变模型原有的结构与计算逻辑的前提下,提出了按时间步长控制数学模型计算过程的方法.采用基于进程的并行算法解决计算速度问题,将虚拟现实模块与数学模型作为独立进程安排在不同的计算核心上执行,模块间的通讯方式选择网络传输.建立了以虚拟现实模块为控制中枢,各数学模型为客户端的系统总体框架,通过基于网络的指令-应答方式实现流域交互仿真功能.基于该框架实现了都江堰工程仿真中的实时交互模拟效果.     

利用水文法分析汾河水库上游的减沙效益

以汾河水库上游的降雨、径流、输沙和水库泥沙淤积量等资料为基础,用水文法分析计算了汾河水库上游水土保持措施中的减沙效益,并对减沙效益进行了合理修正.研究表明,治理期间(1998-2004年)流域平均降水量比基准期(1958-1972年)减少4.9%,水库来水量减少38.5%,水库年平均减沙量为1005×104t.其中由于水土保持治理,年平均减沙775×104t,减沙率50.6%.     

基于DEM的分布式水文模型前处理程序开发及应用

作为水文模型不可或缺的一部分,前处理工作的质量在很大程度上影响着水文模型的模拟效果.为了简化前处理工作步骤,提高执行效率,本文开发了一个能够独立运行并具有可视化界面的水文模型预处理程序.该程序能够对数字高程模型(DEM)数据进行河网提取、子流域划分等工作,其特色在于:基于图论编写了无需填洼的水流方向确定算法;提出了"树叶裁剪法"的子流域划分方法;集成了自下而上的汇流顺序演算算法.将该程序应用于拉萨河流域,取得了较好的效果,为分布式水文模型的开发奠定了基础.     

石羊河流域景观格局变化分析与转移倾向因子

应用遥感技术与景观生态学原理,提取1987-2001年石羊河流域土地利用景观格局信息,并利用景观类型转移概率矩阵构建了斑块类型转移倾向因子,讨论了研究区景观格局的时空演变规律以及景观类型之间的转移倾向。结果表明:石羊河流域的土地利用景观以旱地、沙地、裸土地为主,受人类活动影响较大的旱地呈现扩张趋势,14年间水域面积减少了约14.51 km~2,大部分转变成滩涂。沙地、盐碱地等面积的增加使得研究区景观格局大斑块增多,景观结构渐趋于简单、景观总体异质性下降,生态环境的积极治理使得多样性指数在后期放缓了下降趋势。通过转移倾向因子分析,城镇、旱地、沙地存在较大的扩张倾向,盐碱地则出现收缩倾向。     

流域污染负荷模型的发展应用与展望

流域污染负荷模型(generalized watershed loading function, GWLF)是国内外流域水环境管理中被广泛应用的模型之一.介绍了GWLF模型水文、泥沙和营养盐模块的基本原理,梳理了国内外研究人员在模型开发和应用等方面的研究进展,特别是在国内不同流域区域环境污染防治工作中的应用情况,最后展望了GWLF模型未来的研究应用趋势.结果表明,GWLF模型在国内具有较好的适用性,其适度的数据需求量和月尺度评估结果与我国现有的数据条件和管理需求相一致,能够为我国流域水污染防治和水环境管理提供可靠的决策支持.     

石羊河流域相对水资源承载力研究

采用相对资源承载力的研究方法,以甘肃省为参考,研究石羊河流域的相对水资源承载力.研究成果表明,2005-2008年间,石羊河流域水资源总量平均约19.17 × 108m3.水资源利用量平均为25.69×108m3,利用率达134.03％,实际人口数量已超过水资源总量的承载能力,经济多以发展绿洲农业为主,粗放式的农业生产模式耗费了大量的水资源,导致其实际GDP远低于水资源利用量可承载GDP.在后续的石羊河治理工程中,需继续在水源附近地区开发新灌区、安置移民,关闭机井,以减少生活用水,提高农业用水效率,推进生态环境的恢复.     

生态补偿机制是控制流域水污染的有效途径——以珠江流域水污染为视角

以珠江流域水污染为视角,针对珠江流域水系发达,跨区域河流众多,区域各省生态状况、经济发展结构和水平具有相当的异质性特点,提出流域生态补偿法律体系构建必须充分发挥地方立法的自主性,从流域生态补偿的主体、补偿的对象、补偿标准、补偿方式、生态补偿金管理、政府支持等具体制度方面提出了设想,以建立适应本区域的生态补偿长效法律机制。认为流域水污染已经成为中国目前水污染防治体系中的突出环节,生态补偿机制是控制流域水污染的有效途径。     

细河流域土壤中Hg、Cd、Pb和Zn含量的空间分布特征

利用地统计学方法研究了沈阳市细河流域表层土壤中Hg、Cd、Pb和Zn含量的空间结构及其分布特征.结果表明,土壤中Hg、Cd、Pb和Zn的平均含量均高于其背景值;土壤Cd和zn含量属中等程度的空间相关,Hg和Pb属于空间弱相关,其空间变异均为随机性因素和结构性因素共同作用的结果,但Cd和Zn含量主要受结构性因素影响,而Hg和Pb主要受随机性因素影响.土壤中Hg、Cd、Pb和Zn空间分布特征表明,4种重金属含量在上游较高,顺流而下含量明显下降;土壤中Hg和Pb含量最大值在四方台地区,Cd和Zn含量最大值分布在甘官和富官一带.细河流域土壤Hg、Cd、Pb和Zn含量空间分异是污水灌溉、固体废弃物堆放、农业生产及交通尾气等因素综合作用的结果.