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[期刊] 北京林业大学学报  [作者] 王阳阳   张杰铭   余新晓   贾国栋   丁兵兵   李泽东  
【目的】量化我国海河山区水沙连通的可能性大小,从景观格局角度反映海河主要产水区径流和泥沙输移的状态和空间分布,为海河流域水沙再分配提供依据。【方法】利用通用土壤流失方程的植被因子、归一化植被指数两种方式得到权重因子计算连通性指数(分别记为IC_1、IC_2),进一步得到海河山区滦河流域的水文连通性,探讨流域土地利用等因子对水文连通性的影响,及其空间尺度效应。【结果】(1)2019年滦县水文站控制流域IC_1和IC_2的平均值分别为-1.38和-2.28,水文连通性指数都与流域的年输沙模数和径流深度有良好的正相关关系;(2)不同的土地利用类型水文连通性具有差异,各土地利用类型水文连通性大小顺序依次为水体<湿地<灌木林地<草地<乔木林地<农田<建筑用地<裸地;(3)水文连通性具有显著的尺度效应。流域IC_1平均值及其中位数、IC_2平均值及其中位数均与流域面积呈对数函数关系。【结论】连通性指数对滦河流域内输沙产流能力表征良好。流域上游整体水文连通性最低,中部连通性高于上游,下游连通性最高。流域内部连通性表现出沟谷大,坡面小,靠近河道大,远离河道小的情况。湿地、灌木林地、草地这3种植被覆盖下的区域超过80%的水文连通性值小于0,具有良好的拦截水沙、保持水土的能力。随着流域面积的增加,流域水文连通性先快速降低,后逐渐趋于平缓,在流域面积超过10 000 km_2后,连通性趋于一定值。
[期刊] 清华大学学报(自然科学版)  [作者] 周雄冬  刘逸博  徐梦珍  张家豪  王聪聪  
侧向水文连通性改变了河流系统的水动力条件和营养状况,进而对生物群落的多样性、结构和功能造成影响。对侧向水文连通性的研究多集中于平原河流,侧向水文连通性对高原河流系统的生态影响尚待厘清。该文采用野外采样、现场测量和室内鉴定分析相结合的方法,以大型无脊椎底栖动物为水生态指示生物,以青藏高原东北部青海湖的支流泉吉河为研究区域,分析了不同侧向水文连通条件下典型高原河流系统的环境条件差异和底栖动物群落差异。结果表明:侧向水文连通性与底栖动物群落的多样性、结构和功能特征均有较强关联;泉吉河流域的底栖动物多样性对侧向水文连通性降低均呈“先降低后升高”的单谷式响应,显著区别于平原河流的单峰式响应模式。高原河流“低代谢、寡营养”的本底条件造成底栖动物对扰动敏感,底栖动物群落偏好的中度干扰条件由中等水文连通环境向低水文连通环境偏移,是造成单谷响应模式的重要原因。
[期刊] 中国人口.资源与环境  [作者] 茹彤  韦安磊  杨小刚  陈荣荣  
河流生态系统是生物圈物质循环的重要通道,河流健康则是全面审视河流生态系统的崭新概念。本文从河流健康概念出发通过对国内外河流健康评价进展的综合分析研究提出了包括水文特性、水质特性、河流地貌特性、生物以及河流连通性这5个具有一定代表性的指标来进行河流健康评价,探索性把河流连通性作为评价指标加入了这一评价标准。
[期刊] 长江流域资源与环境  [作者] 孟慧芳  许有鹏  徐光来  张兴奇  
河流连通性对流域水文过程特征、水环境条件以及河湖蓄泄能力等有较大影响。平原河网地区是河流高度发育并受到城市化等人类活动深刻影响的区域,并且区域内水系结构破坏、河流连通受阻已成为洪涝灾害频发的重要原因之一。为此通过对现有的河流连通评价方法的分析,尝试建立基于水流阻力与水文过程的平原河网河流连通性评价方法,并以鄞东南平原河网为例开展了应用分析,结果表明2010年的河流连通性比1990年的明显减小。同时,通过对比分析几种河流连通性评价方法可以看出,基于水流阻力与水文过程的河流连通性评价方法能较好的评价平原河网区河流连通性,评价结果优于其他方法计算结果,更符合实际情况,可为平原河网区河流连通性定量评价...
[期刊] 资源科学  [作者] 张利平  曾思栋  王任超  夏军  
气候变化对我国各地区水资源影响的时空格局变化,尤其是对水资源工程和规划的影响,是气候变化影响评估的重要内容。本文以滦河流域为研究流域,采用线性回归法、Mann-Kendall非参数检验等方法,分析了1957年-2001年的水文气象要素变化特征;基于数字高程模型、土地利用和土壤类型等资料,应用SWAT分布式水文模型模拟滦河流域水文循环过程,由月径流量计算结果,模拟期效率系数达到77.2%,检验期达到83.1%,表明SWAT模型在该流域具有一定适用性;根据IPCC第四次评估报告多模式结果,分析了IPCCSRES-A2、A1B、B1情景下21世纪降水、气温、径流、蒸发的年响应过程,以1961年-19...
[期刊] 长江流域资源与环境  [作者] 刘星根  李云良  张奇  
三角洲通常位于河流与湖泊、海洋等大型地表水体的过渡带,分布全球约8%人口。受地势低缓、流域来沙减少和海平面上升等多因素作用,三角洲系统被认为是诸多地表类型中高度敏感和脆弱的地带。近年来,地表水文连通性成为三角洲水文水动力领域新的热点问题。通过国内外相关文献调研,系统阐述了水文连通性概念、三角洲地表水文连通性组成以及三角洲形态和水文连通性的联系。研究表明:三角洲地表水文连通性可分为结构连通性、功能连通性和过程连通性;基于图论方法的结构连通性仅表征河网在三角洲水文连通性的作用,而功能连通性和过程连通性反映水文水动力要素的空间分布及其与气象等环境要素的耦合关系,但亟需有效的野外观测和调查数据;三角洲形态与水文连通性存在一定联系,部分形态指标可用于刻画三角洲地表水文连通程度。因三角洲具有高度时空异质性和复杂地形地貌等特点,从学科发展趋势和应用需求的角度出发,未来应综合采用野外观测、数理统计和数值模拟等多学科交叉的研究策略,为三角洲湿地生态系统应对当前快速变化环境等重大问题提供科学依据。
[期刊] 长江流域资源与环境  [作者] 刘丹  王烜  李春晖  蔡宴朋  刘强  
水文连通性对湖泊水资源调节、水质净化和生态安全等具有重要作用,但同时也可能带来潜在风险。因而厘清水文连通性对其生态环境的影响规律,对于开展水文连通性修复工作具有重要指导意义。基于广泛的文献调研,介绍了水文连通性的定义与内涵,分别综述了水文连通性对湖泊水文水动力、水质、水生态系统影响的研究进展。在此基础上,总结归纳了水文连通性通过改变水文水动力过程影响生态系统的路径:一是直接改变生境面积、植被格局和生物迁移繁殖特征,二是通过改变水质和沉积物特征而作用于生物的生长发育及其体内污染物累积转化过程。最后,对水文连通性变化的生态环境效应研究进行了展望:(1)加强对垂向连通性的研究以及拓展不同维度连通性耦合转化研究;(2)借助水动力-水质-水生态耦合模型研究水文连通性变化下的生态环境效应;(3)开展水文连通性的生态环境风险研究,并基于生态环境效益和社会经济效益权衡确定适宜的水文连通性。
[期刊] 中国土地科学  [作者] 潘越  龚健  杨建新  杨婷  王玉  
研究目的:探索基于“生态重要性”和“形态学空间格局分析(Morphological Spatial Pattern Analysis,MSPA)核心区连通性”的生态安全格局构建方法,为国土空间生态保护修复和生态安全格局构建提供参考。研究方法:基于生态重要性识别生态源地,利用最小累积阻力模型提取潜在生态廊道并以重力模型评价其重要程度,提出基于MSPA核心区的“非源地核心区面积生态网络连接率(C)”和“非源地核心区生态廊道长度比率(E)”指数并结合网络结构分析综合评判生态网络优劣。研究结果:(1)桂江流域含生态源地11处,总面积7 948.50 km~2,占桂江流域总面积的41.20 %。(2)潜在生态廊道38条,总计1 839.95 km,其中重要生态廊道26条,总计1 278.29 km,包括一级生态廊道12条(515.47 km)和二级生态廊道14条(762.82 km)。(3)以26条重要生态廊道构成最优的生态网络,E处于峰值,非源地核心区生态廊道长度比率较高;C值更高,生态网络对于研究区内主要生态空间斑块的连通性更好;α指数和γ指数接近等于1,即网络基本达到最大限度回路数且每个节点都彼此相连;β指数更高,网络结构比较复杂且结构完善。研究结论:该方法能够有效评判生态网络优劣和实现生态安全格局构建,为国土空间生态保护和修复提供技术支撑。
[期刊] 资源科学  [作者] 吕明权  王继军  周伟  
为探讨在京津上游水源区实施有效生态补偿机制,减少上下游水资源矛盾,以潘家口水库水源区隆化县、平泉县为例,利用最小数据法推导了在不同补偿标准下土地利用方式变化的比例,明确了水资源供给量与补偿标准之间的关系。结果表明:实施生态补偿可以促使农户土地利用行为发生变化,减少上游用水,有助于为下游提供更多的水资源,缓解上下游用水矛盾实现上下游协调发展;按潮河流域退稻还旱的补偿标准对隆化县水稻种植农户提供补偿,有74.12%的稻田农民愿改种玉米,能提供水资源服务量是1.41亿m3;根据水资源供给量目标不同,可以确定不同的补偿标准,可根据下游用水需求建立差别化、动态化补偿标准。
[期刊] 自然资源学报  [作者] 刘学锋  向亮  翟建青  
为了研究气候变化和人类活动(环境变化)对地表径流的定量影响程度,应用有序聚类分析法等确定了滦河流域径流变化的基准期和人类活动影响期,采用HBV模型还原了人类活动影响期间滦河流域天然径流量,识别了气候变化、人类活动对滦河流域人类活动影响期间径流的定量影响程度。研究结果表明:1979年之前是滦河流域径流序列的基准期,基准期内HBV水文模型对滦河流域天然径流过程具有良好的模拟效果。1980年以后人类活动对滦河流域地表径流影响加剧,天然径流与实测径流产生分离,人类活动影响期(1980—2007年)相对于基准期(1960—1979年)的变化而言,气候变化、人类活动影响因素对地表径流的影响分别占径流减少总...
[期刊] 长江流域资源与环境  [作者] 周峰  吕慧华  许有鹏  
针对平原区城镇化背景下水系减少及连通受阻等下垫面变化引起的洪涝加剧问题,综合考虑水系结构和水力特性等因素,建立满足行洪排涝需求的平原水系连通度量方法,并以浙东沿海平原河网区为例,分析了城镇化下平原水系特征变化及其对河网连通度的影响。结果表明:1近20a来研究区水系数量和结构复杂性均存在不同程度的衰减,河网密度和水面率分别减少20%和30%左右,水系尤其是低等级河道的减少导致河网结构趋于骨干化;2河网连通度受水面率等数量特征和水系空间连接结构的共同影响,在水系数量持续减少情况下,整个河网连通度呈现先减少后增加的趋势,说明了骨干河道工程对水系空间结构特征的优化,可缓解水系减弱对河网连通的负面效应;3建立的河网连通度方法合理反映了水系数量和结构变化下的河网连通度演变规律,以及水系变化下区域排涝能力的空间差异特征,具有操作性强特点。
[期刊] 沈阳农业大学学报  [作者] 张洪波  赵钢  周启龙  
利用数学形态学的方法对电力工程图纸进行细化的问题进行了研究,给出了具体的算法步骤,通过实验获得了符合要求的细化图像。对于某些细化后会产生空洞、断点的原始图像,需要对细化后的图像运用闭运算进行填充以保持细化后图像的连通性。
[期刊] 北京林业大学学报  [作者] 林一诚   周怡宁   郑景明  
【目的】识别和评价区域生态安全格局,能为优化区域生态系统要素,改善区域生态安全状况提供重要依据。【方法】本文利用InVEST模型,测算围场县小滦河流域碳固持、生境质量、水土保持和水源涵养4项重要生态系统服务功能,对该区域的生态系统服务功能进行综合评价,并利用最小累计阻力模型(MCR)构建该区域的潜在生态廊道。【结果】全域共识别14个生态源地,构建34条生态廊道,其中19条廊道重要性较高。围场县小滦河流域南、中、北部的综合生态服务功能和生态源地的空间分布格局差异显著。南部低山区森林面积较大,综合生态系统服务功能较高,生态廊道网络较为密集。中部农牧区的人为干扰较严重,对南、北部间生态过程造成阻碍。北部邻近塞罕坝林场区域4项重要的生态系统服务功能较高,存在一些面积较大的生态源地,生态廊道重要性较高。小滦河流域整体生态连通性不高,除河流本身外,沟通南、北部的唯一生态廊道位于流域东部边缘,对区域安全格局具有重要作用。【结论】围场县小滦河流域南部、中部和北部区域的生态系统服务功能具有较大差异,生态安全格局研究结果能为制定相应区域适宜的生态保护修复策略提供理论参考。
[期刊] 自然资源学报  [作者] 张利平  李凌程  夏军  王任超  
气候波动和人类活动对流域水文循环过程产生了重大的影响,定量评估它们的影响是水科学研究中的热点问题。论文以滦河流域为研究对象,利用基于SWAT水文模型的径流变化定量分离方法评估了气候波动、人类活动和土地利用变化三者分别对滦河流域径流变化的影响。结果表明:在1960—2010年期间,滦河流域的径流深呈现显著的下降趋势。在变异Ⅰ期(1980—1994年)和Ⅱ期(1995—2010年)内,气候波动和人类活动对径流减少的影响量都在增加,且人类活动一直是径流减少的主要影响因素。土地利用对径流变化的影响,在变异Ⅰ期为负的影响,在变异Ⅱ期为正的影响。
[期刊] 资源科学  [作者] 李建柱  冯平  
地下径流退水过程是水文过程的重要组成部分,确定流域的退水规律可为径流分割、地表汇流单位线的推求等提供技术支持。选择滦河水系两个子流域—柳河流域和瀑河流域的几场地下径流的退水过程,通过模型模拟的方法计算了模型模拟的误差,比较了几种模型模拟结果的优劣,确定了流域的退水规律,并研究了降雨类型对退水参数的影响。结果表明:利用线性水库模型模拟的瀑河流域地下径流退水过程最优,损失函数值为0.00360,利用指数模型模拟的柳河流域地下径流退水过程最优,损失函数值为0.00270,且不同的降雨类型对应的退水参数不同。最后,利用两个流域的地下径流退水规律,对流域的洪水过程线进行了分割,分割结果符合水文规律。
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