分布式水文模拟方案构建范式应用研究

利用分布式水文模拟方案构建范式,通过流域解构和解析进行拓扑重构,即考虑流域下垫面空间变异性,将流域离散成各产汇流分区,并与预报站点结合解析出各水文模拟分区集合,以建立分区间的拓扑关系。根据不同的需求构建不同的模拟方案,在ArcGIS软件平台上以东江流域为例进行历史洪水仿真模拟。结果验证此模拟方案具有优越性和灵活性,该法具有一定的适用性和参考价值。

嘉陵江流域土地利用/覆被变化特征及其驱动力分析

在GIS技术平台上,通过建立指数模型,对嘉陵江流域1980,1995和2000年3个时期的土地利用/覆被时空变化特征进行了定量研究,并进一步分析了嘉陵江流域土地利用/覆被变化的驱动因素。结果表明:研究区土地利用类型以耕地、林地和草地为主,这3种植被类型之间的相互转化是流域土地利用/覆被变化的主要方式。自1980—2000年,耕地和林地面积先减少后略有增加,草地先增加后减少,建设用地逐年增加,其他地类变化不明显。分析表明,嘉陵江流域土地利用/覆被变化的驱动力主要为自然因素、经济因素、人口因素及宏观政策和工程建设,各因素之间相互影响和制约,共同影响流域土地利用格局的变化。

湖泊底泥氮、磷污染分布特征及风险分析——以钟祥市南湖为例

以汉江中下游典型湖泊钟祥市南湖为研究区,对湖泊底泥进行分层采样并测定各分层氮磷含量,摸清湖泊氮磷污染分布规律,同时进行底泥氮磷静态释放试验,综合分析底泥氮磷污染程度及对湖泊水环境的影响。结果表明:1) 湖泊各检测点位底泥营养盐污染严重:总氮各层平均值在1224 mg/kg~1473 mg/kg之间;总磷各层平均值在702 mg/kg~939mg/kg之间;有机质各层平均值在20.3 mg/kg~27.7 mg/kg之间,大部分底泥氮磷为中重度污染。2) 不同深度的底泥均可向上覆湖水释放氮,释放速度在18.75 mg/(m2•d)~303.1 mg/(m2•d)之间;总磷释放速度有正有负,在−18.5 mg/(m2•d)~11.61 mg/(m2•d)之间,这表明了湖泊底泥不仅不会向水体释放磷,还可反向吸附孔隙水中磷,有利于湖泊水体富营养化控制。

湖北省农村小微水体现状环境问题及治理措施初探

小微水体是农村水资源和水环境的重要载体,承担着行洪、灌溉等重要功能,与群众生产生活和农村经济社会发展密切相关,在乡村振兴战略中占据重要地位。小微水体的健康状况,直接影响村庄生态环境、居民生活质量及乡村经济发展等。以湖北省尚市镇龙脉、星河2个村域堰塘为例,指出农村小微水体存在的现状问题,针对性地提出治理原则、治理思路及治理措施,以期为农村小微水体治理工作提供参考。

探析湖泊清淤工程建设下的滨水空间营造方法——以南湖清淤及综合治理项目为例

针对实施湖泊清淤及综合治理工程,推进环湖污染防控,有效遏制水质恶化、改善生态功能,提升湖泊蓄水和排涝能力,建设人水和谐美丽湖泊提出新的要求。本文从城市湖泊清淤及底泥处置方式入手,重点探析结合污泥处置方法营造滨湖亲水空间的手法。

2001～2010年长江上游植被时空变化特征分析

为了研究2000年退耕还林还草和天然保护工程的实施对长江上游区域植被覆盖的影响,以MODIS/NDVI为基础遥感数据,将趋势分析法与变化矢量分析法相结合,对2001~2010年长江上游植被覆盖时空变化特征进行分析。研究结果显示,10 a间流域年均NDVI呈略微增加趋势,其中嘉陵江流域NDVI上升趋势最明显,金沙江、大渡河、岷沱江流域NDVI增加趋势最不明显；大部分地区植被覆盖处于恢复态势,在这些地区,大部分植被覆盖变化属于轻度或中度恢复型。

河湖水系连通工程必要性研究

河湖水系是流域水循环和水资源形成的载体,同时也是区域经济社会发展的重要基础支撑。随着经济的快速发展,人类活动对河湖水系影响日益加剧,各种水资源和水环境问题也越来越突出。河湖水系连通的提出为解决水资源短缺、水环境恶化、水生态脆弱等问题提供了技术导向。在分析河湖水系连通提出的背景基础上,结合实际案例,从防洪排涝、供水保障、污染治理等多方面深入分析了河湖水系连通工程的必要性,为丰富河湖水系连通的技术体系提供了理论参考。

低影响开发的措施体系构建及其效果研究

低影响开发(Low Impact Development,LID)是一种采用源头控制理念实现雨水控制与利用的新型雨洪管理方法。本文在前人研究的基础上进行了归纳总结,构建出基于雨水控制利用方式和雨水控制利用阶段两类不同层面下的低影响开发(LID)技术措施体系,并针对绿色屋顶、雨水花园及人工湿地等设施进行了雨洪控制利用效果分析,以期为低影响开发建设中的相关措施应用与普及提供参考。

汉江流域植被变化及其对多时间尺度气象干旱的响应

干旱是影响植被生长的重要因素之一,因此研究植被对不同时间尺度干旱的响应具有重要意义。利用1982—2019年汉江流域逐月降水和归一化植被指数(NDVI)数据,计算得到不同时间尺度下的标准化降水指数(SPI)、植被状态指数(VCI)和植被覆盖度(FVC),分析了植被时空变化及对多时间尺度气象干旱的响应特征。结果表明:汉江流域生长季NDVI在时间上呈现波动上升趋势,植被覆盖度在空间上表现为西高东低的分布特点;随着时间尺度的增加,干湿交替频率减小,表征干旱事件对降水的敏感性在降低;从干旱趋势来看,分别有37.62%和62.38%的地区呈现上升和下降趋势;从干旱频率来看,各季干旱高频事件集中在流域中部和东部;在年尺度下,NDVI与SPI-12在大部分地区呈负相关,有43.26%的地区表现为正相关,主要分布在流域中部和东南部;在季尺度下,春季NDVI对SPI-3的响应最明显,85.64%的地区表现为正相关;在月尺度下,汉江流域春季VCI受SPI-1和SPI-3的影响最为明显,而秋季VCI对SPI-12的响应更为显著;在不同土地利用类型中,草地和耕地与SPI的相关性较高,说明其对干旱的抵抗力较弱。

基于四大家鱼栖息地模拟的汉江下游生态流量研究

梯级水库运行显著改变了河流自然水文情势,对河流水生态系统产生不利影响。选择四大家鱼作为汉江下游的指示物种,考虑四大家鱼对栖息地流速和水深的喜好性,构建了产卵期和生长期适宜度指数曲线,采用River 2D水动力模型,模拟了不同流量下四大家鱼适宜栖息地状况的变化,提出维持四大家鱼产卵期与生长期需求的生态流量及高流量脉冲。结果表明:汉江下游四大家鱼产卵期最小和适宜生态流量分别为1310,3520 m^(3)/s,每年提供至少2次持续时间不低于3 d、流量不低于1310 m^(3)/s的高流量脉冲,以刺激四大家鱼自然产卵,增加产卵规模;生长期最小和适宜生态流量分别为441,1520 m^(3)/s。与Tennant法和实际生态监测对比,River 2D水动力模型计算结果较为合理可靠。但与历史实测流量过程比较,产卵期生态流量满足率不高,需择机实施汉江中下游梯级水利枢纽联合生态调度,提高生态流量满足程度。

基于地形带分类的最佳阈值与河网密度关系研究

为了使分布式水文模型计算单元更好地反映垫面特性,基于地形带的分类,运用ArcGIS软件的划分单元面积功能,采用改进的适度指数法推求长江上游研究区流域的最佳阈值,能够最终确定不同地形带流域河网密度与最佳阈值的关系。实例结果表明:采用改进的适度指数法可以生成反映实际水系,且与蓝网拟合程度高的模拟河网;根据不同地形带的河网密度与最佳阈值关系和已知蓝线河网密度,可以快速得到流域的最佳阈值。

低影响开发技术在湖北省潜江东干渠生态治理中的应用

1工程概况1.1项目背景潜江市位于湖北省中南部江汉平原腹地,汉江自西向东奔流,境内地势平坦,雨量充沛,气候宜人,素来以＂水乡园林＂著称。东干渠位于潜江市旅游发展轴上的核心带,作为潜江市中小河流治理重点整治河道,为构建健康、完整、稳定的河道水生态系统,规划将生态元素融入水利建设,用生态理念进一步优化、完善河流治理建设方案,改善渠道沿线生态环境。

基于水质改善的湖泊引调水数值模拟研究——以武汉市金银湖为例

随着工业化、城市化的发展,城市湖泊的水环境状况不断恶化。生态引水调度是湖泊水环境综合整治的有效措施之一。本文以武汉市金银湖为例,以水质改善为目标,运用MIKE21软件对金银湖进行引调水数值模拟研究,分析不同引水流量对湖泊水质的影响,以期为金银湖生态保护及水环境综合治理工程提供技术支持。

溧阳市水资源承载能力分析

水是生命之源，是人类赖以生存和发展的重要资源，而且是不可缺少、不可代替的资源。随着世界人口的增加和经济社会的迅猛发展，人类对水资源利用的强度和需求持续上升，水环境污染、水资源短缺问题日益严重。为贯彻落实国家新时期的治水方针，确保溧阳市水资源可持续利用，保障经济社会的可持续发展，针对溧阳市水资源承载能力进行分析尤为必要。

面向水环境改善的浅丘水网区生态环境需水研究

湖北省江汉平原汉江以北的浅丘水网区随着地区经济社会迅速发展,入河污染负荷日益增多,加上浅丘水网区水体流动性差,区域内河湖水环境质量不容乐观,主要河湖水体水质基本处于Ⅳ类到劣Ⅴ类。从水环境改善角度出发,将一江三河水网区众多河湖划分为骨干河流、小支流、城市湖泊、农村湖泊四类基本单位,并以此为基础构建了一江三河水网区多单元多流域生态环境需水耦合模型,分析了模型构建关键技术,从系统角度研究一江三河水网区以改善水环境质量为目标的生态环境需水。

基于变化矢量分析和振荡指数的植被变化检测方法研究

以MODIS/NDVI作为研究植被变化的遥感数据,针对传统变化矢量分析方法无法较好反映植被变化方向性与波动性的不足,本文建立了修正的变化矢量分析公式,并提出了可描述NDVI年际变化波动性的振荡指数bz。为验证修正的变化矢量分析方法与振荡指数的有效性,选取长江上游青衣江流域为试验区,对不同的植被变化检测方法进行比较分析。研究表明:利用修正变化矢量分析方法得到的NDVI矢量变化强度不仅保留了NDVI变化的强度特征和结构特征,而且可以明确地指示每个像元上植被的变化趋势,从而在数量上和趋势上更好地刻画NDVI时空变化特征;基于振荡指数bz计算的振荡强度由于考虑了年内各时间维上NDVI的变化累积,可以有效地反映NDVI年际变化的波动性。

丹江口水库蓄水前后汉江中游水文干旱演变特征分析

开展水库径流调节作用下水文干旱演变研究对于干旱监测和水资源管理具有重要意义。利用1956~2020年汉江中游黄家港和皇庄2个水文站逐月实测径流资料,选用标准化径流指数(SRI)对丹江口水库运行前后水文干旱演变特征进行分析,基于Copula函数评估水文干旱特征变量联合概率和重现期的变化。结果表明:(1)与丹江口水库蓄水前相比,蓄水后2个站冬季旱情明显趋缓,而夏秋季干旱略有加重,其中黄家港站表现尤为明显;(2)蓄水后黄家港站轻旱事件的发生频率明显增加,而皇庄站轻旱略有增加,但2个站的中、重和特旱事件发生频率均显著减少;(3)就干旱历时和烈度平均值而言,蓄水后黄家港站有所增加,皇庄站则略有减少。从烈度峰值平均值来看,蓄水后2个站均有不同程度的降低;(4)在给定某一重现期下,蓄水后2个站干旱特征变量的联合重现期总体呈现增加趋势,而同现重现期整体表现为下降趋势;(5)在来水偏枯年份,丹江口水库加大下泄流量可一定程度上缓解汉江中下游冬春季旱情,但汛末蓄水减少了下游河道径流量,则有可能会加重旱情。