基于多维Copula函数的澜沧江-湄公河流域气象干旱特征分析

为全面揭示变化环境下澜湄流域多维气象干旱特征,采用标准化降水蒸散指数SPEI表征流域气象干旱,基于游程理论分别提取澜沧江段和湄公河段上、中、下游流域1901—1960年和1961—2021年两个时段的干旱事件,利用Copula函数分别构建两个时段不同子流域二维和三维干旱特征变量联合分布,计算不同干旱特征变量组合条件下的干旱联合发生概率,对比分析不同子流域多维气象干旱特征的时空变化。结果表明:时间上,1961—2021年各子流域平均干旱程度均较1901—1960年更严峻,尤其是极端干旱事件(单变量累积频率为25%、50%)的多维干旱联合发生概率增幅最大;空间上,1961—2021年,随着干旱历时、烈度和烈度峰值的增加,“或”情况下多维干旱联合发生概率最高值区自北向南转移,“且”情况下多维干旱联合发生概率最高值区自南向北转移。

澜沧江上游极端降水变化特征及未来预估研究

为探究澜沧江上游极端降水变化特征,基于中国区域地面气象要素驱动数据集(CMFD)再分析数据,对第六次国际耦合模拟比较计划(CMIP6)的10个气候模式降水数据进行了极端降水模拟评估,基于年降水总量对CMIP6多模式降水数据进行了偏差纠正,预估了未来时期(近期:2020—2049年、远期:2060—2089年)极端降水的变化趋势,并探讨了其趋势变化的驱动因素。结果表明:(1)偏差纠正后CMIP6多模式极端降水指数的不确定性减小,多模式集合平均的模拟效果优于多数单一模式。(2)未来研究区的降水总量增加,年内降水日数增多,降水频率上升。未来近期,研究区各极端降水指数的变化趋势并不明显,极端降水事件呈减少趋势;未来远期,尤其是高辐射强迫下,研究区极端降水的强度和频率都呈现显著的增加趋势。(3)气候变暖导致的空气含水量增加可能是极端降水增强的原因。

滩势转移法在澜沧江急浅滩整治中的应用

急浅滩是山区河流常见的滩险类型,常规整治方法难以奏效,为此提出滩势转移的整治方法。该方法将原急滩滩势转移为新滩,形成缓流区等供船舶上行的滩段,旨在整体达到通航条件。应用河工模型试验研究手段,以澜沧江曼厅大沙坝河段的无名洲急浅滩为例,分析滩险特性和成因,指出扩大泄水断面法等常规整治方法难以整治的根由,阐明滩势转移法的基本思路、工程布置以及整治效果的分析方法,得出滩势转移法的适用条件和范围。滩势转移法适用于滩间关联性较强、常规整治方法影响大的滩群整治中,原滩整治后消滩指数X_(F)不宜过低,以0.8~1.0为宜;新滩需要较强的束水作用,但形成的急滩碍航区不能过宽,需留有上滩适航区。

环境变化对澜沧江出境水文过程变异的影响

变化环境改变河流水文节律,影响流域水资源的开发利用;澜沧江-湄公河是位于东南亚源于中国西南的跨境河流,科学厘清澜沧江径流变化原因是实现澜沧江-湄公河流域跨境水利益共享的重要基础工作。基于1961—2020年允景洪水文站的实测径流量资料,采用数理统计与水文模拟相结合的研究途径,诊断径流序列的变异特征,定量分析气候变化和人类活动对径流及其年内分配的影响。结果表明:①1961—2020年允景洪站实测年径流量呈显著性减少趋势,其中,1—5月径流量呈增加趋势,6—12月径流量呈减少趋势;实测年径流量在2008年发生突变。②RCCC-WBM模型能够较好地模拟基准期(1961—2008年)的天然径流量过程,模拟相对误差小于1%;模拟的人类活动影响期间(2009—2020年)天然径流量约为371.8 mm,较基准期偏少6.8%,这是气候变化引起的。③水利工程建设运行是澜沧江最主要的人类活动,是水库蓄水运行期(2009—2013年)径流减少的主要原因;气候变化对水库稳定正常运行期(2014—2020年)径流减少贡献更大,约为61.7%。④水库运行调度使得2014—2020年汛期(6—11月)径流量减少44.3%,非汛期(12月至翌年5月)径流量增加134.3%;澜沧江干流水库对径流的削峰补枯调节作用在一定程度上保障了湄公河中下游的防洪安全与供水安全。

澜沧江源区高山柏径向生长对气候变化的响应

为探究澜沧江源区气候变化对高山柏(Sabina squamata)径向生长的影响,在该区巴青县、杂多县和囊谦县分别对高山柏进行采样。运用树木年轮学方法测定3个样地高山柏逐年树轮宽度和胸高断面积增量(BAI),建立高山柏树轮宽度标准年表并分析其对气候变化的响应。研究结果表明,1986—2019年,澜沧江源区年平均温度呈快速上升趋势(0.43℃/10a,P<0.01),年平均最低气温(0.57℃/10a,P<0.01)的上升速率明显高于年平均最高气温(0.33℃/10a,P<0.01),而年降水量呈不显著的上升趋势(2.39mm/a,P>0.10)。气候变暖背景下,澜沧江源区高山柏树轮宽度呈上升趋势(P<0.01),2000—2019年生长速率((0.37±0.16) mm/a)较1986—1999年((0.20±0.09) mm/a)增加了85%;BAI亦上升显著,在1986—1999年一直呈上升趋势((12.16±5.16) mm^(2)/a),2000—2019年处于平稳快速生长阶段((22.49±8.84) mm^(2)/a),表现出稳定且持续的生长能力。高山柏树轮宽度标准年表与气候因素的相关性显示:澜沧江源区高山柏径向生长对温度的响应明显强于降水,与多数月份(上年6月—当年10月)的降水呈不显著正相关,而与多数月份的温度呈显著正相关。与月平均最高温度和平均温度相比,高山柏径向生长与月平均最低温度的相关性更为显著(P<0.01)。在气候暖湿化背景下,近30年澜沧江源区高山柏径向生长进入快速生长时期,树轮宽度和BAI均呈快速生长特征,表明该区域气候条件更加适宜高山柏生长。

澜沧江梯级水库CO_(2)和CH_(4)排放通量研究

温室效应已成为重要的全球气候问题,而内陆水体是温室气体(CO_(2)和CH_(4))的重要排放源,更有研究发现筑坝蓄水可能引起河流水体CO_(2)和CH_(4)排放的增多。为积极响应国家“双碳”目标,使用水库温室气体净排放通量评估模型G-res Tool,利用流域基本信息及水库特征数据,对澜沧江干流已建成的10座梯级水库温室气体(CO_(2)和CH_(4))进行模拟计算,10座水库蓄水后温室气体(CO_(2)和CH_(4))年排放通量平均值为162.81 g CO_(2)e/(m^(2)·a),远低于全球水库平均水平,均表现为温室气体的“源”,从上游至下游整体呈增加趋势,且排放以CO_(2)为主,全年CO_(2)排放通量为CH_(4)的36倍。考虑了水库蓄水前的温室气体排放及其他非相关人类活动的影响后,得到澜沧江水库温室气体(CO_(2)和CH_(4))年净排放通量平均值为225.70 g CO_(2)e/(m^(2)·a),表明筑坝增加了库区水体温室气体排放,但和火力发电相比,仍属于相对清洁能源。

澜沧江德钦段地质灾害隐患InSAR识别与形变监测

青藏高原东南缘地形起伏大,构造运动活跃,发育着冰川和冻土,地质灾害种类多且发生频繁。为研究该地区地质灾害的分布特征和运动规律,选取澜沧江德钦段作为研究区,基于一个轨道的ALOS-2卫星和3个轨道的Sentinel-1A卫星数据,利用Stacking-InSAR和DS-InSAR技术分别进行了研究区大范围地质灾害调查和典型泥石流物源区的时间序列监测,并采用奇异谱分析(SSA)提取了形变的周期项特征。结果表明:研究区内共存在670个形变区域,石冰川占大部分,位于海拔较高的山顶,距澜沧江5 km的范围内有27个滑坡;选取的典型泥石流物源区2017~2022年形变时间序列呈线性趋势,其中石冰川周期项形变与降水量和气温存在相关性。

气候变化下澜沧江流域径流及水电站发电能力预测

气候变化会对流域径流和梯级电站发电能力产生重要影响。基于历史和未来气候情景数据,综合利用WACM水文模型和梯级水电站发电模型,对澜沧江下游5个梯级水电站的出入库流量变化和发电能力进行预测。结果表明:①澜沧江流域未来气温会有一定程度上升,但GFDL-CM3、GISS-E2-R-CC和IPSL-CM5A-MR 3种气候模式下的降水变化趋势不一致,分别为增加8%~24%、减少15%~45%和变幅较小(-4%~7%);②上游来水在GFDL-CM3模式下明显增加(16.15%),在GISS-E2-R-CC模式下大幅减少(-30.67%),而在IPSL-CM5A-MR模式下变化不大(-2.01%);③梯级水电站年均发电量受上游来水的影响显著,保证出力对来水减少更为敏感,当年均流量下降30.67%时,保证出力下降约80%。研究成果可为澜沧江流域应对气候变化影响的水资源和梯级电站调度管理提供参考。

澜沧江下游补远江大型底栖动物群落结构的时空分布及其影响因素

自然流淌的支流在维持建坝河流水生生物多样性中起着重要作用。补远江是澜沧江下游的重要一级支流,保持了较为天然的河流状态,人类活动干扰相对较少,是流域土著鱼类保护区和水生生物重要栖息地。在澜沧江流域水电开发的背景下,掌握补远江大型底栖动物群落结构的时空分布及其影响因素,对澜沧江乃至西南河流的水生生物多样性保护和恢复具有重要参考意义。于2019年4月(旱季)和2019年10月(雨季)对补远江的大型底栖动物进行了详细调查,共检出大型底栖动物150个分类单元,隶属于5门7纲68科,其中水生昆虫121种,软体动物20种,蛭类3种,寡毛类2种,甲壳类2种,涡虫、线虫各1种。毛翅目和蜉蝣目为全流域优势类群。补远江底栖动物密度和生物量在旱季和雨季均表现为上游大于中下游,物种丰富度和Shannon-Wiener多样性指数在雨季显著高于旱季。功能摄食类群中,滤食者(41.09%)和收集者(31.81%)占绝对优势,其次为刮食者(11.00%)、捕食者(11.21%),撕食者(4.89%)较少。Mantel检验分析表明,河宽(RW)、硝态氮(NO_(3)^(-)-N)、化学需氧量(COD Mn)是影响补远江大型底栖动物群落结构的主要环境因子;不同功能摄食类群所受到的环境影响因素不同。生物指数(BI)和生物监测工作组记分(BMWP)系统评价显示,补远江大部分样点处于良好及以上水平,少数样点处于中等及以下水平,总体水生态状况良好。

梯级水电开发背景下的外来植物入侵状况与防控管理--以澜沧江流域(云南段)为例

梯级水电开发是一种有效的可再生能源生产方式,但梯级水电开发与外来生物入侵之间的关系尚未得到足够重视。本文基于对澜沧江流域(云南段)梯级水电开发区的野外实地调查和数据搜集整理,查明了区域的外来入侵植物种类和分布状况,初步分析和探讨了梯级水电开发与外来植物入侵之间的相互关系。研究结果显示,澜沧江流域(云南段)共发现外来入侵植物202种,隶属51科和146属,其中来源于美洲的植物最多(126种,52.07%),草本入侵植物(71.78%)占主导,且大多入侵植物通过有意引入(76.23%)而来。风险评估显示,菊科、豆科和大戟科的植物对生态影响最为显著。在空间分布上,入侵植物的富集区域和生态危害严重区与水电开发区高度重合。现有证据尚不能证明水电开发直接导致了新入侵植物的增加,但确实在一定程度上促进了外来入侵植物在区域内的引入与扩散。同时,本文还针对性地提出了水电开发建设与运行中防控外来入侵植物的具体建议。

澜沧江中下游泥沙微表面电荷特性与磷吸附关系研究

河流泥沙是水生态系统生源要素的重要附着载体,其微形貌及电荷特性直接关系着泥沙对溶解态营养盐或污染物的吸附能力。本研究选取澜沧江中下游干流及主要支流为考察对象,采集28个河流水库断面的悬移质泥沙,采用原子力显微镜测定泥沙微表面电荷量,探究澜沧江泥沙的微表面电荷性质,研究纳米尺度下泥沙的微表面特性。研究结果表明:(1)微观界面,形貌对表面电荷分布影响明显,在纳米尺度下电势图与相位差图均展现出明显非均匀分布特征;(2)在流域分布上,不同区域表面电荷存在较大差异,流域沿程变化对泥沙表面电荷产生重要影响,总体变化呈现先减小后增大的趋势,表面电势值变化范围为-201.47~35.34 mV,表面电荷密度范围为0.07~3.65 mC/m^(2),不同区域电荷特性差别明显;(3)在梯级水电筑坝影响下,坝上坝下泥沙颗粒电势差与水库库容存在较好的线性相关关系,相关系数为0.8214,且坝下电势普遍高于坝上区域;(4)泥沙表面电势与磷吸附之间具有较强相关性,其相关系数为0.6657,同时表现出较好的线性拟合关系。研究结论对深入理解水电大坝建设对流域内污染物的迁移转化及解释泥沙的表面电性特征与污染物的吸附解吸机制具有重要科学意义,同时也可为流域水沙环境调控提供理论依据。

澜沧江-湄公河流域未来降水时空演变特征分析

为揭示气候变化背景下澜沧江-湄公河未来降水特征,文章基于ISIMIP(跨领域国际影响模型比较计划)中5个模式、3个情景(SSP1-2.6、SSP3-7.0、SSP5-8.5)的降水数据,采用Mann-Kendall检验和Morlet小波分析方法,研究流域未来降水演变趋势。结果表明,澜湄流域未来降水总体呈增加趋势,SSP1-2.6、SSP5-8.5情景下增加趋势更为明显;未来年降水量仍呈现左岸高于右岸,湄公河地区(1670mm)高于澜沧江地区(820mm)的特征;未来降水存在35、59a两个周期,其中59a为第一主周期。该研究是基于最新气候变化预估结果的分析结论,可为制定流域适应性策略提供参考。

澜沧江—湄公河跨境流域土地利用变化及生态环境质量演变

【目的】研究澜沧江—湄公河跨境流域土地利用变化及生态环境质量地域分异。【方法】运用动态度模型和地学信息图谱理论,基于Global Land 30、全球30 m精细地表覆盖数据集等,分析澜沧江—湄公河跨境流域在2000—2010年和2010—2020年2个时序单元的土地利用变化;构建生态环境质量评价体系,采用探索性空间数据分析方法探究其分异。【结果】澜沧江—湄公河跨境流域土地利用类型变动速率差异明显;在图谱空间中,长期稳定型的分布最广,图谱变化类型呈片状零散分布;2000—2020年,研究区土地利用类型转移呈多样性和不均衡性,林地为主要转出类型,贡献了总转出面积的46%以上。2000—2010年,研究区不同土地利用类型空间呈南北弱、中间强的散点分散格局;2010—2020年,则呈南北强、中间弱的片状集中格局,且不同类型的涨落势具有显著的相似性。生态环境质量空间格局总体呈南高北低的片状分布,具有较弱的空间正相关性,生态环境发展水平的空间俱乐部收敛特征显著性较低。【结论】澜沧江—湄公河跨境流域土地利用具有图谱变化稳定性、地域分异国别性和生态质量差异性,耕地和草地转变为林地有助于改善生态环境,但林地转为耕地以及城镇化导致了生态环境恶化。

北澜沧江花岗岩地球化学特征及其构造意义

藏东地区广泛发育古特提斯花岗岩,如与金沙江缝合带相关的江达—维西花岗岩带和与甘孜—理塘缝合带相关的义敦花岗岩带。但是与龙木错—双湖(碧土)古特提斯主缝合带相关的北澜沧江花岗岩带并没有得到普遍认可。本文选取北澜沧江花岗岩带南端的碧罗雪山花岗岩展开研究,揭示其岩石学、年代学和地球化学特征,并进一步揭示其构造意义。岩石样品中锆石具有明显的岩浆岩振荡环带,年龄数据聚集在在217±1 Ma左右,ε_(Hf)(t)均值为-13.5,ε_(Nd)(t)值为-12.0,Sr-Nd-Hf同位素二阶段模式年龄均在2.0 Ga左右;岩石显微观察及地化特征表明岩石为花岗岩类,样品的岩浆来自具有古老地壳重熔成因的中上地壳酸性岩,构造判别图显示岩石为陆陆碰撞阶段花岗岩特征,这与主特提斯洋向东俯冲于兰坪—思茅地块之下以及随后发生陆陆碰撞的构造演化模型相契合。岩石地化特征和其构造位置支持碧罗雪山花岗岩带是北澜沧江花岗岩带的南端。由此,藏东地区存在一条长达700 km的花岗岩带,该花岗岩带从类乌齐、昌都吉塘、左贡东大山、芒康盐井、德钦梅里雪山延伸到维西碧罗雪山。碧罗雪山花岗岩的岩石年代学、地球化学数据为龙木措—双湖缝合带与昌宁—孟连缝合带的对接提供了详细的证据。

澜沧江中游少数民族木构架民居的基因多样性调查

澜沧江中游流域地处三江并流地区与藏彝走廊腹地,具有突出的文化多样性,分布着大量的传统民居与聚落。文章以该地区分布使用最广泛、最具代表性的木构架民居为对象,从技术、空间、象征三个维度对该类建筑展开基因多样性调查。该区域的木构架民居建筑内部形式十分多样,其中,在建造技术和空间布局上受流域和民族因素的共同影响,而文化象征方面则以民族为主导因素,总体上呈现出“同中有异”的特点,反映了该地区自然和文化环境的多样性,也反映了各民族之间的交往、交流、交融。

澜沧江流域云南松群落分布与地形因子的关系研究

依据2020年在澜沧江流域分层抽样调查的120个云南松样地数据,提取云南松群落数据和地形因子数据,采用典型对应分析法研究澜沧江流域云南松群落的分布与海拔、坡向和坡度的相关关系。结果表明,地形因子中对澜沧江流域云南松群落分布影响较大的因子为海拔,其次为坡度,坡向对云南松林分布的影响较小。

澜沧江五一河砂石加工系统工艺方案设计研究

云南省德钦县争岗滑坡体治理及其附属工程、争岗滑坡体上游应急抢险救援通道工程所需混凝土量约251.4×104 m3,砂石加工系统料源以玄武岩为主,具有良好的耐腐蚀、抗压、耐氧化等优势,加工破碎难度很大,被广泛应用于各种工业领域中。为有效控制成品骨料质量,实现绿色节能环保,确保正常砂石加工系统稳定运行、投产,研究制定加工玄武岩最优的工艺方案及配套设施,从而确保砂石骨料质量满足规范、设计要求,节约运行成本。

云南省澜沧江流域景观生态风险评估及影响因素研究

云南省澜沧江流域是云南省景观生态建设和修复保护的重点区域,也是国土开发和经济发展主要的南北轴线,兼顾生态与经济两大建设性任务,如何在维持区域生态安全的前提下进行区域开发是区域发展所要解决的重要问题。本研究以云南省澜沧江流域为研究区域,选取2010年、2015年、2020年3个时间节点,计算得出景观生态风险指数,并分析其现状及演变情况;结合影响因素提出调控措施。结果表明:2010—2020年研究区流域景观生态风险水平持续上升,高等级生态风险区域面积不断扩大;其中,2010—2015年期间呈现两极化扩张趋势,高风险和低等级风险区域均有较大的面积增长,2015—2020年则表现为高等级风险区域面积持续性扩大,总体呈现出生态恶化趋势。自然因素决定了研究区景观生态风险的基本格局,但向高等级生态风险转移地区社会经济因素占主导地位;提出实现研究区生态建设与经济建设协同发展的导向性建议。

澜沧江(云南段)水-气界面氧化亚氮释放通量时空分布特征及其影响因素研究

温室气体浓度上升导致全球气候变暖已成为国际社会关注的焦点。氧化亚氮(N_(2)O)作为痕量温室气体,在全球气候变暖过程中扮演着重要的角色。河流和水库被认为是N_(2)O释放的活跃区域,然而目前研究多集中在对单一河流或水库的监测,对大范围河库系统的N_(2)O研究仍相对欠缺。选取澜沧江(云南段)流域作为考察对象,在2022年4月、8月采用悬浮箱采集24个点位的水-气界面的气体样品,并于实验室通过气象色谱仪检测气样氧化亚氮浓度,探究该流域干支流N_(2)O释放通量的时空分布特征;同时,测定了水体水环境参数,解析其时空差异的环境影响因素。结果表明,1)在时间尺度上,澜沧江(云南段)旱季N_(2)O通量均值低于雨季。旱季N_(2)O通量均值为0.10 mg·m^(-2)·d^(-1),雨季为0.18 mg·m^(-2)·d^(-1),其中旱季干流均值为0.11 mg·m^(-2)·d^(-1),支流为0.05 mg·m^(-2)·d^(-1);雨季干流均值为0.18 mg·m^(-2)·d^(-1),支流为0.15 mg·m^(-2)·d^(-1)。2)在空间尺度上,N_(2)O通量沿程整体呈现释放量递增的趋势。干流N_(2)O通量均值为0.15 mg·m^(-2)·d^(-1),支流为0.10 mg·m^(-2)·d^(-1),干流N_(2)O通量高于支流。水库坝上N_(2)O通量均值为0.02 mg·m^(-2)·d^(-1),坝下为0.31 mg·m^(-2)·d^(-1),水库坝下N_(2)O通量值是坝上的15.5倍,水库发电下泄高速水流加速了水-气界面N_(2)O释放。3)澜沧江水-气界面N_(2)O通量与水温(WT)(r=0.341,P=0.009)、氨氮(NH4^(+))(r=0.384,P=0.004)和流速(r=0.283,P=0.026)呈显著正相关关系,与溶解氧(DO)(r=-0.420,P=0.001)呈显著负相关关系,表明在高WT、低DO、高NH4^(+)和高流速条件下有利于N_(2)O产生与释放。研究结果揭示澜沧江(云南段)河库系统氧化亚氮释放通量时空分布特征以及影响因素,为流域温室气体排放评估提供数据支持和科学依据。

澜沧江水域溢油风险多级模糊综合评价研究

目前溢油风险评价研究多集中在海洋方面,受河流溢油事故风险源和风险受体复杂性影响,现有溢油风险评价方法难以满足多样性环境条件下河流溢油区域风险管理需要。从风险源危险性、控制机制有效性和风险受体敏感性等三个方面建立了澜沧江水域溢油风险多级评价指标体系,包含8个准则层指标和22个细化指标,构建了基于层次分析法的澜沧江水域溢油风险度量化计算方法,并由此得出中缅输油管道—糯扎渡电站、糯扎渡电站—思茅港、思茅港—景洪大坝、景洪大坝—景洪港、景洪港—关累港等不同区域的溢油风险值,为澜沧江溢油应急资源配备和应急防控提供依据。