青海湖流域主要河流的生态需水

为确保流域生态系统健康发展,实现水资源合理配置,基于青海省水文水资源测报中心实测布哈河口站和刚察站1961-2020年长时间序列数据,通过三性审查验证数据符合计算条件,径流量通过滑动T检验法和MannKendall(M-K)检验法进行趋势变化分析和径流突变检验。采用Tennant、近10年最枯月平均流量法、90%保证率月平均流量法和年内展布法计算布哈河与沙柳河河道内生态需水量。以改进的Tennant评价标准和满足度对4种方法进行对比分析,结果表明:年内展布法计算布哈河生态需水量较为合理,90%保证率月平均流量法计算沙柳河生态需水量较为合理,最终得出布哈河年平均生态需水量为38.4亿m^(3),沙柳河年平均生态需水量为14.12亿m^(3)。

沙柳河流域1969—2020年径流变化及归因分析

以青海湖盆地沙柳河流域为研究对象,利用Penman-Monteith公式探究流域潜在蒸散发量ET0时空变化特征,运用Mann-Kendall及Pettitt检验法检验沙柳河流域1969—2020年径流变化趋势及突变特征,基于水热耦合平衡理论分析量化各因素对径流变化的贡献。1969—2020年沙柳河流域潜在蒸散发量呈下降趋势,平均下降速率为4.8 mm/10 a。突变检验识别径流在2004年存在突变点(2004年之前径流减少,之后显著增加)。基于流域水热耦合平衡方程的径流变化弹性分析表明,研究期内年降水量、潜在蒸散发量、下垫面参数分别增大10%时,年径流量增加14.4%、减少4.4%、减少8.8%。径流变化归因分析结果显示,气候变化和人类活动对沙柳河流域径流量减少的贡献率分别为70.4%和29.6%,气候变化是导致沙柳河流域径流量增加的主要原因,且降水是影响径流量变化的主要因素。

青海湖流域50年来(1956-2007年)河川径流量变化趋势——以布哈河和沙柳河为例

通过对青海湖流域布哈河和沙柳河50年来的河川径流量分析发现,布哈河和沙柳河年径流量50年来没有显著的变化趋势,这两条河流的河川径流量对青海湖水位下降所起的作用不明显;布哈河月平均流量的年际变化在1月、2月和3月有减少的趋势,沙柳河月平均流量的年际变化在1月、2月、4月和5月亦有减少的趋势;布哈河的径流量大于沙柳河的径流量,在55%-91%频率范围内,布哈河的径流量小于沙柳河的径流量,在其它频率范围内,布哈河的径流量显著大于沙柳河的径流量,在一年中,布哈河和沙柳河的月径流量具有显著的差异;布哈河来水丰沛期是20世纪60年代,贫乏期是90年代,70和80年代为平水期;沙柳河月径流量从20世纪60年代到90年代一直比较稳定,没有发生显著的变化.

青海湖流域沙柳河湿地草地和具鳞水柏枝灌丛小气候特征研究

本文利用波文比系统和ECH2O土壤水分监测系统在青海湖流域沙柳河下游同一河道断面监测的两种典型湿地植被群落类型——草地和具鳞水柏枝灌丛的空气温度、相对湿度、净辐射、土壤热通量和土壤温度等数据,对流域内两种湿地植被群落的小气候特征进行了研究,研究发现:受大气候的变化影响,草地和具鳞水柏枝灌丛的空气温度日变化呈现出相同的变化趋势,在整个生长季具鳞水柏枝灌丛月平均值显著高于草地,具鳞水柏枝灌丛群落上层的空气温度高于群落下层,而草地上下层没有显著差异;具鳞水柏枝灌丛和草地空气相对湿度日变化规律相同,白天较低,晚上较高,在整个植物的生长季,草地和具鳞水柏枝灌丛空气相对湿度差异显著;草地和具鳞水柏枝灌丛群落冠层净辐射的日变化均呈单峰曲线,在7—9月份,具鳞水柏枝灌丛冠层与草地冠层的净辐射差异显著;草地和具鳞水柏枝灌丛地下5 cm土壤热通量的日变化呈单峰曲线,月变化趋势较为类似,具鳞水柏枝灌丛变化幅度显著大于草地;在整个植被生长季草地和具鳞水柏枝灌丛地下10 cm土壤温度日变化曲线呈相似的形状,月变化趋势基本一致,但是草地的月均值大于具鳞水柏枝灌丛;草地在白天和夜晚均由大气向地表输送热量,具鳞水柏枝灌丛在白天由大气向地表输送热量,而在晚上基本是由地表向大气输送热量;在两种湿地植被群落中,白天是水汽蒸发的过程,而夜晚是水汽凝结的过程,在地表与大气的能量交换中,潜热占主导。

青海湖沙柳河流域蒸散发时空变化特征

蒸散发(Evapotranspiration,ET)是植被和地面整体向大气输送的水汽总通量,其作为能量平衡及水循环的重要组成部分,不仅影响植物的生长发育,还可通过影响大气环流从而调节气候。本研究基于MODIS影像数据,结合数字高程模型(DEM)数据和气象数据,采用ArcGIS空间分析和数理统计方法对2000—2019年青海湖沙柳河流域近20 a的蒸散发时空特征进行了研究,并探究了流域蒸散发和气象因子的相关关系及其地形和海拔效应。结果表明:(1)青海湖沙柳河流域年均蒸散量在379.7~575.4 mm,平均蒸散量为501.9 mm,年均蒸散量呈显著的增加趋势(P<0.01),线性斜率为5.98 mm·a^(-1)。(2)青海湖沙柳河流域多年平均蒸散量空间差异显著,其值表现为“中间高,两端低”的分布格局,即河源地区和下游河口三角洲地区低于中游地区。从不同植被类型带的多年平均蒸散量来看,高山草甸带>高山寒漠带>高山草原带。蒸散量较显著增加的区域主要分布在流域下游河口三角洲地区,占流域面积的9.7%,较轻微增加的区域占据流域主体,占流域81.2%。(3)年均蒸散量与年均气温、年均降水量呈显著正相关关系,与年均相对湿度呈不显著负相关,气候变暖是蒸散量增加的根本动力。(4)多年平均蒸散量随坡度的增大呈现“增减增”趋势,但坡度间总体差异不明显。多年平均蒸散量在不同坡向除了平面蒸散量最小外,其余坡向的差异较小。多年平均蒸散量随海拔升高,呈先急剧增加后趋于平缓的趋势。以上结果说明,近20 a来青海湖沙柳河流域气候的暖湿化导致了流域蒸散量增加,其增幅主要集中在海拔较低的高山草原带,海拔较高的高山草甸带和高山寒漠带增幅较小。

沙柳河青海湖裸鲤早期资源发生量及时空分布

为了掌握青海湖裸鲤(Gymnocypris przewalksii)资源补充状况,于2019年5月26日至9月2日逐日在青海湖第二大支流沙柳河开展了青海湖裸鲤早期资源丰度时空变化特征的调查研究,共采集青海湖裸鲤鱼卵3386粒,仔鱼4690尾。调查发现,亲鱼自5月底开始洄游,鱼卵6月初出现,6月底至7月初达到高峰,随后逐渐下降,至8月中旬基本消失。仔鱼数量自7月初呈波动式上升,8月达到高峰,9月初逐渐消失。经估算,沙柳河鱼卵径流量为25.58×10^(6)粒,仔鱼径流量为62.00×10^(6)尾。鱼卵仔鱼空间分布为从河口往上丰度依次递减,断面水平分布为右岸>左岸>中心。Kruskal-Wallis检验表明,昼夜鱼卵丰度存在显著差异(P<0.05);昼夜仔鱼丰度存在极显著性差异(P<0.01),鱼卵仔鱼漂流高峰期均集中在夜间。鱼卵丰度与流速呈显著正相关(P<0.05),仔鱼丰度与流速呈极显著正相关(P<0.01),与径流量日上涨率呈极显著正相关(P<0.01)。研究报道了沙柳河青海湖裸鲤早期资源现状,填补了该水域青海湖裸鲤早期资源研究的空缺,为青海湖裸鲤上溯亲本资源量和入湖幼鱼资源量估算提供了数据支撑,可为青海湖裸鲤资源管理与保护提供科学依据。

基于BP人工神经网络模型的沙柳河流域径流模拟后处理研究

基于自主开发的BP人工神经网络模拟应用工具V1.0,将与SWAT模型相同的气象数据与新增的月校正因子和SWAT模型的月径流模拟值作为输入层变量,以实测径流为训练数据,对沙柳河流域径流模拟进行后处理,比较其与单独运用SWAT模型和BP人工神经网络模型进行径流模拟的结果,以此评价BP人工神经网络用于径流模拟后处理的精度与适用性。研究结果表明基于自主开发的BP人工神经网络后处理能显著提高该流域径流模拟精度,且操作简便,实现了模型的率定和验证同步进行,适用于沙柳河流域的径流模拟研究。

青海湖沙柳河河源区降水同位素云下二次蒸发效应

河源地区的水源储蓄和涵养能力,深刻影响河流的水资源补给与供续,研究河源地区降水同位素的二次蒸发效应有助于深入理解河源区降水循环过程。选取2020年5~9月青海湖沙柳河河源地区的逐月降水同位素数据,利用基于稳定同位素的Stewart雨滴蒸发模型,计算了青海湖沙柳河河源地区雨滴蒸发剩余比(f),以及蒸发分馏的氢氧同位素组分(Δδ^(18)O、ΔδD和Δd),探讨了研究期内Δδ^(18)O、ΔδD、Δd和f的差异以及影响因素,结果表明:(1)青海湖沙柳河河源区5~9月地面降水同位素δD_(p)、δ^(18)O_(p)和d-excess_(p)平均值分别为-30.93‰、-6.67‰和22.42‰;云下降水同位素δD_(c)、δ^(18)O_(c)和d-excess_(c)平均值分别为-49.57‰、-11.16‰和39.70‰。云下二次蒸发效应使降水d-excess值发生贫化。(2)沙柳河河源区5~7月f和Δd均值分别呈上升趋势,7~9月呈下降趋势,云下二次蒸发效应5月最大,7月最小。(3)沙柳河河源区5~9月f与Δd线性斜率为0.63‰/%,当雨滴蒸发剩余比在90%以上时,线性斜率为0.97‰/%。(4)沙柳河河源区云下二次蒸发效应主要受气温、相对湿度、降雨量、VPD和雨滴直径影响,其中雨滴直径是最主要的影响因素。该研究结果可为沙柳河河源区水循环研究提供基础数据和理论参考。

青海湖沙柳河流域浅层地下水水化学组成空间分布特征

地下水水化学组成空间分布对地下水资源科学管理保护具有重要意义。基于青海湖沙柳河流域不同典型月份地下水水化学组分数据,利用GIS空间分析方法对该流域地下水主要阴阳离子浓度、pH值、TDS浓度等的空间分布及其来源的空间异同性进行了研究。结果显示:①不同月份阴阳离子空间分布差异较大,6月份离子空间分布差异比1月份和10月份较为明显。6月份比1月份流域地下水K^(+)、Na^(+)、F^(-)和SO^(2-)_(4)浓度的高值区范围缩小,Ca^(2+)、Mg^(2+)、HCO^(-)_(3)浓度的高值区范围扩大,NO^(-)_(3)浓度的高值区与低值区范围无明显变化。10月份比6月份Ca^(2+)、Mg^(2+)、NO^(-)_(3)和HCO^(-)_(3)浓度高值区缩小,K^(+)、Na^(+)、F^(-)和SO^(2-)_(4)浓度高值区扩大。研究期内地下水Cl-浓度的空间分布无明显变化。②青海湖沙柳河流域地下水主要阳离子受碳酸盐风化作用影响,在流域下游存在一定硅酸盐风化作用。③青海湖沙柳河流域地下水多数离子空间分布特征大致呈流域中上游向河口汇聚,再向河口三角洲分散。

气候异常年份青海湖沙柳河流域降水水汽来源对比研究

气候变化深刻影响水分收支与水汽循环,研究气候异常条件下水汽来源对研究区域水循环具有重要意义.2017年和2019年分别为拉尼娜和厄尔尼诺年,选取这两年典型月份的GDAS(全球资料系统)数据,利用HYSPLIT(Hybrid Single Particle Lagrangian Intergrated Trajectory)拉格朗日模式对气候异常年份下青海湖沙柳河流域的降水水汽来源进行了对比研究,以期为该流域水循环研究提供理论依据.结果表明:(1)2017年和2019年青海湖沙柳河流域降水水汽来源4月前均以西向进行水汽输送,4月后东向水汽开始逐渐输送,直到9月,东向水汽输送逐渐减弱,西向水汽输送逐渐增强.(2)沙柳河流域2017年水汽来源与2019年水汽来源相比,沙柳河流域2019年北向水汽来源比2017年较早,西向水汽输送向东向水汽输送转变较早;2017年沙柳河流域受西向水汽输送时间较长,输送路径单一.(3)2017年拉尼娜发生期加剧了沙柳河流域水汽西向输送强度,缩短了东向水汽输送时间;2019年厄尔尼诺发生期减弱了该流域水汽西向输送强度,增加了北向水汽输送路径,延长了东向水汽输送时间.

青海湖沙柳河流域水汽再循环研究

陆地蒸发水汽是水循环过程的关键环节,深刻影响内陆河流域的水资源和生态环境,研究水汽再循环比例对区域水资源调配和管理具有重要意义。选取2019年5—9月份青海湖沙柳河流域13个采样点的月降水同位素数据,利用基于稳定同位素的水汽再循环模型,分析了再循环水汽对流域降水的贡献比例,以期为该流域水循环研究提供基础数据和理论参考。分析结果表明:①2019年5—9月份青海湖沙柳河流域逐月平均水汽再循环比例分别为11.01%、12.64%、8.13%、9.48%和14.97%,平均为11.25%;其季节变化特征明显,5月份流域水汽再循环比例开始增加然后降低,到9月份达到最大值,呈先增加后降低再增加特征。②各月水汽再循环比例空间分布状况存在差异性。③6—8月份流域河源地区水汽再循环比例均大于河口地区,从河口地区到河源地区呈现明显的增加趋势,水汽再循环比例最高值均位于流域的西北部山区。④5—9月份水汽再循环比例主要受500 m高度东向水汽来源和海拔影响。沙柳河流域水汽再循环是该流域重要的降水来源之一,关注流域水汽再循环有利于流域的水资源管理和有效利用。

青海湖流域基流演变规律及影响因素研究

为揭示青海湖流域的基流演变和时空变化规律,基于青海湖布哈河流域和沙柳河流域的径流资料,利用滤波平滑最小值法计算每年的基流指数,采用TFPW-MK法分析该流域基流时空变化和基流演变规律,并分析了基流的影响因素。结果表明,布哈河流域的基流指数呈增大—减小—增大的变化,5月达到了最大值,8月达到了最小值;沙柳河流域的基流指数呈减小—增大的变化,4月达到最小值。布哈河流域和沙柳河流域的年均径流量呈显著增加趋势,年均基流量和基流指数均呈不显著增加趋势;布哈河流域基流倾向率是沙柳河流域的2倍。布哈河流域和沙柳河流域的基流序列受到降水、流量、干旱指数和蒸发的影响较大,沙柳河流域受到蒸发的影响更为显著。

青海湖沙柳河流域夏季河水和地下水水化学特征

河水和地下水的水化学特征能够反映流域水环境的特点和水质情况.本文以青海湖沙柳河流域为研究区,选取夏季典型月份进行了河水和地下水样品采集及可溶性离子含量的测定,对青海湖沙柳河流域夏季河水和地下水的离子含量特征、水化学类型、离子来源和灌溉适宜性进行了研究.结果显示:(1)青海湖沙柳河流域夏季河水和地下水的pH平均值分别为7.59和7.12,电导率(EC)平均值分别为365.17μs·cm^(-1)和592.93μs·cm^(-1);河水和地下水的阳离子平均浓度顺序依次为Ca^(2+)>Mg^(2+)>Na^(+)>K^(+)>Li^(+)>NH_(4)^(+),阴离子平均浓度顺序为HCO_(3)^(-)>SO_(4)^(2-)>Cl^(-)>NO_(3)^(-)>NO_(2)^(-)>F-.Piper三线图结果显示该流域夏季河水和地下水水化学类型均以HCO_(3)^(-)Ca·Mg和HCO_(3)^(-)Ca型为主.(2)Gibbs图结果显示,夏季河水和地下水Na^(+)/(Na^(+)+Ca^(2+))质量浓度比值范围为0.03~0.62,Cl^(-)/(Cl^(-)+HCO_(3)^(-))质量浓度比值范围为0.01~0.18,表明岩石风化作用是控制整个沙柳河流域夏季河水和地下水水化学组分的主要因素.(3)青海湖沙柳河流域夏季河水和地下水钠百分比(Na^(+)%)平均值均为15%,钠吸附比(SAR)平均值分别为0.37和0.46,表明该流域夏季河水和地下水很适宜灌溉.

青海刚察沙柳河国家湿地公园旅游环境承载力评估

旅游环境承载力是科学合理规划湿地公园生态旅游发展的重要指标。本文综合生态环境承载力、资源空间承载力、社会心理承载力和环境设施承载力四个方面对青海刚察沙柳河国家湿地公园的旅游环境承载力进行评估。以期为湿地公园旅游资源开发提供科学依据,为实现湿地公园可持续发展提供必要参考。结果表明:沙柳河国家湿地公园旅游承载力为10032人/d(336.17万人/a),远大于2019年接待的旅游数量,未来湿地公园还具有很大的发展空间。

河北省1:50000沙流河幅第四系钻孔数据库

河北省1:50000沙流河幅是京津冀平原地区地质调查的重点图幅之一,晚新生代地层是图幅的主要调查对象,第四系钻孔数据库是地质调查核心成果的体现。本次工作利用钻孔施工和测试成果数据,结合收集的钻孔资料,建立了第四系钻孔数据库,主要包括1个钻孔基本信息图层、5个钻孔编录数据库、5个钻孔设计数据库及5张钻孔柱状图。本文从数据来源、数据处理方法、数据属性结构及数据质量控制等方面进行了归纳总结,以呈现基于数字地质调查系统的第四系钻孔数据库成果和建库实例。本数据库为唐山地区城市三维地质模型的建立提供了基础数据,服务于京津冀协同发展,同时也为平原区地质调查中钻孔数据的处理及建库提供了参考。

青海湖流域沙柳河草甸群落结构与数量特征

沿青海湖流域沙柳河河岸,选取多个断面进行样方调查,分析沿沙柳河距河流入湖处不同距离、垂直河岸方向上草甸群落结构、地上生物量以及物种多样性的变化特征,并讨论影响群落结构变化的生境因子。结果表明:①在所调查的样地中,有草本植物52种,隶属39属,13科。平均总盖度为70%,平均地上生物量为131 g·m-2。②随着离湖距离的增加,Shannon-Wiener指数、物种丰富度、物种均匀度指数、地上生物量呈现先增加后略微减小的趋势,盖度的变化趋势是先增加后不变。土壤含水量和土壤含盐量、海拔等可能是影响植物群落空间分布差异的主要原因。③Shannon-Wiener指数、物种丰富度与地上生物量呈现不明显的线性关系。

基于氢氧稳定同位素和水化学的青藏高原高寒内陆流域水文过程示踪研究

氢氧稳定同位素和水化学已成为研究水文循环过程的良好示踪剂,两者的结合能很好地揭示流域或者区域(特别是缺少水文观测数据的高寒内陆地区)的水文循环过程。青藏高原地表环境较恶劣,缺乏流域尺度的水文观测资料,不利于对流域尺度水文循环过程的综合理解和认识,成为水资源高效综合利用的瓶颈。为此,本文以青海湖沙柳河流域为研究对象,通过对降水、河水和地下水的定期定点高密度采样和对其氢氧稳定同位素组成(δD、δ^(18)O)和水化学氯离子(Cl^(-))浓度的分析测定,其目的旨在识别和示踪流域不同水体间的补给关系,探究D-18O同位素和Cl^(-)离子能否指示流域水文过程。结果显示,青海湖沙柳河流域干、支流河水和地下水均受降水补给,自上游至下游,干流河水受降水补给作用较强,支流河水受补给作用依次减弱,地下水受降水补给作用较弱。下游干流河水主要受下游地下水和全域支流河水补给,比例分别为15.45%和84.55%;下游地下水主要由中上游的河水和地下水补给,比例分别为42.40%和57.60%。上述结果表明结合氢氧稳定同位素和水化学手段可定量揭示高寒内陆河流域的水文过程,可为青藏高原其他类似流域水文过程示踪研究提供范例。