寒区河道-堤防-泛区凌汛灾害风险评估防控研究进展

寒区凌汛灾害的孕育、发生及演变与河道-堤防-泛区关联密切,凌汛灾害风险的科学评估与防控至关重要。以凌汛灾害风险“识别-计算-评估-防控”为主线思路,从凌汛成因与凌汛灾害特征、河冰及凌汛洪水数值模型、河道凌汛灾害风险评估、凌汛期堤防险情与溃堤淹没风险评估、凌汛灾害风险防控措施等五个方面,综述寒区河道-堤防-泛区凌汛灾害风险评估防控研究进展,并提出河道-堤防-泛区凌汛灾害链条效应及其驱动机制、河冰演变-凌汛壅水-堤防险情-泛区淹没风险链模型、河道凌汛壅水-堤防溃决-泛区淹没风险定量评估、堤防冻融险情演化动力机制及智能预测、凌汛灾害监测-预警-评估-防控应急决策支持系统、凌汛灾害“四预”数字孪生平台等方面是凌汛灾害风险评估与防控亟需解决的关键科学问题或未来主要的研究方向,可为寒区凌汛灾害风险的深入探究与科学管理提供重要思路。

基于图论的河道-滩区系统连通性评价方法

河道-滩区系统的连通性是维持河流生态系统健康的重要因素。基于图论连通度理论,将河道-滩区系统中的水流通道、鬃岗地形、小型封闭水域和牛轭湖等微地貌单元概化为图模型,并利用ArcGIS平台和DEM模型实现其表述。在此基础上,建立图的邻接矩阵,进行连通性分析和水流通道连通度计算,实现了河道-滩区系统连通程度分析的定量化。以瓯江丽水河段的河道-滩区系统为例,进行了一定水位条件下的连通状况模拟和连通程度定量分析。案例分析结果表明:通过确定关键性水流通道和水流通道汇合点,可对河流生态修复工程设计方案进行优化;利用本文所提出的方法对河道-滩区系统的连通性进行定量评价是有效可行的。该方法可用于河流健康评估、河流生态修复工程优化、河湖水网连通程度的定量分析等。

洪泛区湿地土壤-植物系统氮含量与气候因子灰色关联分析

文章以二百方子洪泛区湿地为例,运用灰色关联分析方法探讨了洪泛区湿地土壤-植物系统氮含量变化与气候因子之间的关系。结果表明,二百方子湿地土壤氮素含量与月平均风速、月日照时数和月蒸发量的关联性较密切;芦苇地上部分氮素含量与月日照时数、月蒸发量和月平均风速关联较密切,而芦苇地下部分氮含量则与月平均降水量、月蒸发量和月平均气温关联较密切。

河道-滩区系统连通性评价研究

河道—滩区系统的连通性是维持河流生态系统健康的重要因素之一。文章主要基于图论连通度理论,将河道-滩区系统中的牛轭湖以及水流通道、小型封闭水域和鬃岗地形等微地貌单元概化为图模型,并采用DEM模型和Arc GIS平台对其进行科学描述。在此过程中,文章还构建了基于图论连通度理论的邻接矩阵,然后对某研究区河道-滩区系统的水流通道连通度进行计算分析,以此实现对某河道-滩区系统的水流通道连通性进行定量分析。

基于河道-湿地-缓冲带复合指标的京郊河溪生态评价体系

河溪是陆地水环境的基本组成单位,对人类的生产,生活产生着重要的影响。河溪近自然生态评价是以自然状态河段为本底值,对人为活动或自然条件突变所造成的退化河溪生态系统的结构和功能作整体健康评判.基于河道-湿地-缓冲带复合指标的京郊河溪近自然生态评价体系以野外大量调查数据为基础,按照科学性、目标性、系统性、独立性、可操作性的原则,从生态、地貌、水文特征方面挑选相互匹配的22个定量指标和13个定性指标,将评价过程分为定性评价和定量评价,综合考虑两者的长处以避免评价结果过于主观.并由于该评价是基于多指标和多点调查得到的,评价的结果容易受到采样中随机性的影响,存在模糊性和概率性,因此,采用模糊概率评价的方法,构建该评价体系。并综合考虑一个平衡河溪水生生态系统的特点以及水环境特有的地形地质和群落状况等因素的差异,可以将河溪的近自然程度分为以下4个等级:Ⅰ自然状态;Ⅱ河溪受到轻微人类活动的侵扰(近自然状态);Ⅲ河溪受到剧烈人类活动的侵扰(退化自然状态);Ⅳ完全人工化,并在4个等级之间划分出3个过渡带,以表明河溪生态系统的动态转化过程.最后利用该评价体系对位于怀柔区二级水源保护区内的怀九河进行了分段近自然生态评价,以避免某调查点数值突变对整个河溪评价结果造成影响.

河流—洪泛区环境系统特征的初步研究

河流和洪泛区具有水文和生态上的密切联系而构成一个统一的环境整体,由此提出了河流—洪泛区环境系统的概念,并从整体性、异质性、开放性、复杂性、脆弱性等方面对其特征进行了分析研究。洪泛作用对于河流—洪泛区环境系统整体性的维系起着重要作用,环境系统的异质性体现在空间尺度上的异质性和时间尺度上的异质性2个方面,环境系统具有开放性,在自然因素和人类活动的双重影响下,环境系统呈现出复杂性和脆弱性。

黄河三角洲水上平原河道系统过程──反应特性

从系统论、控制论及协同论观点出发，提出了黄河现代三角洲水上平原河道过程－反应系统的概念模式。并就河道型的转换、河道纵剖面的调整等方面的分析，对河道系统过程－反应的渐变与突变特性作了阐述。

水库运行对下游河道横向连通性的影响

水库建设及运行对坝下河流-洪泛区系统的生态格局产生显著影响.以海南省万泉河流域牛路岭水库下游加积至河口段为对象,基于河道平面二维水动力模型,开展水库调节对下游河流-洪泛区系统横向连通性的影响研究,重点关注淹没面积量级和频率、长程相关等特性的变化.结果表明:水库调节使得下游大范围的天然水力过渡区转变为淹没区或干燥区,其尖峰厚尾分布特性削弱,极大地降低了洪泛区与主河槽的横向水力联系;淹没范围的长程相关性增加,淹没区与干燥区的交替周期延迟;不同水库调节情景对淹没情势的影响程度差异较大.

准噶尔盆地沙湾凹陷柳树沟河沉积体系的发现及其石油地质意义

准噶尔盆地沙湾凹陷与玛湖凹陷具有相似的构造、沉积及成藏背景。基于对沙湾凹陷岩相古地理格局及源-汇系统的研究,提出了在凹陷中央发育有一个来自西北方向的远源大型沉积体系,即柳树沟河水系,并围绕该水系对沙湾凹陷的沉积演化特征及成藏条件进行了分析。研究结果表明:(1)沙湾凹陷柳树沟河水系起源于扎伊尔山,流经中拐凸起后,在沙湾凹陷中央形成了大型河流—三角洲沉积体系,其中的曲流河点砂坝、三角洲前缘水下分流河道、河口坝和席状砂等储集体是油气规模勘探的有利目标。(2)柳树沟河水系自二叠纪到侏罗纪继承性发育,先后经历了二叠纪水进、三叠纪早期水退与中—晚期水进及侏罗纪湖盆水体震荡发育的过程,形成了中、下二叠统规模烃源岩,二叠系—上三叠统大型三角洲扇体、侏罗系多期河道叠置的储集体以及晚二叠世晚期—早三叠世晚期区域性盖层,构成了纵向上多套生-储-盖优势组合;多期构造运动形成的不整合面和断裂体系构建了沙湾凹陷油气运移、调整的有利输导体系。(3)柳树沟河水系的发现改变了沙湾凹陷没有大型远源水系、仅发育近源扇三角洲的传统认识;凹陷中央及斜坡低部位是寻找石油天然气规模储层的新领域。

白洋淀环境生态变迁及其对雄安新区建设的影响

白洋淀是华北平原最大的浅水湖型湿地,研究该流域生态环境变化,对维持华北平原生态平衡和雄安新区的建设具有重要意义。白洋淀经过多个朝代的改造和治理,特别是清代千里堤的修建,形成了现在的基本格局。为了给白洋淀环境生态系统修复和雄安新区防洪工程体系建设提供理论依据,根据多年来对白洋淀的相关研究成果,通过梳理分析掌握的数据和资料,运用数理统计等方法,探讨相应的影响因素和变化规律,以白洋淀为核心,从历史、水资源、水质、生态及社会生产系统等多个角度论述白洋淀的变迁及发展趋势,并进一步探讨白洋淀环境生态与雄安新区建设的内在联系;分析认为雄安新区防洪工程体系的建设和白洋淀环境生态系统的改造在系统功能上相互制约,在规划布局上要融为一体。