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)。

基于Budyko假设的布哈河流域径流变化归因分析

以布哈河流域为研究对象,采用Mann-Kendall趋势检验法和Pettitt检验法分析各水文气象要素的趋势变化并识别其突变特征,基于Budyko假设的水热耦合平衡Choudhury-Yang公式,分析量化不同因素对流域径流变化的贡献。结果表明:1958—2016年研究区年径流深呈显著增加趋势,增加速率为0.536 mm/a;通过突变检验识别在2001年存在突变点,据此径流序列划分为基准期(1958—2001年)和变化期(2002—2018年);与基准期相比,变化期径流增加了32.7 mm,其主要影响因素为气候变化,贡献率为86.27%,气候变化中降水量变化的贡献率占97.12%,潜在蒸散发量变化起到负贡献作用,贡献率为−10.85%,而下垫面变化的贡献率为13.73%。可知,降水量的变化是影响布哈河流域径流增加的主要因素。

基于地下水数值模拟的布哈河流域地下水可开采资源量评价

布哈河为青海湖流域最大的支流,其径流量达入湖流量的80%。为了维系青海湖流域生态地质环境的良性发展,需要科学提出布哈河流域的地下水可开采资源量。本次研究在开展流域水文地质调查的基础上,首先建立研究区的水文地质概念模型和地下水流数值模型,利用统测和长期观测数据对水流模型进行校正,通过Groundwater Vistas软件预测不同径流条件下拟建水源地的地下水水位降深及各项水资源量变化情况。预测结果表明在流域上中下游分别设置开采量为5万m^(3)/d、10万m^(3)/d、15万m^(3)/d的三处集中式水源地,连续30年平均径流条件下拟建水源地的最大降深为17.99 m,之后再经过5年枯水期水源地最大降深为20.26 m,地下水资源开采量主要来自于泉水及河流的隐伏排泄量的减少。最后结合流域规划提出布哈河地下水可开采资源量为30万m^(3)/d。

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.

SWAT模型在青海湖布哈河流域径流变化成因分析中的应用

为了探讨气候变化和人类活动对流域水文过程的影响，利用分布式水文模型SWAT对青海湖布哈河流域过去几十年径流变化进行了模拟研究．研究结果表明，20世纪80-90年代流域径流减少的主要原因是气候变化．在此基础上，根据未来不同气候情景的变化趋势，对布哈河径流变化进行了预测，得出未来30年径流增加的可能性比较大，青海湖水位下降速度将会减缓甚至出现上升趋势的结论．

青海湖西岸镭同位素的解吸和扩散特征

对青海湖布哈河河口悬浮颗粒物、底部沉积物和青海湖湖底沉积物中的镭(Ra)同位素进行不同盐度和pH值的解吸实验以及扩散实验,得到不同盐度湖水(2.8‰、5.8‰、8.8‰、11.8‰和14.8‰)对悬浮颗粒物中镭的解吸活度,和不同时间段沉积物中镭同位素的扩散速率,探讨盐度、pH值与颗粒物中镭同位素解吸的关系.结果表明,224Ra的解吸活度均高于^(226)Ra和^(228)Ra的解吸活度;在盐度为12‰附近时布哈河河口悬浮颗粒物中223Ra、^(226)Ra和^(228)Ra的解吸程度达到最大值,当盐度<9‰时,^(226)Ra解吸活度大于^(228)Ra,当盐度>9‰时,^(228)Ra的解吸活度大于^(226)Ra,这可能与当地岩石中富铀矿有关.河流沉积物^(226)Ra和^(228)Ra的扩散速率分别是0.039和0.290 dpm/(m^2·h);湖底沉积物^(226)Ra和^(228)Ra的扩散速率分别为0.018和0.092 dpm/(m^2·h),湖底沉积物扩散速率小于河流沉积物扩散速率.

布哈河流域土地利用转移矩阵及空间变化研究

布哈河位于青藏高原东北部,是青海湖最大的补给河流。该流域属于典型的生态脆弱区,是气候变化响应最敏感区域之一。为此运用土地利用转移矩阵和土地利用变化信息变量分析方法,研究了该流域土地利用类型转移规律,分析了引起变化的原因,为青海湖流域未来气候变化情景下下垫面变化引起径流变化的研究提供参考。结果表明,1980年代至2014年流域土地利用类型增加量主要发生在高中低三种不同覆盖度草地,减少量主要表现在未利用地。总变化中将近一半发生了数量上绝对值的变化,另一半发生了空间位置转移。低盖度草地和未利用地以净变化量为主,而中盖度草地与高盖度草地均以交变化量为主。空间转移分析表明,流域西北部海拔3 900 m以上源头区属无人区,受温度升高降水增加全球气候变化影响,源头区植被增加响应明显。而在海拔3 900 m以下区域,植被盖度增加类型分布较分散,整体受气候变化自然因素影响,局部在人类集中分布区域受放牧等人为干扰影响大,为植被减少类型。

^(137)Cs示踪法研究湟水上游和布哈河下游区域土壤侵蚀强度

通过137Cs示踪技术,并采用土壤剖面核素单位面积浓度与背景值之间的理论模型,对布哈河下游和青海湖东北岸湟水上游区域的土壤侵蚀进行了研究,结果表明:137Cs面积活度与植被盖度之间存在着正相关关系,两区域相关系数为0.93。湟水上游河谷土壤侵蚀模数在87.62~1 458.41t·km-2·a-1之间,采样点平均土壤侵蚀模数为933.31 t·km-2·a-1。布哈河下游区域土壤侵蚀模数在431.03~2 072.39 t·km-2·a-1之间,采样点平均土壤侵蚀模数为1 256.97 t·km-2·a-1。布哈河下游区域较湟水上游区域侵蚀严重,在较长的时期内两地大部分区域均处于轻度侵蚀阶段,湟水上游北部和布哈河下游西北部处于微度侵蚀阶段。

布哈河青海湖裸鲤鱼苗鱼卵的时空分布研究

2008年7月1日到10月7日,使用水文过河缆道及圆锥网接滤过式集苗器进行采样,对青海湖布哈河鱼类早期资源的时空分布进行了研究,以期了解青海湖裸鲤的自然繁殖状况,为其资源监测及生态保护提供基础性资料。结果表明:布哈河中鱼类早期资源种类单一,主要为青海湖裸鲤,采样期间有多次苗汛,主要苗汛出现于7月份,9月上旬仅有小规模苗汛;鱼苗平均密度3.17 ind.·m^(-3),最高达54 ind.·m^(-3);晚上鱼苗密度(22:00-22:10)与下午鱼苗密度(14:00-14:10)有显著性差异(df=98,P<0.05);青海湖裸鲤的鱼卵在上层平均密度为0.075 ind.·m^(-3),下层平均密度0.175 ind.·m^(-3),两者亦存在显著性差异(df=10,p<0.05);鱼苗的漂流运动主要集中在晚上;总体上看,鱼苗主要分布在河流上层,有近岸分布的趋势,而鱼卵则主要分布在河流下层,接近河流中央位置;鱼苗断面系数为0.43,鱼卵断面系数为2.32。

咸水湖盆沉积物原始有机碳定量恢复的新方法——以青海湖布哈河口区沉积物为例

烃源岩中原始有机碳(TOC)总量的恢复是烃源岩评价的重点和难点,以青海湖西北部的布哈河口区沉积物为研究对象,探讨一种全新的利用沉积物中硼元素含量对原始TOC含量进行恢复的方法.布哈河口区沉积物主要为泥、粉砂、细砂及其过渡类型,黏土矿物含量总体较低,沉积物中干酪根类型主要为Ⅱ1和Ⅱ2型,有机质大部分来自陆源生物,少量来自水生生物.布哈河口区沉积物中TOC含量介于0.02%~4.29%之间,其中半深湖及前三角洲环境TOC含量总体较高.有机质对部分微量元素有明显的富集作用,沉积物中TOC含量与硼、钪、钴、镍、锌、镓、铷、铯、铅及铀等微量元素存在明显相关性.有机质对微量元素的富集能力和强度受沉积物和水体接触时间控制,因此微量元素与TOC含量的相关性在不同沉积环境存在明显差异:在河流、三角洲平原、前三角洲、浅湖及半深湖沉积区较高,而在滨湖区较低.硼元素对TOC含量变化的反映最灵敏,即便是在间歇暴露的滨湖沉积中硼含量与TOC含量呈明显的正相关性,因此硼可以作为反映烃源岩原始TOC含量的有效指标.根据布哈河口区沉积物中硼含量与TOC含量之间极好的线性相关性,建立了利用烃源岩中的硼含量对原始TOC含量进行定量计算的公式,该公式主要适用于陆相微咸水、半咸水及咸水环境泥质岩类原始TOC总量的恢复.

布哈河流域水资源的气候演变特征

布哈河是青海湖最重要的径流补给河流,其流域水资源气候演变分析对于青海湖生态安全有重要意义。通过天骏、刚察、茶卡气象站长系列气温、降水数据分析布哈河流域气候变化特征。结果表明,近50年来,流域内气温均显著升高,海拔越高升温越明显,冬季升温较其它季节明显。采用Mann-Kendall趋势分析法和累计距平曲线对各时段的升温趋势变化进行了分析,升温自1986年开始至1997年有一个10年左右的波动期,随后在1997出现显著的突变过程,在与青藏高原整体趋势一致的基础上表现出区域自身的增温特点。降水呈增加趋势,但不如温度明显。海拔越高降水增加越明显,夏季降水增加较其它季节明显。根据气温和可利用降水变化特征,流域20世纪80年代开始进入增温增湿期,在20世纪90年代进入相对暖干期,21世纪前10年复转为暖湿期。

布哈河流域冻融侵蚀研究

利用多时相多光谱遥感数据,针对研究区环境特点和已有的数据资料,基于遥感和GIS的方法获得流域内年降水量、年均气温、坡度、坡向、土壤类型和植被类型六个评价因子数据。以GIS为平台通过建模及空间分析,获得了布哈河流域冻融侵蚀强度等级类型及空间分布信息。结果表明:研究区土壤侵蚀总面积是11331.18 km^2,中度侵蚀和剧烈侵蚀居多,分别占土壤侵蚀总面积的30.04%和63.17%,强烈侵蚀占土壤侵蚀总面积的6.67%。

^(137)Cs法研究布哈河下游地区土壤侵蚀强度

布哈河位于青海湖西侧,是注入青海湖的主要水源,近年来由于受到自然与人类活动的影响.流域内水土流失情况日益严重。由于本区土壤侵蚀研究基础十分薄弱,为了获得较为可靠的侵蚀定量数据.本文采用在区域土壤侵蚀研究和侵蚀量估算应用较为成熟的^(137)Cs示踪技术,对布哈河下游地区进行了土壤侵蚀的定量研究。经过采样、处理、测试、分析、计算等过程,初步估算了布哈河下游地区的土壤侵蚀强度。结果表明:土地利用类型相同的样点上,侵蚀量大致相同,土壤的容重也在一定程度上影响着侵蚀量。经过^(137)Cs模型计算,布哈河下游的土壤侵蚀强度为1198.83 t·km^(-2)·a^(-1),属于中度侵蚀水平。

基于SWIM模型模拟气候变化对青海湖布哈河流域水文过程的影响

本文基于青藏高原地区气候变化的预估结果,利用SWIM模型模拟了该地区最具有代表性的布哈河流域在未来3个时期(2016—2035年、2046—2065年和2081—2100年)径流深、实际蒸散量和深层渗漏量的变化及其时空格局.结果表明:1)模型对布哈河流域径流的模拟结果较为理想,表明SWIM模型在高寒地区有较强的适用性;2)随着降水的增加和气温的持续上升,流域的径流深和实际蒸散量在2100年前会持续增加,而深层渗漏量则先下降后上升;3)气候变化对流域水文过程的影响有季节差异性,其对深层渗漏量的影响集中于7、8月,而对径流深和实际蒸散量的影响主要在6—8月期间;4)流域各水文过程及其在不同时期的变化呈现一定的空间差异性.

布哈河流域不同时间尺度下土壤侵蚀对气候变化的响应特征

全球气候变暖极大地影响了地表侵蚀过程,但影响机制尚无统一定论。河流悬浮物是示踪地表侵蚀的常用手段。本文通过分析青海湖流域最大河流布哈河2008—2015年的日径流量、悬浮物浓度、气温及降雨数据,讨论了该流域在日、月以及季节尺度下土壤侵蚀对气候变化的响应特征。结果表明:降雨是半干旱布哈河流域土壤侵蚀的主要控制因素,气温通过影响冻融作用控制侵蚀行为。此外,该流域的土壤侵蚀具有明显的季节性差异,大部分的侵蚀发生在雨季。最重要的是,冻融作用导致春季解冻期/雨季前期产生额外的沉积物累积,表现为在相同流量下,沉积物输出明显高于雨季后期。上述结果对深刻认识全球变暖背景下侵蚀的响应机制具有重要的作用。

天峻县布哈河两岸灌木丛虫害调查

通过调查,布哈河两岸灌木丛虫害为明亮长脚金龟子和灰斑古毒蛾(Orgyia ericae Germar)

布哈河流域高寒草原土壤湿度变化特征及与气候因子的关系

利用布哈河流域高寒草原天峻县生态气象站2004~2017年草原解冻期土壤湿度资料,分析了高寒草原土壤湿度的年、季节和月变化特征以及牧草生长季各层土壤湿度与气候因子的关系。结果表明:0~10cm、10~20cm、20~30cm、30~40cm、40~50cm各层土壤湿度均随年际呈波动增加趋势,春、夏、秋季各季节也随年际延长均呈增加趋势,春季增加最显著;当年1-4月平均气温、整个汛期的空气平均相对湿度和土壤解冻前期(即牧草返青前)1-4月降水量是影响布哈河流域高寒草原各层土壤水分的主要影响因子。

浅谈布哈河流域综合治理

布哈河是青海湖的主要的水源之一,流域面积135.23×104hm2。由于上游地区日益频繁的人类活动,导致流域植被引起退化,为此,提出了恢复和治理治河流域植被的对策与措施。

青海湖布哈河流域表土DNA浓度的空间分布及影响因素

沉积物DNA因可提供地理环境中带有时间刻度的生物动态信息,被广泛应用于气候变化、生态功能及环境考古等方面的研究。但对该指标在流域范围内的地表过程及影响因素仍缺乏全面了解,限制了沉积物DNA数据分析的准确性与合理性。本文以适宜DNA保存的青海湖西北部布哈河流域表土为载体,通过提取表土DNA浓度并测定粒度、元素、烧失量和TOC等土壤理化特征,结合气候、植被覆盖、土地利用等环境要素,耦合分析该流域表土DNA浓度空间分布的非生物影响因素。结果表明:(1)布哈河流域表土DNA平均浓度为0.91μg/g,干流中游及支流吉尔孟河区域的DNA浓度最高,而靠近湖区的布哈河下游段则含量较低;(2)该流域表土DNA浓度与其自身的黏粒和有机质含量呈正相关,而与砂含量和风化淋溶强度呈负相关;(3)高植被覆盖和频繁的放牧活动有助于DNA在土壤中的富集,而暖湿环境下较强的风化淋溶、河流搬运、农耕活动则会降低土壤DNA浓度。上述结果为理解布哈河流域沉积物DNA的埋藏过程及影响因素提供了科学依据,也为未来重建青海湖西侧沉积物DNA组成及区域生态环境、人地关系演变奠定了基础。