黄河中游河口-龙门区间蓝绿水资源对气候与土地利用变化的响应

气候变化和土地利用变化会改变蓝绿水资源的时空分布,量化二者变化所带来的影响对水资源管理具有重要意义。黄河中游的河龙区间(河口镇至龙门)社会经济的迅速发展和大规模生态修复工程的实施改变了流域的土地利用格局,蓝绿水资源时空分布受到影响。研究基于遥感数据,分析河龙区间近40年土地利用的变化特征;结合VIC模型和四种情景设置,定量分析气候与土地利用变化对流域内蓝绿水的时空影响。进一步分析了生产性绿水流及非生产性绿水流对气候及土地利用变化的响应规律,以便开发绿水资源的生产潜力。结果表明:(1)河龙区间平均最高气温和平均最低气温在1997年发生突变,变化趋势由减小转为增大;降水量在2006年发生突变,变化趋势由减少转为增加。草地和耕地是河龙区间的主要土地利用类型,1980-2020年间耕地减少了3 407 km^(2),林地、草地和灌木林的面积均呈现增加趋势,与退耕还林还草工程的实施密切相关。(2)气候变化和土地利用变化对蓝水流的贡献率分别为90.89%和9.11%,对绿水流的贡献率分别为103.13%、-3.13%,对绿水储的贡献率分别为89.07%、10.93%,气候变化对河龙区间蓝绿水变化起主导作用。4种情景下,河龙区间的蓝水流、绿水流、绿水储均呈现从西北到东南逐渐增加的趋势。(3)植被恢复下,植被蒸腾作为生产性绿水流占总绿水流的比例由71.63%增大到72.93%。4种情景下,植被冠层截留蒸发量、植被蒸腾量的空间分布呈现从西北到东南地区增加的趋势,而裸土蒸发量呈现相反的空间分布格局。气候变化下,植被冠层截留蒸发量、植被蒸腾量呈增加趋势,土地利用变化对裸土蒸发量的影响更大。

人类活动对河龙区间潜在自然植被的干预强度

[目的]探究黄河中游河龙区间潜在自然植被(PNV)的时空变化规律,查明人类活动对该区域PNV的干预程度,可为区域生态系统恢复、重建和可持续发展提供理论参考。[方法]基于河龙区间1960—2017年气象数据和1990—2018年4期土地利用数据,利用GIS技术和综合顺序分类系统(CSCS)模拟并分析了河龙区间1960—2017年PNV的时空变化特征,并探讨1990年以来人类活动对PNV的干预强度。[结果]河龙区间稳定的PNV类型按面积由大到小排序为:暖温微干温带典型草原类、暖温微润森林草原类、微温微润草甸草原类、微温微干温带典型草原类。不同年代各PNV类型重心发生不同程度的迁移。土地利用类型以草地、耕地和林地为主。草地、林地、建设用地面积呈增长趋势,而耕地和其他地类呈减少趋势。各地类重心也在不断发生变化。受人类活动影响,草原类PNV的30.9%~36.2%和11.4%~18.5%面积分别转变为耕地和林地,森林草原类PNV的19.0%~32.6%面积转变为耕地,潜在草地区转变为林地的面积比例逐年增加。[结论]人类活动对PNV的干扰动态变化度在1990—2000年和2010—2018年较大,尤其是2010—2018年,且现有林地是否持续存活需要多关注。

黄河河龙区间河流泥沙对相关重大事件与政策的响应

利用径流-输沙量双累积曲线与单位降雨侵蚀力输沙量（输沙量负荷）的分析表明，河龙区间泥沙变化与相关重大事件与政策密切相关。“大开荒”时期输沙量负荷平均值最大，是输沙量负荷多年平均值的1．8倍；“大跃进”、“农业学大寨”和“文革”时期的输沙量负荷均值也较大，为输沙量负荷多年平均值的1．4～1．5倍。改革开放后，输沙量负荷下降明显，输沙量负荷平均值较改革开放前减少了55．7％，特别是在1999年实施“退耕还林（草）”后，输沙量负荷平均值下降到整个时期的最小值，仅为输沙量负荷多年平均值的33．3％。

水利水保工程对河龙区间暴雨洪水泥沙的影响

对河龙区间各主要支流的场次暴雨洪水开展了研究,利用统计模型、相关分析等方法分析了水利水保措施对暴雨洪水泥沙的影响。结果表明:①1970—2006年河龙区间水利水保工程对洪峰、洪量、沙量的削减程度分别为33.6%、41.3%、38.0%,陕西北片5条支流洪峰、洪量、沙量的削减程度分别为23.7%、41.7%3、0.3%;②水利水保工程对洪量的削减程度最大,沙量次之,洪峰最小,对主要来沙区5条支流的影响程度略小于整个河龙区间的。

黄河中游河龙区间降水分布及其变化特点分析

利用１９５５年以来的降水资料，分析了河龙区间降水的时空分布规律和变化特点。结果表明：区间降水量的分布受地形影响十分显著，并且还有年内分配不均、年际变化大和周期性比较明显等特点。

河龙区间水土保持工程与耕作措施减沙量计算

为解决区域上工程、耕作措施减沙量的计算问题,以河龙区间(河口镇—龙门)为研究区,按1%密度布设野外调查单元。以野外调查单元地块的耕作措施状况和已有研究成果为基础,计算了野外调查单元潜在土壤侵蚀量A′与土壤侵蚀量A。以A/A′作为布设野外调查单元网格的耕作措施因子值,获得区域耕作措施因子图层,进而进行土壤侵蚀量和减沙量计算。计算结果在水土流失面积、强度分布上与已有成果基本一致,全区土壤侵蚀模数为4 004t/(km2.a),产沙量为4.54×108 t/a。耕作措施总减沙量为8.00×107 t/a,主要集中在中部的佳县、临县、神木县等黄土丘陵沟壑区。

河口镇—龙门未控区间报汛雨量站网调整分析

根据黄河河口镇—龙门未控区间报汛雨量站网的实际情况,综合考虑洪水预报、防洪调度等工作对报汛雨量站网的需求,采用未控区间加水分析、雨量等值线分析、相关分析、经验公式法等方法,对现有报汛雨量站网的密度和满足程度进行了客观评价,对当前报汛雨量站网布设的合理性进行了分析论证。结果表明:在原有报汛雨量站点不变的基础上,府谷—吴堡未控区间增设19个报汛雨量站点、吴堡—龙门未控区间增设12个报汛雨量站点,增设的站点均布设在交通和生活条件相对较好的村庄,这样调整后的报汛雨量站网可进一步控制暴雨时空分布,提高洪水预报精度。

河龙区间减沙效益与水土流失治理度的关系

研究黄河中游河龙区间水土保持措施减沙效益与水土流失治理度的关系。结果表明:1)河龙区间减沙效益与水土流失治理度呈正相关关系。二者关系可以按照治理度与减沙效益取值范围的不同,明显分为减沙效益高值区和减沙效益低值区2个区,其单位治理度的减沙效益基本相等。减沙效益低值区的治理度小于15%时,基本没有减沙效益。“两川两河”要想取得10%以上的减沙效益,治理度应超过30%。2)河龙区间减沙效益与水土流失治理度关系分为减沙效益高值区、减沙效益中值区和减沙效益低值区3个区后,减沙效益高值区的治理度提高10%,减沙效益可以提高约8%;减沙效益中值区的治理度提高10%,减沙效益提高8%;减沙效益低值区的治理度提高10%,减沙效益只能提高3.4%。因此,构筑减少黄河粗泥沙的第一道防线,建议首选位于减沙效益低值区的窟野河和皇甫川流域。

黄河河口镇至龙门区间来水来沙变化及其对水利水保措施的响应

采用现代统计学中的变点分析法、历时曲线法和双累积曲线法对黄河中游河口镇到龙门区间1952-2000年降水、径流和泥沙量进行了综合分析。结果表明:黄河河龙区间多年平均降水量为434.5mm,径流量53.3×108m3,输沙量7.2×108t。上世纪50年代以来,区间面平均降雨量并未发生显著的趋势性变化,而径流和输沙量均发生了显著性趋势性减少,但在这种趋势性减少过程中,上世纪90年代则表现出微弱增加。与前期相比,在消除降雨量影响后,区间径流量降低幅度一般在20%-30%,而输沙量在低频率部分(相当于汛期)减小幅度达40%,高频部分(相当于非汛期)有所增加。根据建立的区间面平均降雨量与径流量及输沙量关系分析,黄河河龙区间因人类活动的直接作用使区间径流量年均减少18.8×108m3,输沙量年均减少3.7×108t。与前期相比,区域水土保持措施是区间径流和泥沙减少的主要驱动力。

山区旅游保护性开发区划的理论思考与实证——以广东龙门县为例

对山区进行旅游保护性区划,是旅游可持续发展战略在时空推进上的具体落实。遵循山区生态系统客观存在的地域分异规律,采用自上而下的自然环境要素宏观分析与自下而上的生态、经济旅游等要素微观分析相结合的方法,既避免了仅仅对指标数据的简单聚类,又克服了传统区划中缺乏对人类经济活动影响分析,以及行政区域不完整、可操作性差等问题,使区划的结果综合程度更高,对山区旅游可持续发展更具有指导性。以典型山地县龙门为例,进行旅游保护性区划,确定旅游的重点开发区,并提出相应的政策建议。

河龙区间中常洪水与暴雨关系分析

根据黄河中游河龙区间1952—2006年最大3 d雨量大于20亿m3的区域性暴雨过程及龙门站实测洪峰流量超过3 000 m3/s的场次洪水,分析河龙区间中常暴雨、产洪暴雨、龙门站中常洪水的特性,研究暴雨次数变化对洪水次数变化的影响,探讨了河龙区间中常洪水与暴雨变化、下垫面条件及人类活动影响的关系。结果表明,河龙区间暴雨与洪水均呈下降趋势,尤其是小量级的暴雨产洪次数明显减少,原因是受产汇流条件恶化、暴雨减少及人类活动的共同影响。

河龙区间六条流域产粗沙量研究

本文根据野外采样，通过粒度分析法研究分析了河龙区间六条流域各地层产粗沙量。结果表明，区内产粗沙仍以黄土为主，基岩次之，风沙产粗沙最少。

旅游保护性开发区划的实施途径与案例研究

旅游保护性开发区划是资源环境持续利用和经济可持续发展相结合的应用性区划。本文以广东省龙门县为例,运用数学定量分析和专家集成相结合方法,对县级旅游保护性开发区划的实施途径进行探讨,提出龙门县旅游保护性开发区划方案及可持续发展对策。

区域生态环境定量评价初探——以广东省龙门县为例

文章以广东省龙门县为例,综合运用景观生态学、生态学等学科原理和方法,探讨区域生态环境定量评价的内容、方法和标准等,并根据评价结果提出区域生态环境建设和社会经济持续发展的措施和建议,探讨区域生态环境评价在区域可持续发展中的应用。

龙门山唐王寨地区逆冲推覆体生物地层学研究

推覆体的泥盆系地层生物繁盛,门类众多。下、中泥盆统有丰富的腕足类,次为珊瑚、双壳类、三叶虫和角石;中、上泥盆统碳酸盐地层中发育大量牙形石,特别是Palmatolepis极为丰富。经分析研究划分出11个化石带和化石组合,聚类分析谱系图表现出来的10个化石组合与它吻合,可进行区域对比。在此基础上,对泥盆系的地层单元及下、中、上泥盆统之间的界线进行了划分,对化石特征进行了描述。

汶川8级大地震活动断裂滑动速率异常低的比较讨论

本文在收集1900—2008年东亚大陆西部三角地震区内8次陆内逆冲型浅源大地震（M≥7.5）活动断裂的滑动速率基础上,初步比较分析表明东亚大三角地震区陆内逆冲型孕震断层的缩短或垂直平均滑动速率≤12 mm/a;2008年四川汶川8.0级大地震发生在滑动速率异常低（0.2～1.0 mm/a）的龙门山活动断层上;地震震级大小和滑动速率大小之间的关系并没有显示出线性的简单相关关系;地震震级大小可能与多种因素有关,包括断层的地质年代、尺度（长度、宽度和深度）、活动速率和历史、物性,以及应力-应变本构关系和动力学环境等,需要深入研究。

探索龙门山前缘物探采集技术

四川盆地龙门山前缘地区地震地质条件复杂,资料信噪比低,勘探前景良好。为加快该区勘探进程,西南分公司进行了川西龙门山前缘地震勘探采集技术攻关,初步形成了适合龙门山前缘地区的地震资料采集技术,在龙门山前缘地区的地震勘探中发挥了重要作用,并发现大园包大型构造圈闭,取得了较好的勘探效果。

2012年黄河1、2号洪峰特点分析

对2012年黄河干流1、2号洪峰相应的洪水特点等进行了分析,结果表明:1号、2号洪峰吴堡站次洪水量分别为3.20亿、2.78亿m3,府谷—吴堡区间无控区加水比例分别为43.4%、55.0%;洪水以府谷—吴堡区间来水为主,陡涨陡落,峰高量小;第一次洪水在吴堡—龙门区间的洪峰传播时间较长;小北干流未发生明显漫滩,与历史同量级洪水相比削峰率较小。建议加强对河口镇—龙门区间产汇流机理及演进规律的研究,探索建立无控区洪水预报模型,同时对汛期站网布设的合理性进行深入分析和适当调整。

黄河河龙区间黄土丘陵沟壑区土壤侵蚀模数与小流域泥沙来源研究

黄河流域河龙区间面积１１．１６万ｋｍ２，６０年代年均输沙量９．５２５亿ｔ，年均输沙模数８５３５ｔ／ｋｍ２。考虑水库等栏沙，还原计算的年均产沙量为９．８２４亿ｔ，扣除轻微流失面积３．８２万ｋｍ２及其年产沙量０．２９７亿ｔ，黄土丘陵沟壑区７．３４万ｋｍ２面积上年均产沙量９、５２７亿ｔ，年土壤侵蚀摸数为１２９８０ｔ／ｋｍ２，比年均输沙模数高出５２．１％。在小流域泥沙来源分析中，将坡长２０ｍ径流小区的年产沙模数改正为自然坡长的年产沙模数，加上坡面浅沟汇流加大冲刷的作用，未治理坡耕地年产沙模数在１５０００ｔ／ｋｍ２以上。由此算得的小流域各地类年产沙模数，作为工程规划设计和计算水土保持减沙作用的依据较为接近实际。

关于龙门石窟景区泉水间歇性断流影响因素的分析

景区内大部分泉水受东西向断裂控制,东西向断裂是常村煤矿、龙门煤矿与泉水联系的重要通道,矿井中的地下水大部分为煤层底板的石炭系灰岩及寒武系白云岩中的岩溶水,在采矿过程中遇到导水断裂造成矿井突水,引起地下水位下降,泉水动态主要决定于煤矿排水量的大小;在双层结构水文地质区,供水井开采地下水可引起浅层水与深层水发生补排关系,是泉水动态变化的间接影响因素。煤矿排水占全区总排水量的80.2%,供水井抽水占全区总排水量的19.8%,因此,影响龙门石窟景区泉水断流的主要因素为矿井排水,供水井开采是泉水断流的次要因素。