以防洪为核心的三明市沙溪数字孪生流域建设

为提高三明市防洪的实时监管效能、应急处置能力与安全保障水平,以沙溪流域为例,构建了以防洪为核心的数字孪生流域。从防洪“预报、预警、预演、预案”4个方面,通过完善监测感知网建设,针对三明市沙溪流域防汛感知网的薄弱环节,适当增加水文、气象等监测设备,提升气象预测预报预警精准程度;加强数据资源建设,整合现有平台及数据资源,推动各部门间数据同步、互通共享与系统同屏共享,实现“一屏知汛”;开展重点区域建设,将沙溪流域作为重点建设区域,建设覆盖沙溪流域的立体监测体系,并重点实现沙溪流域防洪调度一体化,实现信息快速流通,支撑防汛应急指挥调度。实践证明:在数字孪生技术的支持下,通过调度预演来分析决策,三明市主城区防汛预警提前了6 h,最大限度地减少灾害影响和社会经济损失,取得了良好的运用效果。

历史视角下流域乡土聚落景观格局多尺度研究——特征与影响因素

为了深入探讨流域乡土景观的形成机制、空间分布规律以及人类活动与自然环境因素对景观格局的影响。选取了流溪河及其支流沙溪河作为研究区域,采用景观格局指数、冗余、历史景观特征评估方法等进行分析。发现在流域尺度下,聚落到水系的平均最近距离和平均高程对流溪河流域景观格局的异质性有显著影响;在子流域尺度下,农业土地制度、城镇化和乡土社会凝聚力在乡土聚落景观的塑造与演变中具有重要影响。多尺度研究揭示了地理环境与人口发展在共同塑造流域内乡土聚落景观,并且上下游地区乡土景观存在差异,需采用不同管理策略以维护完整性和可持续性。

山区农业气候资源空间分布的推算方法及小地形的气候效应

本文提出了山区农业气候资源(温度、湿度、降水、风速等)空间分布的推算方法。为适应计算机技术在山地气候研究中的开发应用,作者使推算模式函数化,便于用计算机绘制山区小网格农业气候资源空间分布图。文中也提供了上述多项农业气候资源的小地形效应值。本文提出的推算方法在福建省沙溪流域实际应用的结果表明,能有效地揭示山区农业气候资源空间分布的宏观与微观变化,效果是令人满意的,精度也是高的。

基于GIS和层次分析法的沙溪流域滑坡地质灾害易发性评价

滑坡是沙溪流域主要地质灾害类型之一,开展滑坡灾害易发性评价可为区域地质灾害防治提供数据基础和决策依据。通过沙溪流域生态地质调查,分析了滑坡灾害分布规律和影响因素之间的关系,选取岩性建造、地貌、坡度、坡向、降雨量、距河流距离和距断层距离7项指标,利用层次分析法及地理信息系统空间分析技术,开展沙溪流域滑坡地质灾害易发性评价。结果显示:沙溪流域滑坡易发性影响因子依次为岩性建造、多年年均降水量、地形地貌、坡度、距河流距离、距断层距离和坡向;沙溪流域滑坡灾害易发性与坡度、岩性建造、年均降水量表现出明显正相关,即坡度越大、岩性建造性质越软弱、越易风化,年均降水量越多,越易引发滑坡灾害;滑坡灾害易发性与断裂构造、河流距离与滑坡灾害易发性呈负相关,即距离越近越容易诱发地质灾害;流域整体以低易发区和极低易发区为主,高易发区主要分布在沙溪流域中南部、东部及东北部地区。这为沙溪流域地质灾害防治提供了基础数据和决策依据。

TRMM降水数据在沙溪流域的精度验证

以闽江沙溪流域2008—2012年水文站及雨量站的实测降水资料为基准数据,利用探测率、击中率、Heidke技巧评分指数、模糊评分、统计参数、降水重心等指标,对热带降水测量卫星(TRMM)的3B42V6和3B42V7两种降水产品进行精度检验和分析。结果表明:日尺度上,TRMM数据在多数情况下能比较准确预报降水是否发生,两种TRMM降水数据的探测率Pd、集中率FH、Heidke技巧评分指数的平均值都超过0.55,3B42V7的漏报率和空报率比3B42V6均有所降低;两种TRMM降水数据在不同降水量级的预测中精度由好到差依次为小雨、暴雨、大雨、中雨,其中小雨预报精度最好,达到良好水平以上,3B42V7的效果更好一点;两种TRMM数据与实测数据的一致性都比较好,其中3B42V6的数据均方根误差、偏差、相关系数都更小;月尺度上,3B42V6降水数据呈现旱季偏差大、雨季偏差小的特征,而3B42V7数据在全年的偏差都较小;年尺度上,两种TRMM数据的降水重心位置与实测数据的降水重心位置十分接近,纬度方向的变迁路径一致,TRMM数据的空间分布与实测数据比较吻合。

基于河长制的沙溪流域水环境综合治理实践

闽江正源沙溪流域以“顶层设计、创新机制、统筹规划、科技助力、全民参与”五大举措开展水环境综合治理探索实践,取得显著成效,流域全境水环境持续改善、水质优良,已完全消除劣V类水质;流域三类17项生态绩效目标持续改善,全流域水环境质量实现全面达标,进而提出从“源头管控、标本兼治、两手发力”根治流域水环境、永续保护好绿水青山的建议。

沙溪流域水环境问题及对策措施

在分析沙溪流域废污水排放、水质监测等情况的基础上,针对流域水环境存在问题,提出了沙溪流域水环境对策措施:调整产业结构,合理工业布局;实施综合治理,改善水环境;实行总量控制,实现水环境良性循环;完善监测网络,提高监测能力;优化水资源配置方式,改善水环境质量;加快污水处理厂建设,实现达标排放。

沙溪河流域地表景观对水质的响应研究

从景观生态学角度,研究土地利用格局与水质之间的关系,对流域水环境质量的改善具有理论指导意义。目前,针对形态复杂的华南丘陵山地小流域的相关研究不足。现以沙溪河流域(永安段)为研究对象,探讨小流域土地利用格局与河流水质的关系,分析地形、不同季节在河流水质变化与植被覆盖关系。结果表明:①流域内土地利用以森林为主,农田和草地灌木次之,裸土最少。农田、建筑用地对水质具有负影响;森林、草地灌木、湿地水体对水质具有改善作用,裸土占比小,对水质影响不大。②不同季节河流水质与植被景观格局间有较大差别,湿地水体对氨氮(NH_(3)-N)、总磷(TP)的抑制作用在春季发挥了最大的作用,草地灌木对溶解氧(DO)含量的促进作用在夏季达到最大,但在春冬两季对溶解氧(DO)含量具有抑制作用,平均坡度百分比对溶解氧(DO)的影响由于季节不同存在差别。