甘肃黄河流域水沙动态及其归因分析

以甘肃黄河流域中洮河、祖厉河和泾河流域3个支流典型流域为研究区,基于SWAT模型对典型流域的水沙过程进行模拟。采用双累积曲线划分水沙变化特征时段,通过对比分析各特征时段SWAT模型的模拟结果,进行气候和下垫面因素对3个典型流域水沙过程影响的贡献分离。结果表明:SWAT模型对3个典型流域水沙模拟精度较好,不同典型流域径流深和输沙模数空间分异显著,洮河流域水多沙少,祖厉河和泾河流域水少沙多;3个典型流域降水-径流和径流-泥沙双累积曲线的斜率存在明显变化,以斜率表征的径流系数和输沙量均呈减小趋势;1980—2020年,3个典型流域水沙俱减,气候和下垫面因素对各特征时段水沙变化的贡献存在差异,前期气候因素影响显著,后期下垫面因素贡献有所提升;人类活动参与改造的下垫面因素是甘肃黄河流域水沙俱减的主要原因。

甘肃省黄河流域土壤侵蚀及其驱动机制

[目的]量化甘肃省黄河流域土壤侵蚀并探究其驱动机制,旨在为该区域水土流失治理和水土资源保护提供科学依据和方法参考。[方法]基于修正的土壤流失方程(RUSLE)模型对1980—2020年甘肃省黄河流域土壤侵蚀进行量化,使用Theil-Sen斜率方法分析了土壤侵蚀的年际变化,通过空间统计方法分析了不同下垫面的土壤侵蚀强度和分布规律,采用地理探测器探究了土壤侵蚀的驱动因子。[结果](1)1980—2020年,甘肃省黄河流域土壤侵蚀模数(A)均值为37.38 t/(hm^(2)·a),中度及以下侵蚀占全域面积70%,其中甘南以微度侵蚀为主,A值呈减小趋势;陇中和陇东以轻度和中度侵蚀为主,A值呈增加趋势。(2)全域农田A值最高且侵蚀总量最大,沼泽类湿地A值最低,密林地侵蚀总量最小;受分布面积影响,甘南草地土壤侵蚀量较显著,陇中和陇东农耕区侵蚀量最大;高侵蚀模数主要发生在海拔1000 m以下和10°~20°坡度区间。(3)甘南和陇东地区坡度对A值的作用最为显著,陇中地区土壤的作用更大;域内土壤侵蚀影响因子呈多元性,因子交互的解释力强于单因子;侵蚀高风险区域主要位于丰水、陡坡和植被稀疏地区。[结论]因区域气候和下垫面条件相异,土壤侵蚀发生的原因不尽相同;甘肃省黄河流域陇中、陇东地区存在较为严峻的土壤侵蚀问题,农田和低覆草地是该区水土流失治理的重点关注区域。

白龙江流域潜在泥石流堵江-溃决洪水链式灾害演进过程

受“5·12”汶川大地震影响,白龙江流域由泥石流引发的堵江-溃决洪水链式灾害出现的频率显著增加。同时,由于特殊的地质环境条件,白龙江流域很多城镇都位于峡谷阶地、泥石流堆积扇等地区,极易受到泥石流堵江-溃决洪水链式灾害的威胁。为探究白龙江流域潜在泥石流堵江-溃决洪水链式灾害的危险性,以甘肃省舟曲县白龙江流域的寨子沟泥石流为研究对象,旨在正确认识寨子沟泥石流堵江-溃决洪水链式灾害的孕灾特征、致灾条件及演化模式,明确泥石流引发的链式灾害威胁范围。通过遥感解译与野外调查等方法,构建寨子沟泥石流地形地貌和物源数据库,核算了该泥石流静动力学参数,并在此基础上分析了泥石流堵河和溃决洪水的灾害链效应。选用FLO-2D和HEC-RAS模型,开展了不同降雨频率下(P=1%,2%)的泥石流演进数值仿真,获取了泥石流和溃决洪水的深度、流速和威胁范围等特征参数,并基于特征参数分析了泥石流和溃决洪水危害强度并评估潜在危险。结果表明:(1)百年一遇降雨频率下的寨子沟泥石流流动最大流速可达11.96 m/s,泥石流冲出物进入河道形成的堰塞坝平均厚度约10 m,造成白龙江完全堵塞,堰塞湖库容为6.26 km^(3)。(2)溃决洪水演进过程总时长约为12 h,溃口流量达到顶峰时间约30 min,其溃决影响范围为沿白龙江主干流甘南州舟曲县峰迭镇下游至陇南市武都区桔柑乡上游段河谷及两岸区域,面积达56.36 km^(2),距离约97.4 km。结合模拟结果,初步探讨了监测与治理为一体的流域性泥石流灾害链风险防控模式。该研究强调了传统模型在洪水灾害评估中的局限性,并有助于深入了解泥石流堵江引起的洪水灾害的连锁危害。研究成果可为白龙江中下游流域此类泥石流链式灾害风险评价和防治工程设计提供参考。

甘肃省河西内陆河实测出山径流量变化及其影响因素分析

甘肃省河西内陆河流域水资源极其短缺,流域内中西部和东部水系出山径流变化存在一定差异,研究出山径流量的变化情况及不同因素的贡献率,对保障区域水资源可持续开发利用具有重要意义。基于1956-2021年出山径流及主要产流区降水、气温资料,采用多种趋势和突变检验法、累积量斜率变化率法,结合径流补给特征,解析三大水系出山径流变化及其对降水、气温变化的响应情况,结果表明:(1)石羊河水系多年平均出山径流量13.60亿m^(3),历年呈不显著减少趋势,降水呈不显著增加趋势,气温显著升高使蒸发量增加,致使径流呈减少趋势;(2)黑河水系多年平均出山径流量由突变点2006年前的30.62亿m^(3)增加为突变点后的35.60亿m^(3),降水对径流变化的贡献率为16.7%,气温显著升高,对径流变化的影响增强;(3)疏勒河水系多年平均出山径流量由突变点1998年前的14.22亿m^(3)增加为突变点后的17.93亿m^(3),降水和气温对径流变化的影响相当,贡献率分别为30.4%、30.2%。河西内陆河三大水系径流补给特征、气候条件存在一定差异,致使径流对不同驱动因素的响应情况也不一致。

甘肃省渭河流域蔬菜栽培模式及效益评价

针对渭河流域农业基础条件和耕作制度特点,对露地、日光温室、塑料大棚和小拱棚蔬菜栽培模式开展了调查,并对经济效益进行了评价。结果表明:日光温室栽培模式投入大、效益高,平均生产成本、纯收益分别为75625、245270元/hm^(2),较塑料大棚、小拱棚、露地栽培模式分别高18315、43003、44451元/hm^(2)和98052、170600、199895元/hm^(2)。其中,纯收益最高的日光温室西甜瓜—春番茄为274380元/hm^(2),最低的露地冬油菜—架豆王为34125元/hm^(2)。这些栽培模式通过粮、油、菜的间作、套作、复合种植,对北方同类地区蔬菜生产指导具有一定的参考价值。

基于“活力-组织力-恢复力-贡献力”框架的甘肃省黄河流域生态安全格局构建

甘肃省黄河流域位于黄河流域的上游,是我国重要的生态安全屏障。构建生态安全格局有助于保护和恢复区域生物多样性,维护生态系统结构和过程的完整性,最终实现对区域生态环境的持续改善。基于“活力-组织力-恢复力-贡献力”框架开展甘肃省黄河流域生态系统健康和生态安全评价,识别生态源地和生态廊道,并构建甘肃省黄河流域生态安全格局。结果表明:(1)甘肃省黄河流域较健康和亚健康状态的面积较大,健康状态的面积最小;(2)生态安全状况总体呈现“北低南高”的分布特征,以较低安全和中度安全为主,较高安全和高度安全面积较小;(3)识别出的生态源地共30块、总面积为8 807.99 km2,生态廊道51条、总长度为3 155.83 km;(4)基于生态系统健康和生态系统安全评价结果,以及生态源地、生态廊道识别结果,构建了甘肃省黄河流域“四屏七区多组团”的生态安全格局。

甘肃白龙江流域顶蒴藓类植物区系研究

经过系统全面的野外调查研究和标本鉴定整理,得出甘肃白龙江流域顶蒴藓类植物203种,隶属于14科59属。经区系分析发现,白龙江流域顶蒴藓类植物区系成份以北温带分布为主,占总数的35.5%。另外,东亚分布也占有较大的比例,占总数的21.7%。

甘肃长江流域水土保持与生态安全评价

针对甘肃长江流域的生态安全现状,从生态环境压力、状态、响应3个方面选取了12个评价指标,采用PSR模型建立了该流域生态安全指标体系,对指标阈值数据归一化后,得到各单项指标的生态安全值,结合指标权重,得到区域生态安全值。结果表明,近年来,该流域生态安全状况得到明显改善,生态经济系统的承载能力不断增强,生态安全总体水平呈现出由风险态向较安全态转变的逐步上升趋势。

甘肃渭河流域土地利用及覆被变化对径流的影响研究

利用遥感图像、1980年和2000年Landsat TM影像数据,用分类统计方法、分段比重百分比指标法分析渭河流域土地利用及覆被变化空间分布和转移情况。以清源河小流域为研究实例,用分类水文模型对其进行了模拟。结果表明,黄土高原土地利用及覆被变化对流域年径流有显著影响,即:对径流的影响表现为季节性特征明显;对暴雨形成的洪水过程有延时效应。

甘肃长江流域水土保持经济效益分析

运用水土保持综合治理效益计算方法(GB/T15774—2008)计算了甘肃省长江流域的水土保持综合治理经济效益,系统评价了各措施对研究区带来的经济效益。结果表明:甘肃长江流域梯田、水保林、经济林、人工种草经济效益分别为58.08亿元,180.02亿元,29.69亿元,15.2亿元,合计282.99亿元;同时,通过实施坡改梯工程,甘肃省长江流域累计节约土地面积25.96万hm2,节约劳工2 216.9工日。另外,随着水土保持的综合治理研究区的治理面积、年增产量、年净增产值以及累积净增产效益均表现出逐年递增的趋势,且水保林在水土保持综合治理中发挥着至关重要的作用。

干旱区终闾湖泊孢粉记录的环境重建模式———以甘肃石羊河流域终闾湖泊为例

西北干旱区河西走廊东段、石羊河终闾湖泊边缘的三角城剖面全新世早期至末次冰消期 2 92— 6 0 0cm处 15 5个样孢粉组合 ,显示云杉、圆柏属含量极高 ,两者之和达 40 %— 6 0 % ,且百分比互为消长。云杉百分比与孢粉浓度、植被分异度成正比。通过对云杉、圆柏属生态习性、传播性能、与其它组分关系、当地特殊的自然地理条件的综合分析 ,笔者认为剖面中高含量的云杉、圆柏属来自流域上游祁连山 ,是石羊河搬运的结果 ,孢粉组合中其它成分有当地的 ,也有来自山上的。剖面附近表土花粉分析支持这种观点。云杉、圆柏属是判断流域环境变化的主要因子 ,孢粉组合中其它成分可辅助判断环境变化的细节。流域环境重建模式和具体的变化过程是 :孢粉组合中的主要成分指示流域山上的植被状况 ;云杉花粉含量高时 ,流域有效湿度大 ,山上云杉林范围扩大 ,终闾区湖泊发育 ,整个流域生物分异度、密度 ,孢粉浓度都大 ;圆柏属花粉含量高 ,流域干旱 ,山上云杉林范围急剧减少 ,整个流域生物分异度、密度减小 ,孢粉浓度降低。圆柏属受干旱影响较小 ,数量有所减少 ,但因补偿递减率的作用 ,百分比增加。这可为重建我国西部干旱区湖泊孢粉记录的古环境作参考。

甘肃内陆河流域水土保持综合治理效益分析

运用水土保持综合治理效益计算方法(GB/T15774—2008)确定了甘肃内陆河流域水土保持综合治理效益,系统分析了研究区各项措施的调水保土效益、经济效益和社会效益。结果表明:内陆河流域各措施累计调水30.40亿m3,各措施累计保土2.69亿t,调水保土主要来自于坡面措施减蚀效益;内陆河流域梯田、水保林、经济林、人工种草经济效益分别为1.25亿元,195.16亿元,4.35亿元,14.57亿元,合计215.32亿元。通过水土保持措施的布设,治理程度的提高,甘肃省内陆河流域受旱灾程度有了一定的控制,全省年均受灾面积、作物减产面积均呈逐渐减小趋势,并且改善了农村产业结构。

甘肃省长江流域水土保持综合治理效益分析

[目的]揭示甘肃省长江流域调水保土效益、经济效益和生态效益,为实现水土流失区社会经济的可持续发展提供依据。[方法]运用甘肃省长江流域水土保持综合治理评价体系以及水土保持综合治理效益计算方法(GB/T15774-2008)计算分析了甘肃省长江河流域水土保持综合治理效益。[结果]甘肃省长江流域各措施累计调水2.01×1010 m3,其中坡面措施减水2.01×1010 m3,占总调水量的99.99%,累计保土3.59×108 t,其中坡面措施减蚀2.96×108 t,占总保土效益的82.45%;梯田、水保林、经济林、人工种草经济效益分别为58.08,180.02,29.69和15.20亿元,合计279.99亿元。[结论]通过水土保持措施对降雨径流的拦蓄,有效缓解了甘肃长江流域以及各类型区干旱、洪涝灾害及下游防洪压力,减轻了下游河道的泥沙淤积,同时改善了土壤肥力,增强土壤抗侵蚀能力。植被覆盖度由1980年的1.47%增长到2011年的29.83%,增长了28.36%,植被覆盖度增长幅度较大。

甘肃白龙江流域紫萼藓科植物研究

在广泛调查研究的基础上,对甘肃白龙江流域紫萼藓科标本进行研究鉴定,共整理出甘肃紫萼藓科植物3属26种,其中甘肃省新纪录种8个,分别是兜叶砂藓、硬叶砂藓、狭叶砂藓、霍氏砂藓、短柄砂藓、喜马拉雅砂藓、偏叶砂藓和长齿连轴藓。按照吴征镒先生对中国种子植物分布类型的划分,将该流域的紫萼藓科植物分为8个分布类型。

甘肃白龙江流域生态环境问题及治理对策

通过对甘肃白龙江流域基本情况的调查,综合分析了流域内生态环境存在的主要问题,并针对性地提出了治理措施和对策,为该流域生态经济可持续发展提供指导作用。

甘肃黄河流域水土保持生态环境建设区域配置研究

在系统分析了甘肃省黄河流域地区相关区划资料的基础上,采用聚类分析与人工评判相结合的方法,选用自然地理、生态环境协迫现状及社会经济等方面的指标,应用统计分析软件SPSS10.0,将甘肃黄河流域地区51个县(市)划分为3个生态环境建设区和12个生态环境建设亚区。在分析、总结各分区主要生态环境问题及现有治理成果与经验的基础上,结合甘肃黄河流域生态环境建设规划,提出了各分区生态环境建设模式及配置方案,并在此基础上给出了分区生态环境建设对策建议。

甘肃省长江流域水资源可持续发展的对策

甘肃省长江流域属长江上游区域,该区水资源质量状况会影响到整个长江流域。通过对该流域的水资源分布及现状、水污染、水土流失等水资源问题进行分析,提出了该流域水资源可持续发展及提高水资源质量的对策与建议。

甘肃省白龙江流域降雨型潜在泥石流危险性预报模型

【研究目的】泥石流灾害是白龙江流域分布广泛并常引起群死群伤的重大地质灾害,准确评价泥石流活动规模及其危险度,是泥石流危险性预警预报的前提,合理构建危险性预报模型是泥石流防灾减灾的关键。【研究方法】本文以研究区历史泥石流案例和对应降雨资料为基础数据,采用统计分析方法,通过分析形成泥石流关键地质环境条件及其相互关系,构建了白龙江流域潜在泥石流危险度定量评价模型,提出了两类泥石流危险级别临界判别模式。【研究结果】结果表明:(1)以泥石流活动规模、沟床平均比降、流域切割密度、不稳定沟床比例为判断因子的泥石流危险度动态定量计算模型,能快速准确预测未来不同工程情景和降雨频率工况下泥石流危险度;(2)影响降雨型泥石流发生的地形条件由流域面积、10°~40°斜坡坡度面积比、沟床平均纵比降等组成,降雨条件主要由泥石流爆发前的24 h累积降雨量、触发泥石流1 h降雨量或10 min降雨量等组成;(3)依据30条典型泥石流沟危险度计算结果,获得泥石流危险性临界判别值,提出了降雨型潜在泥石流危险性1 h预报模型(Ⅰ类)和10 min预报模型(Ⅱ类),其中Ⅰ类模型高危险度以上泥石流预测精度大于87.5%,Ⅱ类模型中等危险度以上泥石流预测精度大于80%,而两类预报模型验证准确率为83.3%。【结论】研究成果为泥石流精准预警预报提供了技术支撑,对建立中小尺度泥石流实时化预警系统具有一定参考意义。

甘肃省黄河流域水土保持用水研究

在对甘肃省黄河流域生态环境建设分区的基础上,依据各分区水土保持措施现状保存面积、水土保持用水减沙定额、生态环境建设目标,求算了现状、2010年和2030年水土保持生态环境建设用水及减沙效益,为保护、开发和合理利用好当地的水资源,实现甘肃省黄河流域地区生态环境建设和经济建设可持续发展提供了依据。

甘肃省黄河流域环境风险现状分析及评估研究

从2011—2018年突发水污染事故时空分布和环境风险源类型、布局两个方面,统计分析了甘肃省黄河流域环境风险现状.结果表明,甘肃省黄河流域突发水污染事故在2012年、2013年达到峰值后开始下降,近几年趋势平稳.安全生产和交通运输事故为突发水污染事故主要诱因,泾河水系为突发水污染事故高发流域,庆阳、平凉地区为突发水污染事故高发区域;化学原料和化学制品制造业、农副产品加工业(含食品加工)、有色金属冶炼和压延加工业为主要环境风险企业类型.77%的固定环境风险源集中在黄河干流和泾河水系,59%的固定环境风险源分布在兰州、白银、平凉、庆阳4市;移动源次生的突发水环境污染事故泄漏危化品主要为有机类及少量无极类化合物,均发生在黄河流域三、四级支流.采用综合指数法评估沿河9市(州)环境风险,绝大多数地区为突发水污染事件中风险区域,平凉、庆阳、甘南3地为高风险区域.针对现状分析和评估结果,提出了源头预防—过程管控—应急保障的流域3级环境风险防控体系建议.