Eutrophication model for river-type reservoir tributaries and its applications

With the impoundment of the Three Gorges Reservoir, algal blooms have been found in some tributaries. In this study, according to the theoretical analysis of the eutrophication mechanism in a river-type reservoir tributary, a one-dimensional eutrophication model was developed for the Xiangxi River tributary of the Three Gorges Reservoir, and the influence of hydrodynamic conditions on the primary growth rate of algae was investigated. Furthermore, numerical predictions of hydraulic variables and eutrophication factors, such as the concentration distribution of TP, TN, and Chl-a in the spatial and temporal domains, were carried out. Comparison of computation results of TP, TN, and Chl-a concentrations along the river in the spring of 2005 with experimental data demonstrates the validity of the model. The agreement between the computation results and the experimental data of TP and TN concentrations is better than the agreement between those of Chl-a concentration. The simulated results also show that the Chl-a concentration downstream is much higher than that in the upstream tributary, which potentially indicates the outbreak of algae in this area. Therefore, this study provides a feasible method of accurately predicting the state of eutrophication in river-type reservoirs and their tributaries.

Assessment of wetland fragmentation in the middle reaches of the Heihe River by the type change tracker model

The quantitative research of wetland landscape fragmentation in the middle reaches of the Heihe River is important for the wetland and oasis sustainable development in the Hexi Corridor. Based on the data of remote sensing and GIS, we constructed the type change tracker model with sliding window technique and spatially mor- phological rule. The suitable scale and optimum scale of the fragmentation model of wetland landscape in the middle reaches of the Heihe River were determined by the area frequency statistics method, Chi-square distribution normal- ized scale variance, fractal dimension and diversity index. By integrating type change tracker model and the optimum scale with GIS spatial analysis, the spatial distribution characteristics of wetland landscape fragmentation in different periods and the related spatial-temporal change process were clarified. The results showed that （1） the type change tracker model, which analyzes the spatial pattern of wetland fragmentation on the pixel level, is better than the tradi- tional wetland fragmentation analysis on the landscape and patch levels; （2） The suitable scale for the wetland frag- mentation ranged from 150 rex150 m to 450 mx450 m and the optimum scale was 250 mx250 m in the middle reaches of the Heihe River; and （3） In the past 35 years, the total wetland area decreased by 23.2% and the frag- mentatJon of wetland markedly increased in the middle reaches of the Heihe River. The areas of core wetlands re- duced by 12.8% and the areas of perforated, edge and patch wetlands increased by 0.8%, 3.1% and 8.9%, respec- tively. The process of wetland fragmentation in the research region showed the order of core wetland, perforated or edge wetland, patch wetland or non-wetland. The results of this study would provide a reference for the protection, utilization and restoration of limited wetland resources and for the sustainable development of the regional eco-environment in the Heihe River Basin.

官厅八号桥河流型湿地公园的生态景观设计

为了有效提升官厅水库入库水质,改善官厅水库周边水环境,从河流生态修复的角度,分析官厅八号桥河流型湿地公园的主要问题,从问题解答着手研究河流型湿地公园的理论方法,提出设计思路、生态设计策略、措施,总结河流型湿地公园生态修复方法,通过本工程的建设实施,构建多形式湿地网络系统,恢复永定河河道生态,为区域环境改善创造良好条件。同时探索和实践为同类工程提供设计上的参考和借鉴。

三峡库区香溪河流域滑坡类型及发育规律

三峡库区香溪河流域处在秭归向斜和黄陵背斜之间,地质环境脆弱,滑坡灾害频发,给香溪河流域村镇居民的生命财产安全及沿线公路的正常运营带来严重威胁。本文依据现场勘查,将滑坡分为两类,其中河流西侧的层状反向结构岸坡主要发育“弯曲-滑移”型滑坡,东侧的层状同向结构岸坡则发育“滑移-拉裂”型滑坡。对滑坡的空间分布状况、发育特征及数量作了统计与分析,结果表明:地形地貌是控制滑坡发育的因素之一,凸形坡、20°~40°的岸坡以及处于三面临空的凸岸山体均易发育滑坡;岩性与滑坡发育也有对应关系,泥砂岩互层的滑坡发育密度总体高于灰岩地层;滑坡发育尚与岸坡地质结构相关密切,泥砂岩互层同向结构岸坡的滑坡发育密度最高,泥砂岩互层反向结构岸坡孕育的滑坡规模最大;水库蓄水及公路建设是诱发滑坡的两大人为因素。

南流江预应力连续梁式渡槽抗震性能

预应力连续梁式渡槽具有整体受力条件好、施工工艺成熟且方便的优势,在实际工程中运用广泛,其具有良好的抗震性能是保证工程安全运行的关键。以采用预应力连续梁式渡槽形式的南流江大渡槽为例,通过Midas-civil分析软件建立有限元模型并施加拟合生成的地震波,对渡槽的抗震性能进行研究。结果表明,在拟合生成的地震波与场地类别、分区特征周期相近的人工地震波E1、E2作用下,南流江大渡槽的顺桥向及横桥向的桥墩强度验算和变形均满足要求,具有安全可靠的抗震性能。

西南地区典型河道型水库水温结构及水动力机制研究

大型河道型水库在发挥水电效益的同时,其特有的水温分层对水环境的影响不容忽视。现有研究多偏重于水温垂向差异及时空演变规律研究,对于其形成过程的水动力影响研究尚不够深入。本研究利用数学模型模拟分析西南地区典型河道型水库—乌东德水库水温结构变化过程,发现水动力条件是水温结构形成的决定性因素,主温跃层的形成和演变取决于温差异重流导致的水动力机制。2—3月来水下潜于水库底部,二者界面形成主温跃层,并不断向库区下游发展;4—6月来流形成中间流,其上和其下分别形成两个温跃层;7月入库水流为上浮流,其下形成主温跃层;坝前局部区域水体主温跃层因取水孔口动力抽吸作用等温线出现局部收缩。

大清河流域景观格局动态变化分析

依据2005和2017年大清河流域景观现状的遥感解译成果,采用景观生态学的分析方法,分析了大清河流域生态景观格局现状特征,评价了大清河流域生态完整性及景观多样性特征,以期对大清河流域土地资源的合理利用以及生态文明建设发挥一定的作用。

沉水植物对岩溶碳汇稳定性影响研究

岩溶碳汇是实现碳中和的重要手段,其稳定性是亟待解决的关键科学问题。地球上每年约45%的光合作用发生在水环境中,而岩溶区沉水植物如何影响岩溶碳汇稳定性仍不明确。以3条岩溶区河流中的沉水植物为研究对象,利用样方法、pH-drift技术和元素化学计量学,从定性和定量角度开展了沉水植物对岩溶碳汇稳定性的影响研究。结果表明:ZDR中沉水植物有8种,CTR中沉水植物有5种,HXR中沉水植物有7种,Shannon-Wiener多样性指数和Simpson优势度指数的趋势均为ZDR>HXR>CTR。在3条河流中沉水植物的优势种为苦草、海菜花、竹叶眼子菜和黑藻,且均具有利用HCO-3的能力。ZDR、HXR和CTR中沉水植物的年固碳量分别为8.56×10^(3)、4.83×10^(3)和3.88×10^(3) g·m^(-2)·a^(-1),平均值为5.76×10^(3) g·m^(-2)·a^(-1),分别是草地的37.65倍和人工林的40.56倍。3条河流中沉水植物多样性越高,其固碳量也越高。总的来说,在岩溶水生态系统中沉水植物发挥着碳泵的作用,进而提高了岩溶碳汇的稳定性。

南粤古驿道景观遗产特征及开放性特点——以流溪河段滨水型古村落景观设计为例

以流溪河段古驿道进行探析,通过对该区域的古村落景观遗产进行考察、文献调研,阐述了古驿道对于区域文化、经济开放性特点的影响。现存古驿道景观遗产具有深厚的地域性文化和内涵象征意义,这使得古驿道具有更强的开放性,为当前的乡村振兴景观特征提供了更多的参考依据。

长三角地区数字经济对新型城镇化的影响研究——兼论“数字鸿沟”的调节效应

研究数字经济对新型城镇化的影响对统筹城乡发展和促进新型城镇化发展具有重要意义。该文分析了2011—2020年长三角地区数字经济和新型城镇化发展水平的时空格局及数字经济对新型城镇化的影响效应,结果表明:①研究期内长三角地区数字经济和新型城镇化发展水平呈上升趋势,空间分布分别呈“南高北低、东高西低”和“中间高、两翼低”的格局,二者呈显著空间正相关;②数字经济对新型城镇化整体发展水平以及人口城镇化、经济城镇化和社会城镇化具有显著的“倒U形”影响,但对生态城镇化和城乡协调发展的影响不显著,对新型城镇化发展产生显著的非线性直接效应和负向空间溢出效应;③数字使用鸿沟和数字能力鸿沟会增强数字经济对新型城镇化的“倒U形”影响。研究结果可为促进数字经济稳步增长、缩小“数字鸿沟”以及充分发挥数字经济对新型城镇化的赋能作用提供参考。

基于遥感数据的植被碳水利用效率时空变化和归因分析

植被碳水利用效率是表征生态系统碳水循环的重要指标。采用MODIS数据,利用Google Earth Engine平台计算植被碳利用效率(Carbon Use Efficiency, CUE)与水利用效率(Water Use Efficiency, WUE)。采用趋势分析、变异系数、R/S分析及偏相关分析等方法,对2000—2020年黄河流域植被CUE与WUE的时空动态进行分析,并探究水热条件对碳水利用效率的影响。结果表明:(1)2000—2020年黄河流域植被碳水利用效率年均值分别为0.61和0.68 gC m^(-2)mm^(-1);研究时限内,植被CUE呈波动下降趋势,而WUE呈波动上升趋势。(2)空间上,植被CUE呈西高东低分布,WUE相反。不同土地覆被类型的CUE表现为草地>农田>灌丛>森林;WUE表现为:农田>森林>草地>灌丛。(3)总体上,黄河流域植被CUE与温度呈负相关,与降水呈正相关;黄河流域北部植被WUE与温度和降水均呈正相关关系,黄河流域西南部植被WUE与降水负相关;(4)不同土地利用类型中,草地、森林、农田CUE与温度主要呈负相关响应,灌丛CUE主要呈正相关响应;黄土高原西北部地区草地CUE与降水呈正相关关系,而在黄河源区草地CUE与降水呈负相关关系,农田CUE对降水呈现正向反馈。(5)植被WUE与温度和降水的关系存在较强的空间异质性。降水是影响干旱,半干旱地区的草地WUE的主导因素,而高海拔地区草地WUE与温度、降水均呈负相关关系;灌丛WUE与温度成负相关关系,与降水呈正相关关系;受人类活动影响,农田WUE与温度有正相关关系。研究结果对于深入理解黄河流域植被恢复与气候变化双重背景下区域的植被碳水耦合机理有重要意义。

Gradual Evolution from Fluvial Dominated to Tide Dominated Deltas and Channel Type Transformation: A Case Study of MPE3 Block in the Orinoco Heavy Oil Belt of the Eastern Venezuelan Basin

Based on the data of core description and sporopollen analysis,the gradual evolution of deltas in vertical direction and transition of channel types in the MPE3 block of the eastern Venezuela Basin have been surveyed by seismic phase and well logging facies interpretation.The results show that due to the great sea level rise,the sedimentary system of the Miocene Oficina Formation in the MPE3 block shifted from the distal-source sandy braided river delta to tide-affected delta,and eventually to tide-dominated delta.Vertically,during the early stage of sedimentation of Oficina Formation,the distributary channels of the delta were dominated by braided river channels.While in the later stage,as the tidal effect was gradually intensified,the channel changed from braided channel to meandering channel.On plane,as a result of differential transgression,sedimentary framework and distribution of sand bodies vary across the study area.Compared with the eastern part,the western part has more braided channels,larger channel bars,less developments of distributary bay and higher ratio of sand to mud.Whereas the braided channels in the south are larger than those in the north.It is the first time we pointed out the impact of marine transgression differences on the sedimentary facies distribution and river type transition in the study area.Factors like the structural and paleogeomorphological change,sea level variation,supply of sediments have strong influence on the evolution of sedimentary system and distribution of sandbodies.It is predicted that the major sandbody is more developed in the central south,which can guide the subsequent horizontal well development.

River Morphology and River Channel Changes

River morphology has been a subject of great challenge to scientists and engineers who recognize that any effort with regard to river engineering must be based on a proper understanding of the morphological features involved and the responses to the imposed changes. In this paper, an overview of river morphology is presented from the geomorphic viewpoint. Included in the scope are the regime concept, river channel classification, thresholds in river morphology, and geomorphic analysis of river responses. Analytical approach to river morphology based on the physical principles for the hydraulics of flow and sediment transport processes is also presented. The application of analytical river morphology is demonstrated by an example. Modeling is the modern technique to determine both short-term and long-term river channel responses to any change in the environment. The physical foundation of fluvial process-response must be applied in formatting a mathematical model. A brief introduction of the mathematical model FLUVIAL-12 is described.

三江流域(云南区段)耕地非粮化空间格局及驱动因素

为厘清中国西南典型丘陵山区的耕地非粮化态势并提供针对性的管控策略,以三江流域(云南区段)为研究区,探究该地区非粮化的空间格局及驱动因素,从耕地资源禀赋、社会经济因素和农业投入因素3个角度来识别非粮化的驱动力,划分非粮化的驱动类型,得到如下结果表明。1)2019年三江流域(云南区段)非粮化总面积为100.41万hm^(2),非粮化率均值为34.69%,其中金沙江流域中各县级单元的非粮化程度明显高于怒江和澜沧江流域。2)粮食单位产出量、乡村人口占比、坡度和人均耕地面积是耕地非粮化的重要驱动因子。3)耕地非粮化的驱动类型可划分为资源驱动型、劳动力驱动型和经济驱动型,其中劳动力驱动型是区域内主要的驱动类型,经济驱动型均为县级市或市辖区,资源驱动型主要分布在经济驱动型的周围。根据不同驱动类型的县域,寻求耕地非粮化的不同管控途径,有助于为国家粮食安全和耕地保护政策调整提供科学依据。

大汶河流域中下游浅层地下水水化学特征及其影响因素

泰安市是黄河流域下游高质量发展的主战场,地下水是其重要的供水水源.为查明大汶河流域中下游地区浅层地下水水化学特征及其影响因素,采集浅层地下水80组,对其12项化学指标进行检测分析.综合运用数理统计、离子比值、水化学图解、饱和指数等方法系统地分析了水化学组分的空间分布、水化学特征,讨论了控制水化学组分的主要离子来源及其影响因素.结果表明:①大汶河流域中下游浅层地下水pH介于6.52~8.00之间,TDS(溶解性总固体)浓度介于364.00~2627.00 mg/L之间,以淡水、微咸水为主,由东向西沿着地下水流向逐渐升高;TH(总硬度)介于245.06~1235.02 mg/L之间,以硬水、极硬水为主.②地下水中阳离子以Ca^(2+)为主,阴离子无主导成分,以混合型为主,研究区内浅层地下水水化学类型较为复杂,以HCO_(3)-Ca型、HCO_(3)·SO_(4)-Ca型为主,同时出现了NO_(3)型水,建设用地水化学类型多达14种,其次为耕地(13种)和林地(6种).③地下水中主要离子来源于碳酸盐岩、硅酸盐岩的风化溶解,岩盐、石膏处于不饱和状态,方解石、白云石处于溶解沉淀的平衡状态.研究显示,大汶河流域中下游浅层地下水水化学特征主要受水岩相互作用控制,阳离子交替吸附作用较弱,同时也受到了农业和工业等人类活动的影响.

云南金沙江干热河谷土壤微生物群落结构特征及影响因素

金沙江干热河谷区是长江上游重要的生态屏障和典型生态脆弱区,对金沙江干热河谷土壤微生物群落结构变异特征及其驱动因素的了解仍不清楚。沿着金沙江选择5个地点的典型干热河谷植被,采用磷脂脂肪酸法研究了土壤微生物生物量和群落结构的空间变异,并探讨了气候、植被因子和土壤性质等对土壤微生物群落结构的影响。结果表明:不同研究点土壤总微生物生物量介于4.30—13.20 nmol/g,以细菌为主,其中革兰氏阳性菌(G+)占26.22%—33.65%,革兰氏阴性菌(G-)占18.35%—23.67%;真菌占9.02%—15.13%。不同研究点土壤微生物生物量、真菌/细菌和G+/G-差异显著,并且非度量多维尺度分析形成不同聚类,表明土壤微生物群落结构在研究点间发生了变化。方差分解结果揭示了土壤微生物群落结构的变异主要受土壤因子的驱动,其次是植被和气候因素。草本生物量、土壤硝态氮、全碳、pH和含水量对土壤微生物群落结构具有显著影响。气候因素中年均降雨量对微生物生物量呈负影响效应。揭示了不同研究点通过土壤性质驱动了土壤微生物群落结构的变异,并发现了草本生物量在其中的重要作用,对干热河谷区植被恢复具有重要的意义。

生态修复视角下的村落型河湖生态缓冲带景观规划策略研究

“十四五”期间,流域水生态环境保护工作在水环境改善的基础上,更加注重水生态保护修复。河湖生态缓冲带的构建、生态修复对于恢复和稳定水生态系统功能、改善水质、景观提升具有重要作用。以村落型河湖生态缓冲带作为研究对象,运用文献研究、跨学科研究法探讨在生态修复视角下的村落型河湖生态缓冲带的构建和景观规划策略。在分析村落型缓冲带的两大结构和对其宽度划定范围的基础上,构建了“1+5+1”的景观策略模型,即1项生态修复策略、5大空间结构(水环境空间、护坡空间、人工湿地空间、陆域植被空间、路径通道空间)景观策略和1项人文景观策略。该研究可为村落型河湖生态缓冲带修复方案提供思路和理论支撑,并为相同类型的项目规划提供参考和借鉴。

黄河流域城镇人口和用地变化的关联格局及地域类型

黄河流域城镇人口和城镇用地的关联格局及地域类型对人地系统协调发展具有重要指导意义。基于人口普查和城镇用地栅格数据,运用城镇人口变化指数、城镇用地扩展强度指数、标准差椭圆等方法,揭示2000—2020年黄河流域城镇人口和城镇用地时空分异动态特征,并构建城镇人口和城镇用地协同发展系数,划分城镇化地域类型。结果表明,(1)黄河流域2000—2020年城镇人口增长和城镇用地扩展均呈阶段式变化,城镇人口由中高速增长为主,转为以中低速增长为主,城镇用地面积呈现持续增加的趋势,同一城市不同阶段的城镇扩展强度具有由强变弱的特征;(2)黄河流域2000—2020年城镇人口和城镇用地的标准差椭圆长、短轴的差值不断增大,城镇人口增长和城镇用地扩张在时空格局上吻合性较强;(3)黄河流域城镇化地域类型可以划分为5类,2000—2010年城镇化地域类型呈现自西向东依次分布的趋势,2010—2020年呈现自东南向西北依次分布的格局。黄河流域新型城镇化发展应构筑区域协同发展体系,加快产业结构转型升级,统筹城乡发展,促进黄河流域人地系统可持续发展。

渭河下游现代沉积特征及河型转化主控因素分析

现代河流沉积一直是地貌学家、沉积学家和水利学家的研究重点,目前对渭河时间尺度上河流形态变化现象的相关研究并不缺乏,但对于曲流河不同河段的河型对比及河型转化控制因素的相关研究较少,曲流河低弯度到高弯度的转化尚不清楚。因此,通过对渭河流域地区现代河流的Google卫星影像、实地勘察、样品采集以及相关遥感水文资料进行分析,明确了两种河型的现代沉积特征及河型转换因素,最终绘制了渭河下游河型转化模式,实现了渭河下游现代河流沉积体的岩性、沉积相类型、河型转化主控因素及沉积模式的综合研究。结果表明,渭河下游河型转化的主控因素为河床坡度、河流流量和含砂量。对进一步研究古河道变迁、沉积模式及其蕴藏的油气、地下水、矿产等资源分布有重要的指导作用。

河流型成年母水牛体重体尺主成分分析

该文旨在研究河流型成年母水牛体重与体尺指标的相关关系,选取467头健康成年母水牛,测定了体重(Y)、体高(X_(1))、十字部高(X_(2))、体斜长(X_(3))、胸围(X_(4))、腹围(X_(5))、管围(X_(6))、尻宽(X_(7))、尻长(X_(8))、胸宽(X_(9))、胸深(X_(10),并对体重和体尺相关指标进行相关性分析及主成分分析。结果表明:成年母水牛活体重量、尻宽、尻长、胸围、胸深、管围、腹围变异系数幅度较大(均大于8%);以体重为依变量,其他相关的体尺指标作为自变量作逐步回归分析,其方程为:Y=-634.885-2.590X_(1)+5.372X_(2)+2.938X_(3)+2.310X_(5)+3.456X_(7)(R=0.734,R^(2)=0.538,P<0.001)。各体尺指标均在不同程度影响母水牛的成年体重,体重与体高、体斜长、十字部高、胸围、腹围、管围、尻宽、尻长、胸宽、胸深呈极显著正相关关系(P<0.01),相关性系数最大的是腹围与体重,高达0.652。从主成分的特征根与累计贡献率来看,基于第一主成分关系式可见腹围、胸深、体重、体斜长、体高、尻长的特征向量较大,基本可以反映成年母牛的体型结构,因此腹围因子可称为第一主成分;基于第二主成分的关系式可知十字部高、体高、体斜长、尻宽的特征向量较大,因此十字部高可称为第二主成分。可见,通过测定成牛母水牛的体高、十字部高、体斜长、腹围、管围和尻宽,利用体重回归模型估测其体重。