郑州市贾鲁河防洪布局研究

为解决郑州市贾鲁河防洪存在的问题,本文立足现状,谋划未来,整体布局,提出了“上蓄、中滞、下排”的郑州市贾鲁河防洪工程布局,将贾鲁河尖岗水库至七里河入贾鲁河口段防洪标准提升至200年一遇,贾鲁河七里河入贾鲁河口至中牟陇海铁路桥段防洪标准提升至100年一遇,大大缓解郑州市城区及中牟县的防洪压力。研究结果可供类似城市的防洪布局及建设参考。

黑河流域上中游植被蒸散发时空演变趋势及其影响因子分析

结合遥感产品及气象站点数据,分析了黑河上中游2001—2012年蒸散发(ET)时空演变规律及分布格局,对比分析地表温度(LST)、空气温度、降雨、水汽压、相对湿度、风速6个环境因子对ET的影响.结果显示,2001—2012年时间段黑河上中游年ET有略微下降趋势(R2=0.01),12a的年平均ET为470.3mm,年ET最小值出现在2001年,2002年发生了"突增",2003—2007年呈现上下波动趋势,2008年发生了"突降",2008—2012年呈现了显著上升的趋势(R2=0.97),同时上、中游区域年平均ET呈不同的变化趋势.对整个研究区域生长季内ET呈显著影响的因子为降雨、空气温度和水汽压.同时,由于气象条件及地表供水条件的时空变化,针对不同区域及不同植被类型,影响ET变化的主要环境因子也发生变化,除空气温度和水汽压之外,农田ET对能量供给的太阳总辐射变化较为敏感,草地ET对水分供给的降雨变化较为敏感,林地ET则对表征大气湍流情况的风速变化较为敏感,而灌木ET对地表温度的变化较敏感.

黑河上游土壤含水量的空间分布与环境因子的关系

通过原位观测及大范围多尺度采集位于青藏高原北缘的祁连山地黑河上游土壤含水量数据,得到土壤含水量的空间分布,并运用旋转主成分分析法分析影响黑河上游土壤含水量的主要环境因子.结果表明:在黑河上游,影响土壤含水量的主要因子是地形因子,土壤物理属性与土壤含水量之间的相关关系不显著;地形因子中坡度和坡向与土壤含水量呈显著负相关,土壤含水量在坡向作用下呈现北坡高于南坡的趋势,海拔与土壤含水量呈现显著的正相关关系.

黑河上游冰沟流域4种土壤有机碳分布特征与土壤特性的关系

为了探讨黑河上游冰沟流域不同土壤有机碳分布特征与土壤特性的关系,为黑河上游冰沟流域水源涵养研究提供科学依据,采用野外采样,室内分析方法,研究了4种土壤有机碳分布特征及其与土壤特性的关系。结果表明:4种土壤有机碳含量和密度在整个土壤剖面上均表现为:森林灰褐土>高山灌丛草甸土>高山草甸土>山地栗钙土,且垂直分布均随土壤深度增加而减少,说明黑河上游冰沟流域的森林灰褐土比其它土壤更有利于土壤有机碳储存和积累。森林灰褐土0-10 cm土壤有机碳密度为4.54 kg·m-2,略高于我国森林土壤0-10 cm土壤平均碳密度(4.24 kg·m-2),说明黑河上游冰沟流域的森林灰褐土区雨量充沛,林下植被丰富,凋落物现存量充足。4种土壤0-10 cm土层有机碳含量是整个土壤剖面土壤有机碳含量的30.69%-37.99%,有机碳密度是整个土壤剖面有机碳密度的29.31%-36.77%,说明黑河上游冰沟流域土壤有机碳含量和有机碳密度在表层具有很强的表聚性,不合理的人为活动引发的水土流失极易造成土壤有机碳储量的减少,应增加黑河上游冰沟流域植被覆盖度,保护生态环境,减少水土流失。4种土壤有机碳、全氮、CEC、田间持水量、团聚体在整个土壤剖面上均随土层深度增加而降低,而土壤容重、pH值在整个土壤剖面上均随土层深度增加而增大。经回归统计分析,4种土壤有机碳含量与土壤田间持水量、团聚体、全氮、CEC之间呈显著的正相关关系,与土壤容重、pH之间呈显著的负相关关系。这种变化规律与多数学者研究结果基本一致。

基于熵权物元可拓法的黑河中游水资源承载力评价

为了对黑河流域的水资源进行科学合理的利用,基于物元可拓评价方法,引入最大贴进度法作为改进的可拓方法,并采用熵值法确定其权重系数,对黑河中游地区的水资源承载力进行了计算分析和评价,然后就不同的治理方案进行了比较。结果表明,目前黑河中游的水资源开发已经具有一定的规模,属Ⅱ级水平,即承载力水平相对较低。对比各项治理方案,其评价特征值由现状年的2.451 7(Ⅱ级水平)调整至1.094 0(Ⅰ级水平)。影响黑河中游地区水资源承载能力的主要因素是农业用水量。因而,可采取提高黑河中游地区的农业用水水平并对其灌区面积加以限制、调整当地产业结构的方法,以提高其水资源承载能力。

长江中上游地区土壤入渗速率的空间分异研究

利用双套环法对长江中上游水土流失严重区的50个县(市)进行原位测试,对其典型土壤的稳渗速率及其影响因素进行了分析研究。结果表明:土壤稳渗速率在长江中上游地区呈现规律性的地域分异,四川盆地以及毕节地区是稳渗速率高值区,陕南和陇南地区、三峡库区以及丹江口库区是稳渗速率一般区,金沙江下游地区以及湘东赣南红壤丘陵区是稳渗速率低值区;土壤稳渗速率随土类发生有规律变化,黄壤系列土类最大,然后是石灰土、紫色土,红壤系列土类稳渗速率最小;土壤稳渗速率与质量密度呈负相关关系,与孔隙度、大于0.25 mm风干土水稳性团粒含量、有机质含量以及粉/粘呈正相关关系。

钻孔及现代河流重矿物特征揭示的更新世以来酒东盆地水系演化历史

对黑河中游酒东盆地大洼井（DWJ）和新开九队（XKJD）两个钻孔以及现代黑河干流和支流进行重矿物采集与分析。分析结果发现：DWJ钻孔下部（140～69.7 m）沉积物重矿物特征同摆浪河与马营河的相似性较高;DWJ钻孔上部（69.7～0 m）和XKJD钻孔（65.6～0 m）的沉积物重矿物特征与现代黑河干流、梨园河和山丹河两个支流比较吻合。重矿物组合特征的变化指示了沉积物的源区发生明显变化。DWJ钻孔上部与下部的岩性和沉积相均发生明显变化,重矿物组合特征所反映的源区变化指示了黑河中游水系发生重要调整。对比钻孔岩芯和走廊区第四系岩相剖面特征,推测此次黑河中游沉积环境与水系格局发生变化的时间大致为早-中更新世之交。

陕西黑河上游主要天然林类型及物种多样性特征研究

【目的】通过对陕西黑河上游植物群落的系统调查及物种多样性的定量分析,揭示该区森林群落的分布类型及物种多样性特征,为今后该区植物群落特征及结构研究奠定基础。【方法】采用双向聚类法中的TWINS-PAN软件包对陕西黑河上游森林群落进行分类,以Margalef物种丰富度指数、Shannon-Weiner指数、Simpson指数和Pielou均匀度指数为指标,对群落不同层次及群落之间的物种多样性进行分析。【结果】将研究区24个样地划分为10个群落类型;各群落结构中不同层次间的物种多样性有明显差异,草本层物种多样性大于乔木层和灌木层;各个群落类型的物种多样性大小顺序为白桦+太白杨混交林>油松+锐齿槲栎混交林>华山松林>华榛+青杨混交林>油松+山杨混交林>山榆林>八角枫林>锐齿槲栎林>山杨林>油松林;24个样地内共有植物237种,分别隶属于65科、150属。【结论】人为干扰、林下环境的异质性以及物种的生物学特性,都可能造成植物群落内部各层次以及各群落类型间物种多样性的差异;干扰、环境异质性以及物种生物学特性均是复杂的科学问题,是较多因子综合作用的表现。

黑河上游黑土滩退化草地植被恢复试验研究

该文通过研究全耕翻种草和免耕补播对祁连山黑河上游"黑土滩"退化草地的影响,表明全耕翻种草和免耕补播能显著提高草地植物的盖度、高度、优良牧草量和地上植物量(P<0.05),提高优良牧草所占比例,降低草地表层土壤容重,提高退化草地的地下植物量,是恢复祁连山黑河上游退化天然草地的有效途径,并且全耕翻种草对植物生物量和草地生产力的提升更大,而免耕补播对保护原有生态环境的物种多样性更好。

黑河中游甘州段河道岸线规划的技术路线分析

合理规划、确定河道湖泊岸线,对沿岸市县经济社会发展、河流湖泊生态健康和防洪安全具有重要意义。以黑河干流张掖市甘州区段为例,详细论述了河道岸线利用管理规划研究解决的相关问题,提出了中小河流岸线控制线的划定原则和临水控制线、外缘控制线确定方法,对其他中小河流开发利用、保护管理具有借鉴意义。

黑河源区景观格局空间变化分析

本文以黑河上游野牛沟河为研究区,利用1987年、2006年两个时相的Landsat-5 TM数据,结合植被类型图、SRTM高程数据、1:5万地形图等数据,获取了该区13类地物类型。从斑块类型水平指数和景观水平指数两个方面对研究区景观格局进行研究。结果表明:①草地是研究区的主要优势类型,其次是湿地和裸岩石砾地,人类活动及环境因素导致了景观斑块总面积的波动和分维数的减少。②景观破碎度和景观形状指数的增加,说明景观容易受到人类活动的影响。

基于不同土壤分类系统的土壤景观格局分析——以我国西北黑河流域中游地区为例

对土壤景观格局进行的研究多是基于发生分类土壤图或通过参比转换得到的系统分类土壤图,尚无通过土壤系统分类调查直接得到的土壤图为基础进行相关研究的报道。本文依据目前可获得的我国西北黑河流域中游的20世纪80年代形成的发生分类土壤图和2012年及2013年通过系统调查采样形成的1︰50万系统分类土壤图,进行土壤景观格局分析对比。结果表明:无论系统分类还是发生分类,从类型水平来看,土壤的破碎化程度不高,被分割程度小、连通性高,土壤类型斑块形状偏简单;从景观水平来看,景观异质性较大,土壤类型数目较多,各土壤类型所占比例较均匀,土壤类型具有一定程度的积聚,土壤类型的连通度较高。与发生分类土壤图相比,系统分类的土壤类型斑块数较多,多样性指数和均匀度指数较高,蔓延度指数较低,说明在一定尺度和区域上,系统分类能更多地反映土壤类型空间上的差异,制图精度更高。

黑河上游地区生态建设经济社会效果后评价

为涵养水源保护黑河源头,决定在黑河上游地区实行生态建设。本文以肃南县为典型,对生态建设后的经济、社会的影响进行后评价,并采用前后对比法和模糊综合评价法进行分析。

基于PDSI和SPI的黑河上游干旱特征对比分析

利用黑河上游祁连站、托勒站、肃南站和野牛沟站1960—2009年月平均气温和降水资料,分别计算不同时间尺度下各站50年的帕默尔干旱指数(PDSI)和标准化降水指数(SPI)。对比分析表明:在年尺度上,黑河上游4个站点的PDSI指数和SPI指数存在显著的正相关,都能较好的描述黑河上游干旱情况;在月尺度上,各站PDSI指数和SPI指数的相关系数存在显著差异,该差异随着月份的不同而不一样。夏季和秋季是黑河上游全年发生严重干旱和极端干旱的高峰期,如果不及时做好防旱工作,会对该地区畜牧业产生很大的影响。

黑河上游坡面尺度土壤贮水量的时间稳定性

利用土壤水分速测仪,获得黑河上游天老池流域2014年5-9月祁连圆柏林、灌木林、青海云杉林3个坡面0~60 cm土壤深度坡面土壤贮水量,通过时间稳定性分析,研究该区域坡面尺度的时间稳定性特征.结果表明:土壤贮水量的季节变化趋势与降雨动态基本一致,坡向和植被类型共同影响着土壤水分的空间分布.累积概率分析认为祁连圆柏林的时间稳定性最高.通过平均相对偏差、平均相对偏差的标准差、时间稳定性指数、平均绝对偏差误差确定了坡面土壤水分平均状态的代表性测点.3个坡面土壤贮水量的Spearman秩相关系数基本都在P<0.01的水平上显著,具有强烈的时间稳定性,Spearman秩相关系数为分析区域土壤贮水量的时间稳定性分析提供了便捷途径.

黑河流域中游湿地维管束植物区系

对河西走廊黑河流域中游(张掖段)湿地植物区系的研究表明,该区域内共有维管束植物269种,隶属52科162属,其中包括蕨类植物1科1属3种,种子植物51科161属266种,种子植物中裸子植物2科2属2种,被子植物49科159属264种,可见植物种类较为丰富;同时通过对该区湿地维管束植物区系的地理成分分析表明,在科级水平上有6个分布类型2个变型,在属级水平上有14个分布类型8个变型,地理联系广泛,分布具有广域性,且以温带成分为主,热带性质的属起补充成分的作用。

黑河中游绿洲地下水位空间变异性研究

我国西北黑河流域中游干旱缺水,地下水资源是粮食安全和生态健康的基本保障,了解当地地下水位的空间分布规律及其动态变化有助于地下水资源的可持续开发利用。本文采用线性回归方法对黑河中游地下水位进行回归分析,并采用地统计学方法对当地地下水位的空间变异规律进行分析,对比分析了普通克里金方法、克里金平滑效应修正法以及泛克里金方法在当地地下水位空间插值中的适用性。结果表明:在1985—2010年间,当植被覆盖稳定时,黑河中游各月地下水位与其测点空间坐标呈线性相关;黑河中游各月地下水位具有很强的空间相关性;对于局部变化剧烈的地下水位,克里金平滑效应修正法可明显减小克里金插值所带来的平滑效应,但整体插值精度略低于普通克里金与泛克里金方法。

冰冻圈水文过程对黑河上游径流的影响分析

黑河上游处于高寒山区,开展冰冻圈水文过程对径流的影响研究,对于判断该地区径流变化趋势及其可持续性具有重要意义。本文应用基流分割、逐步多元回归等方法,分析了1960—2013年黑河上游出山径流量的变化及其原因,重点估计了融雪、冰川融化对径流的贡献,探讨了土壤冻融过程对径流变化的可能影响。分析结果表明,黑河上游山区河川径流在近54年间呈现上升趋势,其中以基流部分的上升为主。降水与气温变化对河川径流上升均有较大贡献。导致春季径流增加的主要因素为温度、降水次之;导致秋季径流增加的主要因素为降水、温度次之。夏季黑河上游东支的雨强有显著增大趋势(日雨量增幅为0.9 mm/10 a),对于河川径流贡献的比例约为15%。黑河山区的逐年降雪量变化不显著,冰川融化对径流增加的贡献小于10%。由此推断气温上升导致基流增加的主要原因是:气温升高导致高寒山区冻土活动层增厚,增加了土壤蓄水容量,从而导致降雨下渗量增加和基流量增大。由于黑河上游冻土分布广泛,未来气温持续上升的情况下,这种产流机制变化导致的基流增加具有可持续性。

黑河上游梯级水库联合调度研究

黑河上游梯级水库的蓄水运行严重影响了黑河水量统一调度,为了有效解决这一矛盾,有必要实施梯级水库联合调度。本文在研究实施梯级水库联合调度必要性的前提下,分析了梯级水库联合调度关键问题,在此基础上,根据"以水量调度为主,梯级水库联合调度为辅"思想建立梯级水库联合水量调度模型;同时,为了定量研究实施梯级水库联合水量调度对梯级水库发电的影响,建立了梯级水库联合发电调度模型。结合两种不同模型,选取设计平水年进行优化计算,结果表明,闭口期梯级水库在水量调度期间增加下泄水量的同时,发电量较发电调度时偏小;关键调度期梯级水库发电量比发电调度时减少0.13亿kW.h,下泄水量比发电调度时多下泄0.34亿m3。可以看出,调水目标和发电目标是不可调和的,只有在梯级水库管理部门和水量调度管理部门的协调下,才能最终有效的解决。