山美水库洪水淹没分析及方法研究

在全球极端天气逐年增多的背景下,自然灾害发生的频次和强度愈来愈大。中国为防洪抗旱近年来兴建水库,而水库一旦发生洪水灾情,水库的泄洪淹没范围对下游防汛规划及减少灾害损失至关重要。以山美水库为例,基于地理信息系统(geographic information system, GIS)技术选用有源淹没方法确定山美水库遭遇3种重现期洪水泄洪的淹没范围,并利用洪水量等于淹没水量的原理,提出了一种运用二分法迭代有源淹没的淹没水位确定方法。通过输入3种不同重现期洪水量,本研究模拟出山美水库遭遇20年一遇洪水时下游淹没面积为20.04 km²,遭遇50年一遇洪水时下游淹没面积为24.42 km²,遭遇100年一遇洪水时下游淹没面积为26.07 km²。结果显示,淹没区域集中在水库下游的梅山镇、罗东镇、码头镇。研究结果可为地方政府管理洪水风险、制定防洪措施提供一定的参考。     

金沙江下游梯级水库消落带空间分布特征

金沙江下游干流乌东德、白鹤滩、溪洛渡、向家坝4大梯级电站建成蓄水运行，在库区形成大面积水库消落带(Water Level Fluctuating Zone,WLFZ)，明确该消落带空间分布特征对库区生态环境保护和水库安全运行具有重要意义.以金沙江下游4个梯级水库消落带为研究对象，基于12.5 m的AlosDEM数据，利用ArcGIS软件的水文和空间分析功能，结合野外详查，对4个库区不同县域、高程、坡度和干支流的消落带总面积进行综合分析.结果表明：(1)四大梯级水库消落带总表面积231.02 km²，投影面积为202.88 km²，其中干流表面积142.12 km²，支流表面积88.90 km²；白鹤滩、溪洛渡、乌东德和向家坝4个库区消落带表面积分别为96.62、65.60、56.29 km²和12.51 km²；(2)消落带的分布共涉及云南省和四川省7个州(市)、22个县(区)，其中巧家县消落带面积占比最大；(3)在海拔梯度上，乌东德水库消落带表面积呈现随...     

燕子河流域洪水演进数值模拟

为了对中小河流流域洪水风险进行预测分析，以山东省临沂市燕子河流域为研究对象，利用水动力学模型对洪水演进进行数值模拟；采用MIKE 11软件建立一维水动力学模型，分别模拟洪水重现期为5、 10、 20、 50、 100 a的河道洪水演进过程；利用MIKE 21软件对燕子河防洪保护范围构建二维模型；利用MIKE FLOOD软件侧向耦合一、二维模型，模拟不同洪水重现期洪水从河道漫溢至岸边的演进过程，对模拟结果进行分析，得到洪水的淹没范围、水深、流速等信息。结果表明：洪水重现期为5、 10、 20、 50、 100 a时洪水淹没范围分别为0、 4.09、 7.59、 13.87、 18.44 km²,最大淹没深度分别为0、 4.56、 5.46、 6.20、 6.49 m,洪水最大流速分别为0、 3.04、 3.58、 3.98、 4.70 m/s;罗庄区西陆庄村、为儿桥村以及兰陵县西庄村、松山东村等村落为淹没风险较大区域。     

基于MIKE URBAN的典型北方城区防洪排涝模拟

由于气候变化及城镇化进程加快，城市内涝问题愈加严峻. 为优化城市排水管理，有效减少内涝损失，以河北邯郸主城东区局部为研究区，计算了区域典型设计雨型，利用MIKE URBAN模型，模拟并判定了区域不同降雨情景下区域内涝分布情况，解析区域易涝点，进而模拟评估了不同管径排水管网负荷情况. 结果表明:随着重现期增加，区域检查井溢流的数量、区域最长积水时间以及最大积水深度都有所增加，区域管网超负荷面积增大；并且在10 、20 a重现期暴雨情景下，单纯扩增管径起到的径流缓解作用较少. 研究结果可为极端暴雨下区域洪涝预警部署以及城市排水系统改造提供技术支撑.      

基于网格尺度和BP神经网络模型的“双评价”研究——以濮阳市为例

以河南省濮阳市为研究对象，根据土地利用数据、自然环境与社会经济统计数据，基于网格尺度，结合单要素评价和集成评价，采用BP神经网络模型进行资源环境承载能力和国土空间开发适宜性评价.研究结果表明：(1)利用单要素评价与集成评价相结合，引入BP神经网络模型在双评价中是适合的，评价结果可信度较高.(2)生态保护高等级地区主要集中在黄河沿线；农业生产适宜区面积为2 764.60 km²,占全域面积比重64.73%,在清丰县和南乐县分布较多，2035年濮阳市农业生产可承载规模为400.22～412.54万亩；城镇建设适宜区面积为500.20 km²,占全域总面积比重的11.71%,主要分布在华龙区、濮阳县城、清丰县城、南乐县城建成区及周边区域，2035年濮阳市可承载的城镇建设规模为465.26～639.73 km².     

基于GIS的乡村用地建设适宜性评价

基于西溪南村的选址、空间布局,结合人文环境、经济需求,应用Landsat遥感影像数据、Dem数据以及统计数据,利用ArcGIS数据分析技术和层次分析法(AHP)对研究区域的用地建设适宜性进行定量评价。结果表明：西溪南村高度适宜建设的用地面积为3.92 km²,集中分布在村落北侧;中度适宜建设的用地面积为6.76 km²,分布村内道路通达处;低度适宜建设的用地面积为21.56 km²,呈斑块状分布在西溪南村中;不适宜建设的用地面积为56.14 km²,成片分布在村落中心、东南侧和丰乐河中心绿地。由于生态环境和历史古迹的限制,西溪南村用地建设适宜性较低,根据土地利用现状和乡村发展方向,应合理规划建设用地,确保土地的合理利用和资源优化配置。     

基于机器学习的云南省蝙蝠空间分布及其危害分析

生存或寄生于野外的各种病原体通过进化、基因变异或生态适宜性改变，可能具有潜在的感染人类的风险。因此，开展人类与重要寄主动物的时空交错风险分析，对不明疫病感染的溯源追踪、野外环境健康管理与预警具有重要意义。蝙蝠类动物携带着多种危险病原，本文以其为目标寄主构建随机森林模型，预测蝙蝠适生分布区，并融合与蝙蝠、人类活动有关的空间变量，建立人与蝙蝠空间交错的风险评估模型，制作风险分布地图；为方便行政管理，还进行以乡镇级为管理单元的风险分析。结果表明：1)影响蝙蝠适生的主导变量有年均降水量、温度全年波动范围、昼夜温差月均值、温度季节性变化、降水量季节性变化和最冷季度均温。2)随机森林预测蝙蝠高适生分布区面积为9.796 5×10⁴ km²,占云南省总面积的24.86%,主要分布在云南省南部、西南部和中东部地区。3)疫病传染风险评估发现45个乡镇属疫病传染高风险区，面积约0.534 6×10⁴ km²,受影响人口约287万，主要分布在云南省南部、西南部和中东部地区。     

基于县域尺度的宝鸡市地质灾害风险评价

目的 了解宝鸡市地质灾害风险的高低程度，分析宝鸡市地质灾害风险区分布规律，为该地区经济建设提供借鉴。方法 以宝鸡市县域单元为研究对象，选取高程等10个指标，运用层次分析法进行危险性评价，选取人口密度等5个指标，运用模糊综合评判法进行易损性评价，进而在危险性评价和易损性评价的基础上，开展基于县域尺度的宝鸡市地质灾害风险评价。结果与结论宝鸡市地质灾害高风险区共798 km²(4.41%),位于金台区、渭滨区南部以及扶风县北部和南部。中风险区共1 244 km²(6.87%),主要位于渭滨区和扶风县中部。低风险区共4 550 km²(25.11%),主要位于眉县、岐山县、太白县和凤县南部。极低风险区共11 525 km²(63.61%),主要分布在陈仓区、陇县、千阳县、麟游县、凤翔区西南部以及凤县和太白县北部。宝鸡市地质灾害中高风险区主要分布在中部和东部地区，西部、南部和北部地区风险较低。该结果可为宝鸡市防灾减灾提供一定参考。     

北京市生态安全格局保护紧迫性分级

以北京市为例, 通过粒度反推法和景观连通性识别重要生态用地, 通过邻域分析法构建生态阻力面, 采用MCR模型构建北京生态安全格局, 利用人工神经网络计算建设用地扩张概率, 对构建的生态安全格局进行保护紧迫性分级。结果表明, 北京市重要生态用地面积为 6488.53 km², 主要分布在西部和东北部山区, 小部分位于东南平原。一级生态用地面积为4482.48 km², 主要分布在西北和西南地区; 二级生态用地面积为1338.27 km², 主要分布在西部远郊山区、西南部近郊平原和东南部平原; 三级生态用地面积为669.77 km², 主要分布在中北部和东南部平原。重要生态廊道长度为2410.47 km, 分布在远郊城镇以及城乡交界处。一级生态廊道长度为1477.63 km, 主要分布在西北和西南远郊山区; 二级生态廊道长度为390.91 km, 主要分布在远郊平原的生态用地附近; 三级生态廊道长度为 541.93 km, 主要分布在城市中心的周边地区, 呈环状包围中心城区。     

承德地区滑雪运动适宜性分析

利用承德市9个国家气象站1991年至2021年逐日气象数据，采用气象统计学、层次分析、GIS空间分析等方法，分析适宜滑雪、适宜造雪、降雪量和气象灾害等日数的时空分布特征，得到承德市滑雪运动适宜性区划。结果表明：年平均适宜滑雪日数围场最多，承德县最少，滑雪黄金期为12月到次年2月，适宜滑雪日数呈东北向西南递减；年平均适宜造雪日数围场最多，宽城最少，适宜造雪日数由北向南递减；明显降雪主要集中在11月至次年3月，整体呈围场、隆化、滦平和兴隆组成的带状区域较大，其他地区较小的分布特征；滑雪气象灾害指数整体呈东南高西北低，丰宁最低，仅为3.4；承德市滑雪适宜性均为一般适宜及以上，其中适宜及以上等级面积约为30 084.5km²，占承德总面积的76.1%，主要包括围场、隆化、丰宁小部、滦平、市区小部、兴隆大部、宽城东部、平泉、承德县北部，其中围场中部为很适宜，面积约为797.1km²。     

基于情景模拟的城市内涝动态风险评估方法

该文建立了一套针对城市暴雨内涝灾害的定量风险评估方法。通过二维水力学模型模拟积水的时空分布,并采用基于国内实地调查获得的脆弱性曲线估算内涝灾害损失。以福建省龙岩市新罗区为例进行了内涝风险评估,模拟了该地区不同降雨情景下的内涝时空分布和灾害损失情况。结果显示:持续时间越长、重现期越长的暴雨导致的积水和经济损失越严重,但不同的暴雨导致的积水区域在很大程度上是一致的。通过不同雨水井分布情况下经济损失总量的估算,分析了雨水井对降低城市暴雨内涝风险的作用。结果表明:雨水井可以有效降低内涝风险,但应对短时强降雨的效果有限。     

气候变化对义乌市义乌小鲵栖息地适宜性影响

义乌小鲵(Hynobius yiwuensis)是中国特有的易危小鲵科动物，仅分布于浙江省的部分丘陵山地.为更好地保护其野生种群资源、维持生物多样性，于2017年11月—2019年3月开展野外调查，并采用MaxEnt模型对义乌市义乌小鲵的栖息地进行了分析和评价.结果表明：调查发现义乌市义乌小鲵野外繁殖坑共计18处，包含成体2尾，幼体1 575尾，卵袋151对；气候变量重要性分析表明，降水量为最主要因子，累计贡献率为49.1%,其他重要因子分别为最冷季降水量(43.0%)、最湿季平均温度(40.3%)、降雨量季节性变化(4.7%)、最干季降水量(3.9%)、季节性变动率(3.7%);当前义乌小鲵在义乌市适宜面积共计438.88 km²,其中，高适宜区面积为49.75 km²,次适宜区面积为127.13 km²,低适宜区面积为262.00 km²;在3种气候情景下(RCP2.6,RCP4.5,RCP8.5),2050年高适宜分布区面积较当前分别增长58.3%,12.8%和18.1%,2070年高适宜分布...     

降雨历时和重现期对洪涝风险的敏感性和转移——以济南市大寺河流域起步区段大桥分区为例

为研究降雨历时和重现期对洪涝风险的敏感性和转移影响,构建了3种降雨历时和7种重现期的芝加哥降雨雨型,并建立了相应的MIKE FLOOD耦合模型,模拟了21种降雨情景下的洪涝过程;基于模拟结果,分别从洪涝空间分布、水动力特性等方面开展分析。结果表明：（1）1风险级主要位于城镇道路,5风险级主要分布于耕地、绿地和林地等径流系数较低的用地处。（2）各风险级积水总量峰值和积水总峰值均随降雨历时和降雨重现期的增加而增加,且对低重现期和短降雨历时更为敏感。（3）各洪涝等级的积水峰值面积随洪涝等级的增大逐渐增大,均随降雨历时增加而增加,增幅整体上为增长趋势。2风险级的积水峰值面积对重现期的变化敏感性最强,5风险级的积水峰值面积对重现期的变化敏感性最低。1、2风险级的积水面积峰值对短降雨历时更敏感,3、4、5风险级的积水面积峰值对长降雨历时更敏感。（4）当降雨历时相同时,随着重现期的增加,只发生无风险等级向有风险等级和从高等级向低等级转移的过程。随着降雨重现期的增大,研究区主要发生无风险到5级、5级到4级两个转移过程,且对低重现期的变化更敏感。本研究可为雨洪管理研究提供科学参考。     

基于生态系统服务功能及生态敏感性的遵化市生态空间划定研究

基于生态系统服务功能和生态敏感性综合评价结果,对遵化市生态空间划定及安全格局构建进行了研究。研究结果表明：1)遵化市生态保护为高等级的土地面积为234.53 km²,占总面积的15.99%;主要分布在南部山地丘陵,以及东北和西北部部分丘陵地带;2)遵化市生态保护优先区面积为261.28 km²,占研究区总面积的17.26%,主要分布在东北部和南山区域,是生态保护红线区域;3)在北山、中道山和南山三大自然生态屏障的基础上,选取15处生态源地,结合7条水体生态廊道构建了“3屏、7廊、15片区”生态安全格局。     

青藏高原生态屏障区近10 年生态系统结构变化研究

以2000, 2005和2010年3期生态系统类型数据为基础, 采用生态系统转移矩阵、动态度等统计分析方法, 研究青藏高原生态屏障区近10年的生态系统结构变化及驱动因素分析。研究结果表明: 1) 近10年屏障区内生态系统结构较为稳定, 以草地生态系统为主, 约占研究区总面积的69%; 2) 生态用地与非生态用地均有增加或减少, 其中湿地增加2660.9 km², 草地减少1377.5 km², 城镇面积增加224.6 km², 农田面积减少163.4 km², 荒漠减少1388.5 km²; 3) 受人类活动影响较大的城镇、农田类型变化速率明显高于湿地等生态用地, 2000-2010年城镇面积以2.88% 的年平均增长率迅速增加, 农田面积以0.64%的年均速率持续减少, 而湿地年均增长率仅为0.44%; 4) 生态系统类型整体转移量较小, 仅为整个研究区的0.5%, 其中草地→湿地、荒漠→湿地的转移量最大, 两个转移方向的总转移比例达到69%; 5) 自然因素和人为因素是生态系统结构变化的共同驱动因素, 其中气候变化是引起湿地面积增加的主要自然因素, 人口与GDP的急速增长导致城镇不断扩张, 其深层次原因是工矿业的发展, 载畜量增加是引起草地退化的主要原因, 但生态保护工程对草地生态系统恢复具有积极作用。     

降雨和外江水位变化对城市洪涝的联合影响分析——以武汉市为例

降雨和外江水位是影响城市洪涝灾害的主要因素.为了更好地评估洪涝灾害风险，分析了降雨和外江水位变化对城市洪涝的联合影响.以武汉市为研究对象，采用Copula函数定量评估了不同时段降雨与外江水位的联合分布特征，并基于2016年典型降雨过程验证后的青山区SWMM模型，模拟了不同降雨和外江水位变化下武汉市青山区的洪涝过程.计算结果表明，同一重现期降雨下外江水位从21.7m升高至28.0m,研究区域的致涝率增加了0.5%～2.2%;相同外江水位下降雨重现期从5a增加至100a一遇，研究区域的致涝率增加了28.5%～29.1%,泵站运行对区域致涝率的消减作用从20.6%～21.0%减少至4.1%～4.9%;表明暴雨是区域内涝的主要因素，外江水位越高对区域内涝造成的不利影响越显著，且随降雨重现期增大泵站对区域的排涝作用越来越小.武汉市汛期降雨量和长江水位的联合风险率大于单个因素的风险率，且2010～2020年强降雨与高水位联合风险率和同现风险率相较于2000～2009年的均呈增加趋势，增长率超过了70%,表明近几年来极端降雨和高水位事件频发，且未考虑降雨和长江水位的联合作用可能会低估洪涝的危险程度....     

民勤县近30年植被覆盖度时空变化特征研究

植被覆盖度是荒漠化治理成效的重要指标，掌握植被覆盖变化为区域生态环境保护与治理提供科学依据，对区域可持续发展具有重要意义。基于美国NASA陆地卫星影像数据，利用像元二分模型和一元线性回归趋势分析法对民勤县1990—2020年植被覆盖时空变化情况进行定量分析。结果表明：(1)近30年，民勤县裸地面积较广，裸地面积占全域土地面积比重较大，未来区域生态环境建设任重而道远；(2)从总体上看，民勤县整个区域多年平均植被覆盖度呈上升趋势，裸地占比不断下降，低植被覆盖区占比明显上升，区域多年生态建设和修复工作取得了一定成效；(3)县域有92.256 3 km²的土地植被覆盖度呈明显退化趋势，有661.978 8 km²的土地植被覆盖度呈轻微退化趋势。明显退化区主要分布在苏武乡和三雷镇。轻微退化区主要位于腾格里沙漠和绿洲，其中，绿洲轻微退化区多围绕明显退化区分布，主要坐落于耕地和耕地及村庄的周边，撂荒地以及撂荒地和村庄周边应采取措施防治和改善土地荒漠化。西渠镇的北端、东湖镇东北边缘和收成乡东部的裕东公路两侧轻微退化区呈带状分布，是沙漠化潜在地带。     

LID控制下城市成涝风险规律与防涝应急研究

为研究LID控制下城市内涝应急响应规律,以SWMM模型为工具,在汉口某小区模型的基础上建立年径流总量控制率85%的城市模型,依据芝加哥降雨模型和汉口暴雨公式,设置降雨历时为2和4小时,重现期为1、2、5、10年的降雨强度序列开展成涝风险性研究。结果表明：重现期的变化不影响内涝显现时刻及内涝风险程度二者的变化规律,即重现期相同时,短历时降雨内涝显现时刻提前于,内涝风险程度高于长历时,且随着重现期的增加,长、短历时降雨作用下内涝显现时刻均略微提前,而内涝程度均逐渐加深;存在临界重现期使得在此重现期范围内,短历时降雨作用下内涝时长较长历时更长,而超过该重现期,表现出与前述相反的规律。基于此,提出采用基于贝叶斯决策理论和二区间数方案优选理论应急决策方法,并以重现期为10年、历时2小时的降雨强度序列为决策情景进行防涝应急决策,决策选择方案a₆为应急救援方案,表明了该决策方法在LID控制下城市内涝应急决策上的适用性     

基于水资源承载力的黑河中游生态建设空间格局优化

以黑河中游为研究区, 基于系统动力学模型、灰色线性规划模型和Dyna-CLUES模型, 在揭示区域水资源承载力的基础上进行景观结构优化, 并通过耕地、林地和草地分布概率的博弈, 进行退耕还林区、退耕还草区和人工造林区的空间位置识别, 得到如下结果。到2020年, 在水资源满足生产发展、生活保障和生态优化的情景下, 黑河中游水资源可承载人口为144.16 万, 可承载工业增加值为79.73 亿元, 可承载耕地、林地和草地面积分别为3027.88, 953.535和3947.115 km²。以水资源承载能力为基本约束, 黑河中游景观最优结构为耕地2742.49 km², 林地 846.456 km², 草地2184.57 km², 水域170.671 km², 建设用地364.509 km², 未利用地13289.23 km²。生态建设空间分布格局较分散, 退耕还林区集中在高台、临泽和甘州绿洲边缘, 以期增强绿洲抵御风沙功能; 退耕还草区集中在山丹和肃南的海拔较高、坡度较大、水资源和耕作条件均较差的区域, 以期减轻区域水资源压力; 人工造林区集中在民乐和山丹两县的耕地外围, 以地势平坦、水资源条件相对较好的未利用地为主, 以期增强区域水源涵养、水土保持和防风固沙等功能。     

基于土地利用变化的沈阳市景观生态风险评价及驱动力分析

东北平原自然资源丰富,是我国重要的生态屏障之一,探究其典型城市的景观生态风险演变趋势对维护东北平原生态环境的可持续发展具有重要参考意义。以沈阳市2000、2010及2020年土地利用数据为基础,利用转移矩阵分析土地利用结构变化特征,从景观生态学角度选取评价指标构建风险评价体系,基于移动窗口法进行近20年沈阳市景观生态风险评价,结合重心迁移模型探究风险区域时空演变规律,并采用岭回归模型分析各驱动因子对沈阳市景观生态风险演变的相对贡献率。结果表明：2000-2020年沈阳市土地利用类型以耕地和建设用地为主,耕地面积减少191.48 km²,建设用地面积增加354.44 km²;近20年沈阳市景观生态风险整体呈下降趋势,空间分布以中风险和较高风险区域为主,中风险区域面积逐年扩张,区域重心先向东北后向西南方向移动,较高风险区域面积不断减少,区域重心持续向东迁移;人口密度、GDP、温度、降水量及NDVI与沈阳市景观生态风险呈负相关性,高程呈正相关性,并且社会因素的影响高于自然因素的影响。