一次致洪大暴雨对长江两个子流域的影响分析

利用高空、地面观测和NCEP/NCAR再分析资料,对2009年8月3日-5日发生在长江两个子流域(嘉陵江和綦江流域)的一次致洪大暴雨的降水时空分布、环流背景、水汽输送及对流域水文条件的影响进行了分析.结果表明:此次暴雨环流背景是高空槽耦合了"天鹅"台风阻塞的西南低涡,南侵冷空气和西南急流输送的暖湿水汽交汇,导致不断有中小尺度对流系统的生成、发展;暴雨第一阶段降水是纬向和经向水汽输送的共同作用,第二阶段以纬向输送为主;两个子流域暴雨期间700hPa比湿值一直在10g/kg以上,最强降水均产生在水汽通量大值区,同时也是水汽通量散度梯度最大处,产生时间则为低层散度值变化最大梯度期间;綦江流域降水比嘉陵江流域降水持续时间短,但其流域面积小,面雨量反而更大,造成其先达到最高水位,超保证水位,嘉陵江未超警戒水位,本次致洪暴雨造成两流域及长江上游均达到一年中最高水位.     

黄河流域中上游水分收支以及再分析资料可用性分析

首先以实测资料为准定量计算了黄河流域中上游水分收支各分量，包括降水、径流、蒸发、水汽辐合等，分析其季节循环、年际变化以及线性趋势变化. 结果表明，多年平均该区域是水汽汇区，主要来自天气过程造成的瞬变波辐合，蒸发所占比例远大于径流和水汽辐合，对流域水分循环至关重要；各要素季节变化和年际变化很大，20世纪70年代后降水和蒸发的年际变化幅度明显减小；1958年以来，降水显著减少，天然径流和蒸发也有所减少，但不显著. 然后同ECMWF及NCEP/NCAR再分析资料作进一步对比分析，以检验两套再分析资料对黄河流域中上游水分循环的描述能力，在论证了其适用性的同时，指出其局限性，从而为使用再分析资料进行该区域水分收支分析提供参照.     

一次致洪大暴雨对长江两个子流域的影响分析

利用高空、地面观测和NCEP/NCAR再分析资料,对2009年8月3日-5日发生在长江两个子流域(嘉陵 江和綦江流域)的一次致洪大暴雨的降水时空分布、环流背景、水汽输送及对流域水文条件的影响进行了分析.结 果表明:此次暴雨环流背景是高空槽耦合了“天鹅”台风阻塞的西南低涡,南侵冷空气和西南急流输送的暖湿水汽 交汇,导致不断有中小尺度对流系统的生成、发展;暴雨第一阶段降水是纬向和经向水汽输送的共同作用,第二阶 段以纬向输送为主;两个子流域暴雨期间700hPa比湿值一直在10g/kg以上,最强降水均产生在水汽通量大值 区,同时也是水汽通量散度梯度最大处,产生时间则为低层散度值变化最大梯度期间;綦江流域降水比嘉陵江流域 降水持续时间短,但其流域面积小,面雨量反而更大,造成其先达到最高水位,超保证水位,嘉陵江未超警戒水位, 本次致洪暴雨造成两流域及长江上游均达到一年中最高水位.     

长江源区高寒草甸蒸散发过程及影响因子

蒸散发的研究迄今仍然是陆面水文水循环研究中的薄弱点[1].高寒草甸生态环境变化中,土壤和草甸的蒸散发过程是参与多年冻土区水分循环的重要因子[2],对高寒草甸生态水文过程的研究具有极其重要的意义.但由于环境的限制和试验的困难性,对青藏高原尤其是长江源区蒸散发的研究还较为薄弱.本文分析了风火山流域蒸散发变化特征,为合理开发利用寒区水资源以及预测未来环境变化趋势提供科学依据.     

气候变化下乌江流域蒸散发互补关系变化及成因辨识

为了阐明气候变化下乌江流域蒸散发互补关系的变化及其成因,利用乌江思南以上流域1961-2007年的水文、气象资料,验证了该区域蒸散发量存在互补关系;采用蒸散发互补关系模型和两参数月水量平衡模型估算该区域蒸散发量,并分析了气候变化下该区域蒸散发互补关系的变化.结果表明:乌江流域蒸散发互补关系显著,基于互补关系估算的该流域...     

土地利用变化对阜平流域的径流影响研究

选取不同年份Landsat遥感卫星图像,分析了阜平流域土地利用变化;以SWAT模型为工具,利用1968-2010年的水文气象资料,针对土地利用情况研究土地利用变化对流域径流的影响。结果表明,近几十年来,多年降水量变化不显著,而径流量呈显著下降趋势;流域林地增加(草地转林地)是径流减少的主要原因,从1993年的926 km2增加到2004年的1 119 km2,径流量减少6.46%;不同情景下模拟的多年平均流量总体呈现减少的趋势;林地的增加和草地的减少能够导致径流的减少;林地和草地的变化通过影响蒸散发量影响水文循环;径流量的变化趋势与蒸散发量相反。     

淮河流域参考蒸散发量变化分析

利用淮河流域26个气象观测站的观测资料,采用Penman-Monteith法计算流域的参考蒸散发量,结合参考蒸散发对气象因子的敏感性分析以及气象因子在1960—2008年的变化,定量评估气象因子变化对蒸散发的贡献程度,进而分析流域近50 a来参考蒸散发量的变化及其原因.结果表明:淮河流域绝大部分地区的年参考蒸散发总量呈下降趋势,淮河以北地区的下降趋势比淮河以南地区更为显著.造成这种变化的主要原因是太阳辐射量的减少和风速的降低,淮河以南地区受相对湿度变化的影响,下降幅度小.     

基于Landsat 5 TM的祁连山区蒸散发遥感估算——以青海祁连县为例

蒸散发的估算在区域能量平衡和水分循环研究中具有重要意义.本研究利用Landsat 5TM数据和能量平衡模型相结合,通过遥感数据获取各参量,对祁连山区的日蒸散发进行估算,研究表明估算值与实测值基本一致,相对误差为4.23%,基本上满足了该区域蒸散发研究的精度要求.通过对蒸散结果的分析发现,该区域的日蒸散发空间分布受气候特征、地形因素、土壤供水条件及土地利用类型的影响比较严重,其分布趋势主要在空间上表现出随海拔的降低而降低,阳坡蒸散量大于阴坡,在土地利用类型上呈现按照"林地沼泽地水域草地耕地城乡工矿居民用地"的类型而降低的规律,而永久性冰川雪地以及裸土裸岩石砾地的蒸散发则随冰川面积的缩小而减小.     

汉江流域实际蒸散发的时空演变规律及成因分析

根据汉江流域14个气象站点1961—2011年的逐日气象资料，分别利用参数率定后的AA模型和GG模型计算汉江流域的实际蒸散发。在此基础上，采用Mann-Kendall检验法、Sen’s坡度检测法和Pettitt突变检测法对过去51a汉江流域实际蒸散发的时空演变规律及主要气象因子的变化趋势进行分析，并探讨实际蒸散发变化的成因。结果表明，参数率定后的AA模型和GG模型对汉江流域实际蒸散发的模拟结果基本一致；汉江流域1961—2011年平均实际蒸散发总体上呈现自东南向西北逐次减少的空间分布特征；整个流域的多年平均实际蒸散发呈现显著下降趋势，并于1979年发生显著性突变；显著下降的风速和日照时数是导致汉江流域年实际蒸散发显著下降的主要原因。     

伏牛山地区潜在蒸散发变化特征及成因分析

基于河南省西部22个县市的22个气象站点及相邻的陕西省丹凤县和商南县的2个气象站点2016—2017年的逐日气象数据,运用Penman-Monteith模型,估算伏牛山地区潜在蒸散发量,分析其时空分布特征,并运用相关分析和地理探测器方法探讨其空间差异的主要驱动因素.结果表明:①伏牛山地区年潜在蒸散发量平均值为792.89 mm,空间上呈自南向北递增;春夏两季潜在蒸散发量对全年潜在蒸散发量贡献最大,占全年的71.53%.②该地区潜在蒸散发量具有明显的年内分配特征,整体表现为先增大后减小,最高值出现在7月,最低值出现在1月.③该地区潜在蒸散发量与降水量相关性最大,呈显著的负相关关系;地理探测器结果发现,降水量对潜在蒸散发量空间差异的贡献率最大,且降水量与其他因素的交互作用贡献率显著增大,表明潜在蒸散发量的空间差异是由降水量与其他因素相互作用、共同影响产生的.     

Analysis on river sediment changes of the upper reaches of Yantze River

The sediment load and river sedimentation of the upper reaches of Yangtze River has been undergoing constant changes as complex landform, large mountain area and plentiful precipitation make the drainage area of Yangtze River very vulnerable to water erosion and gravity erosion. Through analyzing the hydrological and sediment load statistics recorded by major hydrological stations along Yangtze River since 1950s, and editing the accumulation graph of annual runoff volume and annual sediment load, we find out that the suspended-sediment of Yangtze river has been decreasing year by year in Wulong Hydrological Station on Wujiang River. Beibei Hydrological Station on Jialingjiang River, Lijiawan Hydrological Station on Tuojiang River and Gaochang Hydrological Station on Minjiang River, Yichang Hydrological Station, Cuntan Hydrological Station along Yangtze River mainstream share the same experience too. But the statistics obtained at Pingshan Hydrological Station on Jinshajiang River shows the sediment load there has increased. Taking ecological construction, hydraulic engineering construction and precipitation changes into consideration, the thesis analyses the causes for the sediment load decrease of Jialingjiang River, Tuojiang River, Minjiang River and Wujiang River and provides us both scientific foundation for further study of river sediment changes of the upper reaches of Yangtze River, and measures to control river sedimentation. Foundation item: Supported by the National Natural Science Foundation of China (50099620) Biography: ZHONG Xiang-hao (1942-), male, researcher, research direction: mountain environment and ecology.     

Analysis on River Sediment Changes of the Upper Reaches of Yangtze River

The sediment load and river sedimentation of the upper reaches of Yangtze River has been undergoing constant changes as complex landformlarge mountain area and plentiful precipitation make the drainage area of Yangtze River very vulnerable to water erosion and gravity erosion. Through analyzing the hydrological and sediment load statistics recorded by major hydrological stations along Yangtze River since 1950s, and editing the accumulation graph of annual runoff volume and annual sediment load, we find out that the suspended-sediment of Yangtze river has been decreasing year by year in Wulong Hydrological Station on Wujiang River, Beibei Hydrological Station on Jialingjiang River, Lijiawan Hydrological Station on Tuojiang River and Gaochang Hydrological Station on Minjiang River, Yichang Hydrological Station, Cuntan Hydrological Station along Yangtze River mainstream share the same experience too. But the statistics obtained at Pingshan Hydrological Station on Jinshajiang River shows the sediment load there has increased. Taking ecological construction, hydraulic engineering construction and precipitation changes into consideration, the thesis analyses the cauls for the sediment load decrease of Jialingjiang River, Tuojiang River, Minjiang River and Wujiang River and provides us both scientific foundation for further study of river sediment changes of the upper reaches of Yangtze River, and measures to control river sedimentation.     

长江中游水位下降引起的浅滩出露及其对产粘性卵鱼类繁衍的潜在影响探讨——以2020年春季为例

2020年春季长江中游干流出现了低水位的异常现象,通过收集长江中上游的降雨量与三峡水库的水文信息,分析2020年春季长江中游水位下降的过程和原因;同时,利用卫星遥感技术,分析长江水位下降导致的城陵矶河段、鄱阳湖和洞庭湖的浅滩大面积出露情况;最后探讨了这些变化可能对产粘性卵鱼类繁衍的潜在影响.结果表明:1)2020年春季...     

长江上游流域水文生态系统分区及保护措施

现行的水资源功能分区和水环境功能区划在水资源利用、水环境改善和水生态保护中起到了关键性作用.但对比国际上水环境管理的趋势和先进理念,其功能区划仍存在一些问题.譬如,多以水体现状使用功能为基础进行划分,缺乏水生态系统完整性考虑;也亦未考虑水体区域分异性,难以在水资源和水环境管理中实现因地制宜.本文结合国际先进理念及相关理论,并充分考虑长江上游流域水系的自然特征和生态特征,探讨了流域水文生态系统的概念和基于流域的水文生态系统分区的初步思想,提出基于流域的水文生态系统分区的定义和基本原则,建立了流域水文生态系统的完整性评价及其综合评价指标体系,并明确给出长江上游流域水文生态系统区划的方案.该区划方法充分体现了国外趋势与国内管理要求,同时兼顾流域尺度、协调思想、因地制宜和动态性,从而为长江上游流域水环境管理提供战略层次的科学参考和应用基础研究的技术平台.     

黑河上中游流域植被时空演变规律及其对水热条件的响应特征分析

基于黑河上中游流域1999—2010年SPOT NDVI旬数据及气温、降水旬数据,采用趋势分析和时滞互相关法,对研究区内植被的时空变化规律及其对水热条件的响应特征进行了分析.结果表明:1)1999—2010年,黑河流域上游植被覆盖状况优于中游,中游除张掖市及酒泉市存在人工植被外,其他区域基本不存在人工植被;2)在1999—2010年间黑河上游流域大部分地区的植被均表现出明显退化趋势,中游流域的植被整体表现为轻度退化;3)黑河上中游流域的植被受气温的影响大于降水,而对降水的响应更为迅速.不同类型的植被对气温、降水的响应速度不一.     

长江流域森林NPP模拟及其对气候变化的响应

【目的】利用LPJ模型(Lund-Potsdam-Jena model)估算长江流域森林净初级生产力(net primary productivity, NPP),研究长江流域森林NPP时空动态变化及其与气候因素的关系,为长江流域及其他地区的植被监测与生态建设提供依据。【方法】基于LPJ模型模拟的NPP数据及气象资料,对长江流域1982—2013年森林NPP的空间分布和时空动态变化趋势进行分析,采用线性回归分析法分别以时间为自变量和NPP为因变量进行趋势检验,利用相关性分析法分析长江流域森林NPP与气象因子之间的关系。【结果】①长江流域1982—2013年森林年均NPP值为530.41 g/(m²·a),最高值出现在2002年,森林NPP值为578.55 g/(m²·a);最低值出现在1989年,森林NPP值为491.24 g/(m²·a)。②长江流域森林NPP的空间分布由东南沿海向西北逐渐减小,长江中下游森林NPP高于长江上游,森林NPP空间分布格局与水热条件分布格局相一致,长江流域东南部水热条件良好,能够满足植被生长和发展的需要,植被生产力比较高;西北部由于水热条件比较差,不利于植被生长,生产力低下。③长江流域大部分地区森林NPP与气温和降水为正相关关系,森林NPP与气温呈显著正相关,气温与森林NPP之间的相关性强于降水与森林NPP之间的相关性。【结论】长江流域森林NPP呈自东南向西北减少的趋势,且随时间呈波动上升趋势;气候对森林NPP具有显著影响,气温是影响森林NPP的主导因素。     

安吉毛竹林生态系统水分收支的研究

利用涡度相关技术观测安吉毛竹林生态系统2013年的水汽通量,同时结合降雨量对该生态系统的水分收支数据进行比较和分析,明确其水收支情况及其影响因子,以揭示毛竹林的水分利用能力,进而为其科学栽培和水分管理提供参考.结果显示:毛竹林生态系统全年表现为水汽源,7月份最高(108.85kg·m~(-2)),12月份最低(19.67kg·m~(-2)),但在2月份和6月份存在着小的波谷.全年降水量和蒸散量呈较弱的正相关关系(r=0.145,p0.05),蒸散主要集中于5—8月份,7月份最大,达到108.85mm,而降水较为分散,6月份有最大值,为394.5mm,且全年除了1、7和11月份的蒸散量略高于降水量外,其余各月均较低;不同季节的降雨量从高到低依次为:夏季秋季春季冬季,而蒸散量(水汽通量)则表现为:夏季春季秋季冬季.此外,全年水汽通量受温度的影响较为显著(p0.05),7月份则受温度和饱和水汽压差的双重影响.总之,2013年全年降雨总量达到1 508.5mm,蒸散量为749.07mm,蒸散量占到降水总量的49.7%,全年水分利用效率仅2.1g·kg-1,表明该毛竹林的地表径流较大,水分利用能力偏弱,若进行人工经营和管理,除了考虑环境因子变化外,还须注意合理用水,以避免水资源的浪费.     

近48年长江源区降水时空变化特征分析

基于1966～2013年长江源区及周边在内7个气象站点的逐日降水资料,采用降水倾向率、Mann-Kendall趋势检验、Morlet小波分析及Hurst指数法等方法,分析了长江源区近48年来降水量时间序列空间分布特征、年际和年内变化趋势以及其周期性变化特征,并对降水未来的演变趋势进行了预测。分析结果表明：(1) 长江源区降水量存在明显的空间变化差异,总体分布趋势为由东南向西北递减;(2) 近48年来长江源区降水量呈现较为明显的增加趋势,增加速率为17 mm/10a,多年平均降水量为351.5 mm;(3) 长江源区降水量年内分配极不均匀,主要集中在汛期,约占全年总降水量的89.6%,而非汛期降水量仅占10.4%,且降水量具有较明显的季节差异,夏季降水最大,秋季次之,其次是春季,冬季降水量最小;(4) 长江源区降水量变化存在28 a左右的第一主周期,第二、三、四主周期分别为21 a、12 a和5 a;(5) 长江源区各气象站点及全流域的Hurst指数均大于0.5,表明降水量未来趋势与过去一致,即其未来仍将延续降水量增加的变化趋势。     

长江流域生态环境问题及其成因

分析长江流域上中游的水土流失与地质灾害、中下游的洪涝灾害、长江口的赤潮、长江水质污染、流域生物多样性变化、流域内人群健康等问题;论述了长江流域生态环境恶化的成因:森林植被的锐减是造成水土流失的主要因素,区域自然地理特征是洪灾和地质灾害的基础,污染物的大量排放造成了长江水质的污染和长江口的赤潮,水利设施的兴建使得濒危物种增多,城市化增加了洪灾损失;提出了保护和恢复长江流域和谐生态环境的有效措施:增加环境建设的投入和增强人们的环保意识,重视森林植被的保护等.     

鲇核基因组遗传结构的RAPD分析

为了解鲇核基因组的遗传结构,采用38个随机引物对长江上游干支流以及长江中游支流舞阳河的鲇核基因组DNA进行随机扩增分析.结果表明,鲇核基因组保存了较为丰富的遗传多样性.同时,舞阳河鲇与长江水系干支流的其他个体间具有较大遗传差异(p=0.001),推测可能出现了适应舞阳河地理环境的在分子水平上差异显著而形态分化微弱的隐存种.