雅鲁藏布江流域NDVI时空分布及与降水量的关系

对雅鲁藏布江流域归一化差值植被指数(normalized difference vegetation index,NDVI)时空变化特征分析的同时,把流域站点降水量点数据插值成与流域NDVI相一致的空间Grid数据,并对流域NDVI与降水量的关系进行了分析.考虑到降水量插值误差的存在,分析了流域站点NDVI与降水量的关系.结果表明,流域与流域站点NDVI与降水量均具有较强的季节性与时间上的一致性.其线性相关系数与对数相关系数都在0.7以上.     

嫩江流域降水特征时空分布分析

基于嫩江流域17个气象站点1959—2010年逐日降水数据,选取降水量、降水日数和降水强度作为代表性指标,采用Mann-Kendall趋势检验法和线性回归法系统研究了嫩江流域降水的时空变化特征。结果显示:近51年来,①嫩江流域平均年降水量、夏季和秋季降水量分别以6mm/(10a)、4mm/(10a)和5 mm/(10a)的速率呈下降趋势,而春、冬两季降水量分别以2mm/(10a)和1mm/(10a)的速率增加;空间上,年降水量和季节降水量在流域上游多于下游。②嫩江流域平均年、夏季和秋季降水日数分别以1.5d/(10a)、1.1d/(10a)和1.2d/(10a)的速率下降,且上游下降较明显;春、冬两季降水日数则以0.1d/(10a)、0.7d/(10a)的速率呈增加趋势,且中游增加趋势明显;流域降水日数在年和季节尺度上均表现出上游多于下游的空间特征。③嫩江流域平均年降水强度、夏季和秋季降水强度分别以-0.018mm/(d·10a),-0.007mm/(d·10a)和-0.105mm/(d·10a)下降,而春、冬两季降水强度分别以0.051mm/(d·10a)和0.047mm/(d·10a)上升;空间上,年和春、夏、冬3个季节降水强度表现为流域上游弱于下游,而秋季降水强度在嫩江中游干流附近较大,其他地区降水强度较小。结果表明,在全球气候变化下,嫩江流域年和季节的降水特征在1959—2010年间均有不同程度改变,并呈现出明显的空间分布特征。     

韩江流域参考作物蒸散量时空变化及其影响因素

基于韩江流域12个气象站点1961—2013年的逐日气象数据,应用Penman-Monteith公式计算参考作物蒸散量(ET0),并利用Mann-Kendall检验、Kring插值、Pearson相关分析和敏感性系数等方法分析了韩江流域ET0的时空变化特征及其影响因素. 结果表明：(1)近53年来,韩江流域多年平均ET0为1 121.96 mm,整体呈下降趋势,速率为0.39 mm/a,在1967年左右发生突变. 全流域ET0的年内变化较为明显,夏季的贡献最大,占到全年的37%;年均ET0以广东最多,江西最少. (2)空间上,韩江流域ET0呈现“自东南向西北逐渐递减”、“三高一低”的分布格局,即韩江上游梅江源头地区、韩江三角洲以及梅潭河流域为明显的高值区,而汀江上游地区的值相对较低;四季ET0的空间分布与年高低值的分布格局基本一致. (3)韩江流域ET0对相对湿度呈负敏感性,对平均气温、日照时数和平均风速呈正敏感性,对相对湿度最为敏感,其次是平均温度,对日照时数和平均风速的敏感性相对较小. (4)风速的下降是该流域ET0减少的主要原因,其次是相对湿度. 本文为山区流域水循环研究奠定了一定的基础,可为区域水资源评价与管理提供参考依据.     

2000—2014年三峡库区重庆段地表蒸散量时空分布规律

【目的】研究2000—2014年三峡库区重庆段地表蒸散量(Evapotranspiration,ET)的时空分布规律。【方法】基 于MOD16-ET产品,在GIS技术支持下,采用趋势分析、样带分析等方法定量分析ET时空分布特征(多年平均以及月尺度)及该特征与土地利用/覆被、地形的空间耦合规律。【结果】2000—2014年研究区域多年平均ET为749.0 mm;呈现西低东高的基本特征,ET剖面线上出现“长寿—涪陵”陡增点。ET年际变化整体表现为先增后减态势,其中ET存在统计学意义上减少(p<0.05)的区域面积占库区总面积的14.5%,而ET存在统计学意义上增加(p<0.05)的区域面积占库区总面积的4.34%。ET年内变化特征与该区域水热季节性变化规律基本一致,在月尺度上ET存在先增后减的单峰变化趋势(最大ET出现在7月,为117.4mm)。地表覆盖类型按ET值大小由高到低排序依次为:灌木林地、乔木林地、草地、耕地、其他稀疏植被。地表覆盖类型与海拔及坡度在空间分布上与ET存在高度空间耦合。【结论】三峡库区重庆段ET时空分布规律明显,受地表覆盖类型及地形影响较强,研究结果可为分析三峡库区旱涝灾害成因,构建合理生态需水配置模式提供重要参考。
     

雅鲁藏布江流域水资源情势变化

在西藏高原中,它有明显的地势特点,气候的明显变化、崎岖的地势、水文等,从目前掌握的有实际的材料,有关水文和气候方面,主要是对雅鲁藏布江流域进行了研究,对其降水情况、水流的方向以及随着时间的变迁水资源量的变化情况和规律.在这个江流区域内的降水主要是受到了印度洋孟加拉湾气流的影响,而降水的大小是下游逐渐向上游进行速度的增减,水量大的时间是6~9月份,由于水受到的蒸发量较大,并且由于高度的递增,开始降低,在江流区域中的横截径面大,每年都会出现严重的水流分布不均匀的现象,在汛期所占的比例大.从实际的资料中了解到,流域水资源一直保持稳定状态,通过这种变化特性展开了新的建设,一般是基础设施建设、防止汛期所造成的洪灾,展开抗旱行为、建设友好的社会环境提供一定的建议,仅供相关部门参考.     

基于MOD16的河南省地表蒸散量时空变化特征

基于MODIS(Moderate-resolution Imagine Spectroradiometer)蒸散产品MOD16、归一化植被指数NDVI(Normalized Difference Vegetation Index)和河南省17个气象站点数据资料,运用线性趋势、相关分析和克里金插值等方法对河南省2001—2019年蒸散量时空变化特征、不同土地利用类型蒸散量差异及其影响因素进行了分析.结果表明:(1)2001—2019年河南省多年平均蒸散量为364.05 mm,空间上呈西南部伏牛山—桐柏山—大别山等山区较高,南阳盆地和中北部地区较低的分布特征.(2)河南省年内各月间的蒸散量呈"增加—减少—增加—减少"的"双峰型"分布特征,具有明显的季节差异,蒸散量从大到小依次为夏季(162.59 mm)、春季(113.47 mm)、秋季(66.47 mm)、冬季(35.79 mm).(3)河南省蒸散量空间分布受土地利用类型影响显著,蒸散量从大到小依次按林地(445.57 mm)、草地(347.87 mm)、水域(341.91 mm)、耕地(340.34 mm)、城镇用地(320.49 mm)、未利用土地(279.04 mm)的顺序递减.(4)近19年来,河南省蒸散量以5.968 mm/a的倾向率呈上升趋势,明显增加的区域主要分布在西南部伏牛山—桐柏山—大别山等高蒸散量地区.(5)相关分析表明,河南省蒸散量受气温和植被长势情况影响较为明显,受降水的影响较弱.     

普洱市近59a参考作物蒸散量时空变化特征

利用普洱市地面气象观测站1959～2017年逐日气象资料,采用FAO 56-Penman-Monteith(FAO-PM)法、距平分析、回归分析和地理信息技术研究了普洱市参考作物蒸散量(reference crop evapotranspiration, ET_0)的年代际、年际和年内不同时间尺度下时空变化特征。结果表明:普洱市平均ET_0年代均值2011～2017年最大,为1 196.2 mm,1959～1960年最小,为1 101.0 mm;ET_0年代均值高值区在普洱西部南侧,低值区在普洱西部西盟北侧、北部景东以北及东南部江城东部边缘。普洱市各气象站ET_0年际变化均呈波动性上升趋势,其中西盟站平均ET_0年值年际波动最大,江城站ET_0年值年际波动最小。多年平均ET_0年值空间分布景东、江城、澜沧以西北地区较小,孟连和澜沧的南部较大。各气象站ET_0季节均值春季最大,夏季次之,秋、冬季逐渐减小,各气象站多年ET_0月均值的变化趋势基本一致,曲线均为双峰型,最高峰值出现在4、5月,第二峰值出现在8、9月。     

基于人工神经网络的不同植被类型蒸散量时空尺度扩展

基于通量网中23个站点下草地、农田、郁闭灌丛、落叶阔叶林、常绿针叶林、开阔灌丛、湿地7种植被类型2001-2007年气象和潜热数据,运用人工神经网络方法进行潜热通量/蒸散量的不同时空尺度的模拟,以期探究模型输入因子重要性及对人工神经网络法在蒸散发估算中时空尺度外推能力进行验证.结果表明:以温度、相对湿度、太阳辐射、土壤含水量、归一化植被指数、风速、土壤热通量为主的输入因子对不同植被类型蒸散量的影响程度不同:太阳辐射对各植被类型影响都相对较大,风速的影响与植被类型有关,归一化植被指数对植被生长期影响有差异;蒸散量模拟效果具有较大的时空异质性,时间尺度上的模拟效果比空间尺度上的好.其中,草地与农田的模拟效果最好.模拟结果中纳什系数多为0~1,个别小于0,模拟结果与观测值的相关系数均在0.6以上.基于人工神经网络法的潜在蒸散估计可以进行一定的区域外推,模拟效果的好坏受控于局地的气候状况.     

西藏雅鲁藏布江水质时空特征分析

通过对雅鲁藏布江的水质分析发现,在6～10月,溶氧值低、水温较高、12月～次年2月高,溶氧值高、水温较低、8月悬浮物含量高;下游较中游的pH值和悬浮物含量低.拉孜、怒各沙和羊村水质属于Ⅲ类,曲水、米林和怒下河段为II类水.检测水质除雅鲁藏布江上游的拉孜、怒各沙和中下游的羊村水质属于Ⅲ类外,其它河段为II类水.雅鲁藏布江下游水质符合渔业水质标准,但雅鲁藏布江干流中上游江段Cu含量、整个干流8月份的水体悬浮物含量超出渔业水质标准.     

资水流域柘桃区间设计暴雨时空分布分析

【目的】通过研究资水流域暴雨中心柘桃区间设计暴雨的时空分布规律,为柘桃区间流域梯级水库洪水预报和防洪调度优化提供科学依据。【方法】以柘桃区间17个雨量站近30 a不同历时的年最大暴雨为研究数据,进行站点和面暴雨频率分析计算;采用不同历时降雨强度-历时-频率曲线和设计暴雨空间分布变化特征,分析雨量站网的设计暴雨时空分布规律。【结果】柘桃区间雨量站网设计暴雨的时空分布极不均匀,短历时内设计暴雨强度增幅较大;在空间分布上,随着重现期的增长,设计暴雨中心位置从资水流域中游扩大到下游;随着设计暴雨历时的增长,暴雨中心范围逐渐变小。【结论】柘桃区间雨量站点设计暴雨具有短历时内暴雨强度增速快、中游设计暴雨较大的特点,研究结果可为资水柘溪以下流域重要城市的防洪安全提供理论依据。     

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。     

滴灌条件下枣园蒸散量的不同时空尺度转换研究

为探究不同时间步长计算日蒸腾量及不同时空蒸散量的差异性,本文研究运用涡度相关系统、茎流仪及微型蒸发器对枣园蒸散量、枣树茎流量及土壤蒸发进行监测。结果表明:0 min、30 min及60 min步长下计算日蒸腾基本一致;枣园日蒸散量与日蒸腾量之间的线性回归方程为:y=1. 1526x+0. 0793,R~2=0. 6648;涡度相关系统与茎流系统测定枣园蒸散量之间总差值为15. 49 mm,差值占比为4. 14%,两者线性回归结果为y=0. 9672x,R~2为0. 94,两者之间NSE为0. 93、RSR为0. 26;将微型蒸发器数目进行缩减,缩减后仅保留2、4、6及11号;缩减前与缩减后测定土壤蒸发量之间的线性回归方程为:y=1. 0246x,R~2=0. 93。由此得出:10 min、30 min及60 min时间步长均可准确计算枣园日蒸腾量;涡度相关系统与茎流仪测定的数据具有较高一致性;茎流系统可以监测枣园尺度蒸散量;微型蒸发器数目可以进行缩减,缩减后不影响整体数据。本文研究结果可为蒸散量尺度转换以及微型蒸发器的合理布设提供可靠依据。     

锡林河流域水质时空分布特征研究

锡林河属于西北诸河流域。锡林河流域范围跨赤峰市、锡林郭勒盟两地,是我国内蒙古高原的代表性内陆河之一。为揭示锡林河水质时空分布特征,基于13个采样点、7个水质指标的监测数据,采用均值型综合污染指数法、单因子水质标识指数法对水质开展评价;结合主成分分析、聚类分析探讨水质时空分布特征的成因。结果表明：锡林河春、秋两季水质较好,夏季相对较差,影响夏季水质的主要因子为COD_Mn、COD和BOD₅;锡林河中游河段水质优于上游和下游。上游和中游河段水质超标主要由于畜禽养殖和农村生活带来的面源污染;下游河段水质超标的主要原因为污水厂尾水中的氮磷浓度较高。     

基于云模型的中国参考作物蒸散量时空分异特征

为了深入分析中国参考作物蒸散量(ET_0)的时空分异特征,利用中国843个气象测站1951-2014年的观测资料,采用FAO—Penman-Monteith(98)公式计算ET_0.依靠处理定性概念与定量描述不确定转换的云模型,研究了ET_0时空分布的均匀性和稳定性,并对ET_0在月、季、年及空间上的变化特性进行了分析.结果表明ET_0年际变化呈现逐年波动式的下降趋势,整个区域的ET_0以-1.72 mm/10 a的倾向率逐年下降;ET_0年际变化表现为单峰型,11月到次年3月分布较均匀、稳定,4—8月较为离散、不稳定;ET_0四季分布差异明显,夏季最大,春季次之,秋、冬季最小;秋、冬季ET_0分布较春、夏季更均匀、稳定;时间尺度越大,均匀性和稳定性越低.中国ET_0在空间上总体呈现由东北地区向西北地区递增的趋势,西南南部和华南地区相对较高.与时间分布相比,空间分布上较不均匀、不稳定,说明时间变化较为连续,空间变化较为离散.     

汤浦水库流域非点源污染的时空分布及情景分析

为了定量研究汤浦水库流域内非点源污染物的时空分布状况。建立了基于SWAT模型的流域非点源污染模型,并对模型中各参数进行率定和验证。模拟结果显示:流域内泥沙、有机氮和有机磷的流失主要与降雨相关,集中于汛期;空间上,各类污染物来源具有一致性,主要来自流域东部和南部地区;此外,不同土地类型年产污负荷各异,其中农业用地单位面积产污负荷较高。情景分析表明:农业生产方式和土地利用类型的改变对流域非点源负荷产生了一定影响。本研究成果将为控制汤浦水库流域非点源污染提供科学依据。     

黑河流域潜在蒸散发量时空变化特征分析

基于站点气象数据及0.1°×0.1°栅格气象数据对黑河流域PET进行估算.利用Spline插值方法,将站点数据计算得到的PET进行空间插值,并与栅格数据计算获得的结果对比验证,分析PET的空间变化特征.利用MannKendall非参数检验方法,对站点PET及气温序列进行趋势分析.结果表明:1)Spline空间插值获得的PET空间分布与栅格数据计算获得的结果基本一致,可用于PET空间变化特征分析;2)空间上,黑河流域多年平均PET年值和季节值均呈现出从西南到东北逐渐增加的趋势;3)年平均气温在15个站点均呈现出明显的上升趋势,而PET在多数站点呈现下降趋势,黑河流域可能存在“蒸发悖论”现象.     

渭-库绿洲土地利用/覆被变化与蒸散量时空特征分析

以新疆维吾尔自治区渭干河-库车河三角洲绿洲为研究对象,利用支持向量机法(SVM)对1997和2015年Landsat TM/OLI遥感影像获取土地利用/覆被类型信息,基于SEBAL模型对研究区蒸散发(ET)进行估算并分析土地利用/覆被类型对ET的影响.研究结果表明:1997—2015年渭-库绿洲土地利用/覆被类型变化较显著,总体呈"一增四减"的变化趋势;不同土地类型的SEBAL模型参数和ET具有明显差异,而水体中ET与LAI、NDVI、SAVI之间呈反相对应;而研究区2期ET空间分布特征基本一致,整体表现为西高东低、北高南低的分布规律,植被覆盖越高,ET越高,而低植被覆盖区域地表温度越高,则ET越低,表明土地利用类型变化对ET的空间分布具有一定的影响..     

漠阳江流域水环境容量的时空分布特征研究

针对实测径流资料较缺乏的漠阳江流域, 通过流域水文模型HSPF(hydrological simulation program-Fortran)模拟各支流和子流域详细的径流时空特征, 利用一维稳态水质数学模型计算不同时间和空间上化学需氧量(COD)和氨氮的水环境容量。结果表明: 1) 在漠阳江流域, HSPF模型对年与月径流模拟的相对误差小于15%, Nash-Sutcliffe系数大于0.9; 水质模型的相对误差在 10%左右, Nash-Sutcliffe 系数大于0.8; 2) 在90%, 50%和10%保证率下, 漠阳江流域COD的环境容量分别为16.45, 21.84和24.97 万t, 氨氮的环境容量分别为0.51, 0.88 万t 和1.14 万t; 受径流季节波动影响, 枯水期与丰水期季节水环境容量差异明显; 1月份的水环境容量及其变差最小, 6月份的水环境容量及其变差最大; 3) 空间分布上, 漠阳江干流流域承载力较大, 一级与二级支流的承载力较小。因此, 在水文资料缺乏的流域, 可基于HSPF模型模拟的水文条件, 开展水环境容量的时空分布分析, 为水环境容量总量控制方案的制定提供指导。     

雅鲁藏布江拉萨河流域水文模型应用研究

雅鲁藏布江是我国水能资源最丰富的河流之一,拉萨河作为雅鲁藏布江支流中流域面积最大、最长的河流,更是西藏自治区水利开发的重点,但拉萨河流域水文模型应用研究甚少.本文介绍了改进的TOPMODEL,并应用该模型对拉萨河流域进行水文模拟,取得了较好的模拟效果,为开展缺资料地区的水文模型应用研究进行了一定的尝试.     

密云水库流域降雨径流侵蚀力时空分布研究

降雨是引起土壤侵蚀的主要动力因素,而降雨侵蚀力是引起土壤侵蚀的主要动力因子.对于降雨侵蚀力时空分布规律的定量研究是进行土壤侵蚀颅报的基础.以密云水库流域地区 10个雨量站2000～2004年逐日降雨资料为基础,依据有关降雨侵蚀力的计算方法,估算该不同地区的降雨侵蚀力,并在ArcInfo软件支持下对所得结果进行时空分布规律的分析.结果表明:(1)在空间分布上.密云水库流域多年年均降雨侵蚀力总体趋势是由东向西递增.(2)降雨侵蚀力的月分布情况与降雨量的月分布情况大致相一致.且月R值的年内变化显著.