小流域土壤养分运移的数学模型及模拟

为研究土壤养分流失在流域内不同地貌单元的运移问题,通过建立小流域土壤养分运移数学模型及计算程序的编制,实现了对小流域土壤养分运移的数值模拟.该模型能描述小流域水土流失的水量及养分含量的运移过程,解决了养分源成点源、非点源分布和小流域土壤养分呈带状分布变化的问题,为大面积预测养分运移提供了科学依据.     

特小流域汇流模拟研究

流域汇流可以概化为洪水波的平移和坦化作用, 平移和坦化模拟是大多数概念性汇流模型的核心.该文通过13个特小流域的汇流模拟计算, 研究了特小流域的汇流特征.模拟结果发现,特小流域汇流的平移作用不明显,流域调蓄作用主要是坦化作用,汇流模型主要是坦化作用的模拟.同时由于特小流域集水面积小,流域调蓄能力小,用于模拟坦化作用的水库数量参数也比大、中、小流域要少.     

九龙江流域生态健康评价及管理对策

以九龙江流域生态系统的陆域、岸边带和水域3个子系统为评价对象,结合九龙江流域自然社会经济特征和存在问题,分析流域内不同生态系统的结构、功能和生态胁迫特征,从生态系统的物理、化学和生物完整性出发,建立九龙江流域生态系统健康评价指标体系.利用RS和GIS技术,以小流域作为评价单元,开展流域生态健康状况评价.评价结果表明：九龙江流域生态健康总体状况一般,陆域生态健康状况优于岸边带和水域子系统;从空间分布上看,北溪上游健康状况好于西溪及北溪中下游地区.基于主要影响流域生态健康状况的限制因素,探讨九龙江流域管理对策,提出“水域生境修复、岸边带综合整治、陆域污染削减”的建议.     

不同土地利用类型对城市湿地水质的影响——以南京市紫金山山间小流域湿地为例

综合运用RS和GIS技术对南京市紫金山周边小流域进行边界提取、土地利用类型分析,并且通过水样野外采集与实验室分析处理方法自2008年3月至2009年2月一年间对小流域所在水库水质进行监测.通过计算水质指数(WQI)得出其季节性变化规律,结合该小流域土地利用类型特征,揭示流域内土地利用类型与水质之间的关系.结果表明:各小流域内土地利用类型对下游水体水质影响显著.①水质指数(WQI)季节性变化主要表现在:上游有建设用地的小流域从春季到秋季期间WQI有降低趋势,从秋季到冬季又逐渐上升;而无建设用地或者建设用地面积比例较小的小流域在夏季暴雨径流的影响下,水质会逐渐改善,WQI有升高趋势.②小流域内建设用地对各小流域水体水质有负效影响.而以景观林为主的苗圃对下游水体影响不大;流域内林地、水库占流域面积越大,其下游水体水质则相对较好,对水质改善有着正效影响.     

GIS在九龙江流域农业非点源污染信息数据库建立中的应用以五川小流域为例

运用GIS软件MapInfo、ARC/INFO工作站和ArcView3.2建立五川小流域的农业非点源污染信息数据库,包括小流域边界、水系、土地利用现状图及地形图等.利用五川小流域等高线、高程点制作TIN,建立流域数字高程模型(DEM),并在DEM的基础上进行表面分析,提取坡度、坡向、坡长等.运用ArcView的水文分析模块模拟流域的地表水网分布、水网密度.为五川流域农业非点源污染模拟研究提供了基础数据平台,为九龙江流域农业非点源污染研究提供经验借鉴.     

基于GIS和USLE的下庄小流域土壤侵蚀量预测研究

将地理信息系统Geographical Information System(GIS)与通用土壤流失方程Universal Soil Loss Equation(USLE)相结合进行流域土壤侵蚀量的预测和估算.以福建省九龙江典型小流域下庄为研究区域,在桌面GIS软件MapInfo和ArcView的支持下,建立流域的空间数据库,利用GIS的栅格数据空间分析功能,将小流域空间离散化为10 m×10 m的栅格,根据合适的USLE因子算法生成各因子栅格图,借助GIS图形运算,实现了下庄小流域的土壤侵蚀量估算和土壤侵蚀关键源区的标识,进一步利用GIS和USLE结合对小流域进行土壤侵蚀控制措施的模拟,为下庄小流域土地利用和水土保持提供科学依据.研究结果表明,下庄小流域的平均土壤侵蚀模数为2 541.66 t/km2.a,土壤侵蚀强度属中度,强度侵蚀以上区域占流域面积的11.17%.在模拟实施控制管理措施后,小流域土壤侵蚀模数降为1 570.89 t/km2.a,土壤侵蚀强度属轻度,强度侵蚀以上区域降为3.75%.     

小流域综合开发主要环境问题及对策措施探讨——以宁德市七都溪流域综合开发为例

通过对宁德市七都溪小流域综合开发环境问题的剖析,探讨了福建省小流域综合开发环境可能存在的环境问题,提出相应的保护对策和措施,为全省小流域综合开发提供借鉴.     

淤地坝坝系泥沙粒径组成与变化特征研究

了解小流域淤地坝坝系泥沙粒径组成与变化特征是认识和评价淤地坝拦减粗泥沙作用的基础和前提.本文通过对黄土丘陵区王茂沟小流域不同泥沙源地和淤地坝坝系沉积泥沙的取样与分析,研究了坝地泥沙粒径组成的变化过程与特征.结果表明:淤地坝泥沙沉积过程中,黏粒含量均小于10%,沙粒含量在30%~40%,沉积泥沙的粒径组成大都以粉粒为主.除草地外,流域内不同侵蚀源地泥沙粒径组成的差异不大.尽管流域内各座淤地坝之间泥沙粒径组成有一定程度的变化,但最上游与沟口坝地的粒径组成没有明显差异,流程远近与各级粒径含量变化不相关.王茂沟流域现有淤地坝坝系是粗细均拦,淤粗排细作用不明显.     

震后龙溪河流域河床纵剖面变化和沟谷分形

为了研究强震后次生地质灾害对河床结构的影响,以DEM数据、Quickbird数据和现场实测资料作为数据源,对地震重灾区龙溪河流域河床结构发育与沟谷分形特征进行研究.结果表明,龙溪河河床纵剖面形态变化较大,裂点增多,河口处淤积明显,河床升高;主槽纵剖面为凹型,地震前后其凹度值分别为1.45和1.28;在无标度区间内,沟谷水系的分形维数分别为1.37(2005年)和1.42(2009年),说明流域沟谷形态的复杂程度增加;次生地质灾害是影响龙溪河流域河道变化的主要因素.本研究将为强震后小流域灾害防治和流域综合规划等工作提供参考.     

基于GIS和RUSLE的星云湖流域土壤侵蚀空间分布特征

研究星云湖流域水土流失,揭示水土流失的空间分异规律,能够为该流域水土流失治理提供理论基础。根据典型的土壤侵蚀RUSLE模型,选用能体现流域特点的估算模型分别计算出了降雨侵蚀力因子、土壤可蚀性因子等五个因子,运用ArcGIS空间分析工具计算出星云湖流域土壤侵蚀模数,并统计分析流域的侵蚀状况。结果表明:星云湖流域土壤侵蚀以微度侵蚀为主;剧烈侵蚀主要分布在流域的北部和东部区域,其中,子流域中主要集中在螺浉河小流域和北部坝区小流域,乡镇中主要在路居镇,用地类型主要为其他用地和耕地;其次流域内平均侵蚀量最大的地形主要集中于25°~35°之间,以半阴坡坡向为主。应加强螺浉河小流域和北部坝区小流域的水土流失治理,坡度大于25°和坡向为半阴坡的区域水土流失较为严重,不适宜耕种,应加强退耕还林工作,优化未利用地的管理,有针对性地对流域内水土流失进行治理与防治。     

三峡库区典型小流域SWAT模型基础数据库构建

文章以三峡库区典型小流域——陈家沟小流域为研究对象,构建了陈家沟小流域SWAT模型空间数据库和属性数据库。通过对地形图数字化处理、土地利用方式重新编码及土壤类型自定义化细分,构建了空间数据库。通过查阅《万县地区土种志》,运用软件和经验公式,利用实测和调查数据,构建了属性数据库。陈家沟小流域SWAT模型数据库的构建,为模型在此流域的应用奠定了基础。     

基于GeoWEPP模型的桥子沟流域土壤侵蚀对比研究

为探讨人类活动对黄土丘陵区土壤侵蚀时空格局的影响,选取黄土高原丘陵区典型小流域桥子沟(包括桥子东沟和桥子西沟两个对照小流域)为研究对象,利用GeoWEPP模型对不同时段内两个子流域土壤侵蚀时空格局进行了定量模拟,并开展了1988-2000年水土保持治理效应对比分析,探讨了土地利用变化对流域产流和产沙的影响.结果表明,模拟获得的两子个流域各阶段径流深及输沙模数与实测数的相对误差均小于15%,说明GeoWEPP模型适用于桥子沟;在阶段1(1988-1990年)、阶段2(1991-1995年)和阶段3(1998-2000年)三个阶段,桥子沟土壤侵蚀状况均有好转.对比发现,在实施了土地利用整改措施的阶段1-阶段2时期,两个子流域土壤侵蚀均得到改善,而在阶段2-阶段3时期,实施水土保持措施的桥子东沟土壤侵蚀改善效益明显高于未实施措施的桥子西沟,表明水土保持措施在水土流失治理中发挥了积极的作用;不同时期流域的土地利用与土壤侵蚀强度的时空变化关系密切,说明合理的土地利用变化改变了该流域下垫面条件,能有效地减缓流域土壤侵蚀,是流域土壤侵蚀格局变化的主要驱动力.研究结果可为黄土高原有效实施水土保持治理措施,开展土壤侵蚀监测、防治和小流域管理提供依据.     

基于GIS的典型黄土小流域边界线分形特征研究

流域边界线是影响流域发育的重要地形控制线,尽管它不具有特征标度区间,但在不同的尺度上都有着精细的空间结构特征,具有重要的地理意义.论文以分形理论为指导,在借鉴现有河流与水系分形特征计算方法的基础上,结合GIS研究了典型黄土小流域边界线的分形特征值计算方法.以5 m分辨率的高精度DEM数据为主要信息源,以陕西省绥德县韭园沟流域为典型研究样区进行了流域边界线的二维、三维分形特征值估算实验.实验结果表明流域边界线的三维分形特征值比二维分形特征值具有更好的区分度,可以较为客观地反映流域内部的地貌形态特征,今后应该进一步深化对流域边界线所蕴含的地学特征信息的科学认识.     

流域水资源的模型及其合理利用

研究了经济发展中流域水资源的开发规划问题·首先分析了用某时刻从源头到入海前各点的流域区段内的水资源量表述的流域水资源分布,及其相对于某个流域度量值(如,以流域所处的经度为参照进行度量)的相对分布·考虑自然状态下各微小流域区段内水资源的平均变化量及其平均水流速和可控量区段内人工汲取和补给量,得到由分布参数模型表达的相对分布规律·给出了利用本模型进行流域水资源蕴藏量的长期预测的方法,并分析了模型条件下以保证有良好的经济与生态环境来供水和用水的流域规划优化问题·     

DEM分辨率对小流域径流模拟的影响

DEM分辨率对小流域流域特征参数和径流模拟有影响.选择伊河流域中游的陆浑水库流域为研究区,模拟模型使用ArcView平台的集成系统AVSWAT2005,研究在不同DEM分辨率情况下径流模拟的变化.研究表明:DEM分辨率对流域特征产生很大影响,随着DEM分辨率的降低,坡度值变小,径流汇水长度变小,流域面积有变小的趋势.DEM分辨率进而影响了径流模拟的结果,随着DEM分辨率的降低径流量减少,月径流量峰值衰减,月径流量峰值谷值坦化.     

北京水源地变化环境下的小流域径流响应研究

近40年北京山区来水量急剧减少,造成下游地区水资源日趋紧张,降水和土地利用变化被认为是径流减少的主要因素.为量化降水和土地利用变化对流域径流的影响,以密云水库集水区半城子小流域为对象,采用基于分离评判原理的水文分析法及多年水量平衡模型,定量分析了1989~2011年间降水和土地利用变化对小流域年径流的影响.结果表明:半城子小流域年降水量及产流型降水量在1989~2011年间分别呈波动下降趋势但下降趋势不显著(p0.05),而年径流显著减少(p0.01);结合年径流累积曲线及独立样本T检验,年径流量在1998年发生减少突变;1989~2011年间气候变化对半城子小流域径流减少的贡献率为80.24%;而土地利用变化的贡献率仅19.76%;情景模拟表明,不同植被类型变化对年径流变化的影响差异较大,当单位面积森林、草地和农田分别转化为城镇建设用地时,流域多年平均径流分别增加:1.30、0.21和0.30mm.研究结果旨在为北京山区森林小流域水土资源规划及管理提供参考.     

城市小流域雨水资源利用探讨

针对城市化进程水循环受阻和水资源短缺现状,以锦州为背景,选取城市小流域的雨水资源为具体的研究对象,进行雨水资源积蓄利用测算分析,探讨雨水渗透技术方法,并且设计了雨水资源积蓄和渗透综合利用流程.研究表明,雨水资源综合利用可以有效解决城市缺水问题,为大流域研究提供了理论依据.     

内蒙古洮儿河流域河流流量预测方法

以内蒙古洮儿河流域为研究对象，选取阿尔山气象站、索伦气象站和索伦水文站数据，分析了洮儿河流域累日降水量与索伦水文站流量相关关系，并以累日降水量为主要指标，利用神经网络模型，对流域内重点断面流量进行预测，以期为洮儿河水文站流量预测提供依据。     

滇池流域土壤养分分布及其对水体富营养化的影响

在滇池松华坝小流域(SHB)和上游小流域(SY)选取荒地、林地和草地3种土地利用方式,分别采集0~40 cm土壤样品.测定样品中总有机碳(TOC)、总氮(TN)和总磷(TP)含量,对比不同土地利用方式下土壤营养盐分布差异,并对流域内土壤营养盐负荷及其对水体富营养化的潜在影响进行评价.结果表明,(1)SHB小流域:TOC、TN和TP的含量均为草地最高,分别为16.88、1.77和0.42 mg/g;TOC含量:林地荒地,TN和TP在林地和荒地中的含量差异不明显;(2)SY小流域不同土地利用方式下营养盐含量与SHB小流域呈现类似的特征:TOC、TN和TP的含量均为草地最高,荒地最低,其中TN和TP的含量3种土地利用方式下差异不显著;(3)对比土壤剖面,2个小流域表层土(0~20 cm)中营养盐含量明显高于20~40 cm层,SY小流域草地表层营养盐含量明显高于荒地;(4)2个小流域3种类型土壤均为TN重度污染,水体富营养化潜势高,表明控制小流域氮素输入是关键.荒地的OI和TP污染程度低于林地和草地,0~20 cm土壤3项污染指数都相对较高,具有较大的生态风险.     

基于侵蚀循环理论的地震触发崩塌滑坡灾势评价

构建了一种与选线原则方案精度相匹配的、区域性的预测地震触发崩塌滑坡灾势的方法.论述了在侵蚀循环(幼年期-壮年期-老年期)的一个地貌发育周期内,流域谷坡将相应经历向临界坡发展、达到临界坡、偏离临界坡的过程,提出了根据流域演化发育阶段预测山地灾害危险性的原理;基于河谷与谷坡的反馈机制,提出通过点坡度变化确定纵剖面特征点,进而区分不同的发育阶段,解决了斯特拉勒分析方法只能适应于小流域的问题.通过汶川地震、玉树地震、芦山地震这3次21世纪以来我国震级在Ms7.0以上的大地震实震资料,检验了本方法的正确性.流域的斯特拉勒积分在0.5~0.6之间时,崩塌滑坡灾势最严重;距上值越远,灾势越轻.