永定河流域健康评估及其变化分析

人类社会的高速发展导致流域水资源短缺和水环境污染等问题日益严重。永定河流域作为海河流域的重要组成部分,流经内蒙古、山西、河北、北京、天津5个省(自治区、直辖市),其健康发展状况对所在地区具有重要影响并值得深入研究。本研究在综合分析国内外流域健康评价方法的基础上,构建永定河流域健康评价指标体系,采用综合指数评价法和层次分析法对永定河流域18个子流域2005-2020年的健康状况进行评价。研究结果表明,永定河流域在2005-2020年整体健康状况无明显变化,个别子流域健康状况在前期有小幅度恶化的现象,但整体在2020年得到改善。通过分析流域健康变化原因认为,水资源量匮乏、经济发展不平衡以及人类活动剧烈干扰是导致永定河流域健康状况一般及局部恶化的主要原因,并据此给出了永定河流域健康管理的对策和建议,为永定河流域的合理开发利用与保护提供参考。     

流域可持续发展的系统动力学预警方法研究

流域可持续发展是以流域作为特殊区域的一种可持续发展模式,如何度量可持续发展状况以及度量发展模式是否具备可持续性,是目前研究和关注的热点。本文提出了流域可持续发展分析的新思路－系统动力学预警方法,并结合实例进行了分析研究,建立了流域可持续发展预警模型,通过可持续发展能力指数调整流域发展策略,拟定不同政策方案,进行了仿真研究,通过对各种政策方案下仿真结果的分析和评价,得出的对策意见和预警结果符合实际情况,为流域制定发展规划,调节各项政策提供了理论及方法、依据和决策支持。     

石羊河流域早全新世湖泊孢粉记录及其环境意义

三角城剖面全新世地层中85个样（分辨率为40－50年）孢粉分析显示：孢粉组合中针叶树含量高达50％以上,以云杉属、圆柏属为主,两者之和达40％－60％左右,且含量互为消长。同流域其他湖相地层也有类似现象。通过对云杉属、圆柏属生态习性、传播性能、与其他组分的数量关系及表土花粉分析,认为孢粉组合中的云杉属、圆柏属等主要成分并不指示当地的植被状况,而指示流域上游祁连山山上的植被状况;云杉属和圆柏属含量与区域有效湿度关系密切,云杉属丰值指示湿润,圆柏属丰值指示干旱。并用该模式重建了石羊河流域全新世早期的环境演化过程。     

赣江流域高分辨率卫星降水数据的精度特征与时空变化规律

提出了一种基于地面雨量计空间插值数据,从栅格单元、子流域以及全流域3种空间尺度上综合验证和比较卫星降水数据精度的方法.采用该方法,针对长江中下游赣江流域,以2003~2009年325个雨量站空间插值数据为基准,在日时间尺度上,综合评价了TRMM 3B42,TRMM 3B42RT,CMORPH,PERSIANN,GSMaP MWR＋和GSMaP MVK＋共6种高分辨率卫星降水数据的精度,揭示了精度指标的时空变化规律.结果表明经地面雨量计校正的3B42综合精度最高,在日均意义上略为高估了基准降水量,其他未经校正的5种数据均有较大程度低估.同时,6种数据在汛期的精度显著高于非汛期.随着时间尺度的扩展,卫星降水数据的精度有不同程度提高,其中3B42最明显.在赣江流域西部山区及北部山前区,卫星降水数据的精度较低,而在中部及东南部丘陵、盆地相对较高.随着空间尺度的扩展,6种数据的精度不断提高.本文为验证其他区域卫星降水数据精度提供了范例,并为进一步研究利用卫星降水数据分析流域水文过程提供了直接依据.     

汉江流域上游景观格局变化及水沙响应关系

为揭示汉江上游景观格局与生态过程之间的相互作用关系,在SWAT模型模拟结果的基础上,进行了景观格局指数分析。运用冗余分析及逐步回归方法,综合景观组成和景观配置,在子流域尺度上探讨了径流量及输沙量对流域景观格局变化的响应规律。结果表明：SWAT能准确模拟汉江上游流域的径流泥沙分布情况。流域内径流及泥沙分布不均,呈“南北高、东西低”的特征,其总量及分布情况受多种因素分布方式影响。流域内多年土地利用总体不变,但景观特征表现出斑块数减少、破碎化程度增加、景观分割度升高、聚集度下降和景观复杂度上升的趋势。冗余分析结果表明,从整体上来看,径流量及输沙量随地表覆盖度提高而减少。同时,景观的连通性、团聚性、破碎度及复杂度的提高都会促进径流量及输沙量的提高。其中,景观复杂程度(LSI)是影响水沙变化最重要的景观格局指数。因此,应避免人类活动对自然景观的破坏,合理规划景观配置,从而有效防止水土流失。     

基于球体网格与DEM的流域地形特征尺度效应分析——以长江流域为例

基于球体大圆弧八叉树剖分网格和全球共享DEM(Digital Elevation Model)数据分别构建长江流域多层次三维地理场景,提取流域相关地形参数,分析流域地形特征随度量尺度变化的趋势与规律.结果显示,同尺度下球体网格模型的上下表面积、起伏度均小于DEM模型对应的特征值,而地形粗糙度、二维和三维分形维数以及广义分形维数和多重分形谱值的范围等均大于DEM对应的特征值.所有尺度下,球体网格模型表面的二维分形维数均大于2,而对应DEM的二维分形维数均小于2,但两种模型的三维分形维数均小于3.研究表明,DEM与球体网格模型在计算地形参数时均具有尺度效应,所有参数值随着剖分层次/数据分辨率的提高而增加,但增加的趋势不尽相同;两种模型在表达地形多尺度特征时具有良好的一致性;球体网格在大区域地形无缝可视化和地形参数提取精度方面具有一定优势.该研究可为流域生态环境监测以及流域分布式水文模型构建等提供科学参考.     

基于GLUE方法的流域水文模型的不确定性分析

以东江流域中的星丰流域为研究对象,采用GLUE方法探讨了TOPMODEL模型在水文预报中的不确定性.研究结果表明,模型中的参数m、T0和RV较为敏感,它们的微小改变都将影响模拟结果,而参数SR0不太敏感.从两场次洪水的流量过程线可看出,模拟得到的流量过程线的上、下边界并不能完全包含实测流量过程线,总有一些实测流量落在90%的置信区间之外,说明TOPMODEL模型并不能完全模拟出该流域的流量过程,这正是由于模型的不确定性而引起的.     

受水区生态系统对南水北调工程的响应

南水北调工程的运行将引起受水区河流水生维管束植物的数量减少、东线洪泽湖的水质复杂化、受水区降水增多和温度降低以及受水区植被面积增加,从而改变流域的生态结构.因此,在实施南水北调工程的同时,应保持河流形态的异质性和生境的多样性,充分认识生态系统过程的非线性和结果的不确定性,并实施相应的环境监测以便及时发现和解决问题;确保受水区生态在自主性基础上进行恢复,努力使南水北调工程对受水区的生态起最大积极作用,使南水北调工程成为可持续发展的生态南水北调工程.     

基于改进流域算法的粘连细胞图像分割技术研究

<正>在细胞显微图像处理过程中,经常会发生目标粘连的现象,如何将这些粘连的目标正确分割是后续分析成功与否的关键。流域算法(Watershed Algorithm)是最近兴起的一种基于区域和数学形态学的图像分割方法,它对灰度变化十分敏感,能够克服传统分割方法中易丢失微弱边缘的缺点,可以有效地检测出边缘。但由于普