基于CA-Markov模型的流溪河流域景观格局分析及动态预测

以广州市重要的水源地流溪河流域为研究对象,在Arc GIS和IDRISI平台的支持下,对流溪河流域2000—2010年景观格局进行分析,运用CA-Markov模型对流域景观格局进行了预测.结果表明:(1)在2000—2010年间流溪河流域景观格局随时间变化明显.具体表现在耕地景观类型面积不断减小,建筑用地景观类型面积不断增大;流域中下游地区景观格局变化剧烈,上游地区景观格局变化趋于稳定;(2)通过CA-Markov模型对2020年景观格局进行预测,发现其未来将继续向人为驱动方向发展,人类活动将对该地区景观格局变化产生更为深远的影响.总的来看,流溪河流域景观格局的变化主要表现为耕地、林草地面积的减少,园地以及建筑用地面积的增加.     

浮游硅藻生物指数法评价赣江水系水质健康状况研究

应用较敏感的水体富营养化评价指标——富营养化硅藻指数(TDI)对南方丰水型河流赣江流域的富营养化状态进行评估。结果表明,丰水期的富营养化状态(TDI=34.35)优于枯水期(TDI=56.98)以及平水期(TDI=65.19),依据TDI富营养化评分标准,丰水期处于贫营养状态,枯水期处于中营养状态,平水期则处于富营养化状态。因此,河流水质健康状况为丰水期枯水期平水期。从不同水情期的赣江全流域富营养化程度的空间差异来看,赣江下游的袁河中下游和干流下游(如南昌段)是河流超富营养化的主要区域,其次是赣江上游支流的梅江下游、绵水下游和上犹江下游的城市段面在平水期呈现富营养化-超富营养化过渡状态。     

雅鲁藏布江奴下水文站以上流域水文过程及其对气候变化的响应

以雅鲁藏布江奴下水文站以上流域为研究对象,针对缺资料流域的水文计算和预测问题,采用流域水文模型THREW,用地面气象观测、遥感植被覆盖和积雪面积等资料,基于断面水文监测数据对模型进行率定,应用CMIP5数据对径流演变进行预估。结果表明:对于雅鲁藏布江奴下水文站以上流域,THREW模型对1991—1995年率定期月径流模拟的纳什效率系数为0.75,对1996—2000年验证期月径流模拟的纳什效率系数为0.76;IPCC AR5所设置在CO2排放量最大的情况下,径流明显增加。     

山区小流域洪水预报实时校正研究

为了解决现有实时校正方法对山区小流域洪水进行校正能力不足的问题,引入K最近邻算法用于洪水预报实时校正。以安徽省沙埠流域为试验流域,构建基于K最近邻算法的实时校正模型,同时采用BP神经网络实时校正法和传统的误差自回归方法,以洪峰相对误差和确定性系数为评价指标,分析各校正模型的校正结果。结果表明:基于K最近邻的实时校正法对确定性系数改善最优,BP神经网络实时校正法对洪峰误差校正更精确;将历史洪水资料纳入学习样本后,基于K最近邻的实时校正法的校正能力将进一步提升。基于K最近邻的实时校正法能够有效避免误差自回归方法对洪峰误差控制较差的缺陷,适应性强,反应灵敏,精确度高,可作为山区小流域洪水预报实时校正的有效工具。     

临沧古茶树资源保护与利用存在的主要问题及对策

临沧地处澜沧江和怒江流域,是世界茶树和茶文化的起源中心,是古茶树遗存量最大、最具代表性的地区之一。境内分布着广袤的野生茶园、栽培茶园,有着基础雄厚的现代茶业、多样性的茶文化及原生民族文化,是人类发现和利用茶的历史,茶树从野生到栽培,茶及茶文化的起源和传播,     

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。     

石羊河流域上游生态环境现状及植被恢复与重建措施探讨

祁连山自然保护区是石羊河流域的惟一集水区域和产流区域,保护区森林植被对于调蓄和稳定石羊河流域径流、保水固土、维护生态平衡、保障区域社会和谐都具有十分重要的作用,加强上游祁连山保护区森林植被的恢复与重建是开展石羊河流域综合治理的重要环节和必然举措。通过分析石羊河上游祁连山自然保护区的生态环境状况,提出了治理生态环境恶化的措施,为改善石羊河流域上游生态环境提出了意向性建议。     

A thermodynamic hypothesis regarding optimality principles for flow processes in geosystems

This paper proposes a new thermodynamic hypothesis that states that a nonlinear natural system that is not isolated and involves positive feedbacks tends to minimize its resistance to the flow process through it that is imposed by its environment. We demonstrate that the hypothesis is consistent with flow behavior in saturated and unsaturated porous media, river basins, and the Earth-atmosphere system. While optimization for flow processes has been previously discussed by a number of researchers in the literature, the unique contribution of this work is to indicate that only the driving process is subject to opti-mality when multiple flow processes are simultaneously involved in a system.     

秦淮河流域汛期气候变化及其对径流的潜在影响

采用小波分析法和Mann-Kendall非参数检验方法,分析了1961~2013年秦淮河流域汛期气温和降水序列的趋势和周期变化特征以及2000~2013年流域汛期气温、降水及径流的变化趋势。结果表明,近50多年来秦淮河流域汛期气温和降水都呈上升趋势;但只有气温的M-K检测结果通过了显著性检验,表明汛期气温变化显著,而降水变化不显著。汛期气温存在5、9和15 a的变化周期,汛期降水存在10、14、24 a的变化周期。2000~2013年流域汛期气温、降水和径流呈上升趋势;但其M-K检验结果均未通过显著性检验,表明近10 a来汛期气候变化不显著,且汛期径流变化也不明显。     

信江流域地表水重金属来源及污染风险分析

探究信江流域地表水重金属的来源及污染特征,从地表水-地下水资源的角度,运用多元统计和美国环保署(United States Environmental Protcction Agency, USEPA)健康风险评价模型分析水体重金属的分布特征、污染来源及其对人体健康产生的风险。结果表明：地表水与地下水9种重金属初始来源不同,但局部的水力联系造成水体重金属出现同步富集现象;地表水重金属Mn、Fe、Cu和Zn主要来自工业生产废水、废渣排放,Cd、Cr和Sr主要代表农业、渔业和生活废水排放等人为污染源,Ba和V主要源于矿物的自然风化侵蚀溶解作用;致癌重金属Cr和Cd高出可接受健康风险值2～3个数量级,是人体健康需要重点考虑的一级污染物,非致癌重金属V和Mn也需要特别关注。研究成果为南方集中式地表水源地保护和安全评价提供了参考依据。