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2007年第5期

湖泊集水域地表—地下径流联合模拟 张 奇

研制了流域尺度的地表-地下径流联合模拟的分布式水文模型。模型考虑了地表径流、土壤水、地下水之间的相互作用和水量交换,更真实地模拟径流系统。特别是,考虑了湖泊-流域系统的特点,例如,多条入湖河流、直接入湖的坡面水流和地下入湖径流等,使模型比现有水文模型更适合于湖泊集水域径流系统的模拟。模型在云南抚仙湖集水域作了初步应用研究,模拟结果与河道径流、土壤含水量和地下水位等观测数据的比较显示,模型模拟效果理想。此外,模拟结果与SCS模型结果的对比分析,进一步验证了模型的有效性。该模型可用于研究湖泊与流域的相互作用、模拟流域水文过程对自然条件改变或人类活动的响应、探究地表径流-地下水-湖泊之间的相互作用。模型也可用作湖泊-流域系统水量平衡分析和水资源管理的有效计算工具。

潮河上游降水-径流关系演变及人类活动的影响分析 孙 宁, 李秀彬, 冉圣洪, 李子君

以潮河密云水库上游流域为研究对象,利用双累积曲线将1961~2005年期间年降水-径流关系演变划分为三个阶段:1961~1978,1979~1993,1994~2005。第二和第三阶段相对第一阶段而言,平均年径流有较大幅度的减少,年径流对降水的响应程度在减弱。与此相对应,进入1980年代后,流域内的人类活动强度在增加,主要表现为小水库、塘坝等水利设施的大规模建成并投入使用,以及农垦和造林等土地利用活动导致耕地和林地面积的增加。人类活动使得流域总蒸发和入渗增加,从而改变水量平衡,径流对降水的响应变得迟缓,减少流域总径流;不同降水年型降水-径流的关系表现出很大差异,人类活动对枯水年份年径流的影响相对较大。

 


2007年第3期

基于水环境保护的流域景观格局优化理念初探 岳 隽, 王仰麟, 李贵才, 吴健生

流域范围内因水体的联系使得不同类型景观斑块之间的相互作用变得更为紧密,因而景观格局的变化会显著影响流域内水体质量。着眼于流域尺度上水环境保护的需要,必须合理考虑景观斑块的类型、格局和空间分异等特征,尽可能地减少非点源污染输出量,从而降低水体遭受污染的威胁程度。本研究从水环境保护的角度出发,以“源”“汇”景观在镶嵌组合和空间分异方面利用的适宜性作为优化依据,以“源”“汇”景观空间分布的关键地段作为研究战略点,同时考虑“源”“汇”景观在数量、空间和转换成本等方面的客观约束条件,将景观数量结构优化和空间结构优化进行有机结合,最终确定了流域尺度上以调控非点源污染、保护水体质量为目标的景观格局优化研究的概念框架。本研究不仅为解决流域尺度上非点源污染问题提供了一个全新的研究视角,而且为降低景观类型及其格局对水体质量的威胁程度提供了一个行之有效的优化方案。

拉萨河流域近50年来径流变化趋势分析 蔺学东, 张镱锂, 姚治君, 巩同梁, 王 宏, 刘林山

以拉萨水文站以上流域为研究区,基于拉萨水文站和唐加水文站的水文实测数据和当雄县等3个气象站的气候观测数据,统计分析了1956~2003年研究区径流的年内、年际变化,利用Mann-Kendall趋势分析法和Pettitt变点检验法分析了拉萨河流域径流的变化特征,采用多元回归方法分析了气候因素(气温、降水)对径流变化的影响。结果表明:(1)研究时段内,径流年际变化波动较大,在1970年前后径流发生了较大的突变,呈现出明显的增加趋势,尤以近20年来的趋势最大;月均径流的年际变化中,有增加趋势的主要分布在冬半年(11~4月)和夏半年的个别月份(5、7、9月);(2)流域内气候变化趋势与径流变化趋势基本一致,但不同月/年均径流受不同气候因素影响,主要表现在年平均尺度上受降水影响较大,在月平均尺度上,夏半年径流增加趋势受降水增加影响较大,而冬半年径流变化则主要与气温有较显著相关性,其主要原因可能是全球变暖导致冰川融水增加。

 

 


2007年第2期

我国海域评估的理论体系及海域分等的实证研究 栾维新,李佩瑾

海域与土地同属国土资源性资产,实行海域有偿使用是沿海发达国家有效用海和加强海岸带管理的重要制度。但由于当前我国海域使用金征收标准主要以地方为主,制定的依据不充分、随意性较大,没有充分反映各地区的经济发展水平和资源环境条件差异,急需要建立一套科学合理的海域使用评估理论体系。
本文将以土地评估理论为基础,结合海域使用的自然与社会经济的特殊属性,构建海域使用评估的理论框架;具体研究海域"等"的划分指标体系,实证研究辽宁沿海海域"等"的划分(关于海域分类定级及基准价估算,另文撰述)。为沿海其它海域使用评估提供借鉴。

潮滩围垦对海岸环境的影响研究进展 李加林, 杨晓平, 童亿勤

潮滩围垦是沿海国家拓展陆域,缓解人地矛盾的最主要方式之一。潮滩围垦通过对潮滩高程、水沙动力条件、沉积物特征等多种环境因子的改变,促进生物演替,并通过垦区土地的人为利用,对海岸环境演变产生重要影响。文章从围垦工程对水沙环境的影响、围垦对海岸带物质循环的影响、围垦对潮滩生物生态学的影响和盐沼恢复与生态重建等4方面探讨了不同学科学者对围垦环境影响的主要研究进展及存在的问题,并指出应加强多学科合作的综合研究,探讨潮滩围垦对海岸环境的影响机制,以寻求兼顾围垦土地需求与海岸带生态保护的持续发展之路。

210Pb、137Cs计年法在现代海岸带沉积速率研究中的应用述评 孙 丽,介冬梅,濮励杰
          
210Pb、137Cs计年法已被国内外广泛用于湖泊、河流和海洋现代沉积速率的研究中。本文在回顾了210Pb、137Cs计年法应用于海岸带沉积速率研究的现状以及存在问题的基础上,根据海岸带沉积环境特征分析了210Pb、137Cs计年法在应用中应当注意的问题,包括采样精准性,样品分离的分辨率,数据校正方法的选择及两种方法的相互印证等。从几个方面探讨了提高沉积速率测定精度的可能性,同时指出,210Pb、137Cs的扩散混合模型的建立,137Cs沉积滞后的问题,以及137Cs、210Pb计年法的应用范围等仍有待深入探讨。

区域水资源承载力理论与方法探讨 张永勇,夏 军,王中根

在总结区域水资源承载力的研究基础上,以城市化地区为重点从水循环过程出发,探讨高强度人类活动影响下水资源的形成和转化规律,分析水资源承载力的内涵,探讨城市化地区水资源承载力的理论研究基础,即:变化环境下的水循环理论、城市化与“社会经济—水资源—生态与环境”系统交互胁迫理论和可持续发展理论。并在可持续发展原则指导下,提出城市化地区水资源承载力量化研究的理论框架和方法,将城市化地区水资源承载力的研究纳入到区域“社会经济—水资源—生态与环境”复合系统中,从水循环动力过程出发,揭示水资源承载力的本质。研究成果可为城市化地区节水战略的实施、水资源合理配置和社会经济的可持续发展提供理论支撑。


2006年第5期

SWAT模型在漳卫河流域应用研究 朱新军,王中根,李建新,于 磊,王金贵

摘 要:漳卫河流域是海河流域重要组成水系,也是我国北方地区水资源短缺和水环境恶化的典型区域之一。本文基于SWAT(Soil and Water Assessment Tool)构建漳卫河流域分布式水文模型,对模型的几个重要参数进行敏感性分析,总结出其取值变化对模拟结果的影响规律。并应用2000~2004年的水文气象数据,进行分布式水文过程模拟,将模拟结果与8个行政区划的水资源公报数据进行对比分析。结果显示模拟相对误差在10%以内,能够为水资源管理提供重要参考。研究成果对于SWAT模型在国内的应用和推广,具有很好的示范性。也为海河全流域分布式水文模型的研制奠定了基础。


2006年第1期

基流研究综述 陈利群,刘昌明,李发东

水资源是人类生产、生活不可或缺的自然资源,随着水资源危机的加剧和水环境质量的恶化,水资源短缺已成为世界倍受关注的资源环境问题之一。基流在水安全、粮食安全、非点源污染评价,水资源评价和调查,水资源配置、工农业供水和降雨-径流关系模拟中有着重要的应用。本文首先对基流的定义进行了概述,系统的综述了基流产生机制及其影响因素;对于各类退水方程,从退水方程所反映的流域特性出发,阐明其优缺点、适用条件及应用情况,并对退水方程的建立进行了讨论。方程的参数多,则退水过程拟合得好,简单的线性方程拟合的效果不如多个线性方程组合的效果好,这在一定程度上说明了流域含水层出流的非线性。综合了多种基流划分方法,认为模型模拟和水量平衡法具有较强理论基础,图形法具有较大主观性,其精度依赖于操作者对于河道和地下水联系的了解情况。最后,本文对基流退水方程的建立,以及基流方程拟合中要注意的问题也进行了总结。

论水权的性质及构成 朱一中,夏 军

水权的客体、性质和权能结构可从其自然属性、经济属性、法律属性三方面进行分析。水权是自然资源产权,水权的客体是水资源而非水产品,即生态用水之外的部分水资源。水权是具有公权色彩的私权,是符合物权属性基本前提下的准物权。我国水资源为国家所有,在水权权系构成中,水资源所有权是第一位的权利。水资源所有权的派生权利如占有权、使用权、部分收益权、部分处分权等可与所有权相分离并进行流转,从而形成水权市场和水权交易制度。在我国,水资源使用权即是取水权,根据取水方式的差异,包括汲水权、引水权、蓄水权等;根据水资源使用方式的差异,则包括灌溉权、经营权、饮用权等。本文认为,水域(水面)使用权、排水权、水资源分配权等不属于水权的范畴。


2005年第6期

基于模块的分布式水文模拟系统及其应用 王中根, 郑红星, 刘昌明

由于水文循环过程的复杂性和空间变异性,集成不同的水循环模型,基于模块化结构、构建面向多目标的水文模拟系统已经成为当今水文模拟技术发展的一个重要方向。本文从科学研究和水资源管理的实际需要,首次研发国内基于模块化的分布式水文模拟系统,并提出了“信息化水文模拟系统(HydroInformatic Modeling System,简称HIMS)”。HIMS是一个以水循环信息平台为基础,基于组件式结构设计的开放式综合水循环模拟系统,侧重于分布式水文过程的模拟与应用。文中对HIMS的设计思路,主要功能与结构进行了详细介绍,包括基于国产GIS软件SuperMap的水循环信息系统、模型数据前/后处理系统和水文模型方法库系统。其中,HIMS的水文模型方法库系统集成了水文过程方法库和多种水文模型,并提供定制水文模型的功能。HIMS的提出发展了水文模型理论和建模技术,拓宽了国内分布式水文模型的研究思路。

基于DEM的地形湿度指数及其应用研究进展 张彩霞, 杨勤科,李 锐

地形湿度指数以数字高程模型(DEM)为基础,综合考虑了地形和土壤特性对土壤水分分布的影响,在流域土壤水分空间分布的研究中具有重要的理论与应用价值。根据对汇流面积时空变化的分析,地形湿度指数可分为静态、半动态和动态地形湿度指数等类型。在利用该指数评价土壤水分空间分布状况时,需要考虑计算方法与DEM网格单元大小的影响及其普遍适应性等问题。同时,针对黄土高原干旱半干旱区实际的水分循环过程和产流机制与现有地形湿度指数假设条件的差异,提出了地形湿度指数在黄土高原地区的研究设想与应用途径,以期为该区的水土保持和植被恢复研究提供理论和实践支持。

 


2005年第5期

国内外河岸带研究的进展与展望 岳 隽,王仰麟

本文从河岸带研究的重要性入手,在河岸带内不同要素的相互作用机制,河岸植被带的功能、有效宽度、生态建设和规划管理,河岸带土地利用,河岸带数据提取分析以及集成研究等方面初步探讨了国内外河岸带研究的现状。在此基础上分析了当前研究中存在的问题和不足之处,指出针对不同地域的典型样带开展对比研究、选择适宜的景观分析方法和改进数据分析技术是今后河岸带研究的发展趋势。

SWAT模型及其应用研究进展 张银辉

SWAT(Soil and Water Assessment Tool)模型是近几年发展迅速、影响较大的水文模型,主要用于模拟预测各种管理措施及气候变化对水资源供给的影响,评价流域非点源污染等。本文通过对SWAT模型的发展历史及该模型在水文、气候变化、非点源污染和输入参数对模拟结果的影响等几个主要方面的研究,总结了模型的优势,以及在使用该模型时需要注意的主要问题。SWAT 模型在国内的应用主要侧重于水文及非点源污染研究,研究多是以模型作为手段,改进工作不多,建议今后根据研究区域的需要,对模型作相应的改进,以更好地服务于研究项目。


2005年第3期

黄土区人类活动影响下的产汇流模拟研究 池宸星 郝振纯 王玲 胡建伟


2005年第1期

新疆阿克苏河流域年径流时序特征分析 蒋艳,周成虎,程维明

阿克苏河是塔里木河的主要支流,依据阿克苏河流域内5个代表站的40余年年径流实测资料,选取多种径流统计参数,分析流域范围内不同径流补给来源的径流年内分配规律和多年变化特征。结果表明:阿克苏河流域径流补给具有垂直地带性和多样化特点,径流时序特征与径流的补给来源有密切关系;径流年内分配极不均匀,集中程度高;而径流的多年变化变差系数小,丰、枯频率密度近似正态分布,无特大丰水年和枯水年,径流量多年变化趋势比较稳定。

 


2004年第5期

泥沙输移比影响因子及其关系模型研究现状与评述 蔡国强,范昊明

泥沙输移比是目前预测流域产沙量的一种较实用的方法。本文介绍了国内外泥沙输移比研究的主要成果。分析并总结了与流域面积、降雨/径流、地址地貌及泥沙颗粒因子之间的影响关系及其关系模型。最后,结合我国泥沙输移比研究的实际情况,提出了我国今后一定时期内在泥沙输移比研究方面的发展设想。

华南海岸带陆海相互作用研究 戴志军,李春初,陈锦辉

全球环境变化背景下,海岸带陆海相互作用的重点应该放在地球系统的重要界面-海岸带。结合国外海岸带陆海相互作用研究,对我国华南海岸带历史与现代陆海相互作用研究的现状与问题进行较为详细的评述,并就华南海岸带开展陆海相互作用应研究的主要内容及趋势进行了探讨。

黄河下游悬河决溢风险评价指标体系的构建 夏富强, 康相武, 吴绍洪, 杨勤业, 马 欣, 刘自强

 

针对黄河下游存在决溢风险的现状,根据环境因素对悬河决溢的作用机制,通过对地质构造评价在决溢风险评价中的地位、洪水要素对悬河决溢的影响、不同决溢模式的形成机理进行了分析,从而建立了一套较为系统的黄河下游悬河决溢风险评价指标体系。文中提出了以下观点:1.将洪水要素纳入评价指标体系; 2. 决溢风险评价分为地质构造环境背景评价和决溢情景评价两部分; 3.决溢情景评价与决溢模式相结合; 4. 以不同决溢模式的形成机理为基础确定评价因子。


2004年第3期

土壤水分监测与模拟研究进展和展望 邵晓梅,严昌荣,徐振剑

土壤水分是土地持续利用、水资源规划与管理、节水农业技术研究的基础,土壤水分的监测与
模拟已经成为国际前沿研究领域的热点之一。本文总结了国内外在土壤水分监测、空间变异和预测模拟
等方面的研究进展,分析了土壤水分研究的现状,并对发展趋势进行了展望。目前,“3S”技术在土壤
水分监测中发挥着重要作用,世界上一些发达国家已实现土壤水分监测的实时化、网络化,以及数据处理
的自动化和智能化,而国内同类工作相对滞后;地统计学理论已被广泛用于分析土壤水分空间变异性,
但多局限于相对小的空间尺度,对大尺度土壤水分空间格局及其变异性研究还有待深入;已有模拟模型
各有长处与不足,以“3S”技术和地统计学方法为手段,应用非参数化方法建立综合性的土壤水分预测
模型将是土壤水分模拟发展的主要趋势。

水分胁迫对绿洲影响的数值模拟 高艳红 陈玉春 吕世华

运用耦合了包含土壤-植被-水文参数化陆面过程的非静力平衡中尺度大气模式MM5,将水平分辨率提高到1km,通过数值模拟的方式,分别从地气间水热交换、对绿洲小气候影响、土壤湿度变化以及径流量的角度,研究了2002年7月下旬我国西北干旱区绿洲环境在不同水量滴灌条件下的变化,从理论上找到了较适宜绿洲小气候维持的滴灌水量。结果表明:1、绿洲下垫面为农田时,从土壤保湿和绿洲小气候维持角度考虑, 500m3/hm2/10天的滴灌水量对7月下旬黑河流域中游绿洲是一个比较合适的灌溉量。2、500 m3/hm2/10天的灌溉水量仅为同期大水漫灌定额下限的一半,上限的1/3,间接证明了滴灌是一种高效节水的灌溉方式,可以为干旱区节约大量水资源。


2004年第2期

黄河流域上游降水时空结构特征 杨志峰,李春晖

黄河兰州以上区域水资源量占黄河流域水资源的一半以上,研究黄河上游兰州以上区域降水时空结构变化具有重要意义。本文利用黄河兰州以上19个降水站点1959~1998年系列数据,采用EOF技术分析了黄河上游降水的时空结构特征与变化。结果表明:黄河上游兰州以上区域降水存在四种典型降水类型,即“全部一致型”、“南北型”、“东西型”和“相间复杂型”。但第一特征向量为主导,其时间变化系数与年降水量基本一致,说明黄河流域兰州以上降水主要受青藏高原大尺度气候影响,具有降水偏多(少)一致性特征。从时间尺度上降水有减少的趋势;并伴随3、6、和11年的周期变化,而且在1986和1991年发生突变。


2004年第1期

人工湿地污水处理技术及其在我国发展的现状与前景 于少鹏,王海霞,万忠娟,孙广友

人工湿地有着独具特色的净污机理、功能,正在不断地受到全球的重视。本文在国内外研究的基础上,简要介绍了人工湿地污水处理技术的机理、类型,对其优势与不足进行了系统的分析。作者对我国研究、应用现状和存在问题进行了阐述,认为我国发展人工湿地处理污水具有广阔的发展前景,对目前应当开展的工作提出了战略性的观点。

黑河流域环境退化特征分析及防治研究 齐善忠, 王 涛, 罗 芳, 罗万银, 郭 坚

生态环境条件的好坏,是制约我国社会、经济和人民生活可持续发展的重要问题之一,特别是在生态环境脆弱的西北干旱区的内陆河流域。本文以黑河流域为例,根据最新的野外调查数据,结合该流域已有的研究文献资料,分析了黑河流域生态环境退化的现状和主要特征。研究结果表明,黑河流域生态环境退化主要是由于人类不合理的经济活动造成的,具体表现在土地的沙漠化、水资源的变化、土壤盐渍化和植被退化等方面。在此基础上,初步提出了防止流域生态环境恶化的综合治理对策。


黄河源区径流年内分配变化规律分析 郑红星, 刘昌明

河川径流的年内分配特征与特定的径流补给条件关系密切。在气候变化以及人类活动的影响下,河川径流的年内分配特征也发生着相应的变化,直接影响水资源的开发利用以及生态系统的健康。本文根据黄河源区主要测站1952~1997年的月天然径流资料,分析了年内分配不均匀系数、集中度和集中期、变化幅度等特性。结果表明:1)黄河源区径流的年内分配特征20世纪90年代和70年代较为接近,而80年代则与60年代较为接近。2)90年代的径流年内分配特征出现了较大的变化,突出表现在汛期径流量的减少;3)玛曲水文站径流年内分配的不均匀性、集中度以及相对变化幅度都略高于唐乃亥,而绝对变化幅度则较小。

生态环境需水研究现状和展望 丰华丽, 夏 军,占车生

生态环境需水是国内外生态水文学研究的热点问题。本文回顾了国内外生态环境需水研究的现状,并对今后生态环境需水研究进行了展望。研究认为:国外对生态需水的研究侧重于河流生态系统,主要是利用所关心的鱼类对河道物理形态、水流状况等变化的响应关系,来确定河流的最小或最佳流量,研究方法主要以水文学法、水力学法和生境模拟法为主。20世纪90年代后,提出了考虑河流生态系统可接受的流量变化,以维持河流生态系统整体功能为目标确定河流生态需水的研究思路。在国内,生态需水研究起步较晚,但发展较快。研究大致经历了二个阶段:1988年至1998年是对生态需水相关概念的认识阶段,1998年之后才真正进入起步性研究阶段。因此,许多理论和方法都有待加强研究。最后,本文提出了以同位素示踪、遥感等技术为支撑,加强生态需水机理和不同时空尺度生态需水转化等问题的研究。

潮白河径流分布规律及人类活动对径流的影响分析 姚治君,管彦平,高迎春

利用潮白河五个水文站1956年以来的径流资料,应用多种数值分析方法,详细分析了潮白河径流的年际、年内分配规律,计算了人类活动对径流的影响。结果表明,潮白河径流的年际变化剧烈,丰水时段历时很短,而枯水时段历时很长。应用累积滤波器和肯德尔秩次相关法,对年径流变化趋势所作的定性和定量的结果表明,潮白河年径流总体呈减少趋势,且减少趋势显著。根据年径流累积曲线和回归分析,人类活动是引起潮白河径流减少的主要因素。


2003年第5期

基于DEM的分布式水文模型在大尺度流域应用研究 刘昌明,李道峰,田 英,郝芳华,杨桂莲

本文选取空间大尺度黄河河源区流域为研究对象,利用分布式水文模型进行径流量模拟,采用1976~1985年唐乃亥水文站逐年、月实测径流资料进行参数率定,确定模型的基本参数,得到了较好的模拟效果。模拟结果表明气候变化是引起黄河河源区径流变化的主要原因。在80~90年代的20年间,黄河河源区由气候变化引起径流减少62.11亿m3,占径流变化总量的108.72%,由土地覆被变化引起径流增加5.73亿m3,增加量占径流变化总量的10.03%。

降雨的空间不均性对模拟产流量和产沙量不确定的影响 郝芳华,陈利群,刘昌明,张雪松

在传统的水文/水质模型中,降雨被认为是在空间上均匀分布并且对模型输出的不确定性不产生影响。本文的目的是评价由于降雨的空间分布不均匀性对模型输出-产流量和产沙量-不确定性的影响。本文选取卢氏流域为研究区域,使用SWAT模型和流域内24个雨量站的降雨作为模型的输入。基于降雨空间分布均匀的假定下,每次用一个雨量站的点雨量来作为流域的面平均降雨量,模拟的产流量和产沙量的不确定性来自于降水的不均匀性。模拟的产流量和产沙量的不确定性大于降雨的不确定性,结果表明,在运用水文/水质模型时,为了准确的模拟、预测产流量和产沙量必须掌握降雨的空间分布特性并将其应用于水文、水质模拟之中。

黄河流域土壤水分遥感估算 杨胜天,刘昌明,王鹏新

利用1982~1998年AVHRR的pathfinder遥感数据,以及相同时段黄河流域29个农业气象观测站土壤水分观测资料和263个气象台站降水、蒸发资料,建立基于遥感条件温度植被指数和气象观测数据基础上的黄河流域厚层土体(0~1m)土壤水分遥感估算方法,计算出1982~1998年黄河全流域1m土体各层土壤水分。计算结果检验表明该方法适合进行大区域、连续时间段、厚层土体土壤水分估算,并为黄河流域水循环研究提供了丰富的土壤水分数据。

基于SWAT模型的基流估算及评价——以洛河流域为例 杨桂莲,郝芳华,刘昌明,张雪松

SWAT是一个具有很强物理机制的长时段的流域分布式水文模型,它能够利用GIS和RS提供的空间数据信息,模拟复杂大流域中的径流成分。本文应用SWAT模型对基流进行模拟,分别采用1992~1996年和1997~1998年洛河流域卢氏水文站逐年、月实测径流资料进行模型校准和验证,确定模型的敏感性参数:径流曲线数、地下水再蒸发系数、土壤蒸发补偿系数和植物蒸发补偿系数;并借助滤波技术对实测径流进行基流分割。将滤波分割的基流与SWAT模拟值进行对比,采用线性回归系数(R2)和Nash-Suttclife模拟系数(Ens)对SWAT模型进行评价,其结果月基流R2为076,Ens为075,模拟精度较高。

黄河流域水循环地理信息系统平台构建初探 李道峰,刘昌明

本文探讨了地理信息系统在水文学研究中的一般模式,应用GIS与水文模型松散结合的方式,采用MS-Visual Basic可视化开发语言,以ESRI-MapObject地理信息系统组件为基础,构建了黄河流域水循环地理信息系统平台。将所涉及到的黄河流域水循环各类数据统一坐标、统一格式储存到平台中,为黄河流域水循环要素和水文过程研究提供数据支持。

京津以南河北平原地下水位下降驱动因子的定量评估 许月卿

自1970年代以来,在自然因素和人为活动的交互影响下,京津以南河北平原地下水位持续下降并产生了一系列地质环境问题,严重影响了该区域社会经济的可持续发展。本文从降水、地表径流、气温等自然因素及地下水超采、水利工程修建、农作物产量水平提高、耗水型作物面积扩大等人为因素初步分析了京津以南河北平原地下水位下降的主要原因;通过建立投影寻踪回归模型,定量评价了各因素对地下水位下降的影响,确定了各影响因素对地下水位下降的相对贡献率。结果表明:地下水开采是引起地下水位下降的最主要因素,对地下水位下降的相对贡献率为54.7%,其中工业、农业、生活用水对地下水位下降的相对贡献率分别为6.6%、43.7%和4.4%;其次是降水和地表径流,其相对贡献率分别为25.6%和19.7%。


2003年第4期

生态环境需水量分类及计算方法综述 姜德娟,王会肖,李丽娟

根据生态系统的生态环境功能,可以将生态环境需水量分为:河流生态环境需水量、植被生态用水量、用于湖泊湿地保护与恢复的生态环境需水量、城市生态环境需水量和回补超采地下水的生态环境需水量等。在此基础上,综述了各项生态环境需水量的计算方法,并提出了在生态环境需水量分类及计算方法方面需要进一步研究的问题。

海河流域水资源安全评价 贾绍凤,张士锋

利用已建立的评价指标体系,对海河流域水资源安全现状进行评价。在海河流域的当地水资源量按372×10 8m 3计算、引黄水量为60×10 8m 3的条件下,海河流域的水资源保障是不安全的。但这种不安全属于气候干旱周期的不安全,如果气候转为类似1950~1970时期的湿润期,海河流域从水量来说就是安全的。海河流域的水资源不安全更突出的是水质不安全,所以加强水污染防治工作是提高海河流域水资源安全程度的首要选择。


2003年第2期

我国水循环的生物学过程研究进展 于贵瑞,王秋凤

作为IGBP核心计划之一的水循环与生物圈相互作用(BAHC)研究一直是国际学术研究的前沿性热点课题。本文从森林水文生态、山坡水文学、防护林水土保持效益、水生生态系统净化作用等方面,综述了我国在水循环与生物圈相互作用研究方面的进展。并指出了从水循环的生物过程来分析我国的水资源安全、西部地区的生态环境建设和经济开发战略问题,探讨东西部协调发展模式和生态系统与水资源管理方略时必须解决的有关科学问题。


2003年第1期

官厅水库近三十年的水质演变时序特征 梁 涛,王 浩,丁士明,薛金凤,蔡春霞,张秀梅

基于过去的研究成果,综述了官厅水库近三十年来的水质演变过程,分阶段探讨了官厅水库水污染的来源和特征。与此同时,从污染物的角度探讨了官厅水库典型污染物的时空变化规律。研究结果表明,官厅水库的水质演变先后经历了四个阶段,依次为1972~1975年以有机毒物和重金属污染为特征的水体污染,1981~1992年以有机污染为主体的水体再污染,1992~1995年增加了大肠杆菌污染的水体复合污染,以及1996年至今以氮磷污染为明显特征的水体有机复合污染。从主要污染物的时间变化上看,库区COD和主要重金属含量均在缓慢上升,挥发酚的含量呈现波动趋势,氨氮和总磷的含量持续大幅度上升。污染物在库区的空间分布规律相似,入库处污染物浓度明显高于出库处的污染物浓度。

基于地块汇流网络的小流域水沙运移模拟方法研究 刘高焕,蔡强国,朱会义,唐政红

全流域逐地块水土流失计算,是目前水土保持定量评价的重要手段,其实现过程既需要有考虑地貌因子和上下游关系的土壤侵蚀模型,也需要建立全流域地块汇流网络,并与侵蚀模型有机连接。本文针对黄土高原特殊的地理条件和水土流失规律,对传统的基于栅格的小流域汇流技术进行了改进,考虑地块间上下游汇流关系,建立了基于地块的水沙汇流网络模型,模拟水沙在流域复杂下垫面的汇流过程,提取出流域各地块间的水沙汇流网络,并计算出3个重要参数:流域地块间水沙汇流的顺序、流域地块间水沙汇流数目的空间分配、水沙流经各地块的坡长。将土壤侵蚀模型按地貌部位与特征分为坡面模型、沟坡模型和沟道输移模型,与地块汇流网络有机集成,实现了水沙运移的全流域按地块沿程计算。

SWAT模型的原理、结构及应用研究 王中根,刘昌明,黄友波

SWAT(Soil and Water Assessment Tool)是一个具有很强物理机制的长时段的流域分布式水文模型。它能够利用GIS和RS提供的空间数据信息,模拟复杂大流域中多种不同的水文物理过程,包括水、沙、化学物质和杀虫剂的输移与转化过程。本文着重探讨SWAT模型的水文学原理和模型的基本结构与独特的分布式运行控制方式,并将其成功应用于西北寒区(黑河莺落峡以上流域)的分布式日径流过程的模拟。


2002年第5期

基于DEM的分布式水文模型构建方法 王中根,刘昌明,左其亭,刘青娥

基于DEM的分布式水文模型是现代水文学同高科技(如计算机技术、3S技术等)相结合的产物,是研究变化环境下水文循环与水资源演化规律的理想工具,代表了水文模型的最新发展方向。从DEM的特性出发,本文探讨并总结了分布式水文模型的特点、建模思路和模型基本结构框图。在流域离散化方面,重点介绍了分布式水文模型常用的三种单元划分方法;最后,针对分布式水文模型构建问题,从“输入模块”、“单元水文模型”、“河网汇流模型”三方面,阐述了分布式水文模型微结构构建方法。

网状河流研究进展述评 王随继,谢小平,程东升

网状河流作为一种新的冲积河流类型已经引起地貌学家、水利学家和沉积学家的关注,成为河流地貌领域、河流沉积领域以及河流水动力领域的研究热点之一。本文在介绍网状河流基本概念的基础上,综合国内外的研究成果,从河流的平面形态、边界条件、沉积特征、水动力条件以及在河型演化序列中的位置等方面,对网状河流的研究进展作一较全面的述评,并指出目前研究的薄弱环节,以利于研究者把握网状河流的研究现状,并推动对网状河流的进一步探讨。

滇池水体富营养化特征分析及控制对策探讨 郭怀成,孙延枫

20世纪70年代以来,云南滇池水体富营养化问题日益严重,已成为制约滇池流域可持续发展的重要因素。本文以叶绿素a(Chla)、TP、TN、CODMn和透明度(SD)等表征富营养化的指标作为评价因子,综合评价和分析了滇池水体富营养化变化特征及其成因。在此基础上,总结了过去滇池水体富营养化的防止措施,指出偏重外源控制、防护林体系不完善、底泥清除技术不合理是阻碍解决滇池富营养化的主要问题。针对这些问题,建议将恢复湖泊生态系统、控制内外污染源以及强化流域环境管理作为新的控制对策。


2002年第4期

流域水文模型研究的若干进展 吴险峰,刘昌明

计算机技术和一些交叉学科的发展,给水文模拟的研究方法带来了根本性的变 化。文章阐述了分布式物理水文模型、地理信息系统(GIS)和遥感(RS)技术在流域模拟中 的应用等方面的进展。指出分布式模型具有良好的发展前景,应用GIS的水文模型尽管有诸 多优点,但并不能代表模型本身的高质量,遥感资料还没有完全融入水文模型的结构中,给 直接应用带来较大的困难。提出立足于产汇流机理研究,建立基于RS和GIS的耦合水文模型 是研究的趋势,尺度问题仍然是关注的焦点。


2002年第2期

关于水资源承载力理论与方法的研究 朱一中,夏军,谈戈

本文首先明确了水资源承载力的基本概念,指出可持续发展理论、水-生态-社会经济 复合系统理论、二元模式下的水文循环机制和过程是水资源承载力研究的理论基础,对水资 源承载力研究的基本内容、评价指标体系的建立和评价方法进行了较全面的概括和总结。认 为水资源承载力的进一步研究应加强学科综合研究,促进RS、GIS等信息技术和现有模型方 法的结合,并考虑区域分异与空间配置问题。


2001年第4期

官厅水库及永定河枯水期水体氮、磷和重金属含量分布规律 梁 涛,张秀梅,章 申

于枯水期(冬季和春季)在官厅水库库区及永定河沿线13个地点采集了表层水样品 ,分别测定了原水和过滤水中N、P和重金属的含量,同时进一步分析了过滤水中不同形态氮 的含量,初步探讨了枯水期官厅水库和永定河水体N、P及重金属含量的分布规律及污染特征 。研究结果表明,官厅水库库区及永定河沿线重金属基本没有污染,大多低于地表水Ⅲ类 标准,极个别样点超过Ⅲ类但仍低于Ⅳ类标准。N、P污染比较严重,大部分样点的总氮、 总磷指标超过湖泊水库Ⅳ类标准,个别样点甚至超过Ⅴ类标准。不同地点,各形态N的含量 有显著差别,体现了外源污染的区域分布规律。

流域水文模型计算域离散方法 万洪涛,周成虎,万 庆

常用的概念性水文模型,能够很好地模拟水文时间变化过程,但没有考虑水文变量 和水文参数的空间变化与空间不均匀性。随着空间数据的获取手段的增多以及空间离散技术 的发展,考虑水文参数和水文变量空间变化的分布式水文模型得到了极大的发展。本文详细 介绍了分布式流域水文模型中用到的几种不同计算域离散方法,并讨论了河道汇流模型中常 用到的有结构网格和无结构离散网格。地理信息系统技术对计算域离散有辅助作用,其有利 于无结构离散网格的自动生成和交互修改,并可结合遥感技术,使水文模型能获取精确的空 间分布的水文参数和水文变量。

降水不均匀性对黄河天然径流量的影响 张士锋,贾绍凤

降水不均匀对黄河流域天然径流量的影响十分显著。1983年和1985年都是黄河流域的降水偏 丰年份,花园口以上年平均降水量分别为501 mm和502 mm,而这两年的花园口天然径流量分 别为765×108 m3和638×108 m3。在降水总量十分相近的情况下,其地表径流却 相差达127×108 m3。本文以1983和1985年为典型,分析了黄河流域降水不均匀性对 天然径流量的影响,发现降水的空间不均匀对于产流的影响十分明显,而且分析的空间尺度 应划分到几万平方公里以下;而对这两年而言,时间非均匀性对年径流量的影响并不显著。


2001年第3期

首都圈典型沙区水分资源的变化趋势及其利用 吴凯,于静洁

本文简要介绍了首都圈典型沙区农业地理概况。从年降水量的时空变化、频率计算 等方面,分析了本区水分条件的地区差异。在年降水量的频率计算中,采用了皮尔逊III型 模型与韦克比分布进行模拟,其结果均能符合精度要求。根据丰宁县的面降水量系列,采用 了自回归分析、方差分析与谱分析确定该系列的周期。在水分资源利用方面,分析了主要作 物的农业气象指标、水分生产函数,并建议了主要作物的综合增产技术以及改善农业供水条 件的有效措施。

西北干旱地区水资源与生态环境保护 汤奇成,张捷斌

西北干旱地区的水资源主要是地表水。地表水具有时空分布不均、河川径流补给 来源的多样性和与地下水转换频繁等许多特点。西北干旱地区的生态环境在人工 绿洲内部有所改善,但在绿洲外,正在进一步恶化,包括土地沙漠化、冰川退缩、湖泊干涸 、下游河道断流、沙尘暴频次增加、天然草地大面积退化、天然植被遭到破坏等。这些问题 都需要用水来解决。当前生态环境恶化的典型事例有3处:塔里木河下游、黑河额济纳地区 和石羊河民勤地区。

海河流域河流季节化对地下水及生态环境的影响 何凡能,王国

本文在分析海河流域河流季节化趋势的基础上,着重探讨河流断流给下游平原地 区地下水及生态环境所带来的深刻影响。研究认为:河流季节化与下游平原地区地下水之间 存在着相互影响、互为因果的密切关系,河流季节化因地下水超采的日趋严重而愈演愈烈; 反过来,愈演愈烈的河流季节化又极其深刻地影响着地下水的时空分布、补给条件及运动流 场等方面,同时也给下游平原地区带来一系列的生态环境问题,如地下水降落漏斗、地面沉 降、海咸水入侵、河流功能衰退、湿地生态退化和水质恶化等。


2001年第2期

西线调水工程对水量调出区的环境影响分析 王西琴,刘昌明,杨志峰

介绍了南水北调西线工程新的调水方案,工程所在位置及其影响所及的区域。在此基 础上,从自然环境和社会环境两个方面,对南水北调西线工程水量调出区可能产生的主要 环境影响问题进行了初步研究,包括调水对气候、动植物、水质、水库区及周边地质环境、 人群健康等的影响,以及水库淹没对社会经济的影响等。其主要结论是:① 对库区、坝址 临近地区的气温、降水影响均较小,由于库区水汽蒸发量增加对局地降水的贡献率约为 0004~0008;对干旱河谷区气候虽有影响,但很微弱。② 对生物会产生一定影响,主 要表现在对渔类区系组成、种群结构等方面。对陆生生物造成一定数量的减少,但不会造成 生物物种资源的减少。③ 坝址下游水质比现在有所下降,但由于河段所在位置人口密度低 ,污染较轻,对水质不会有大的影响。④ 淹没损失小,移民少。本文可为西线调水工程对 环境影响研究提供部分参考依据。


(2001年第1期及之前各期)

 

中国海岸带自然灾害与环境评估

钟兆站

本文论述了中国海岸带的分布和自然灾害发生的特点,并对其环境进行评估。分析指 出,海岸带既是多种自然灾害频繁发生的地带,又是自然资源丰富、社会经济文化发达的地 带。鉴于海岸带生态环境的脆弱性和继续恶化的趋势,今后应在掌握中国海岸带资源环境基 本状况的基础上,对海岸带资源环境进行动态监测,预测未来海岸带资源环境发展趋势,从 而增强中国社会、经济的可持续发展能力。

法国罗讷河开发及其开发模式介绍

张文尝

南水北调西线工程与区域持续发展

傅肃性 张崇厚 曹桂发 等

南水北调西线工程,其目标是开发西北,发展中西部经济。本文介绍了 西线调水区的地理背景及其历史地理与环境演变,对若干典型地区作了重点分析。 同时,通过区域工程信息系统的建立,评述了西线调水工程与区域的持续发展,并 以雅砻江调水45亿m\+3的效益模拟分析为例,研究了其对区域经济持续发展的重要性。

多输入线性模型(MLM/MLPM)用于平原地区地表产汇流研究——以山东省赵牛河为例

陈建耀

本文介绍了两个系统模型(多输入线性模型MLM和多输入线性扰动模型MLPM)的基本思路,以 赵牛河为研究流域,选取1960年~1967年逐日的降水、入流和出流、蒸发的资料,验算了两 个模型。同时,结合一些计算结果,探讨了平原地区产汇流的一些特点。

禹城市水资源利用的环境效应及其开发对策

吴凯 谢贤群 刘恩民

本文简要地叙述了禹城市水资源总量及其特点、水资源利用现状及其水环境问题。并针对水 环境的不利影响,提出了相应的开发对策,可供有关部门参考。

地球系统科学现行研究的最佳切入点——试论海岸带研究框架的创立

杨荫凯

地球系统科学是可持续发展战略的科学基础,中国地理学界对这一科学体系的研究受到研究 对象庞杂性与研究方法操作困难性的双重制约。海岸带是地球表面陆地、海洋、大气系统的 唯一结合部,并因人类对其开发历史的久远而成为研究地球系统、人地关系系统的最佳窗口 和切入点。笔者在综合论述了海岸带研究的理论与现实意义之后,创建性地提出了海岸带研 究的理论框架。

引黄灌溉与黄河断流

吴凯 谢贤群 唐登银

引黄灌溉平均每年为黄河下游地区增产粮食491×108 kg;山东省引黄灌区粮食产量年 增长速率为65%。黄河断流,若以两年一次的洛口—利津河段同时断流统计,则每年至少损 失粮食1721×108 kg;平均每断流一天,直接经济损失达3 930×104元。因此,研究 、缓解黄河断流,保证、发展引黄灌溉,是黄河下游农业持续发展的关键。

德国饮用水水源保护区的建立与保护

李建新

在德国,饮用水被确定为生活中的第一物质材料,饮用水水源保护区的建立与保护是 一项法律程序。德国人经过100多年的长期实践,迄今为止已建立近20 000个饮用水水源保 护区,在水源地保护方面积累了大量经验,被欧美工业国吸收采纳。本文介绍了德国饮用水 水源保护区的政策、规范与模型;保护区的划定原则与方法,以及利用岩石土壤对水污染的 过滤净化能力或者水体自然净化功能,分区分级保护和利用水源保护区的实用哲学。本文还 描述了全流域生态系统保护与水源保护区的关系,东德与西德水源保护工作的差距。

1998年长江洪水的特点与警示

吴凯

1998年长江洪水是自1954年以来又一次全流域性特大洪水,其特点是:气候异常,受厄尔尼 诺/拉尼娜影响;水位高,持续时间长;上中下游洪水遭遇;受灾经济损失大。1998年洪水 给人 们的警示是:历史洪水多成组出现,防洪不能松懈;平垸行洪,势在必行;分蓄洪区不能形 同虚设;大规模退田还湖,并不现实可行;长江上游分洪是防洪上的奇迹;调用“土壤水库 ”是防洪治本之策。

生活饮用水地下水源保护区的划定方法——英国的经验值法与实例

李建新 唐登银

饮用水水源保护区的建设在我国有15年的历史,有一些经验积累,也有不少问题尚有 待于进一步研究。地下水源保护区的划定方法有经验值法和计算机模型法,岩石土壤对水污 染的过滤净化功能,是划定地下水源保护区的自然科学依据。由于岩土过滤机理至今没能搞 清,经验值法应用很普遍。50日流程等值线是国际上应用最普遍的经验值。本文介绍了英国 水源保护区的经验值法以及它的实际操作过程。

海岸带与地球系统科学研究

吴志峰 胡伟平

从系统的定义出发,本文简要回顾了提出地球系统科学的背景与过程。地球系统科学研究 已经成为地学领域的研究焦点与热点,并带动和加速了地球信息机理、陆地地球系统科学和 全球变化的研究。本文重点分析海岸带在地球系统中所处的特殊位置,海岸带研究在地球系 统科学研究中起着重要作用。简要介绍海岸带科学前沿—海岸带海陆交互作用计划(LOICZ )。

区域发展和水资源利用透明交互决策系统

王劲峰 陈红焱 王智勇 等

区域发展与水资源是密切相关的,本文提出以时空运筹模型为核心的决策判断过程透明和分 层交互的决策系统,简称透明交互决策系统。用户可以使用此系统找到研究区社会经济发展 与水资源协调的方案。

华北平原城市用水问题研究

金凤君

本文重点分析了华北平原地区城市化发展水平、发展趋势及其与水资源利用间的关系 。得出以下主要观点:第一,城市用水快速增长,用水结构从生产、生活并重型向生产主导 型转换;第二,城市水资源供需矛盾突出,局部地区地下水超采严重;第三,城市用水结构 存在明显4种类型,即生活用水比重高—人均用水水平低、生活用水比重高—人均用水水平 高、生活用水比重低—人均用水水平低、生活用水比重高—人均用水水平高四类城市,各类 城市的未来用水需求趋势存在差异;第四,未来本地区城市化水平将进一步提高,经济总量 进一步扩大,水资源供需矛盾会更加突出,建立更有效的城市用水机制和更广泛的区域供 水网络将显得非常重要。

水文循环的生物圈方面(BAHC计划)研究进展

高彦春 王长耀

在对国际地圈生物圈计划(IGBP)的核心项目“水文循环的生物圈方面(BAHC)” 的基本目标和具体研究内容阐述的基础上,对BAHC计划的国际、国内研究进展进行了详细介 绍,并结合当前BAHC计划的研究动态,对未来的BAHC研究新的主题和内容进行了探讨。

淮海平原典型区域的水问题和水管理

吴凯 唐登银 谢贤群

本文简要介绍了黄淮海平原典型区域的水问题及其变化规律。沧州—衡水地区的水 问题主要有:水资源严重匮乏、深层地下水严重超采以及风暴潮影响严重。文中估算了该区 的缺水损失,并建立了漏斗中心水位埋深与地下水超采的经验关系。黄河三角洲地区的水问 题主要有:水资源尚嫌不足、黄河断流影响大以及地下水超采有所发展。文中提出了黄河断 流的开源对策。安阳地区的水问题主要有:水资源不足与地下水位下降速率加剧。文中亦建 立了该区地下水水位与地下水超采量的经验关系。此外,本文还预测了各典型区引黄、引江 灌溉的发展前景,2010水平年外流域调水可望占可供水量的32%以上。

小浪底工程修建对黄河河口淤积影响

尤联元

本文在整理、分析黄河小浪底工程建成后,坝下游来水来沙条件变化的基础上,利 用若干经验关系式,就小浪底工程修建后对黄河河口区清水沟流路的淤积特征和变化趋势进 行了研究,得到了:在小浪底水库初期蓄水拦沙运用阶段,淤积减少、河口砂嘴发展速度变 缓;在后期正常调水调沙运用阶段,淤积又有所恢复,河口砂嘴发展加快的认识。

华北平原农业节水实用措施试验研究

杨晓光 陈阜 宋冬梅等

根据定点定位试验结果,提出适用于华北平原现实经济、技术状况的农业节水实用 措施;喷灌是一种低成本高效益的节水工程技术措施,秸秆覆盖和留茬可有效地进行农田界 面调控;利用水分胁迫诱导的“反冲”机制,在农业生产中可以合理配置有限的水资源,达 到节水稳产的目的。

引黄灌区节水灌溉分区与节水途径初探

傅国斌

依据气候、地形、地貌、土壤、植被、地质等自然地理条件的基本一致性、水资源条 件基本相似、水资源利用水平大体相当、农业自然条件和作物布局基本一致、经济发展水平 大致相当和照顾行政界限、流域边界等固有分区等6个基本原则,将黄河流域引黄灌区节水 灌溉分为河源至兰州、兰州至河口、河口至龙门、龙门至花园口、花园口至河口等5个大区 ,并对各分区的基本特点和节水灌溉的发展方向和主要途径作了深入的分析。

人类活动对公元1194年以来黄河河口延伸速率的影响

许炯心

以近50年来的观测资料和公元1194年以来苏北废黄河和现代黄河的历史文献资料为基础,在 宏观时间尺度上(102~103年)研究了人类活动对黄河口延伸速率的影响。结果表明, 废黄河口的延伸可以分为两个阶段,1194~1578年为第一阶段,河口延伸速率较慢;1579 ~1855年为第二阶段,河口延伸速率大大加快。1855年以来现代黄河河口延伸速率的变化曲 线可以分为3个阶段,分别用3条斜率不同的直线来拟合。3条直线之间的两个转折点可以代 表人类活动的方式和强度发生改变的临界点。由此建立了人类活动影响下现代黄河三角洲河 口延伸过程的三阶段模式。

历史时期黄河下游的淤积、决口改道及其与人类活动的关系

陈志清

黄河是世界闻名的多沙性河流,历史时期就不断淤积、决口改道,且淤积速度不断加 快,决口改道的频率也在不断增加。黄河下游地上河的发展和演变是自然因素和人类活动综 合作用的结果。历史时期流域内人口的增加、耕作方式的改变及其对植被造成的破坏都对中 游地区侵蚀的加剧、来沙的增加,以及下游地区河道的淤积及决口改道的发生带来不同程度 的影响。

工业用水零增长的条件分析--发达国家的经验

贾绍凤

本文探讨发达国家工业用水零增长出现的时间及其原因。发达国家的经验表明:较高 的环境保护要求是工业用水减少的宏观社会背景,产业结构升级则是工业用水实现零增长的 直接原因。第二产业所占的GDP比重和就业比重的开始降低是工业用水减少的前奏,第二产 业比重的明显降低--其实质是高耗水的重化工行业规模的绝对萎缩--几乎是工业用水停 止增长的充分条件。

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