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  • 2017年, 35卷, 第06期
    刊出日期:2024-06-19
      

  • 全选
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  • 韩建, 占车生, 王飞宇, 胡实
    山区降水影响机制复杂,空间变异性强,由于观测资料稀缺,降雨数据从站点到空间的扩展一直是水文学界的难点。本文基于太行山区34个国家气象站和130个雨量站的降水实测数据,评估了距离平方反比法(IDS)、改进的降水海拔关系模型(MPAR)和两种综合方法(MPAR-IDS和IDS-MPAR)应用于太行山区降雨空间扩展的效果,探讨了山区降雨空间扩展的影响机制及方法优劣性。结果表明,4种空间扩展方法中IDS-MPAR精度最高,其年降水平均相对误差(MRE)仅8.7%,比IDS方法小14.0%,MPAR-IDS的误差比IDS低10.4%,MPAR与IDS的精度接近。基于IDS-MPAR插值结果的分析表明:太行山区降水分布规律主要受地形影响,降水等值线与山体走向基本一致;在小五台山、南太行迎风坡山腰存在一个最大降水高度,在恒山、五台山则存在两个最大降水高度,分别在迎风坡山腰和山顶附近;大同盆地等几个背风坡盆地降水很少,而喇叭口形的长治盆地降水较多。
  • 满苏尔·沙比提, 张雪琪, 马国飞
    本文运用多种方法对托木尔峰自然保护区1961—2015年气温、降水、径流变化及其影响因子进行分析,旨在为当地水资源合理利用提供理论支撑。结果显示:55 a来气温升高1.5℃,其中保护区北坡中山带上升最高为1.7℃;春夏秋冬季分别升高了1.2℃、1.1℃、1.7℃和1.9℃,秋冬季对增温的贡献率较大;在春季南坡高山带增温最高为1.4℃、夏秋季北坡中山带增温最高为1.8℃和2.3℃、冬季南坡低山带增温最高为2.8℃;降水年增率1.27 mm,其中南坡中山带年增率最大为2.38 mm;四季年增率分别为春季0.15 mm、夏季0.55 mm、秋季0.41 mm、冬季0.13 mm,夏秋季对增湿贡献率较大;春季南坡高山带年增率最大为0.32 mm、夏秋季南坡中山带年增率最大为1.03 mm和0.77 mm、冬季北坡中山带年增率最大为0.22 mm;库玛拉克河径流量年增率为0.25×108m3,台兰河径流量年增率为0.01×108m3,保护区气温和降水的变化是造成径流变化的主要因素,尤其是春季降水和夏季气温的影响最为显著。
  • 王涛, 白红英
    秦岭山地是中国中东部重要的地理界线和山地生态系统最为丰富的区域之一,对气候变化和人类活动的影响较为敏感。基于秦岭山地MODIS NDVI、气温、降水和DEM数据,利用线性趋势法、相关系数、偏相关系数和缓冲区方法,分析了植被NDVI对气候变化与人类活动的响应,结果表明:(1)2000—2015年秦岭山地植被NDVI总体呈线性增加趋势,占总面积的84.84%。减少趋势主要分布在中西部区域(中、高海拔地区)以及河流谷地、盆地,如汉中市、安康市和商洛市等城市附近区域。(2)2000—2014年秦岭山地植被NDVI与气温之间以负相关为主,与降水之间以正相关为主,同时气温、降水对植被NDVI的影响具有交叉作用,其中降水的交叉作用(10.05%)高于气温的作用(9.64%)。(3)市级较县级范围人类活动强烈,植被NDVI在1 km范围变化速率为正(植被增加)、2~5 km范围变化速率为负(植被恶化,可能遭受人为破坏)、6~10 km范围变化速率为正(人类活动相对较弱)、11~15 km范围变化趋于平稳(基本不受人类活动影响)。该研究可为秦岭山地植被生态环境保护和人类活动调整与限制提供科学依据。
  • 康志成
    2017, 35(06): 789.
    <正>小江流域的蒋家沟被国内外泥石流学者誉为"天然泥石流博物馆"。黏性泥石流龙头爬高现象是指泥石流沿沟道运动过程中,龙头在弯道处发生冲起-爬高-翻卷,并跌落进泥石流中的现象。
  • 刘运通, 金艳强, 李敬, 张一平, 李培广
    随着全球变暖,干旱发生的频率和强度不断上升,但生态系统对干旱的响应机理尚不清楚。为把握生态系统整体对干旱的响应,以元江稀树冠草丛生态系统为研究对象,搭建了冠层上方的整体截雨试验平台,共设4个处理:空白(CK),截雨30%(PE3),截雨50%(PE5)和截雨70%(PE7),每个处理3个重复。主要通过土壤水分、土壤温度对不同截雨处理的响应评估该控雨平台的控水效应,为研究稀树冠草丛生态系统整体对干旱的响应提供试验基础。结果表明:元江年均气温逐年升高(P<0.05),降雨逐年降低(P>0.05),年均最高气温上升最快(P<0.05);CK、PE3、PE5和PE7处理下土壤10cm水分含量年均值分别为17.2%、12.9%、10.3%和9.1%,各处理土壤10 cm水分含量在干季、雨季和全年尺度上均差异极显著(P<0.01);10 cm土壤温度在各截雨处理下依次升高分别为25.1℃(CK)、25.2℃(PE3)、25.8℃(PE5)和26.5℃(PE7),且无论在干季、雨季还是全年尺度上PE7处理与PE3和CK处理差异显著(P<0.05),其它处理间无差异(P>0.05);该冠层上方截雨平台对生态系统整体控水的控水效果(EPE,70.0%~84.0%)优于于国内外冠层下方控穿透雨试验平台(EPE≤35.0%)。该平台为研究生态系统整体对干旱响应提供了良好的方法。
  • 李渊, 刘子琦, 吕小溪, 曹洋
    探明洞穴岩溶水的运移机制与滴水元素的成分来源,是利用沉积物元素反演古环境研究的前提。本研究对贵州安顺地区的石将军洞上覆土壤、基岩样品中的Ca、Mg、Sr、Ba元素进行分析,以及对洞穴中3个滴水点的元素进行了降雨响应监测,分析了洞穴滴水的降雨响应特征及其元素的成分来源。结果表明:受地表石漠化发育影响,石将军洞滴水对大气降雨响应时间较快,且各离子浓度随降雨响应相应升高;3个滴水点在降雨响应中的水动力作用类型与元素的时空变化差异较大,体现出每个滴水点的元素来源差异;滴水在降雨响应中的Ba、Sr元素主要来源于基岩,Ca、Mg元素来源受制于滴水点上覆土壤的发育程度,土壤层越厚,滴水Ca、Mg元素受到土壤的贡献越多,土壤层越薄,滴水Ca、Mg元素受到基岩的贡献越多。洞穴滴水的降雨响应研究为利用沉积物反演石漠化环境演变过程提供了重要的科学依据。
  • 谢锦, 常顺利, 张毓涛, 李翔, 李吉玫
    森林的结构对地表水的化学成分具有强烈的影响,量化分析森林结构与水质变化的关系很有必要。为探究天山云杉森林地表水的氮磷含量特征及其影响因素,本文在天山北坡中段的板房沟林场按林地类型、林龄、郁闭度、抚育方式的不同分别设置坡面径流观测场共13处,在雨后测定各径流观测场地表水中总氮和总磷含量并分析比较。结果表明:(1)林地类型对天山云杉森林地表水氮磷含量有重要的影响,人工林、灌木林、天然林三种样地的地表水氮磷含量均显著低于裸地(P<0.05);(2)群落发育阶段对地表水氮磷含量也有重要的影响。在天然林系列样地中,郁闭度相同(均为0.6)时,中龄林总氮含量显著高于幼龄林(P<0.05),总磷含量在不同林龄之间差异不显著;林龄相同(中龄林)时,郁闭度为0.6的样地显著高于郁闭度为0.4样地中氮磷含量(P<0.05);(3)人工干扰强度(修枝和间伐两种不同抚育方式)对林地地表水氮磷含量也会有一定的影响但未达到显著水平(P<0.05)。综上可知,云杉森林地表径流中氮磷含量主要来源于土壤,有无植被覆盖对地表水氮磷含量影响显著,森林郁闭度是地表水中氮磷含量关键影响因素。
  • 贾敏, 朱万泽, 王文志
    通过贡嘎山海螺沟峨眉冷杉海拔分布上下限树轮宽度的测定,采用负指数法(NEC)、区域曲线标准化法(RCS)和断面积修正法(BAI)建立树轮宽度年表,基于临近康定气象站气候数据,分析了不同趋势拟合方法峨眉冷杉径向生长对气候响应的差异。结果表明,采用断面积修正法建立的年表更能准确地表征峨眉冷杉的生长趋势;BAI年表与逐月气候因子相关分析显示,在峨眉冷杉海拔分布下限,树木径向生长与前一年6~9月温度呈显著负相关,温度是影响峨眉冷杉海拔分布下限径向生长的主要因子;林线峨眉冷杉与当年7月温度和5月降水呈显著正相关,温度和降水的耦合作用影响林线峨眉冷杉的径向生长。
  • 武德传, 施寒丰, 王维洁, 江玉平, 宋泽民
    为揭示喀斯特山地植烟土壤中微量元素空间变异特征及影响因素,利用地统计学对黔南喀斯特山地植烟土壤有效态钙、镁、铜、锌等元素进行空间变异和影响因子分析。结果表明,黔南植烟土壤交换性钙、有效铜和有效锌属中等强度变异,交换性镁属强变异。交换性钙、交换性镁、有效铜和有效锌的半方差函数均为指数模型。交换性镁、有效铜和有效锌具有中等的空间相关性,交换性钙空间相关性较弱。黔南州植烟土壤交换性钙、交换性镁、有效铜和有效锌总体含量较为丰富,土壤交换性钙、交换性镁、有效铜和有效锌缺乏的面积分别只占统计面积的1.22%、0.46%、0.21%和0.25%。土壤类型和土壤p H是影响黔南植烟土壤有效态中微量元素含量的重要环境因子。
  • 沈伟, 李同录, 张中华, 张国伟, 翟张辉
    浅层蠕动型黄土滑坡通常呈面状发育于相对平缓的沟谷两侧,沿黄土-基岩接触面产生周期性低速蠕动,对附近的工厂、道路和管道等设施造成严重破坏。研究这类滑坡的形成机理对其防灾减灾工作具有重要的指导意义。因此本文以甘肃省天水市罗玉沟流域的一个典型浅层蠕动型黄土滑坡为例展开研究。取滑带泥岩样进行直剪和直剪蠕变试验,以试验数据为基本参数,利用VB编程的二维滑坡运动模型模拟该滑坡的演化过程,并分析了滑坡在运动过程中及河流侵蚀下的稳定性。结果表明,泥岩应力-应变曲线呈弱硬化型,破坏后强度不发生衰减,且其长期强度(φ_∞=10.3°、c_∞=12.8 k Pa)明显低于直剪试验强度(φ_f=11.9°、c_f=40.9 k Pa),有利于滑坡发生蠕动;滑坡演化过程中后缘滑体逐渐向前缘蠕动,滑体稳定系数随之提高,但河流侧蚀又会明显降低其稳定性,导致周期性蠕动下滑;本文采用的二维滑坡运动有限差分模型可较好的模拟这类滑坡的演化过程,可为滑距预测提供依据。
  • 唐金波, 胡凯衡, 苏凤环
    泥石流冲起爬高是泥石流防治工程设计中的一个重要参数。黏性泥石流是一种特殊的固、液两相流体,固、液两相间的相互作用很弱,流体整体性表现为粘塑性流体。在运动过程中,由于黏粒含量高,液相浆体表现出非常大的宏观黏性,而浆体的屈服应力和固相颗粒间的摩擦作用使得泥石流体表现出了很强的塑性特性。本文以黏性泥石流作为研究对象,考虑泥石流龙头的运动平衡方程,建立了一个简单的黏性泥石流运动爬高的物理模型。结合运动平衡方程的解和障碍物的几何特性,推导了黏性泥石流的冲起爬高的计算公式。参数敏感性分析表明,泥石流的冲起爬高随着障碍物迎面坡度和泥石流流速的增加而增加,随着障碍物坡面的摩擦系数和泥石流密度的增加为减小,而泥石流的泥深、液相浆体的屈服应力及动力粘性对泥石流的爬高影响较小。进一步的分析表明,黏性泥石流冲起爬高的计算公H_p=aV~2/2g主中的动能修正系数a与泥石流的密度及障碍物的迎面坡度和摩擦系数有关,可表示为a=sinθ/[sinθ+C_s(ρ_s-ρ_f)/ρ cosθ tanφ]。利用水槽实验和云南蒋家沟野外采集的泥石流动力学参数和爬高数据,验证了本文提出的黏性泥石流冲起爬高的计算公式的可靠性。
  • 方薇, 周志刚, 陈向阳, 彭锦艺
    非饱和素砂试样的抗剪强度规律与其完全饱和或完全干燥时不相同。然而,关于含水量对离心试验条件下砂土边坡稳定性影响的研究尚未见任何报道。针对离心试验条件下不同含水量的砂质边坡稳定性的差异性,提出了低含水量砂土的表观粘聚力问题。采用TLJ-150A型土工离心实验机对由福建标准砂组成的含水量或坡角不同的四个边坡模型进行了对比试验,通过数值模拟反演了砂土抗剪强度参数,提出了基于土水特征曲线的砂土表观粘聚力计算公式和离心试验条件下的砂土表观粘聚力计算方法,并通过算例进行了部分验证。试验表明:各边坡模型均呈浅表层崩塌,对应的失稳破坏离心加速度值分别为24.6g(含水量5%,坡角75°)、35.2g(含水量2%,坡角65°)、44.3g(含水量5%,坡角65°)和40.0g(含水量8%,坡角65°);从离心实验结束后的边坡模型中取样进行直剪试验验证了抗剪强度反演值,相对误差不超过13%。研究表明:非饱和砂土抗剪强度的改变是由表观粘聚力引起的,表观粘聚力在一定程度上取决于基质吸力的大小,砂土表观粘聚力最大值与土水特征曲线拟合参数及有效内摩擦角有关。由离心试验获取的砂土表观粘聚力与水体质量、土体含水量和破坏g值成正比,与收缩膜周长和曲率半径成反比。
  • 田丰, 冉有华, 张军, 陈万奈, 刘金鹏
    探究河西走廊山洪灾害危险性分布特征,可为该地区山洪灾害监测、预警和防治工程规划提供科学支持,对保障地区人民生命财产安全具有重要的社会意义。从河西走廊山洪灾害防治及预警角度出发,根据河西走廊山洪灾害发生的机制,选取高程标准差、坡度、植被覆盖度、降水、河网密度、泥石流沟密度6个影响因子,以Arc GIS和IDRISI为平台,构建河西走廊山洪灾害危险度区划多准则决策支持模型,完成了河西走廊山洪灾害危险度区划图。结果表明:河西走廊山洪灾害危险度与6个危险因子是函数关系。其中,高程标准差、坡度和植被覆盖度与危险度呈多项式分布,降水、河网密度和泥石流沟密度则与危险度成正相关性;河西走廊山洪灾害极高度危险区460 km~2,占研究区总面积的3.12%;高度危险区1383.76 km~2,占研究区总面积的7.54%;中度危险区2166.85 km~2,占研究区总面积的11.26%;低度危险区154 787.63 km~2,占研究区总面积的65.01%;极低度危险区33 847.89 km~2,占研究区总面积的13.07%。
  • 侯雨乐, 赵景波, 胡尧
    分析历史时期洪涝灾害对揭示古气候环境有重要科学价值。本研究通过对都江堰地区历史资料的整理分析,运用数理统计和小波分析等研究方法,探讨了该地区清代洪涝灾害的等级、频次、周期以及历史气候特征。结果表明,在清代268年中共发生洪灾62次,平均每4.3年发生一次,从清代早期到晚期洪灾呈现波动增加趋势且有明显的阶段性:1644—1679年和1790—1839年是洪灾少发期,1680—1789年和1840—1911年是洪灾高发期。小波分析结果显示清代都江堰地区的洪灾明显地存在4 a左右短期振荡周期、23 a左右的长期振荡周期,清中晚期还存在一个约8 a的中振荡周期。清代该地区出现了6次降水增多事件,分别发生于1744—1746年、1863—1868年、1873—1875年、1878—1881年、1897—1902年和1906—1908年,集中于清代中后期。厄尔尼诺事件也是诱发本地区洪灾发生的一大因子。推断本地区发生特大洪灾和大洪灾年份的降水量显著增多,年降水量约1510 mm或更多。
  • 白雪, 杨振京, 毕志伟, 孙玉芳, 刘林敬
    本文通过对银川平原深达900米的YE07钻孔沉积物进行粒度分析,结合其他钻孔的研究资料,探讨了银川平原中更新世以来沉积环境的演化过程,发现银川平原沉积环境的变化主要受气候和构造因素的影响,其演化过程表现出一定的区域特点,主要经历了以下的演化阶段:722~664 ka B.P.属于湖沼相沉积;664~126 ka B.P.沉积环境以河流相沉积为主,水动力条件较强,沉积动能较高;126~11 ka B.P.的沉积环境是以河流相为主的河湖交替相;11 ka B.P.以来沉积环境主要表现为河湖相沉积。银川平原沉积环境的研究为其水文地质研究和第四纪地层划分提供新的理论依据。
  • 林志东, 陈兴伟, 张仓荣
    为进一步研究BP神经网络模型在我国东南沿海地区不同类型暴雨洪水模拟的适用性,基于1956—2011年东南沿海西溪流域暴雨洪水实测资料,将洪水划分为台风和非台风暴雨洪水两类,选取并统计影响洪峰流量的7个要素,采用灰色关联法,分别分析洪水、台风暴雨洪水、非台风暴雨洪水的洪峰流量与各个要素之间的相关性,应用BP神经网络模型对三种系列洪水进行分类模拟。结果表明:(1)各个要素分别与台风和非台风暴雨洪水的洪峰流量的关联度大小、排序明显不同,不同类型洪水的洪峰流量与影响要素的之间相关程度存在较大的差异;(2)构建的多种BP神经网络模型结果都较为满意,可用于西溪流域洪峰流量的模拟预测,且进行台风与非台风暴雨洪水分类后的模型性能更优;(3)分别选取4个主要影响要素建立的台风与非台风暴雨洪水BP神经网络模型,模拟和预测的精度同样较高,能够有效地预测洪峰流量。
  • 杨成波, 刘秀华
    本文以全国典型的山地城市——重庆市北碚区作为研究区域,综合运用扩展指数、核密度法、空间韵律指数、logistic回归分析方法,对北碚区2009年到2015年农村居民点用地的动态变化、空间分布、规模结构、形态结构以及斑块景观的演变特征进行研究,并从自然因素、生产因素和社会经济因素三方面探索农村居民点格局演变的驱动机制。研究结果表明,从2009年到2015年,北碚区农村居民点用地减少,各个镇街的扩展指数为负数且与城镇化率的增量呈负相关态势;农村居民点空间分布均表现为在地势低平和城镇化率较低的区域聚集;从微观视角出发,农村居民点的整体规模减小并向小斑块格局演变,斑块的形态不规则并趋于破碎化;影响农村居民点用地演变的驱动因素有坡度、到园地的距离、到耕地的距离、到城镇用地的距离、人口密度、城镇化率。由此可见,农村居民点用地演变是在自然因素、生产因素和社会经济因素的共同作用下发生的,且随着城镇化进程的推进,自然因素对农村居民点演变的影响力逐渐减弱,而社会经济因素中的城镇化率指标对农村居民点演变的影响力则显著增强。
  • 游细斌, 代启梅, 郭昌晟
    以赣州18个县(市)为研究对象,构建由目标层、系统层和指标层组成的乡村人居环境评价体系,运用熵权TOPSIS模型对南方丘陵地区的乡村人居环境质量进行评价,并运用Arc GIS9.3对2013年赣州市乡村人居环境空间分异进行可视化与特征分析。结果表明:(1)在5项一级指标中,社会文化环境所占权重最大,经济指标权重最小,说明在乡村人居环境评价指标体系中,社会文化是一项重要指标,经济是基础指标;(2)赣州乡村人居环境呈现"单核突出,整体跟进,局部沦陷"的空间格局;(3)表征人居环境质量的各项指标在空间上显示出集中程度不同的空间分异特点。通过对案例区人居环境空间特征形成机制的分析,以期为赣州乡村人居环境建设提供参考和建议,并尝试为南方丘陵区同类型乡村人居环境规划与建设提供理论支持与科学依据,促进该区域乡村人居环境协调发展。
  • 赵伟, 黄盼, 李爱农
    地表蒸散是陆地生态系统水文循环过程中最重要的水分输出机制,也是决定地表水热平衡的关键参量。然而,在山地特殊的气候和地形条件下,山地地表蒸散过程表现出极大的复杂性及地形相关性。本文在地表蒸散遥感估算方法的基础上,综述了当前面向山地复杂地形环境的地表蒸散遥感估算研究进展,讨论了山地地表蒸散空间分布的复杂性及高空间异质性,并分析了山地地表蒸散遥感估算存在的问题及可能的解决途径。
  • 朱慧, 李军
    时序NDVI数据由于受到云覆盖、大气扰动、传感器角度等因素的影响,存在诸多噪声,在其应用之前需要进行必要的重建,特别是在常年多云雾的重庆地区。本文在QA(Quality Assessment)数据分析的基础上,利用WS法、S-G法和HANTS法对重庆2010—2014年MODIS逐月1 km NDVI(MOD13A3)数据集进行了重建,对整体保真性水平和不同土地覆被类型(分常绿阔叶林、常绿针叶林、落叶阔叶林、常绿阔叶灌木林、水田、旱地和草丛等7种)的保真性进行了对比分析。研究结果表明:WS法不论在总体上还是在不同土地覆被类型下,其重建前后的保真性均好于HANTS法和S-G法,同时,对草丛和常绿阔叶灌木林重建后的数据保真性最高,R值分别为0.8977和0.8624,RMSE值分别为0.0589和0.0669;对水田和落叶阔叶林的保真性较差,R值分别为0.8343和0.8260,RMSE均为0.0766。