基于投影寻踪的湖泊生态健康评价

提出基于投影寻踪的模糊模式识别模型进行湖泊生态健康评价,介绍其主要的4个步骤:1筛选能够反映湖泊健康状况的指标体系;2建立评价标准;3用投影寻踪法确定各指标权重;4采用模糊模式识别模型评价湖泊健康等级,将此模型应用于洪泽湖生态健康评价。结果表明:洪泽湖健康状态处于微病态状态,TN、TP含量过高是影响洪泽湖健康的主要原因;基于投影寻踪的模糊模式识别模型的评价结果符合湖泊实际生态健康状况;模型可推广应用于其他生态系统评价。     

水电开发的生态环境压力-效应响应机制体系分析

以流域为基底，从流域复合生态系统对外界干扰响应的非线性的动力学特征，及各环境要素的协同效应出发，根据各环境要素时空的不确定性，分析了要素间的协同作用过程，从非污染生态角度和系统非线性累积效应出发，探讨复合生态系统的响应机制，从其功能、结构及其适应性方面分析了流域水资源梯级开发对复合生态系统可持续发展的累积环境影响，得出有益于维护流域开发系统完整性与再生产能力，协调流域环境可持续经济发展的结论。     

遥感和GPS技术在黄土高原水土保持中的应用

在介绍黄土高原地区人口、地理、水气象和水土流失等基本概况的基础上，分析了遥感技术和GPS技术的发展方向，针对过去遥感和GPS技术在黄土高原水土保持中的应用情况，提出今后在黄土高原水土保持中应用遥感技术和GPS技术可以解决的问题和应用前景。     

基于两种SPEI序列的淮河流域干湿特征变化

基于FAO56 Penman-Monteith和Hargreaves-Samani两种潜在蒸散发计算方法得到了12个月尺度的标准化降水蒸散指数(SPEI),研究了1960—2016年淮河流域干湿时空变化特征以及两种SPEI序列对相关气象要素的敏感性。结果表明:两种SPEI序列均显示流域呈变湿趋势,温度距平值与SPEI负相关,与潜在蒸散发距平值正相关;空间上,流域西北和东部地区呈显著变湿趋势,中部地区为不显著变干趋势; SPEI去趋势后,流域的干湿变化斜率减小,去趋势过程不改变SPEI的趋势变化分布,只影响流域的干湿变化幅度;气象要素的趋势变化可影响流域干湿变化趋势和干湿等级,淮河流域干湿变化影响因素由强到弱顺序依次为温度、日照时数、风速和相对湿度。     

淮河中上游水文气象要素演变特征分析

基于淮河中上游1960～2016年日降水、日平均气温数据和1969～2013年洪泽湖实测出入湖流量数据,采用线性趋势分析、5年滑动平均、Mann-Kendall检验、Pettitt突变检验、Morlet小波分析及R/S分析等多种方法,进行水文气象要素时间序列的趋势分析、突变检验和周期分析,并预测未来变化趋势。     

基于SCE-UA算法的河网水系水闸调度模拟

建立福州市江北城区内河水系水动力水质耦合模型,利用SCE-UA算法对水闸调度参数进行优化。结果表明,SCE-UA算法可用于水文模型参数的率定和河网水系水闸调度系统优化参数的识别。在待优化的区域单独建模,将生态补水规划模拟计算结果为优化区域提供边界,结果使模型计算时间大大减少。将优化后的参数代入原模型进行检验,效果令人满意。     

淮河流域环境流变化及其对洪泽湖鱼类栖息地的生态影响

为分析淮河流域环境流要素的变化趋势及其对洪泽湖鱼类栖息地的生态影响,以淮河中下游河段为研究区,采用IHA法,将蚌埠水文站1950—2015年径流序列划分为2002年蚌埠闸扩建前后两个时期,采用5种流量事件筛选出32种环境流评价指标,分析了水文变异条件下5种环境事件的生态效应;以鳜鱼为洪泽湖指示鱼类,综合考虑栖息地限制因子,运用PHABSIM模型得到栖息地加权可利用面积-流量曲线,计算了鳜鱼产卵期的生态流量。结果表明:淮河中下游环境流组成趋于单一化,大洪水事件减少,枯水流量增大,高脉冲流量持续时间缩短,出现次数增加,对下游生态环境不利;洪泽湖鳜鱼4—6月产卵期的最小生态流量为300 m~3/s,适宜生态流量为550 m~3/s;需合理调控环境流,增加鱼类补充和物质循环,并采取湖泊生态修复等措施,维持洪泽湖的生态平衡。     

淮河流域夏季旱涝前兆信号及预测

淮河流域旱涝频繁,寻找旱涝前兆信号并建立预报机制意义重大。依据淮河流域1968-2017年的降水、太平洋海温和欧亚大陆范围内的500 h Pa高度场资料,利用改进的Z指数法评定了淮河流域近50年来夏季旱涝的等级,寻找了影响流域降水的海温和大气压高度前兆信号,以其为预测因子,建立了流域夏季旱涝指标值预测的数学模型。结果表明:淮河流域旱涝灾情严重,呈现出南涝北旱的特征,旱灾有微弱的下降趋势,涝灾相反;海温前兆信号关键区位于千岛群岛、菲律宾海域到中太平洋地区以及Nino4区,500 h Pa高度场前兆信号关键区域分布于东西伯利亚山地、东欧和西西伯利亚平原以及西亚地区;利用逐步回归法建立的方程,具有较好的预测精度和实用性,能够对淮河流域夏季降水的旱涝指数进行预测,可为流域旱涝监控和预测提供支持。     

阿克苏地区水资源承载力变化及驱动力生态脆弱性分析

以塔里木河源流区阿克苏地区为研究对象,分析区域水资源承载力变化及引起变化的驱动力因素。采用主成分分析法分析了2004-2014年水资源承载力水平,提取了社会经济和生态2个系统的主成分,并进一步选取生态脆弱性作为生态评估指标,采用模糊层次分析对驱动力生态环境的动态变化进行了分析。结果表明:自2004年到2014年,阿克苏地区的水资源承载力总体呈下降趋势,承载F值从-2.99增加到4.69,人口与GDP、生态用水率是承载力变化的主要驱动因素;生态系统的脆弱度整体呈上升态势,生态脆弱性由Ⅰ级的轻度脆弱区上升至Ⅲ级强度区,其中森林覆盖率和垦殖率影响因子为分别0.29和0.12,通过调整可降低生态破坏程度以增加水资源的可持续性。     

洞庭湖流域极端降水变化特征分析

随着极端降水事件变率增强,洞庭湖流域频繁的极端洪旱事件严重威胁了地区人水和谐。基于洞庭湖流域28个国家气象站1961-2015年的逐日降水资料,采用RClim Dex模型定义阈值来识别极端降水事件,利用线性倾向估计法和集合经验模态分解(EEMD)组合的方法进一步分析了洞庭湖流域极端降水变化特征,由EEMD方法分解得到的各类极端降水指数的3个固有模态函数分量分别表现出3~6a、8~15a和21~27a的准周期。结果表明:洞庭湖流域极端降水频次峰值出现在6月,4-10月份极端降水频次之和占全年的82.7%,南岳和安化为极端降水高发带。洞庭湖流域除持续湿润日数CWD略有减小外,各项极端降水指数均表现出小幅上升趋势。在空间分布上,该流域东南部受山区地形地貌的影响,极端降水呈明显上升趋势。洞庭湖流域极端降水时空格局变化特征分析对流域水资源开发利用和水安全预警具有重要参考价值。