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近40年红河流域(中国部分)水源涵养功能动态演变特征及驱动因素 被引量:1
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作者 张洪波 尹班 +4 位作者 李春勇 崔松云 和艳 李小红 邓丽仙 《生态环境学报》 北大核心 2025年第4期556-569,共14页
水源涵养是生态系统的重要服务功能,对维持区域生态安全和水资源的可持续利用至关重要。明确水源涵养的时空分布特征、变化趋势及驱动因素,对于科学制定水资源保护规划、推进区域生态保护与修复具有重要的理论和实践价值。基于In VEST... 水源涵养是生态系统的重要服务功能,对维持区域生态安全和水资源的可持续利用至关重要。明确水源涵养的时空分布特征、变化趋势及驱动因素,对于科学制定水资源保护规划、推进区域生态保护与修复具有重要的理论和实践价值。基于In VEST模型计算红河流域(中国部分)1981-2020年8个时段(每5年为1个时段)的水源涵养功能,采用Sen+MannKendall及自然间断点法分析时空变化特征及其内部差异,并结合地理探测器方法分析其驱动因素。结果表明,1)红河流域(中国部分)多年平均水源涵养深度为68.7 mm,涵养量为5.77×10^(9) m^(3)。近40年间,水源涵养深度以-0.097 mm·a^(-1)的平均速率波动下降、水源涵养量以-7.5×10^(6) m^(3)·a^(-1)的平均速率波动下降。Sen+Mann-Kendall分析结果显示,水源涵养功能变化趋势以基本不变、轻微降低和轻微上升为主。林地、灌木林地和草地在水源涵养中占据主导地位,分别贡献了74.5%、13.8%和7.93%的水源涵养量。主要涵养区域集中在高程400-2 400 m和坡度5°-35°的区间,空间分布呈现东南高、西北低的格局。2)自然间断点法分析结果显示,水源涵养重要区面积为8.24×10^(3) km^(2),占研究区总面积的10.8%,但其水源涵养量占总量的20.2%,水源涵养率高达1.53×10~5 m^(3)·km^(-2)。3)地理探测器分析结果显示,降水量是水源涵养功能变化的主要驱动因素,土地利用变化则为次要因素。降水量与土地利用类型的交互作用对水源涵养功能空间异质性具有显著影响,超过任何单一因素或其他交互因素。红河流域(中国部分)水源涵养功能呈现出显著的时间演变规律和空间分布特征,降水与土地利用共同构成其时空异质性的关键驱动因素。 展开更多
关键词 水源涵养 红河流域(中国部分) InVEST模型 Sen+Mann-Kendall 地理探测器
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垂向潜流带CO_(2)产量主控因素转变阈值研究
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作者 周诗雨 杨轶群 +3 位作者 戴君一 高迪 李燊琰 王礼春 《地学前缘》 北大核心 2026年第1期25-38,共14页
河流碳排放是全球碳循环的关键环节,潜流带作为其重要组成部分,对碳排放具有显著影响。潜流带CO_(2)产生和排放过程受河流温度和溶解氧(dissolved oxygen,DO)等动态因素控制,然而,目前大多数模型仍基于稳态条件,难以准确捕捉CO_(2)产量... 河流碳排放是全球碳循环的关键环节,潜流带作为其重要组成部分,对碳排放具有显著影响。潜流带CO_(2)产生和排放过程受河流温度和溶解氧(dissolved oxygen,DO)等动态因素控制,然而,目前大多数模型仍基于稳态条件,难以准确捕捉CO_(2)产量动态变化,导致碳排放估算存在较大不确定性。为此,本研究构建了典型沙丘形态的潜流带生物地球化学耦合模型,引入日周期性变化的河流温度和DO,将其作为潜流带边界条件,利用COMSOL Multiphysics对耦合模型进行数值求解,并通过达姆科勒数(Damk hler number,Da)和相关系数来分析河流温度和DO波动边界条件对垂向潜流带CO_(2)产量的动态影响及调控机制。研究结果表明,温度和DO对CO_(2)产生速率具有显著调控作用且存在竞争关系。在潜流带平均滞留时间小于15.7 h时,存在温度阈值,使CO_(2)产生速率的主控因素随河流平均温度发生转换。具体表现为:在温度阈值以下,主控因素为温度波动;而在温度阈值以上,主控因素为DO波动。更为重要的是,当平均滞留时间大于15.7 h时,主控因素转换机制不存在。本研究揭示了河流温度和DO波动对潜流带中CO_(2)产生速率的调控机制,为理解河流碳循环提供了新视角,有助于准确评估潜流带在全球碳循环中的作用,并为预测河流生态系统对气候变化的响应提供理论依据。 展开更多
关键词 潜流带 有氧呼吸 温度阈值 CO_(2) 生物地球化学过程 耦合模型
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长江源区水源涵养能力多尺度时空变化特征研究
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作者 任化准 吴光东 束龙仓 《人民长江》 北大核心 2025年第7期76-83,共8页
长江源区是长江流域重要的水源涵养功能区,是中国重要的生态安全屏障。揭示长江源区水源涵养能力时空变化规律及其影响因素,对推进生态保护与修复工程、维持长江源生态功能和保护河湖健康具有重要意义。应用SWAT水文模型模拟了长江源区... 长江源区是长江流域重要的水源涵养功能区,是中国重要的生态安全屏障。揭示长江源区水源涵养能力时空变化规律及其影响因素,对推进生态保护与修复工程、维持长江源生态功能和保护河湖健康具有重要意义。应用SWAT水文模型模拟了长江源区水文过程,结合统计及地统计方法,定量识别了长江源区水源涵养能力多尺度时空变化特征及主要影响因素。结果表明:(1)1963~2020年长江源区年降水量、实际蒸散发量、径流量和产水量呈现显著的上升趋势,上升速率分别为1.35,1.00,0.12 mm/a和0.36 mm/a;年水源涵养能力呈现不显著上升趋势,上升速率为0.24 mm/a,但年内、年际变化却极为明显,水源涵养能力主要集中在秋季和暖季。(2)水源涵养能力空间上呈现从上游到下游增加的趋势;通天河水源涵养能力最高,当曲河其次,楚玛尔河和沱沱河水源涵养能力较小。(3)水源涵养能力主要受降水量、产水量、地下径流量、干旱指数、蒸散发能力及土地利用类型等因素的综合影响。研究成果可为长江流域水资源管理及生态环境保护提供参考。 展开更多
关键词 水源涵养能力 降水量 蒸散发量 径流量 产水量 时空特征 SWAT模型 长江源区
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地下水污染地球物理研究进展
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作者 毛德强 孟健 +2 位作者 翟恪祥 曾子豪 刘士亮 《地学前缘》 北大核心 2026年第1期444-469,共26页
精准刻画与监测地下水中污染物的时空特征是实现高效准确治理的重要任务。地下水系统的隐蔽性与非均质性限制了污染分布特征与运移规律的精准刻画。地球物理方法具有非侵入、低成本、高效率和信息连续等诸多优势,已成为刻画与监测地下... 精准刻画与监测地下水中污染物的时空特征是实现高效准确治理的重要任务。地下水系统的隐蔽性与非均质性限制了污染分布特征与运移规律的精准刻画。地球物理方法具有非侵入、低成本、高效率和信息连续等诸多优势,已成为刻画与监测地下水污染的重要手段。本文综述了地下水污染领域中较为成熟的地球物理方法,梳理了方法的原理、模型与研究范例。结果表明,针对地球物理方法应用中的不确定性问题,已发展了诸多机理模型、反演技术以及多源数据融合方法。结合室内柱实验与微观扫描等技术建立了污染介质作用下多孔介质地球物理响应的解译模型;开发了一系列映射水文地质参数与地球物理数据的岩石物理模型,实现了场地尺度由地球物理数据直接反演污染物浓度的可能性;在反演方法上发展了基于结构约束等先验信息的反演方法,降低了结果的不确定性;通过数值模拟新方法实现了多源数据的融合与耦合模拟。未来研究需要在微观孔隙尺度上深入探究污染物的运移机理,并建立参数统一的地下水污染地球物理响应数据库。同时,通过结合人工智能与数据同化等新技术,可以更精准、全面的描述、预测和管理地下水污染场地。 展开更多
关键词 地下水污染 地球物理方法 岩石物理模型 刻画与监测 未来挑战
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基于GA-SVR-MODIS的季节性冻土区入湖地下水排泄区识别
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作者 苏小四 杜思楠 +3 位作者 梁海婷 郑昭贤 杨敬爽 李阳 《安全与环境工程》 北大核心 2025年第3期266-280,共15页
湖泊富营养化是目前公众和政府关注的热点问题之一。热红外遥感技术被广泛应用于识别入湖地下水排泄区,但传统热红外遥感方法并未考虑冻结湖泊表面覆盖的积雪和冰层对反演湖水表面温度的影响,限制了其识别入湖地下水排泄区的精度和适用... 湖泊富营养化是目前公众和政府关注的热点问题之一。热红外遥感技术被广泛应用于识别入湖地下水排泄区,但传统热红外遥感方法并未考虑冻结湖泊表面覆盖的积雪和冰层对反演湖水表面温度的影响,限制了其识别入湖地下水排泄区的精度和适用性。基于遗传算法-支持向量回归(genetic algorithm-support vector regression,GA-SVR)模型和中分辨率成像光谱仪(moderate resolution imaging spectoradiometer,MODIS)遥感数据开展了对东北季节性冻土平原区典型湖泊查干湖湖水表面温度的反演与预测研究,识别了不同时期入湖地下水的排泄区。结果表明:GA-SVR模型可将冰封期热红外遥感法反演湖水表面温度的R^(2)由0.69提高到0.95,其识别的入湖地下水排泄区与湖泊中高^(222)Rn浓度的分布区域一致。研究结果可为有效识别查干湖营养物质主要来源和查干湖水环境安全管控提供科技支撑。 展开更多
关键词 季节性冻土区湖泊 湖水表面温度 MODIS GA-SVR模型 地下水排泄
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水文要素对河湖生态环境的调控效应研究进展
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作者 姜翠玲 许睿亭 《水利水电科技进展》 北大核心 2025年第5期119-128,147,共11页
鉴于关键水文要素如水位、流速、流量对河湖生态环境调控的重要作用,在参考大量国内外相关研究成果的基础上,结合典型案例,系统阐述了水位、流速、流量以及水文连通性对水环境和水生生物的影响,分析了水文要素对生态环境的调控效应。水... 鉴于关键水文要素如水位、流速、流量对河湖生态环境调控的重要作用,在参考大量国内外相关研究成果的基础上,结合典型案例,系统阐述了水位、流速、流量以及水文连通性对水环境和水生生物的影响,分析了水文要素对生态环境的调控效应。水位通过改变光照强度、泥水界面的氧化还原条件、生物栖息地面积等,影响水体和沉积物中污染物的分解转化以及水生植物的光合能力;流速与流量的变化则通过改变物质输移能力、沉积物状态、水生生物生长和繁殖需求,影响生物栖息地的适宜性,具有明显的阈值效应;水文连通性反映了水文要素之间的协同作用和动态变化过程,影响水生植被的分布格局以及鱼类的洄游和繁殖行为。最后介绍了相关研究采用的新技术和新方法,展望了研究的发展动向。 展开更多
关键词 水文要素 水文连通性 水生生物 河湖生态环境 生态修复 调控效应
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日喀则市河流生态流量阈值与计算方法研究
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作者 鲁程鹏 高齐泽 袁珍欢 《水资源保护》 北大核心 2025年第5期308-318,共11页
以日喀则市年楚河、多雄藏布和湘河为研究对象,构建河流-生物-社会耦合框架,以确定河流适宜生态流量阈值;采用水生态偏离指数对不同水文学法计算的河流生态流量结果进行评价,并基于河流健康指数对频率曲线法进行改进,最终得到维持日喀... 以日喀则市年楚河、多雄藏布和湘河为研究对象,构建河流-生物-社会耦合框架,以确定河流适宜生态流量阈值;采用水生态偏离指数对不同水文学法计算的河流生态流量结果进行评价,并基于河流健康指数对频率曲线法进行改进,最终得到维持日喀则市河流生态系统健康的生态流量计算结果。结果表明,年楚河、多雄藏布和湘河枯水期适宜生态流量下限分别为3.06、12.91、1.16 m^(3)/s,其中湘河在4—5月为保障鱼群繁殖产卵,需将生态流量最小值提升为1.25 m^(3)/s;汛期为确保河流输沙过程的正常运行,需水量阈值分别确定为1.5亿~1.8亿m^(3)、4.3亿~5.4亿m^(3)和0.5亿~0.6亿m^(3);年楚河、多雄藏布及湘河基于频率曲线法的水生态偏离指数分别为0.76、1.27、0.11,与当地生态环境特征的契合度较高;通过对频率曲线法所得每月生态流量的结果进行调整,改进后的频率曲线法可使每月的河流健康指数均达到0.4以上,符合当地河流生态流量的需求。 展开更多
关键词 生态流量 适宜生态流量阈值 水文学方法 水生态偏离指数 河流健康指数 日喀则市
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流域水电梯级开发环境累积效应研究方法综述
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作者 敖燕辉 庄艺玲 +1 位作者 顾凯业 车慧楠 《东南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第3期688-696,共9页
为探究流域水电梯级开发环境累积效应方法的发展方向,对累积效应的基本问题进行探讨,包括概念、组成、特征和方法等方面,并回顾了累积效应概念产生和发展的过程,提出了定义累积效应必须包括的核心内容。对国内外累积效应研究现状进行梳... 为探究流域水电梯级开发环境累积效应方法的发展方向,对累积效应的基本问题进行探讨,包括概念、组成、特征和方法等方面,并回顾了累积效应概念产生和发展的过程,提出了定义累积效应必须包括的核心内容。对国内外累积效应研究现状进行梳理,归纳总结出10种关于环境累积效应评价的方法。以天全河流域和洮河干流中游段为例,分析累积效应在我国流域水电梯级开发项目中的应用和实际案例。累积效应研究备受关注,预计未来对该领域的研究需求将显著增加,进而提出了未来累积效应研究的方向与展望。 展开更多
关键词 水电梯级开发 累积效应 评价方法 水环境
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典型人工景观池塘水体甲烷释放特征及其对富营养化的响应 被引量:2
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作者 赖世平 刘佳 +4 位作者 肖尚斌 陈敏 张博文 孟江槐 李元正 《湖泊科学》 EI CAS 北大核心 2025年第1期122-131,I0003-I0010,共18页
富营养化水体的碳通量过程是全球水域生态系统中的前沿和热点问题。本研究以三峡大学校园内景观池塘(莲心湖)为研究对象,开展为期一年的水气界面CH_(4)通量监测,并在此基础上进一步探讨水体富营养化水平对CH_(4)释放的影响。结果表明,... 富营养化水体的碳通量过程是全球水域生态系统中的前沿和热点问题。本研究以三峡大学校园内景观池塘(莲心湖)为研究对象,开展为期一年的水气界面CH_(4)通量监测,并在此基础上进一步探讨水体富营养化水平对CH_(4)释放的影响。结果表明,莲心湖水气界面CH_(4)平均排放通量为5.06 mg/(m^(2)·h),整体表现为CH_(4)的源,且以冒泡释放为主导(占比为88.56%)。CH_(4)排放通量呈现时间异质性,表现为夏季(8.70 mg/(m^(2)·h))>冬季(4.80 mg/(m^(2)·h))>春季(3.88 mg/(m^(2)·h))>秋季(2.87 mg/(m^(2)·h)),白天(0.11 mg/(m^(2)·h))略高于夜晚(0.09 mg/(m^(2)·h))。CH_(4)排放通量在各个季节及昼夜的差异与温度、风速和叶绿素a等环境因素变化有关。随着水体富营养化水平的提高,CH_(4)排放通量呈现非线性增加的趋势,重度富营养化水体的CH_(4)排放通量是中度富营养化水体的2倍,这表明降低水体富营养化水平可有效减少水体的CH_(4)排放。研究结果可为其他同类型水体的温室气体减排提供参考。 展开更多
关键词 富营养化 甲烷释放 池塘 冒泡通量 叶绿素A
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大渡河适宜生态流量评价研究 被引量:1
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作者 卫仁娟 潘妮 +1 位作者 赵璐 史雯雨 《节水灌溉》 北大核心 2025年第3期24-29,35,共7页
生态流量是保障流域水生态环境可持续发展的重要指标。为科学确定大渡河的生态流量,基于大渡河泸定站1993-2022年实测日流量资料,采用Tennant法、枯水频率法、月保证率法等8种水文学法计算大渡河泸定站生态流量值,并建立基于偏差指数和... 生态流量是保障流域水生态环境可持续发展的重要指标。为科学确定大渡河的生态流量,基于大渡河泸定站1993-2022年实测日流量资料,采用Tennant法、枯水频率法、月保证率法等8种水文学法计算大渡河泸定站生态流量值,并建立基于偏差指数和满足率的综合指数评价各方法的适宜性。结果表明:①大渡河泸定站径流变化呈现不显著的增加趋势,水文情势变化较低,径流序列一致性较好;②各水文学法计算生态流量评价结果各有优劣,月保证率法和变化范围分析法(RVA法)的综合指数最高,水文节律表现较好,推荐月保证率法和RVA法作为大渡河泸定站的生态流量计算方法。③月保证率法推荐的生态流量最小值为167.1 m^(3)/s,最大值为1942 m^(3)/s,均值为801.8m^(3)/s;RVA法推荐生态流量最小值为161.9m^(3)/s,最大值为1217m^(3)/s,均值为549.6m^(3)/s。 展开更多
关键词 生态流量 水文学法 综合评价 大渡河
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蓝藻生长与衰亡对太湖沉积物-上覆水系统CO_(2)和CH_(4)排放通量的影响及其来源途径 被引量:1
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作者 吴铭杰 许海 +5 位作者 詹旭 邱雨 孙宏伟 秦伯强 朱广伟 张运林 《湖泊科学》 北大核心 2025年第2期401-414,共14页
随着气候变化和人类活动的增加,全球湖泊富营养化日趋加重,湖泊中蓝藻水华频繁发生。湖泊作为全球碳循环的热点区域,一方面通过浮游植物光合作用固定大气中的二氧化碳(CO_(2)),另一方面又通过有机物的降解向大气中排放CO_(2)和甲烷(CH_(... 随着气候变化和人类活动的增加,全球湖泊富营养化日趋加重,湖泊中蓝藻水华频繁发生。湖泊作为全球碳循环的热点区域,一方面通过浮游植物光合作用固定大气中的二氧化碳(CO_(2)),另一方面又通过有机物的降解向大气中排放CO_(2)和甲烷(CH_(4))。目前关于蓝藻水华对湖泊沉积物-上覆水系统中碳的源汇效应的研究主要集中于藻类死亡降解对含碳温室气体排放的影响,但对藻类光合作用固定大气中CO_(2)效应的研究较少,因此蓝藻水华引起的湖泊碳的源汇效应尚不明确。本研究于2023年夏季采集太湖竺山湾的表层沉积物构建沉积物-上覆水系统,添加不同生物量的蓝藻,进行室内恒温水浴培养模拟实验,定期封闭培养柱,采集顶空气体样品,测定气体中CO_(2)和CH_(4)浓度及碳同位素丰度,研究蓝藻生长和衰亡对CO_(2)和CH_(4)产生途径及排放通量的影响。结果表明,蓝藻生长与衰亡阶段分别呈CO_(2)吸收和排放状态,CO_(2)排放通量随初始蓝藻添加量的增加而增加。蓝藻生长阶段CO_(2)排放通量呈负值,藻类固定CO_(2);蓝藻衰亡阶段CO_(2)排放通量随着蓝藻的死亡分解逐渐增加,在第25天达到稳定。蓝藻生长阶段的CH_(4)排放通量为(0.022±0.011)~(3.159±0.51)μmol/(m^(2)·h),在第7天达到峰值:蓝藻衰亡阶段的CH_(4)排放通量显著升高,达到(0.219±0.017)~(9.783±0.215)μmol/(m^(2)·h),并在第20天达到峰值。将CH_(4)换算为CO_(2)当量(CO_(2)-eq),各处理组总的CO_(2)-eq排放通量在蓝藻生长阶段表现为“碳汇”(-451.82~-113.28 mmol/(m^(2)·h)),而在蓝藻衰亡阶段表现为“碳源”(35.46~196.86 mmol/(m^(2)·h))。整个实验周期净CO_(2)-eq排放通量为-746.71 mmol/(m^(2)·h),表现出强烈的碳汇效应。^(13)C-CO_(2)和^(13)C-CH_(4)稳定同位素结果显示,表观分馏因子α_(C)值均小于1.06,表明蓝藻生长和衰亡阶段CH_(4)产生途径以乙酸发酵为主。随着初始蓝藻添加量的增加,α_(C)逐渐减小,表明蓝藻提高了乙酸发酵途径在CH_(4)代谢中的占比。研究结果对于揭示蓝藻水华对富营养化湖泊碳循环与源汇效应的影响机制具有重要科学意义。 展开更多
关键词 甲烷 排放通量 碳同位素 蓝藻水华 太湖 竺山湾
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基于博弈论-云模型的湖北省汉江中下游地区水资源承载力评价 被引量:2
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作者 邓乐乐 郭生练 +1 位作者 王俊 向鑫 《水资源保护》 北大核心 2025年第2期200-208,共9页
针对现有水资源承载力评价方法单一赋权和主观选择不确定性的局限,构建了水资源承载力综合评价指标体系,考虑到水资源承载力评价的不确定性,采用博弈论融合单一赋权法生成指标权重,基于灰色关联-TOPSIS法获取贴近度,并对云模型进行优化... 针对现有水资源承载力评价方法单一赋权和主观选择不确定性的局限,构建了水资源承载力综合评价指标体系,考虑到水资源承载力评价的不确定性,采用博弈论融合单一赋权法生成指标权重,基于灰色关联-TOPSIS法获取贴近度,并对云模型进行优化,提出了基于博弈论-云模型的评价方法,综合评价了湖北省汉江中下游地区8市2010—2020年水资源承载力时空变化。结果表明:水资源承载力水平上游高于下游,具有较强的聚集特征,空间分异性明显;2011年水资源承载力水平最低,2020年最高,总体呈波动上升趋势;各市水资源承载力水平以中等为主,部分年份达警戒水平。 展开更多
关键词 水资源承载力 博弈论 云模型 汉江中下游 湖北省
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基于IHA-RVA法的黔中喀斯特流域水文情势变化分析 被引量:1
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作者 杨梅 贺中华 《水生态学杂志》 北大核心 2025年第2期91-102,共12页
以贵州省黔中喀斯特流域乌江上游干流三岔河龙场桥站为研究站点,采用IHA-RVA生态水文指标变化范围法对水电梯级开发条件下龙场桥站1979—2020年水文情势变化进行量化评估,并根据双累积曲线法分析降雨和人类活动对龙场桥站径流量变化的... 以贵州省黔中喀斯特流域乌江上游干流三岔河龙场桥站为研究站点,采用IHA-RVA生态水文指标变化范围法对水电梯级开发条件下龙场桥站1979—2020年水文情势变化进行量化评估,并根据双累积曲线法分析降雨和人类活动对龙场桥站径流量变化的影响。结果表明,龙场桥站年均径流量变化呈显著下降趋势,32个生态水文指标中,5个为高度改变,3个为中度改变,24个为低度改变,整体水文改变度为40.51%,属于中度改变;随着流域梯级开发的不断推进,下游龙场桥站径流量降幅逐渐增加,人类活动导致龙场桥站年均径流量降低,降雨在一定程度上消减了人类活动的影响;1985年以来,流域内土地利用转移主要表现为耕地、建设用地的增加,林地、草地、灌木、水域等地类面积的减少,表明土地利用变化对地表径流的截流作用不强,但因耕地面积增加导致的农业用水需求增长可能是龙场桥站径流减少的另一重要原因;龙场桥站上游梯级水利水电工程的修建及调度对下游水文情势产生了影响,增加了流域两岸生态系统的不稳定性,不利于流域两岸生物多样性的维续。研究结果可为梯级开发条件下黔中喀斯特流域水文水资源高效可持续利用及生物多样性保护提供科学依据。 展开更多
关键词 水文情势 水文改变度 土地利用转移 乌江
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秦岭北麓生态协调控制带西安段地下水质量评价及其生态环境效应
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作者 徐盼盼 申艳军 +3 位作者 钱会 臧永琪 刘宜鑫 彭建兵 《地质通报》 北大核心 2025年第11期2041-2053,共13页
【研究目的】秦岭作为“中央水塔”与生态屏障,地位重要,然而秦岭北麓生态协调控制带西安段的地下水质量及其生态环境效应尚不明确。本文旨在揭示该区域地下水的水化学成因及其伴生效应,以期为秦岭地下水资源管理提供科学依据。【研究... 【研究目的】秦岭作为“中央水塔”与生态屏障,地位重要,然而秦岭北麓生态协调控制带西安段的地下水质量及其生态环境效应尚不明确。本文旨在揭示该区域地下水的水化学成因及其伴生效应,以期为秦岭地下水资源管理提供科学依据。【研究方法】于2023年12月—2024年1月,系统采集了104件浅层地下水样品,利用水文地球化学、统计学等理论方法,对检测数据进行综合分析。【研究结果】地下水整体呈弱碱性,属于淡水,主控阴、阳离子分别为HCO_(3)^(-)和Ca^(2+),主导水化学类型为HCO_(3)-Ca、HCO_(3)-Ca·Mg、HCO_(3)·SO_(4)-Ca·Mg、HCO_(3)·SO_(4)-Ca和HCO_(3)-Ca·Na型;地下水水化学特征主要受硅酸盐岩和碳酸盐岩溶解、阳离子交换作用和人类农业活动的综合影响;水质等级Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ类分别占比16.35%、52.88%、11.54%和19.23%。造成水质未达标的主要因子是硝酸盐和总硬度。【结论】秦岭山前与平原区地下水质量显著分异,平原区水质的劣化凸显了控制农业面源污染与加强地下水治理的迫切需求。 展开更多
关键词 水化学特征 地下水质量评价 生态环境 秦岭北麓 陕西西安
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香溪河库湾甲烷气体传输速率昼夜过程及其影响因素研究
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作者 赖世平 刘佳 +3 位作者 肖尚斌 陈巍 纪道斌 陈敏 《三峡大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第5期26-33,共8页
以香溪河库湾为研究对象,通过对水-气界面CH4浓度及扩散通量进行昼夜监测,同步监测水环境因子及气象因子,探究气体传输速率的变化过程,进而探讨薄边界层理论应用中的关键性因子.研究发现:观测期间香溪河水体表现为大气CH_(4)的源,全天CH... 以香溪河库湾为研究对象,通过对水-气界面CH4浓度及扩散通量进行昼夜监测,同步监测水环境因子及气象因子,探究气体传输速率的变化过程,进而探讨薄边界层理论应用中的关键性因子.研究发现:观测期间香溪河水体表现为大气CH_(4)的源,全天CH4平均扩散通量为0.081mg·(m^(2)·h)^(-1),白天平均扩散通量[0.108mg·(m^(2)·h)^(-1)]高于夜间[0.043mg·(m^(2)·h)^(-1)],呈现昼高夜低的变化趋势;水体溶解CH4浓度为0.059μmol·L^(-1),变化范围为0.046~0.102μmol·L^(-1),其中白天表层水体溶解CH_(4)浓度标准差较大,夜间较小;香溪河库湾k_(600)在0.41~37.54cm·h^(-1)之间变化,白天k_(600)(7.49cm·h^(-1))大于夜间(3.82cm·h^(-1)),呈现明显的昼高夜低现象.k_(600)受到多种因素影响,U10仅是其中一个因子,在U10相近的条件下,水气温差造成的水体垂直混合是一个重要因素,可导致气体通量相差3.9倍,这进一步表明在估算三峡库区碳排放时,不能忽视水气温差对k_(600)的影响. 展开更多
关键词 香溪河库湾 气体传输速率 风速 水气温差 三峡库区
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基于无人机影像识别冰封水库CH_(4)冒泡分布热点区域
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作者 胡天超 金业 +4 位作者 陈小强 金亢 孙源 李志军 许士国 《湖泊科学》 北大核心 2025年第6期2132-2145,I0012,I0013,共16页
冒泡作为湖库等淡水生态系统中温室气体甲烷(CH_(4))排放的主要方式,具有高度时空异质性。水库库尾浅水区沉积物易产生CH_(4),并以冒泡的形式释放,但在开放水体中很难捕捉到CH_(4)冒泡的排放热点区域。冰封水库在冰的生长过程中会冻结... 冒泡作为湖库等淡水生态系统中温室气体甲烷(CH_(4))排放的主要方式,具有高度时空异质性。水库库尾浅水区沉积物易产生CH_(4),并以冒泡的形式释放,但在开放水体中很难捕捉到CH_(4)冒泡的排放热点区域。冰封水库在冰的生长过程中会冻结捕捉由沉积物产生并上浮富含CH_(4)的气泡,在冰面上形成一定规模的“冰封气泡”,这使得基于冰封气泡特征识别CH_(4)冒泡分布热点区域的规模、空间分布成为可能。本研究以我国东北地区大型水库——东风水库为调查对象,基于冬季水库冰面的无人机影像与现场冰封气泡特征调查,结合面向对象的图像分析,构建了冰封气泡影像提取分割方法,利用空间自相关分析探究冰封气泡空间分布模式,识别冰封气泡聚集的热点区域。研究结果表明:(1)东风水库库尾冰封气泡直径范围为1~10 cm,无人机15 m飞行高度空间分辨率为0.4 cm,能够满足识别冰封气泡的质量要求;形态学顶帽变换方法能够有效改善光照不均的图像,显著提高正射影像图片资料的合成质量。(2)利用气泡、冰裂纹在长宽比、亮度、密度等特征值的差异性能够进行冰封气泡的有效提取分类,受调查的3个气泡区分类总体提取精度均为0.8以上,显示了较高的冰封气泡提取效果。(3)3个冰封气泡密集区域总气泡面积占库尾总面积的0.24%,3个区域内部共10个调查样带的气泡面积占比分布范围为2.6%~7.8%。冰封气泡空间分布均呈现显著的聚集模式,被划分为冒泡分布热点区域占库尾总面积的0.9%,说明在整个水库范围内,CH_(4)冒泡热点可能仅存在于有限的区域内。研究成果对揭示湖库甲烷排放热点区域分布特征具有重要指示意义。 展开更多
关键词 冰封水库 无人机 CH_(4)冒泡 热点区域 面向对象的图像分析 东风水库
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海南岛生态清洁小流域功能分区与治理措施功能匹配性研究
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作者 陈家东 张鹏 +5 位作者 郭建超 齐实 卢旭东 左琴 吴慧 陈益壮 《生态环境学报》 北大核心 2025年第5期743-753,共11页
为探究小流域治理措施与国土空间管控主导下流域水土保持功能的匹配性,以海南岛为研究对象,提出基于地方国土空间管控和水土保持规划等政策的小流域功能分区方法,将海南岛小流域进行水土保持功能分区,并以近年来建设的42条小流域为研究... 为探究小流域治理措施与国土空间管控主导下流域水土保持功能的匹配性,以海南岛为研究对象,提出基于地方国土空间管控和水土保持规划等政策的小流域功能分区方法,将海南岛小流域进行水土保持功能分区,并以近年来建设的42条小流域为研究对象,基于投资建立措施与功能的匹配性评价模型,评估小流域的治理措施与其所在功能分区的匹配性。结果表明,1)在绿色农产、水源涵养、生态保护、和谐宜居、休闲康养五类功能分区中,绿色农产分区面积最大,占海南岛总面积的37.2%,功能定位是改善农业基础设施条件,主要措施是生产道路建设、保土耕作等。2)绿色农产分区是近年来小流域建设的主要分区,但措施布设、投资与其功能定位存在偏差。20条小流域中有16条匹配性等级为“中等”以下,其他分区功能匹配性较高。3)总体上,匹配性等级为“中等”及以上的占59.5%;“中等”以下的占40.5%,且主要集中在绿色农产分区。未来在绿色农产分区内建设生态清洁小流域时应增大农业基础设施建设等重要措施的投资比重,提高措施投资与流域功能的匹配性。该研究为海南岛及类似地区的小流域功能分类及建设方向提供了理论参考和实用方法。 展开更多
关键词 水土保持功能分区 投资评价法 功能匹配性 生态清洁小流域建设 海南岛
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河流岸边排放口允许排污负荷的伴随方程反演法
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作者 时晓燕 张红 +3 位作者 陶春华 卢聆江 万欣 刘昭伟 《工程科学与技术》 北大核心 2025年第4期176-184,共9页
岸边侧向排放是河流接纳污水排放的主要方式,污染混合区控制的允许排污负荷是排放口管理的重要指标。伴随方程法在解决水力学反问题上表现出较大优势,但预测浓度和观测浓度误差的优化目标无法直接应用于允许排污负荷的反演,限制了伴随... 岸边侧向排放是河流接纳污水排放的主要方式,污染混合区控制的允许排污负荷是排放口管理的重要指标。伴随方程法在解决水力学反问题上表现出较大优势,但预测浓度和观测浓度误差的优化目标无法直接应用于允许排污负荷的反演,限制了伴随方程法在该问题上的应用。为此,提出一种伴随方程法误差源项的计算方法,进而构建河流岸边排放口允许排污负荷的反演模型。该方法在排放口水质模拟的基础上,利用伴随方程法,建立对流扩散方程边界条件的反演方法,进而分析河流岸边排放污染混合区的分布特点;以污染混合区长度为控制目标,设计伴随方程中优化目标的计算方法,实现基于污染混合区长度的排放口允许排放负荷的反演计算。将该方法应用于长江上游某典型支流排污口的允许排污负荷的反演,基于河段的水功能区划和污染混合区管理目标,得到排放口的允许排放负荷。模拟结果显示:正问题方法可以很好地预测岸边污染混合区的高锰酸盐指数(COD_(Mn))分布,预测误差为16.7%,能满足实际工程中水质模拟的精度要求。所提出的伴随方程反演法能快速反演允许排污负荷,只需迭代6步即可使得污染混合区的长度达到1 m的精度,可以满足工程应用;继续迭代至18步,计算精度可达到0.01 m以下。该方法在实际问题中具有计算精度高、收敛速度快的特点,有广阔的工程应用前景,可为天然河流排放口的管理提供技术支撑。 展开更多
关键词 河流岸边排放 允许排污负荷 伴随方程法 水质模拟 反问题 BFGS算法
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三峡大坝下游宜昌站pCO_(2)变化研究
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作者 吴雪 黄海 +1 位作者 关见朝 王乐 《泥沙研究》 北大核心 2025年第5期1-8,41,共9页
河流是联系陆海两大碳库的重要通道,在全球碳循环中发挥着关键作用。长江作为中国最大的河流,在我国河流碳循环中占据着重要地位。三峡大坝建设及运行以来,紧邻其下游的宜昌站水沙情势及环境特征均发生了明显的变化,然而,针对三峡大坝... 河流是联系陆海两大碳库的重要通道,在全球碳循环中发挥着关键作用。长江作为中国最大的河流,在我国河流碳循环中占据着重要地位。三峡大坝建设及运行以来,紧邻其下游的宜昌站水沙情势及环境特征均发生了明显的变化,然而,针对三峡大坝下游水体中二氧化碳分压pCO_(2)的变化情况还缺少系统的研究。基于此,以宜昌站为例,运用三峡大坝建设前后(1958—2018年)的水化学数据,构建了基于断面流量与溶解无机碳的碱度计算公式,计算分析了建坝前后宜昌站pCO_(2)的变化,探讨了引起pCO_(2)变化的影响因子及其相对作用,研究结果为评估大坝建设等对局部河段碳循环及环境影响提供了依据。 展开更多
关键词 pCO_(2) 河流碳循环 宜昌水文站 长江 三峡工程
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气候变化对丹江流域(商州区段)河川径流的影响研究
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作者 李培月 李清艺 +2 位作者 刘伟超 田艳 寇晓梅 《安全与环境工程》 北大核心 2025年第3期281-288,310,共9页
丹江流域作为南水北调的重要水源区,其径流量受多种因素影响。其中,气候变化是直接影响流域水文水资源的一个重要因素。为研究气候变化对流域河川径流的影响,基于2000年、2010年、2020年3期土地利用数据建立了SWAT(soil and water asses... 丹江流域作为南水北调的重要水源区,其径流量受多种因素影响。其中,气候变化是直接影响流域水文水资源的一个重要因素。为研究气候变化对流域河川径流的影响,基于2000年、2010年、2020年3期土地利用数据建立了SWAT(soil and water assessment tool)模型,设置了11种气候变化情景,并定量分析了气候变化对河川径流的影响。结果表明:通过3个水文站点对模型校准验证,所得到的模型模拟效果较好;气温不变时,分别增加和减少10%、15%的降水量,河川径流量分别增加3.145、4.799 m^(3)/s和减少2.811、4.110 m^(3)/s,降水量增加使得河川径流量的增长幅度较大;降水量不变时,气温分别升高和降低0.5、1℃,河川径流量分别增加0.062、0.070 m^(3)/s和减少0.007、0.024 m^(3)/s,气温上升对河川径流量的增长幅度影响较小;在降水和气温同时变化时,河川径流量的变化主要取决于降水量的变化。河川径流量对气温的敏感度远低于降水量,河川径流量的变化主要取决于降水量的变化。 展开更多
关键词 气候变化 河川径流 影响因素 SWAT模型 丹江源地区
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