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极端气候下洞庭湖河水地下水相互作用:以资江洞庭湖河段为例 被引量：1
1
作者 谌宏伟 朱智超 +4 位作者 李正最 喻娓厚 周慧 于莎莎 彭向训 《地学前缘》 北大核心 2025年第2期445-455,共11页
以2022年洞庭湖为研究背景,以资江洞庭湖河段为研究对象,采用水化学和氡同位素联合示踪的方法,探讨洞庭湖区不同季节河水地下水相互作用关系,以揭示极端气候条件下湖区河道水交换的异常变化。1月和8月研究河段河水均为HCO_(3)-Ca型,地... 以2022年洞庭湖为研究背景,以资江洞庭湖河段为研究对象,采用水化学和氡同位素联合示踪的方法,探讨洞庭湖区不同季节河水地下水相互作用关系,以揭示极端气候条件下湖区河道水交换的异常变化。1月和8月研究河段河水均为HCO_(3)-Ca型,地下水分别为HCO_(3)-Ca型和HCO_(3)-Ca与HCO_(3)·SO_(4)-Ca型,均主要受岩石溶滤控制,且均表现出河水地下水一定程度混合的特征。1月和8月地下水^(222)Rn浓度平均分别是河水的21和23倍,且两类水体均为1月高于8月。1月和8月河水TDS和Cl^(-)沿程均小幅度起伏变化,地下水中则以与河水总体相近的趋势大幅度波动;1月河水和地下水^(222)Rn浓度沿程为总体先升后降的大幅度波动特征,8月则表现为上半河段变化趋势相反、下半河段趋势相近。综合分析认为:1月和8月研究河段上游和下游一定范围内均为地下水补给河水,中部一定范围内补给减弱;1月和8月地下水补给河水的速率分别为0.39×10^(-4)和0.44×10^(-4) m^(3)/(s·m),补给量分别为1.24和1.39 m^(3)/s。2022年的极端气候导致洞庭湖平原区河水和地下水相互作用关系出现异常,研究河段1月地下水补给河水强度增加,8月由通常的河水补给地下水逆转为地下水补给河水。极端气候不仅影响了洞庭湖平原河道水交换模式和强度,还可能导致河道生态系统的物质循环和能量流动功能出现异常。 展开更多
关键词 水化学 氡同位素 河水 地下水 相互作用 极端气候 洞庭湖
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基于氡同位素示踪的洞庭湖区枯水期湖水与地下水交互作用研究 被引量：4
2
作者 谌宏伟 杨瑶 +6 位作者 黄荷 周慧 彭向训 于莎莎 喻娓厚 李正最 王赵国 《地学前缘》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期423-434,共12页
洞庭湖区水系发达,水文地质条件复杂,人类活动强烈,地表水和地下水的水力联系变化频繁,其研究的难度以及由此造成的研究不足影响了对湖区地下水赋存和运动规律的深入认识。本文以洞庭湖整体为研究对象,采用水位动态分析和氡(222 Rn)同... 洞庭湖区水系发达,水文地质条件复杂,人类活动强烈,地表水和地下水的水力联系变化频繁,其研究的难度以及由此造成的研究不足影响了对湖区地下水赋存和运动规律的深入认识。本文以洞庭湖整体为研究对象,采用水位动态分析和氡(222 Rn)同位素示踪法,定性和定量研究枯水期洞庭湖区地表水与地下水的交互作用关系与交互通量。枯水期洞庭湖区水位和氡浓度空间分布特征指示研究区内地下水向湖水排泄,尤以东洞庭湖最为显著。氡箱模型计算结果显示枯水期地下水排泄222 Rn通量为455.09 Bq/(m^(2)·d),占总输入222 Rn通量的60.07%,地下水排泄总量为0.29×10^(8)m^(3)/d,平均排泄速率为56.27 mm/d,地下水排泄对湖水的贡献率为7.04%。敏感性分析表明:风速、地下水和湖水222 Rn浓度以及湖面面积等参数较为敏感,合理布置取样点并提高敏感参数测量准确度能提高模型计算结果的可靠度。氡同位素示踪法物理意义明确、操作过程简便,是研究复杂区域地下水补、径、排特征的有效方法。研究成果一定程度上提供了洞庭湖区水量均衡的更多认识,可为洞庭湖区地下水资源评价和管理提供参考。 展开更多
关键词 地表水地下水交互作用 水位动态 氡同位素 枯水期 洞庭湖区
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人工生态礁体群对非平整岛礁孤立波水动力特性影响的试验研究
3
作者 王超 屈科 +2 位作者 王旭 高榕泽 王傲宇 《热带海洋学报》 北大核心 2025年第2期30-38,共9页
珊瑚礁特殊的地貌结构会导致大部分的入射波浪在其礁缘处破碎,从而有效降低礁坪上的波浪强度,起到保护海岸区域的作用。然而,岛礁上日益增多的人类活动,例如吹填珊瑚砂和岸防建设等,不但对岛礁原本脆弱的生态系统构成威胁,并且对岛礁复... 珊瑚礁特殊的地貌结构会导致大部分的入射波浪在其礁缘处破碎,从而有效降低礁坪上的波浪强度,起到保护海岸区域的作用。然而,岛礁上日益增多的人类活动,例如吹填珊瑚砂和岸防建设等,不但对岛礁原本脆弱的生态系统构成威胁,并且对岛礁复杂波浪演变特性产生显著影响。目前,岛礁建设面临促进岛礁生态修复和改善岛礁防浪抗浪特性的双重需要。文章基于物理模型试验,系统研究了人工生态礁体群存在时岛礁孤立波水动力的演变特性,并且分析了波高、水深、礁体开孔直径等因素对孤立波水动力特性的影响。试验结果表明,人工生态礁体群的存在会对岛礁孤立波的传播演变特性产生显著影响。入射波浪与人工生态礁体之间存在复杂的相互作用,礁体的存在会降低入射波浪的反射强度。除此之外,人工礁体内部复杂的涡流场会消耗更多的入射波能量,导致入射波浪在礁坪上的透射系数降低,更好地起到保护海岸的作用。 展开更多
关键词 人工生态礁体群 珊瑚礁 非平整岛礁 孤立波 水动力特性
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洞庭湖汛期水位变化特征及其驱动因素分析
4
作者 隆院男 唐颖 +2 位作者 杨家亮 莫军成 宋昕熠 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2024年第12期15-22,共8页
洞庭湖位于长江中游,其水文特征变化对于长江中游具有重要影响。针对变化环境下洞庭湖汛期水位演变特征及驱动因素,通过分析东洞庭湖(城陵矶站)、西洞庭湖(南咀站)、南洞庭湖(杨柳潭站)汛期最低水位、汛期最高水位、汛期平均水位3类水... 洞庭湖位于长江中游,其水文特征变化对于长江中游具有重要影响。针对变化环境下洞庭湖汛期水位演变特征及驱动因素,通过分析东洞庭湖(城陵矶站)、西洞庭湖(南咀站)、南洞庭湖(杨柳潭站)汛期最低水位、汛期最高水位、汛期平均水位3类水位序列,采用Mann-Kendall方法和Pettitt法检验3类水位序列的变异情况,基于GAMLASS模型分析3类水位序列的频率变化特征,并运用累积量斜率变化率法量化气候变化和人类活动的贡献率,以全面分析洞庭湖汛期水位变化的驱动因素。结果表明:同等设计频率下,3类水位序列的设计值均有不同程度的降低。此外,葛洲坝蓄水、下荆江裁弯和降水量增大是A2时期(1978—2002年)洞庭湖水位上升的主要原因;A3时期(2003—2022年),东洞庭湖同时受三峡水库蓄水、长江干流和三口四水来流的影响,出现水位下降趋势。西洞庭湖和南洞庭湖则主要受降水量减少的影响,来水量变小,从而引起水位下降。研究成果可为变化环境下洞庭湖区的防洪安全以及水资源利用提供参考。 展开更多
关键词 汛期最低水位 汛期最高水位 汛期平均水位 变异 气候变化 人类活动 洞庭湖
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基于湖心水库的洞庭湖治理新理念 被引量：2
5
作者 刘虎英 蒋昌波 +4 位作者 杨树清 刘易庄 陈杰 隆院男 邓斌 《水利水电科技进展》 CSCD 北大核心 2018年第6期19-25,31,共8页
基于"湖心水库"的基本思想,提出"变湖为库、清污分流、蓄洪排污、流水不腐"的洞庭湖全新治湖理念。利用二维水动力模型,分析了西洞庭湖湖心水库建设对行洪、补水、水环境的影响,探讨其运用的可行性。结果表明:湖心... 基于"湖心水库"的基本思想,提出"变湖为库、清污分流、蓄洪排污、流水不腐"的洞庭湖全新治湖理念。利用二维水动力模型,分析了西洞庭湖湖心水库建设对行洪、补水、水环境的影响,探讨其运用的可行性。结果表明:湖心水库的分洪蓄水能有效降低西洞庭湖内洪峰水位,缓解湖区的防洪压力;湖心水库的补水在枯水期能有效抬升开湖航道水位,改善通航条件;同时湖心水库的补水增大了开湖航道及湘江尾闾航道内水流流速,加速了水体交换,对洞庭湖水环境有利。 展开更多
关键词 洞庭湖 湖心水库 综合治理 二维水动力模型
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基于水质目标的洞庭湖区堤垸生态需水量研究 被引量：5
6
作者 安秋香 李洪翔 +1 位作者 黄兵 黎昔春 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2022年第9期43-48,共6页
洞庭湖区堤垸众多,垸内水体富营养化严重,水体流通不畅且水文观测资料匮乏,导致垸内生态需水量难以计算。以洞庭湖北部地区25个堤垸为研究对象,以垸内水体3 a后达到Ⅲ类水质为目标,在实地调研和勘查的基础上设置88个地表水水质采样点监... 洞庭湖区堤垸众多,垸内水体富营养化严重,水体流通不畅且水文观测资料匮乏,导致垸内生态需水量难以计算。以洞庭湖北部地区25个堤垸为研究对象,以垸内水体3 a后达到Ⅲ类水质为目标,在实地调研和勘查的基础上设置88个地表水水质采样点监测氨氮污染物浓度。基于环境稀释水量法建立了堤垸生态需水量计算模型,经与换水周期法对比分析,得到补水条件下洞庭湖北部地区堤垸生态需水量为32.161亿m^(3)。研究成果对改善洞庭湖区垸内生态环境具有重要参考价值。 展开更多
关键词 生态需水量 水质目标 环境稀释水量法 堤垸 洞庭湖
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洞庭湖萎缩对湖内洪水影响 被引量：12
7
作者 刘易庄 杨树清 +2 位作者 蒋昌波 隆院男 邓斌 《水科学进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期485-495,共11页
为了更好地理解湖泊萎缩对湖内洪水过程的影响,在假定洞庭湖将继续萎缩的前提下,通过建立荆江—洞庭湖水动力模型,定量分析洞庭湖萎缩对湖内洪水的影响。研究结果表明,湖内水位及洪峰流量随湖泊面积的萎缩而增加,洪峰水位到达时刻随着... 为了更好地理解湖泊萎缩对湖内洪水过程的影响,在假定洞庭湖将继续萎缩的前提下,通过建立荆江—洞庭湖水动力模型,定量分析洞庭湖萎缩对湖内洪水的影响。研究结果表明,湖内水位及洪峰流量随湖泊面积的萎缩而增加,洪峰水位到达时刻随着湖泊萎缩而提前。若遇1996年型洪水,洞庭湖面积若从目前的2670km^2减小至1380km^2时,西洞庭湖及南洞庭湖内最高水位将抬高2.0m左右,东洞庭湖水位将抬升0.4m左右,城陵矶站点洪峰水位到达时刻将提前约11h,洪峰流量增加约4800m^3/s。因此,若洞庭湖湖泊面积在目前基础上(面积2670km^2)继续萎缩,湖区特别是西洞庭湖及南洞庭湖将面临更为严峻的洪水灾害。虽然湖泊萎缩对西洞庭湖与南洞庭湖内水面坡降影响较小,但东洞庭湖内水位同时受湖泊萎缩及长江来流的影响,水面坡降发生较大变化,在距离蔡家洲80~110km(鹿角站附近)河段水面坡降出现大幅增大。 展开更多
关键词 湖泊萎缩 洪水 洞庭湖 荆江 洪峰流量 水面坡降
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洞庭湖区浅层地下水氧化还原分带规律 被引量：6
8
作者 危润初 唐仕明 +2 位作者 吴长山 谌宏伟 盛丰 《中国环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第4期1715-1722,共8页
在收集洞庭湖区1258个浅层地下水样检测数据的基础上,利用地统计学克里金方法分析Eh的空间分布规律,并基于氧化还原敏感指标的浓度空间数据对湖区地下水系统开展氧化还原分带规律研究.结果表明,受地质构造、地层岩性特征、沼泽湿地与水... 在收集洞庭湖区1258个浅层地下水样检测数据的基础上,利用地统计学克里金方法分析Eh的空间分布规律,并基于氧化还原敏感指标的浓度空间数据对湖区地下水系统开展氧化还原分带规律研究.结果表明,受地质构造、地层岩性特征、沼泽湿地与水稻田等因素的控制,自湖区外围山地和丘陵区至洞庭湖腹地,Eh值呈现逐渐减小的趋势,地下水环境逐渐由外围的氧化环境转为湖区腹地的还原环境;洞庭湖区地下水系统可分为硝酸盐稳定及还原带、锰(Ⅳ)还原带和铁(Ⅲ)还原带等3个氧化还原带.3个分带较好地反映了Eh的空间分布规律,但是在部分区域受含水层介质Mn元素富集的影响,氧化还原分带与Eh的空间分布存在错位现象. 展开更多
关键词 洞庭湖 浅层地下水 氧化还原电位 氧化还原分带
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洞庭湖地形变化对洪水过程的影响研究 被引量：3
9
作者 刘易庄 蒋昌波 +3 位作者 向朝晖 隆院男 邓斌 汤小俊 《水资源与水工程学报》 CSCD 北大核心 2023年第2期99-106,共8页
为了更好地理解地形变化对湖泊洪水过程的影响,采用已构建的长江-洞庭湖二维水动力模型,在洞庭湖2003及2011年实测地形的基础上,以2003年型洪水为例,定量分析了湖泊地形变化对洞庭湖洪水过程的影响。结果表明:2003—2011年洞庭湖超过40... 为了更好地理解地形变化对湖泊洪水过程的影响,采用已构建的长江-洞庭湖二维水动力模型,在洞庭湖2003及2011年实测地形的基础上,以2003年型洪水为例,定量分析了湖泊地形变化对洞庭湖洪水过程的影响。结果表明:2003—2011年洞庭湖超过40%的区域地形下降值大于0.10 m,特别是湘江洪道,其深泓线地形高程平均下降了5.72 m。通过对2003年洪水过程模拟发现,相比于2003年,在2011年地形情况下,以“四水”来流为主导的洪水过程中,南洞庭湖内洪峰水位下降超过0.40 m,西洞庭湖内洪峰水位下降约0.20 m,东洞庭湖内仅在南部地形变化较大区域的水位变化明显;斗米咀-城陵矶河段水面坡降变缓,南洞庭湖内洪道水面坡降变陡。而对于以长江来流为主导的洪水过程,由于长江洪水位的顶托作用,洞庭湖内洪峰水位下降了0.15 m,斗米咀-城陵矶河段及南洞庭湖内水面坡降下降不明显。因此,2003—2011年洞庭湖地形变化对“四水”来流型洪水影响较大,湖盆下切导致湖容增大,可有效缓解洞庭湖内防洪形势,但对长江来流主导的洪水影响较小。研究结果可为洞庭湖内疏浚扩容等防洪工程的开展提供参考。 展开更多
关键词 地形变化 洪水过程 洪峰水位 湖泊容积 洞庭湖
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湖南省水库与干旱情势空间匹配关系研究 被引量：7
10
作者 危润初 李淑雅 +2 位作者 欧阳琦 龙秋波 樊鸣放 《水资源与水工程学报》 CSCD 北大核心 2021年第5期27-34,共8页
根据湖南省地质、地形等条件,以县域为单元将湖南省划分为9个区域,对省内14000多座各类型水库开展空间统计,分析了水库空间分布规律,并采用SPI-3指数法计算得到4-9月重旱及以上干旱频率的空间分布,对比研究了水库分布与干旱的空间匹配... 根据湖南省地质、地形等条件,以县域为单元将湖南省划分为9个区域,对省内14000多座各类型水库开展空间统计,分析了水库空间分布规律,并采用SPI-3指数法计算得到4-9月重旱及以上干旱频率的空间分布,对比研究了水库分布与干旱的空间匹配关系。结果表明:湖南省水库分布具有明显的空间分异特征,丘陵区水库数量密度一般要大于山地区,但受大型水库不足的影响,库容密度一般要小于山地区。洞庭湖平原腹地水库密度极低,而外围岗地区则拥有全省最大的水库分布密度。不同分区水库供水能力与人口、耕地的匹配关系也有很大差异。湘东南罗霄-南岭山地区单位面积兴利库容和人均兴利库容最大分别可达54397.32 m^(3)/hm^(2)和3286.53 m^(3),而在湘中南岩溶丘陵区、洞庭湖区等地区则分别不大于3450 m^(3)/hm^(2)和210 m^(3)。湖南省水库的空间分异特征主要受地质、地形等地理条件控制,山地区水库规模大、数量少,而丘陵区水库小、数量多。总体上看,湖南省水库供水能力与干旱的空间分布存在明显的失衡错位,如衡邵盆地不仅年均降雨量少、重旱频率高,而且水库供水能力也处于全省较低水平,再加上岩溶区“保水难”的特性,该区成为省内干旱情势最为严重的地区。 展开更多
关键词 水库分布特征 空间分布 供水能力 干旱情势 匹配关系
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导鱼墩对鱼道进口水力特性及诱鱼效果的影响 被引量：2
11
作者 邓斌 谢颜武 +3 位作者 甘茂辉 瞿超雄 蒋昌波 张家强 《农业工程学报》 北大核心 2025年第6期80-88,共9页
位于电站尾水口附近的鱼道进口,往往受运行工况、进口布置等多方面的影响,使得鱼类难以找到进口并进入鱼道内部。针对以上问题,该研究以某水电工程位于电站尾水口附近的鱼道进口为例,提出在进口附近布置多个导鱼墩,并建立了三维水动力... 位于电站尾水口附近的鱼道进口,往往受运行工况、进口布置等多方面的影响,使得鱼类难以找到进口并进入鱼道内部。针对以上问题,该研究以某水电工程位于电站尾水口附近的鱼道进口为例,提出在进口附近布置多个导鱼墩,并建立了三维水动力数值模型及正态比尺为1∶25的物理模型;在此基础上,设置2种电站机组运行工况、3种导鱼墩间距、2种导鱼墩摆放角度共12种工况开展试验,并设置2种电站机组运行工况下的无导鱼墩情况作为对照,探索导鱼墩对鱼道进口水力特性及诱鱼效果的影响,以期提高鱼类找到进口并进入鱼道内部的可能。试验结果表明,电站尾水口附近的鱼道进口未设置导鱼墩时,2种电站机组运行工况下皆会出现较大的漩涡,这对鱼类的上溯将产生影响;设置导鱼墩后可改善进口附近的水流流态,减弱电站尾水对进口诱鱼水流的影响,使得诱鱼水流易被鱼类识别。导鱼墩背水面形成的小于0.2 m/s的流速区域,为鱼类上溯提供了休息区,以便积蓄力量继续上溯。相比于未设导鱼墩时,设置导鱼墩后平均上溯成功率有所提高,一台电站机组运行工况下提高了11.2~32.5个百分点,两台电站机组运行工况下提高了8.1~35.6个百分点。导鱼墩摆放方式相同,在两台电站机组运行情况下,诱鱼效果较佳。电站机组运行工况相同、角度一定、相对间距为5时诱鱼效果最佳;相对间距一定、角度为60°时,诱鱼效果较佳。该研究结果可为优化电站尾水口附近鱼道进口设计提供重要参考。 展开更多
关键词 渔业 鱼道进口 导鱼墩 水力特性 诱鱼效果
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基于eDNA技术的湘江长沙段丰水期鱼类物种多样性研究 被引量：1
12
作者 赵文玉 刘梦月 +2 位作者 林本平 郭珊 刘祯 《水生态学杂志》 北大核心 2025年第2期134-143,共10页
基于高通量测序技术对湘江长沙段表层水及底泥样品中鱼类DNA片段测序,可补充湘江长沙段鱼类资源调查数据,并验证eDNA技术用于鱼类资源调查的可行性。2021年8月14日沿湘江长沙段流向采集表层水与底泥样品各18份,采用E.Z.N.A.®土壤DN... 基于高通量测序技术对湘江长沙段表层水及底泥样品中鱼类DNA片段测序,可补充湘江长沙段鱼类资源调查数据,并验证eDNA技术用于鱼类资源调查的可行性。2021年8月14日沿湘江长沙段流向采集表层水与底泥样品各18份,采用E.Z.N.A.®土壤DNA提取试剂盒,以线粒体基因的12S rRNA为靶点,采用鱼类特异性引物Tele 02进行PCR扩增,与MitoFish和NCBI核酸数据库比对并经人工核实。结果显示,调查共获得淡水鱼8目13科32属39种;鲤形目(Cypriniformes)最多,共计27种,OTU相对丰度占比最高为48.56%;其次是鲇形目(Siluriformes)占22.87%,胡瓜鱼目(Osmeriformes)占17.65%,鰕鯱目(Gobiiformes)占8.48%,鳉形目(Cyprinodontiformes)占1.48%,鲈形目(Perciformes)占0.83%,鲟形目(Acipenseriformes)占0.08%,攀鲈目(Anabantiformes)占0.05%;属分类水平下,草鱼属(Ctenopharyngodon)、银鱼属(Salanx)、拟鲿属(Pseudobagrus)、䱗属(Hemiculter)、鲤属(Cyprinus)和吻鰕鯱属(Rhinogobius)为优势属。表层水与底泥中的Alpha多样性指数分布较为均匀,且中下游鱼类多样性水平稍高于上游,可能与水源地保护措施改善了水生态质量及禁渔政策有关。研究表明,eDNA技术可作为鱼类生物多样性监测和大数据统计的重要手段,与传统调查方法结合,可用于快速监测流域鱼类资源变化情况。 展开更多
关键词 环境DNA 鱼类多样性 丰水期 湘江长沙段
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基于改进三维生态足迹模型的洞庭湖区生态可持续时空演化研究 被引量：19
13
作者 熊鹰 艾赣雄 +2 位作者 周晨 姚颖 谢庆 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第3期1165-1179,共15页
洞庭湖是长江流域重要的调蓄湖泊,也是中国重要的农产品主产区。科学评估洞庭湖区生态可持续状态,揭示其时空演化特征,对探究其生态可持续影响因素与作用机理,降低生态赤字具有重要意义。基于碳足迹与生态足迹理论构建了改进的三维生态... 洞庭湖是长江流域重要的调蓄湖泊,也是中国重要的农产品主产区。科学评估洞庭湖区生态可持续状态,揭示其时空演化特征,对探究其生态可持续影响因素与作用机理,降低生态赤字具有重要意义。基于碳足迹与生态足迹理论构建了改进的三维生态足迹模型,填补了化石能源无法核算生态承载力的问题,同时调整了不同土地利用类型的参数因子。在对洞庭湖区25个区县进行可持续发展的动态评价分析中,计算了2000-2019年生态赤字、足迹广度与深度的时空分布特征。研究结果表明:(1)近20年来洞庭湖区的人均生态足迹增长速度远高于人均生态承载力,致使人均生态赤字在时间维度上不断增大,空间维度上呈湖滨向周边地区扩散的趋势;(2)洞庭湖区除林地之外的土地利用类型均存在自然资本存量的消耗,且表现为高生态赤字;(3)三次产业结构的分配、土地利用的变化、居民对生活质量的提高以及生态保护政策的有效实施等均会对洞庭湖区的可持续发展产生较大影响;(4)改进后的化石能源账户相较于传统账户的计算方法更能反映真实的碳排量与碳吸收量。研究以期为洞庭湖区土地利用、生态保护以及促进社会经济可持续发展提供科学参考。 展开更多
关键词 洞庭湖区 三维生态足迹模型 碳足迹 时空分布 自然资本存量
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非平整礁坪地形对类海啸波岛礁水动力特性影响的数值模拟
14
作者 王超 屈科 +2 位作者 王旭 门佳 陈佳莹 《海洋科学进展》 北大核心 2025年第4期775-786,共12页
广泛分布于热带和亚热带海域的珊瑚礁一般具有非平整的礁坪地形,礁坪地形的变化会显著影响入射波浪在岛礁上的传播演变特性,相关的研究工作鲜有报道。本文基于光滑粒子(Smoothed Particle Hydrodynamics,SPH)方法构建了高分辨率的数值... 广泛分布于热带和亚热带海域的珊瑚礁一般具有非平整的礁坪地形,礁坪地形的变化会显著影响入射波浪在岛礁上的传播演变特性,相关的研究工作鲜有报道。本文基于光滑粒子(Smoothed Particle Hydrodynamics,SPH)方法构建了高分辨率的数值波浪水槽,针对非平整礁坪地形对类海啸波岛礁水动力特性的影响开展了一系列数值计算,系统分析了入射波高、礁坪水深、礁坪地形变化位置、礁坪地形变化高度以及礁缘坡度等因素的影响。数值计算结果表明:SPH方法可以准确模拟类海啸波在非平整礁坪地形上的传播演变过程,礁坪地形高程的增加会显著增强入射波的反射强度;随着入射波高的增大,反射系数也逐渐增大;礁坪水深的增加会逐渐降低入射波的破碎强度、削弱底部摩阻的作用,沿程波高和透射系数逐渐增加;礁坪地形高程增加位置及大小会显著影响入射波的破碎位置和强度;礁缘坡度的变化对非平整礁坪地形条件下类海啸波的传播演变特性影响不显著。 展开更多
关键词 类海啸波 SPH方法 非平整礁坪 地形变化 波浪破碎
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长江经济带水资源承载力评价及其耦合协调性分析
15
作者 熊鹰 蒋一心 陈斯玄 《长江科学院院报》 北大核心 2025年第7期32-41,共10页
水资源承载力是评估区域可持续发展能力的重要指标之一,探究区域水资源承载力对实现区域可持续发展具有重要意义。以长江经济带为研究区域,构建基于水资源-社会-经济-生态环境4个子系统的水资源承载力评价体系,利用TOPSIS法、标准差椭... 水资源承载力是评估区域可持续发展能力的重要指标之一,探究区域水资源承载力对实现区域可持续发展具有重要意义。以长江经济带为研究区域,构建基于水资源-社会-经济-生态环境4个子系统的水资源承载力评价体系,利用TOPSIS法、标准差椭圆对长江经济带2012—2021年水资源承载力的时空演变进行分析。同时,结合耦合协调度模型研究系统间的协调发展水平并应用灰色预测模型对未来5 a的水资源承载力进行了预测。结果表明:长江经济带的水资源承载力在研究年间呈波动上升状态,由警戒转变为良好状态,水资源承载力中心总体向承载力较低的西南方向移动;系统间的耦合度除2012年外均达高水平耦合阶段,且耦合协调度评价值由濒临失调逐渐转变为良好协调,系统耦合协调度不断上升;第三产业占比、城镇化率、人均日生活用水量是与水资源承载力关联性最强的3个因子;未来5 a水资源承载力发展呈现向好态势。研究结果可为长江经济带合理规划利用水资源、促进区域经济社会协调发展提供参考。 展开更多
关键词 水资源承载力 熵权-CRITIC-TOPSIS模型 耦合协调度 关联度 GM(1 1)模型 长江经济带
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洞庭湖区南汉垸水体浮游植物群落结构特征及其影响因素 被引量：19
16
作者 杨毓鑫 杜春艳 +4 位作者 钱湛 蒋昌波 陈宏 余关龙 李亚杰 《环境科学研究》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第1期147-154,共8页
环境要素的变化对浮游植物的群落结构和功能具有重要影响.为揭示洞庭湖南汉垸湖区浮游植物群落结构特征及其影响因素,分别于2017年11月(关泵封水期)和2018年6月(开泵放水期)在洞庭湖区典型堤垸——南汉垸进行了采样调查,并对调查区域内... 环境要素的变化对浮游植物的群落结构和功能具有重要影响.为揭示洞庭湖南汉垸湖区浮游植物群落结构特征及其影响因素,分别于2017年11月(关泵封水期)和2018年6月(开泵放水期)在洞庭湖区典型堤垸——南汉垸进行了采样调查,并对调查区域内的浮游植物及主要水环境因子进行了系统监测和分析.结果表明:①调查期间共检出浮游植物8门62属,主要隶属于绿藻门(Chlorophyta)、硅藻门(Bacillariophyta)和蓝藻门(Cyanophyta),浮游植物分布表现出较为显著的时间差异性,11月浮游植物的丰度为8. 34×10^6~3. 02×10^8L^-1,6月为1. 13×10^6~2. 04×10^7L^-1.②Shannon-Wiener多样性指数(H')介于1. 10~3. 24之间,Margalef丰富度指数(d)介于1. 42~6. 40之间,Pielou均匀度指数(J)介于0. 48~0. 87之间,多样性评价表明,南汉垸整体上介于轻污染与β-中污染之间,局部采样点为α-中污染.③PCA(主成分分析)结果表明,ρ(TN)、ρ(TP)和ρ(NH^+4-N)为南汉垸水体的主要污染因子.④RDA(冗余分析)结果表明,南汉垸浮游植物群落结构分布与pH、ρ(NH^+4-N)及ρ(TN)呈正相关,与WT(水温)呈负相关.研究显示,南汉垸水体介于轻污染与β-中污染之间,营养状态及浮游植物群落结构在时间上差异较大. 展开更多
关键词 洞庭湖 南汉垸 浮游植物 群落结构 水环境因子
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洞庭湖区景观生态风险评价及其时空演化 被引量：39
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作者 熊鹰 汪敏 +2 位作者 袁海平 杜春艳 武海鹏 《生态环境学报》 CSCD 北大核心 2020年第7期1292-1301,共10页
洞庭湖是长江流域重要的调蓄湖泊,该区生态系统服务极为重要,也是中国重要的农产品提供区域。科学评估洞庭湖区景观生态风险,揭示其时空演化特征,对探究其生态格局形成过程与机理,降低生态风险胁迫具有重要意义。利用1990、2000、2010、... 洞庭湖是长江流域重要的调蓄湖泊,该区生态系统服务极为重要,也是中国重要的农产品提供区域。科学评估洞庭湖区景观生态风险,揭示其时空演化特征,对探究其生态格局形成过程与机理,降低生态风险胁迫具有重要意义。利用1990、2000、2010、2015年4期Landsat TM多光谱遥感影像,分析了1990—2015年洞庭湖区土地利用演变特征;基于景观生态学理论引入景观生态风险评价模型,将研究区划分为1165个生态风险评价单元,基于GIS和地统计学,构建景观生态风险指数模型,对洞庭湖区土地利用动态变化下的景观生态风险时空分布特征及空间关联格局进行了研究。结果表明:(1)1990—2015年,洞庭湖区各土地利用类型均发生了显著变化,其中建设用地面积增加较大,年均增幅达3.61%,主要由林地和耕地的转入;(2)1990—2015年,洞庭湖区的景观生态风险状况以较低生态风险、中等生态风险为主,其面积占景观总面积的70%以上。但高生态风险区域呈增加趋势,面积占比由1990年的4.95%,增加到2015年的8.70%;与2010年相比,中等风险区面积由46.09%降到2015年的34%,这期间低生态风险区和较低生态风险区的面积明显增加;(3)研究区各时期景观生态风险呈现正的空间相关性,且在空间上趋于集聚。景观生态风险分布与区域地理环境具有较高的耦合性,人类活动的集聚程度与风险的空间集聚程度是对应的。以湖滨地带为核心区和远离湖滨区为两大群体,高值-高值(H-H)风险聚集区主要分布湖滨周边,低值-低值(L-L)风险聚集区主要分布于远离湿地核心区的县市区域。研究结论以期为洞庭湖区生态保护与环境整治,调控生态风险提供参考。 展开更多
关键词 土地利用 景观生态风险 空间特征 时空演化 洞庭湖区
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基于非静压模型数值模拟与卷积神经网络的滑坡涌浪水动力特性预测 被引量：1
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作者 王傲宇 屈科 +2 位作者 王旭 高榕泽 门佳 《热带海洋学报》 北大核心 2025年第2期187-195,共9页
海底滑坡作为一种破坏力巨大并且在全世界范围广泛分布的自然灾害,往往会给人类的生命安全产生巨大的威胁。滑坡产生的巨大涌浪会对海洋建筑物造成严重破坏,因此迅速预测和评估海底滑坡所能产生的涌浪大小是防灾减灾工作的关键部分,对... 海底滑坡作为一种破坏力巨大并且在全世界范围广泛分布的自然灾害,往往会给人类的生命安全产生巨大的威胁。滑坡产生的巨大涌浪会对海洋建筑物造成严重破坏,因此迅速预测和评估海底滑坡所能产生的涌浪大小是防灾减灾工作的关键部分,对海洋资源的开发利用以及人民生命财产安全至关重要。文章以非静压模型(non-hydrostatic wave model,NHWAVE)进行了滑坡涌浪的数值模拟,得到了不同滑坡产生涌浪的数据,并以一维卷积神经网络(1-dimensional convolutional neural network,CONV1D)为基础,训练了滑坡产生涌浪的预测模型。该模型使用了不同测点和不同类型的滑坡数据集进行训练,并使用平均绝对误差等评价指标对卷积神经网络的预测结果进行评估。在使用少量数据集的条件下,卷积神经网络能很好地学习到滑坡涌浪的规律,并且对于数据集中不存在的特征也能预测得到不错的结果,具有较好的泛化能力。模型训练好之后,只要实时输入滑坡发生位置自由表面的水位数据,神经网络就能在短时间内预测出未来下游测点涌浪的时程曲线。通过神经网络预测,可以提前对灾害进行评估,从而采取及时有效的应对措施。 展开更多
关键词 海底滑坡 卷积神经网络 时序预测 灾害预警
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不同粉碎程度的秸秆还田对红壤理化性质和水流运动特征的影响 被引量：2
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作者 盛丰 沈新霞 盛鑫斌 《水土保持研究》 北大核心 2025年第2期131-139,共9页
[目的]阐明不同粉碎程度的秸秆还田对红壤理化性质和水流运动特征的影响,为南方红壤区秸秆还田管理提供参考。[方法]通过室内进行的秸秆还田试验研究了不同破碎程度(粉末状、3~5 cm切碎状和30 cm整根状)的玉米和水稻秸秆还田对红壤有机... [目的]阐明不同粉碎程度的秸秆还田对红壤理化性质和水流运动特征的影响,为南方红壤区秸秆还田管理提供参考。[方法]通过室内进行的秸秆还田试验研究了不同破碎程度(粉末状、3~5 cm切碎状和30 cm整根状)的玉米和水稻秸秆还田对红壤有机质和养分含量、团聚体稳定性、容重和水流运动非均匀系数的影响。[结果]3种秸秆还田处理均增大了秸秆还田层和底土层的土壤有机质含量,其中玉米和水稻粉末状秸秆还田处理的还田层土壤有机质含量分别增加了30.84%和41.63%;秸秆还田处理虽有利于增加土壤中氮、磷、钾等营养元素的含量,但玉米和水稻秸秆还田处理在秸秆腐解初期的土壤铵态氮含量分别降低了21.49%和27.83%、土壤速效磷含量分别降低了17.62%和23.29%,因此秸秆还田时需要配施氮肥和磷肥以缓解秸秆腐解初期土壤氮磷元素不足;3种秸秆还田处理均增大了秸秆还田层的土壤团聚体平均重量直径、降低了土壤容重,其中玉米和水稻粉末状秸秆还田处理的土壤团聚体平均重量直径分别增加176.19%和200.95%、土壤容重分别降低7.50%和8.33%;3种秸秆还田处理均增大了灌溉入渗水流运动的非均匀性,其中整根状秸秆还田处理整体和侧面优先流通道弯曲系数分别增大了1.25~2.02倍和5.44~6.05倍。[结论]秸秆的粉碎程度越高,其对还田土壤理化性质的改良越迅速,但同时也增大了土壤水流运动的非均匀性。 展开更多
关键词 红壤 秸秆还田 土壤有机质 土壤养分 土壤结构 优先流
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淹没式人工结构物对孤立波岸礁水动力特性和岸滩爬高影响的数值模拟
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作者 朱论嘉 屈科 +2 位作者 王旭 王超 李天阔 《海洋学研究》 北大核心 2025年第1期107-121,共15页
全球变暖导致海平面上升,珊瑚礁等自然屏障抵御飓风和海啸等极端灾害的能力减弱,因此需在海岸附近布置海堤或淹没式人工结构物等人工屏障,以有效保护海岸。本文旨在通过数值模拟,探究淹没式人工结构物对孤立波在岸礁上的传播、变形等水... 全球变暖导致海平面上升,珊瑚礁等自然屏障抵御飓风和海啸等极端灾害的能力减弱,因此需在海岸附近布置海堤或淹没式人工结构物等人工屏障,以有效保护海岸。本文旨在通过数值模拟,探究淹没式人工结构物对孤立波在岸礁上的传播、变形等水动力特性的影响。采用非静压模型NHWAVE建立高精度波浪数值水槽,并通过实验数据验证模型,重点分析了入射波高、礁坪水深、人工结构物坡度、人工结构物峰宽及礁前斜坡坡度等因素对孤立波水动力特性的影响。研究表明,淹没式人工结构物会增大波浪反射系数,波浪与水体之间会形成漩涡结构,复杂的流场能有效耗散部分入射波能,从而减缓孤立波的波高和爬高。本文研究结果可为淹没式人工结构物的设计提供参考。 展开更多
关键词 孤立波 数值模拟 岸礁 淹没式人工结构物 非静压模型 水动力特性
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