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城市降雨条件下生物滞留池对多环芳烃的削减效果研究
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作者 栾清华 胡容京 +2 位作者 暴瑞玲 高成 周宏 《水资源保护》 北大核心 2025年第2期12-18,29,共8页
为探究生物滞留池对城市降雨径流的多环芳烃面源污染的削减效果,构建了基于真实场景的生物滞留池,并设计了具有最不利条件的积水场景,以进出水条件为变量,对径流与介质接触时间、进水水深和壅水带深度等因素的影响进行了试验研究。结果... 为探究生物滞留池对城市降雨径流的多环芳烃面源污染的削减效果,构建了基于真实场景的生物滞留池,并设计了具有最不利条件的积水场景,以进出水条件为变量,对径流与介质接触时间、进水水深和壅水带深度等因素的影响进行了试验研究。结果表明:在无壅水带设置的情景下,高、中、低进水水深下多环芳烃的稳定去除率分别为71.2%、77.3%、81.4%,较低的进水水深有利于延长接触时间,提高削减效果;相同进水水深的条件下,随着壅水深度的增加及厌氧环境的形成,多环芳烃削减效果逐渐提高,相比于10 cm壅水带,60 cm壅水带条件下多环芳烃去除率提高了15.7%;多环芳烃的长期累积会导致介质饱和,在生物滞留池内多环芳烃累积量达280μg时,试验出现浸出效应,降低了削减效果。 展开更多
关键词 多环芳烃 生物滞留池 城市降雨径流 面源污染 削减效果
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2006—2022年中国冰川景观空间特征及可持续发展策略
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作者 唐承财 江玲 《地理与地理信息科学》 北大核心 2025年第5期49-57,共9页
冰川是高山寒区重要的生态系统与固体水资源,对维系区域水安全与生态平衡具有重要作用。全球气候变暖背景下,中国冰川景观正在发生快速演变,其保护与利用问题受到广泛关注。该文基于2006—2022年多期遥感影像,选取斑块数、斑块密度、最... 冰川是高山寒区重要的生态系统与固体水资源,对维系区域水安全与生态平衡具有重要作用。全球气候变暖背景下,中国冰川景观正在发生快速演变,其保护与利用问题受到广泛关注。该文基于2006—2022年多期遥感影像,选取斑块数、斑块密度、最大斑块指数、平均形状指数等6类景观格局指标,定量揭示中国冰川景观空间格局的动态演化特征,同时,借助地理探测器系统评估纬度、海拔、年均降雨量、年均气温和地形起伏度的解释力。结果表明:2006—2022年中国冰川总面积减少12.6%,退缩幅度在2018—2022年最显著;斑块数量持续增加,最大斑块指数下降,景观形态日趋小型化、复杂化、碎片化,生态稳定性受到明显威胁;地形起伏度、海拔和年均气温是主导冰川景观空间格局的核心因子,验证了自然地理环境在冰川演化中的决定性作用。针对冰川保护与开发利用的矛盾,提出以科学保护、生态补偿、生态产品价值实现和冰川生态旅游开发为支点的四位一体可持续发展策略。研究结果在全国尺度上深化了对冰川景观格局演化机制的认识,为冰川生态系统保护和区域生态安全及冰雪经济发展提供了理论支持与实践参考。 展开更多
关键词 冰川景观 生态产品 生态补偿 冰川生态旅游 可持续发展 冰雪经济 气候变化
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中国外流流域实际蒸散发变化趋势及多源蒸散产品评估
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作者 魏玲娜 孙小淞 +4 位作者 董建志 高满 潘继旺 单顾天 刘松岩 《水科学进展》 北大核心 2025年第3期383-396,共14页
实际蒸散发的变化会影响水资源的可利用性和生态系统健康,准确估算实际蒸散发并掌握其变化趋势,不仅是陆地水循环研究长期面临的挑战,也是应对全球变化的核心议题之一。本文针对中国八大外流流域,利用72个水文站点观测数据,借助4种主流... 实际蒸散发的变化会影响水资源的可利用性和生态系统健康,准确估算实际蒸散发并掌握其变化趋势,不仅是陆地水循环研究长期面临的挑战,也是应对全球变化的核心议题之一。本文针对中国八大外流流域,利用72个水文站点观测数据,借助4种主流降水数据集,基于GRACE卫星的陆地水储量变化数据和水量平衡法计算流域实际蒸散发,评估了包括GLDAS_NOAH、GLDAS_CLSM、GLDAS_VIC、ERA5、MERRA2、GLEAM、PML_V2和FLUXCOM在内的8种主流的蒸散发估算产品在中国八大外流流域内的适用性。结果表明:八大流域2003—2020年的年均实际蒸散发量在415.1~1 001.4 mm之间,平均值为626.6 mm,由西北至东南递增,不确定性较小,平均值为46.7 mm;蒸散发产品表现地区差异显著,北方流域优于南方;八大流域整体最佳的陆面模式产品为GLDAS_NOAH、再分析产品为ERA5、遥感微气象产品为GLEAM,推荐的产品松花江为MERRA2、辽河和淮河为GLDAS_CLSM、海河为GLDAS_NOAH、黄河为ERA5、长江及东南诸河和珠江为GLEAM;2003—2020年的年均实际蒸散发量以5.8 mm/a速度增加,松辽、海河北部、东南诸河、珠江西部和长江上游上升趋势显著,陆面模式的选择对产品的蒸散发变化趋势结果影响显著。. 展开更多
关键词 实际蒸散发 变化趋势 遥感蒸散发估算产品 GRACE 中国外流流域
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明清长江口南岸滨海水系的结构与功能演变
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作者 鲍俊林 《复旦学报(社会科学版)》 北大核心 2025年第2期137-148,共12页
明初黄浦江水系的形成导致浦东平原呈现西水东潮的水文格局,清中叶后海涂盐退垦进加快,塘外潮滩水系逐渐转变为塘内航运灌排复合型运河水网,构成黄浦江水系的重要支流系统,奠定了今天浦东水系格局与人工调控的基础,促进了滨海平原灌区... 明初黄浦江水系的形成导致浦东平原呈现西水东潮的水文格局,清中叶后海涂盐退垦进加快,塘外潮滩水系逐渐转变为塘内航运灌排复合型运河水网,构成黄浦江水系的重要支流系统,奠定了今天浦东水系格局与人工调控的基础,促进了滨海平原灌区发展。明清时期浦东滨海水系演变是以自然潮滩水系为基础,经过盐田与农田水利长期改造、整合灌排需求,形成了与土地利用相适应的运河水网,是对滩涂伸展与盐退垦进的综合响应。在这一过程中,人类筑塘改变了滨海水系分布格局,夹塘则是水环境与水利系统演变的关键机制,对加快滨海水系淡化与盐垦过渡、提高新老圩区水系的连通性与稳定性、追求人地和谐的生产关系发挥了关键作用。客观认识长江口南岸水文环境演变过程,有助于揭示人类在滨海地带生存环境的演变规律、探索构建长江口水文生态调控机制及可持续的环境适应模式。 展开更多
关键词 滩涂 水系 夹塘 浦东平原 长江口
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亚洲水塔冰湖变化与冰湖溃决灾害风险及应对 被引量:3
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作者 姚檀栋 张太刚 +3 位作者 王伟财 张国庆 刘时银 安宝晟 《地球科学进展》 北大核心 2025年第3期221-227,共7页
青藏高原超常的气候变暖引起亚洲水塔失衡。亚洲水塔失衡伴随着冰川普遍退缩、冰崩以及冰湖溃决等冰冻圈灾害频发,进而冲毁公路、桥梁和村庄,对下游居民生命财产安全和社会经济发展造成严重影响。在第二次青藏高原综合科学考察中,通过... 青藏高原超常的气候变暖引起亚洲水塔失衡。亚洲水塔失衡伴随着冰川普遍退缩、冰崩以及冰湖溃决等冰冻圈灾害频发,进而冲毁公路、桥梁和村庄,对下游居民生命财产安全和社会经济发展造成严重影响。在第二次青藏高原综合科学考察中,通过实地考察、遥感监测和台站观测等手段,对亚洲水塔冰湖和冰湖溃决进行了广泛深入的研究。发现2020年时亚洲水塔共发育冰湖14310个,面积1148.3 km^(2),其中西藏自治区冰湖7312个,面积642.6 km^(2)。1990年以来,亚洲水塔冰湖数量和面积增长均超过20%。评估发现,亚洲水塔有1256个极高危险和高危险冰湖,其中182个冰湖存在溃决的极高风险或高风险。喜马拉雅山东段和藏东南地区是当前亚洲水塔冰湖最为集中、扩张幅度最大、溃决洪水灾害最为严重的区域,也是溃决风险极高冰湖分布最多的区域,为冰湖研究和灾害防控的重点区域。在未来的冰湖研究和预警防控工作中,需要提高对冰湖溃决风险的精准识别,加强冰湖溃决监测预警体系建设,强化布局冰湖溃决洪水的次生灾害和跨境威胁的应对等。 展开更多
关键词 冰湖 冰湖溃决洪水 溃决风险评估 监测预警 亚洲水塔
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阿尼玛卿山冰川遥感监测及跃动机理分析 被引量:1
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作者 吴俊辉 李佳 +5 位作者 郭磊 李龙 李志强 钟文杰 冯娟娟 孔令帅 《地球物理学报》 北大核心 2025年第5期1695-1710,共16页
阿尼玛卿山发育有多条跃动冰川,但目前该地区冰川跃动触发机理尚不明朗.本文利用多源卫星遥感影像和气象数据,监测和分析阿尼玛卿山冰川2000—2023年间的边界变化、2000—2020年间的厚度变化以及2015—2023年间的表面流速变化,探讨该地... 阿尼玛卿山发育有多条跃动冰川,但目前该地区冰川跃动触发机理尚不明朗.本文利用多源卫星遥感影像和气象数据,监测和分析阿尼玛卿山冰川2000—2023年间的边界变化、2000—2020年间的厚度变化以及2015—2023年间的表面流速变化,探讨该地区冰川的跃动触发机理.结果表明阿尼玛卿山有四条冰川在2000年以后出现过跃动,分别是维格勒当雄冰川、耶合龙冰川、晓玛沟冰川和曲什安22号冰川.维格勒当雄冰川于2017—2021年间发生了一次典型的热转化控制型跃动.晓玛沟冰川上游冰体在2004—2019年间发生四次崩塌,大量冰岩碎屑物加载在冰舌上,增加冰舌的剪切应力,导致冰舌先跃动后滑塌.曲什安22号冰川在2018—2021年间发生两次崩塌,分离的冰岩碎屑物同样加载在冰舌上,导致冰舌发生跃动;截至2023年夏季,崩落的冰岩碎屑物以及移动时裹挟的冰面物质累积在距离末端约1000 m的冰舌段,冰舌段流速仍然保持在30 cm·d^(−1)左右.综合来看,曲什安22号冰川未来可能发生滑塌.耶合龙冰川在2000年4月至2002年8月间发生过一次跃动,末端前进了约1000 m. 展开更多
关键词 阿尼玛卿 冰川跃动 滑塌 遥感 机理
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湖泊水质遥感研究进展 被引量:27
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作者 张博 张柏 +3 位作者 洪梅 段洪涛 宋开山 王宗明 《水科学进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第2期301-310,共10页
详述了湖泊遥感水质最新发展动态,如遥感水质模型的数学方法、与水质指标最敏感的波段以及TM、SPOT、MODIS、MERIS、AVHRR、CASI等传感器的适用情况,并分析了可能导致湖泊水质遥感模型误差的原因和解决办法。湖泊各项水质组分与光谱之... 详述了湖泊遥感水质最新发展动态,如遥感水质模型的数学方法、与水质指标最敏感的波段以及TM、SPOT、MODIS、MERIS、AVHRR、CASI等传感器的适用情况,并分析了可能导致湖泊水质遥感模型误差的原因和解决办法。湖泊各项水质组分与光谱之间相互影响可认为是一种非常复杂的非线性关系,最适合用神经网络这样的黑箱模型来模拟。应当研究和选取敏感波段,用高光谱逐段分析与各种水质指标相关最密切的波段。湖泊水质遥感最终走向实用化必将其与水生态问题结合起来,作为一种监测手段,在水中藻类的时空分布、流域营养物质输送模型和湖泊水域水质模型等问题中得到广泛应用。我国学者使用超光谱数据源获得更为精确的监测成果还比较少,由于我国卫星可以用来进行水质遥感的波段比较宽,应当在新一代的资源环境卫星上加入更适合水质遥感的波段。 展开更多
关键词 湖泊 水质遥感 富营养化
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近40年来坝上高原湖淖面积变化及其驱动力分析
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作者 王瑞君 李庆 +5 位作者 李秀娟 高士平 王仁德 蒋红军 苑依笑 付刚 《地理与地理信息科学》 北大核心 2025年第6期33-40,共8页
基于Landsat遥感数据提取1984—2022年坝上高原湖淖水面分布数据,结合气象和人类活动数据,采用趋势分析、多元回归等方法系统分析坝上高原湖淖的时空变化特征及其驱动因素,并量化各驱动因子的贡献。结果表明:①1984—2022年坝上高原湖... 基于Landsat遥感数据提取1984—2022年坝上高原湖淖水面分布数据,结合气象和人类活动数据,采用趋势分析、多元回归等方法系统分析坝上高原湖淖的时空变化特征及其驱动因素,并量化各驱动因子的贡献。结果表明:①1984—2022年坝上高原湖淖总体呈萎缩退化趋势,面积减幅近50%,经历了显著扩张—极显著萎缩—剧烈波动—缓慢恢复4个阶段的变化,湖淖萎缩主要受较大湖淖的萎缩、消亡影响,高原湖淖趋于小型化和破碎化。②空间分布上,西部湖淖消亡、萎缩特征异常显著,中部湖淖有所扩张,东部湖淖新增明显,高原西部湖淖的变化主导了整个高原的湖淖变化趋势。③气候变化对湖淖面积变化的贡献较小,人类活动是湖淖萎缩的主要驱动力,其中蔬菜产量与湖淖面积的相关系数(-0.82)最大,对湖淖萎缩的贡献率为55.6%。由此推断,1996年后高耗水蔬菜产业的快速扩张是导致坝上高原湖淖萎缩退化的主要原因。 展开更多
关键词 湖泊变化 驱动力 人类活动 坝上高原
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黄土高原森林小流域径流氮磷输出负荷及水源解析
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作者 徐国策 张腾飞 +3 位作者 蒲艺凡 李婧 谷丰佑 王斌 《地球科学与环境学报》 北大核心 2025年第4期794-805,共12页
黄土高原植被恢复改变了流域的生态-水文过程,对次降雨事件中的氮磷输出负荷有着极大影响。以陕西黄陵地区南峪口森林小流域为研究对象,基于3场降雨事件(中雨、大雨和暴雨)下不同水体的水质和氢稳定同位素监测数据,使用端元混合模型和... 黄土高原植被恢复改变了流域的生态-水文过程,对次降雨事件中的氮磷输出负荷有着极大影响。以陕西黄陵地区南峪口森林小流域为研究对象,基于3场降雨事件(中雨、大雨和暴雨)下不同水体的水质和氢稳定同位素监测数据,使用端元混合模型和多元线性回归模型等分析了不同降雨事件下流域氮磷输出负荷,并确定了不同径流来源对氮磷流失的影响。结果表明:中雨、大雨和暴雨事件下,总氮(TN)输出量分别为12.90、110.95和208.01 kg,总磷(TP)输出量分别为0.43、2.15和6.35 kg;中雨事件下的事件前水(流域前期储水)对河道总流量的贡献率和贡献量分别为90.05%和7688 m^(3),大雨事件下分别为64.80%和20929 m^(3),暴雨事件下分别为69.48%和49794 m^(3);中雨事件下的事件水(雨水)对河道总流量的贡献率和贡献量分别为9.95%和849 m^(3),大雨事件下分别为35.20%和11347 m^(3),暴雨事件下分别为30.52%和21871 m^(3);构建的多元线性回归模型判定系数均在0.8以上,模拟精度良好;次降雨事件下,径流来源可以表征淋溶作用和冲刷作用对氮磷流失的影响。 展开更多
关键词 氮磷流失 径流组分 总氮 总磷 多元线性回归模型 水源解析 端元混合模型 黄土高原
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青藏高原典型冰岩崩灾害机理及地质力学模式
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作者 汤明高 赵欢乐 +6 位作者 许强 李广 冉旭 喻永恒 钟益华 郭道静 朱星 《地质力学学报》 北大核心 2025年第5期940-959,共20页
青藏高原日益频发的冰岩崩灾害对人类生命、重大工程等构成严重威胁。为深入揭示冰岩崩成因机理、填补地质力学模式分类空白,采用工程地质和地质力学方法分析得出,青藏高原冰岩崩是特殊地理、地质和气候环境下斜坡变形破坏的产物。高陡... 青藏高原日益频发的冰岩崩灾害对人类生命、重大工程等构成严重威胁。为深入揭示冰岩崩成因机理、填补地质力学模式分类空白,采用工程地质和地质力学方法分析得出,青藏高原冰岩崩是特殊地理、地质和气候环境下斜坡变形破坏的产物。高陡地形和多元结构为冰岩崩的形成提供了临空和边界条件;地震促使冰岩体进一步开裂破碎;气候变暖导致冰雪融水沿裂隙与边界渗流,显著降低滑动面(带)强度,甚至形成短时高压水头,进而触发冰岩崩。“解约束”是决定冰岩崩的临界点,主要表现为冰岩失稳区与侧壁、底部基床及母冰川黏结的瞬时或渐进失效。青藏高原冰岩崩分为4类:蠕滑−拉裂型(细分为加载压融−水致蠕滑−拉裂、气象生水−水致蠕滑−拉裂)、蠕滑−倾倒型、楔块滑移型和坍塌型(细分为空穴坍塌、侵蚀坍塌)。这些模式在同一冰川流域内可以共同发育、相互耦合、链生成灾。该研究对于科学认识冰冻圈灾害,指导青藏高原防灾减灾具有理论和现实意义。 展开更多
关键词 青藏高原 冰岩崩 气候变化 地震 成因机理 地质力学模式
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耦合时序InSAR和动力学模型的大雪山石冰川含冰量反演
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作者 何昱君 王晓文 +4 位作者 蔡佳欣 郭鑫 王志伟 胡燕 刘国祥 《地球物理学报》 北大核心 2025年第2期483-498,共16页
石冰川是发育于冰缘环境中的一种特殊地貌,其内部冻结冰在气候暖化背景下是高寒山区重要的淡水资源.本文利用时序InSAR提取了川西高原大雪山地区1280个活动石冰川的表面年平均运动速率,然后采用耦合表面运动速率和和动力学模型的反演方... 石冰川是发育于冰缘环境中的一种特殊地貌,其内部冻结冰在气候暖化背景下是高寒山区重要的淡水资源.本文利用时序InSAR提取了川西高原大雪山地区1280个活动石冰川的表面年平均运动速率,然后采用耦合表面运动速率和和动力学模型的反演方法定量估计了这些石冰川的含冰量和储水当量.编目清单显示大雪山石冰川主要分布在海拔4300~4900m之间,面积介于0.004~1.5km^(2)之间,厚度主要分布在6~32m之间.研究区石冰川沿坡向最大年运动速率约为125 cm·a^(-1),所有石冰川年均形变速率平均约27 cm·a^(-1);研究区所有石冰川含冰量位于57%~74%之间(平均值为70.1%),对应的总水储量约为2.884 km3.与传统基于“面积-体积”含冰量经验估计方法相比,发现传统方法仅适宜于小面积石冰川的含冰量估算.此外,研究区内石冰川数目约是冰川的10倍,但石冰川与冰川的水储量比值为1:2.7.本研究为进一步探究大雪山地区石冰川的水文效应提供了关键数据资料,同时为高寒环境广泛发育的石冰川水储量估计提供了可行的方法参考. 展开更多
关键词 石冰川 大雪山 INSAR 水储量 水文效应
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高分三号和Sentinel-1/2融合监测锡亚琴冰川厚度变化研究
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作者 张瑞宇 蒋弥 +2 位作者 李刚 钟敏 程晓 《地球物理学报》 北大核心 2025年第3期802-812,共11页
冰层厚度变化是评估冰川物质平衡的重要环节,利用表面平行流假设并结合升降轨SAR数据集估算冰厚变化的方法近年来被视为研究热点.然而,这类方法往往需要通过正则化手段抑制观测不足引发的解算不确定性,而传统二范数的解算策略也易受到... 冰层厚度变化是评估冰川物质平衡的重要环节,利用表面平行流假设并结合升降轨SAR数据集估算冰厚变化的方法近年来被视为研究热点.然而,这类方法往往需要通过正则化手段抑制观测不足引发的解算不确定性,而传统二范数的解算策略也易受到观测粗差引起的误差传播.为解决这一问题,本研究以锡亚琴冰川为例,提出结合Sentinel-1/2和高分三号数据估算偏移量,通过联合解算偏移量和迭代重加权最小二乘得到冰川三维流速和冰层厚度变化.通过多源数据增加观测量的思想取代正则化,消除正则化因子主观性对结果的影响.在表面平行流假设的条件下监测显示2018年7—9月锡亚琴冰川非表面平行流速约为-0.018 m·d^(-1),冰川主要表现为消融.与仅利用Sentinel-1升降轨道数据的解算结果相比,结合Sentinel-2和高分三号数据显著提高了三维流速的估计精度.在东西、北南和垂直方向上,精度分别提升了51%、30%和31%.研究结果表明多影像联合解算有助于提高冰川厚度变化精度,而我国高分三号卫星数据的应用显著提升了三维流速的解算精度. 展开更多
关键词 冰川厚度变化 高分三号 Sentinel-1/2 偏移量跟踪 抗差估计
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抚仙湖流域多年气象水文演变规律及趋势研究 被引量:1
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作者 朱文祥 《水利建设与管理》 2025年第6期69-76,81,共9页
为探寻抚仙湖水文气象演变和成因特点,本文基于流域1965—2023年年尺度水文气象资料,采用线性倾向估计法、Hurst指数法、小波分析法和多元回归分析法等探讨得到:1965年以来,抚仙湖流域降水量、蒸发量和水资源量均呈显著减少趋势,年均气... 为探寻抚仙湖水文气象演变和成因特点,本文基于流域1965—2023年年尺度水文气象资料,采用线性倾向估计法、Hurst指数法、小波分析法和多元回归分析法等探讨得到:1965年以来,抚仙湖流域降水量、蒸发量和水资源量均呈显著减少趋势,年均气温显著升高;流域内气温、降水量、蒸发量和水资源量的Hurst指数依次为0.72、0.69、0.69和0.79,变化过程均发生了突变且存在中等强度的变化趋势持续性。抚仙湖流域气温、降水量和蒸发量存在35年的小波变化主周期,流域水资源量存在25年的小波变化主周期。降水和气温对水资源影响显著,各气象要素大致能分别解释抚仙湖流域长系列(1965—2023年)、前期系列(1965—2008年)和近期系列(2009—2023年)约83.2%、82.0%和88.9%的水资源变异。未来流域内气温的持续升高、降水量和水资源量的持续减少还将使抚仙湖水位呈波动下降态势,抚仙湖水资源保护形势仍不容乐观。 展开更多
关键词 气象水文 演变规律 小波分析 多元回归 水资源 抚仙湖水位
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基于水量平衡的西江流域实际蒸散发评估
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作者 童凯 鞠琴 +1 位作者 赵银军 胡宝清 《地理科学》 北大核心 2025年第4期910-918,共9页
本文以中国西南喀斯特流域——西江为研究区域,基于流域水量平衡方程,利用实测降水、径流和GRACE重力卫星陆地水储量数据估算流域实际蒸散发,进而评估GLDAS-Noah和ERA5这2套网格蒸散发产品适用性,在此基础上,分析2000—2021年流域实际... 本文以中国西南喀斯特流域——西江为研究区域,基于流域水量平衡方程,利用实测降水、径流和GRACE重力卫星陆地水储量数据估算流域实际蒸散发,进而评估GLDAS-Noah和ERA5这2套网格蒸散发产品适用性,在此基础上,分析2000—2021年流域实际蒸散发时空特征及影响因素。结果表明:(1) GLDAS-Noah和ERA5蒸散发产品在西江流域适用性较好(NSE>0.72,R^(2)>0.78,P_(bias)分别为-11.0%和10.6%;2套产品组合平均后P_(bias)显著降低为-0.2%);(2)流域蒸散发空间上呈东南向西北逐渐减少,2000—2021年年均蒸散发为866.5 mm,并呈2.7 mm/a的显著增加趋势;(3)西江流域实际蒸散发的增加主要由植被恢复所致。 展开更多
关键词 蒸散发 GRACE重力卫星 水量平衡方程 喀斯特 西江流域
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近40年来洞庭湖水位变化及其量化归因
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作者 徐宗学 张旭东 +1 位作者 廖如婷 温今甫 《人民长江》 北大核心 2025年第10期157-165,共9页
洞庭湖是中国第二大淡水湖泊,近几十年来受气候变化和人类活动影响,其水文情势发生了显著变化。运用非参数检验方法对洞庭湖水位的年际、年内变化特征及丰、枯水期时间的变化情况进行了定量分析,并运用双累积曲线法量化了气候变化和人... 洞庭湖是中国第二大淡水湖泊,近几十年来受气候变化和人类活动影响,其水文情势发生了显著变化。运用非参数检验方法对洞庭湖水位的年际、年内变化特征及丰、枯水期时间的变化情况进行了定量分析,并运用双累积曲线法量化了气候变化和人类活动对洞庭湖水位变化的贡献率。结果表明:①近40年来,洞庭湖水位呈现显著下降趋势。相比基准期(1980~2002年),变化期(2003~2022年)的湖水位明显降低。其中,西洞庭湖水位在7~11月下降较多,超过0.5 m;南洞庭湖水位在7~12月下降较多,超过0.7 m;东洞庭湖水位同样在7~12月下降较多,超过0.5 m,其中9~10月水位下降更是超过1.6 m。②相比基准期,变化期的枯水期天数明显增加,而丰水期天数明显减少。其中,南洞庭湖枯水期天数增加最多,约46 d;其次是西洞庭湖和东洞庭湖,分别增加约41 d和27 d。此外,西洞庭湖丰水期天数减少最多,约23 d,其次是南洞庭湖和东洞庭湖,分别减少约12 d和4 d。③气候变化使得洞庭湖水位有所上升,约0.20~0.48 m;相反,人类活动使得洞庭湖水位明显下降,约0.60~1.54 m。气候变化和人类活动对洞庭湖水位变化的相对贡献率分别为52.5%和-152.5%。相比气候变化,水库调蓄等人类活动对洞庭湖水位的影响更为显著,是造成洞庭湖水位下降的主要原因。 展开更多
关键词 洞庭湖 水位变化 气候变化 人类活动 量化归因
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基于核主成分分析的长三角地区河网水系连通性评价模型研究
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作者 褚克坚 杨煊 +2 位作者 刘朗 秦硕 叶福竹 《长江流域资源与环境》 北大核心 2025年第8期1708-1720,共13页
我国长江三角洲地区水网密集,河道纵横、湖荡棋布,水系连通性作为区域河湖物流、能流交互能力的关键表征,对其状况的科学评估,是构建长三角流域水生态安全格局的重要环节。针对长三角地区河网水系连通性指标之间的强非线性关联本质,引... 我国长江三角洲地区水网密集,河道纵横、湖荡棋布,水系连通性作为区域河湖物流、能流交互能力的关键表征,对其状况的科学评估,是构建长三角流域水生态安全格局的重要环节。针对长三角地区河网水系连通性指标之间的强非线性关联本质,引入核主成分分析(KPCA)方法,构建河网水系连通性评价模式,以实现对非线性结构数据的有效降维与解析;在此基础上,结合涵盖物理结构、发育特征、分形拓扑3个方面,共12项指标的河网水系连通性评价指标体系,构建了基于KPCA的长三角地区河网水系连通性评价模型。选择区域典型河网—句容河北支流域水系为案例进行实证研究,探查1960~2016年不同时期的水系连通性状况,结果表明,1970年以来,句容河北支流域水系连通性相对1960年近天然情形的变异度呈现持续上升情势,到2000年到达顶峰,而2016年则有所恢复,评价结果客观反映了该流域水系结构的演变过程;通过敏感性分析识别出驱动该流域水系连通性变化的关键因子为:水面率、河网复杂度、河网密度与湖、库、塘面积,发现了支流河道的损失是该流域水系连通性退化的重要发生机制。 展开更多
关键词 水系连通性 核主成分分析 评价 长三角地区 句容河北支流域
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中国极地冰冻圈人工智能技术应用的进展与展望
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作者 唐学远 《地球科学进展》 北大核心 2025年第8期778-793,共16页
在全球变暖加速激活极地冰冻圈临界点的背景下,由于观测稀疏、模型局限和认知不足等限制,在理解极地冰冻圈演变状态及预测其趋势时面临巨大挑战。人工智能成为高效挖掘海量极地数据、弥补认知鸿沟的强大工具。中国极地冰冻圈人工智能研... 在全球变暖加速激活极地冰冻圈临界点的背景下,由于观测稀疏、模型局限和认知不足等限制,在理解极地冰冻圈演变状态及预测其趋势时面临巨大挑战。人工智能成为高效挖掘海量极地数据、弥补认知鸿沟的强大工具。中国极地冰冻圈人工智能研究虽起步较晚但发展迅速,在数据驱动建模、特征自动提取以及多源融合等方面展现出巨大潜力,近年来在以下方向取得了重要进展:①海冰预测:开发纯数据驱动深度学习模型(如SICNet和SIPNet),显著提升周至季节尺度海冰密集度预报能力,部分超越传统模型;发展多种方法(如改进U-Net和PMDRnet等)用于海冰类型识别、水道提取及影像分辨率提升。②冰盖水文:应用随机森林(RF)和神经网络(BP)估算冰盖融化和识别表面湖;创新运用改进U-Net高精度自动提取冰盖/冰架水体,克服传统方法的局限。③冰下系统:提出基于变分自编码与无监督聚类的新方法,实现对冰雷达观测数据中冰下湖体的自动识别。④冰裂隙识别:应用改进U-Net及变体(如ResUNet)从合成孔径雷达/光学影像中自动提取冰架裂隙特征。⑤冰层结构与地形:探索深度学习(如EisNet)自动提取冰雷达内部等时层与基岩界面,致力于解决训练标签的人工依赖瓶颈。⑥其他应用:冰盖质量平衡重建(SVM/BPNN)、辐射平衡数据集(RF)、气温反演(RF/DNN)、冰底通道识别、冰川地震分类和GPS插补等。考虑到当前仍面临模型可解释性和物理机制融合不足、标注数据稀缺以及区域泛化能力有限等问题,未来需深化物理约束人工智能模型、发展多模态学习、提升鲁棒性与可解释性,并加强国际合作与数据共享,以精准刻画极地变化,服务全球气候应对与风险评估。 展开更多
关键词 极地冰冻圈 人工智能 海冰 冰盖 冰下湖
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高寒高海拔山区冰碛堤溃决防控体系研究
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作者 刘洋 赵雪帆 +1 位作者 常鸣 余斌 《冰川冻土》 2025年第2期342-353,共12页
高寒山区冰碛湖溃决洪水灾害链影响范围大、规模大、流量大,在灾害链下游(冰碛湖以下流域)开展防治工程困难且不经济。在灾害链的最上游源头,冰崩位置往往位于海拔5000 m及以上区域,不仅难以到达,即使到达了也难以开展防治工程施工。为... 高寒山区冰碛湖溃决洪水灾害链影响范围大、规模大、流量大,在灾害链下游(冰碛湖以下流域)开展防治工程困难且不经济。在灾害链的最上游源头,冰崩位置往往位于海拔5000 m及以上区域,不仅难以到达,即使到达了也难以开展防治工程施工。为解决高寒山区冰碛湖溃决防控问题,通过野外调查及分析统计提出了在冰碛堤溢流口开展防治的理念,研发铠甲层“刚柔并济片状一体”防护体系,构建通用和标准化的冰碛堤溢流口铠甲层防护新工艺,并通过室内物理模拟试验进行了验证。结果表明:随着防护加强,冰碛堤溢流口铠甲层块石的起动流速显著提升,在本试验验证的各项方案中,相较于无防护状态,单行刚性连接防护下起动流速提升较小,两行刚性连接防护下起动流速提升约2%,三行刚性连接起动流速提升约5%,刚柔结合综合防护起动流速提升约8%,防护效果随着防护区域面积的扩大而提升。防护体系在一定程度上能实现冰碛湖溃决灾害链断链减灾,可为高寒山区的防灾减灾提供技术支撑。 展开更多
关键词 冰碛堤 铠甲层 溃决 防控
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西苕溪流域“三生空间”结构对洪涝灾害危险度的影响
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作者 孔冬艳 陈会广 吴孔森 《地理科学》 北大核心 2025年第6期1246-1258,共13页
基于土地利用数据、气象数据、水文数据、土壤数据和DEM数据,建立SWAT模型数据库;并定义“三生空间”面积变化率,以此揭示1990-2018年西苕溪流域“三生空间”结构变化特征,然后综合运用SWAT模型和AHP-熵权法对研究区洪涝灾害危险度进行... 基于土地利用数据、气象数据、水文数据、土壤数据和DEM数据,建立SWAT模型数据库;并定义“三生空间”面积变化率,以此揭示1990-2018年西苕溪流域“三生空间”结构变化特征,然后综合运用SWAT模型和AHP-熵权法对研究区洪涝灾害危险度进行评估;在此基础上借助地理加权回归模型探究了“三生空间”结构对区域洪涝灾害危险度的影响。结果显示:(1)研究区“三生空间”结构变化明显,农业生产空间和工业生产空间面积变化较大,而农村生活空间和其他生态空间面积变化较小,各类空间面积变化方向各异。(2)研究区的洪涝灾害危险度等级空间分布差异明显,高/较高危险度主要分布在流域上游的东南以及下游靠近河道的部分子流域。(3)研究区“三生空间”结构对洪涝灾害危险度具有显著影响。农业和工业生产空间面积变化率对西苕溪流域危险度变化率存在显著的正向影响,农村生活空间和草地生态空间的面积变化率对西苕溪流域危险度变化率的影响整体以负向为主,林地和水域生态空间的面积变化率对西苕溪流域危险度变化率的影响因空间而异,且各类空间对洪涝灾害危险度影响的作用效应存在明显的空间分异特征。 展开更多
关键词 三生空间 洪涝灾害危险度评估 地理加权回归模型 AHP-熵权法 西苕溪流域
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基于数据驱动的地下水-地表水耦合模拟
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作者 孙俊峰 胡浩鑫 曾献奎 《水文》 北大核心 2025年第2期15-22,共8页
地下水-地表水耦合模型是定量刻画地下水地表水相互作用及流域水文循环的重要工具。随着人工智能的兴起,基于数据驱动的机器学习方法在地表水或地下水模拟领域取得重要进展,克服了传统水文数值模型面临的困难。然而,目前缺乏基于数据驱... 地下水-地表水耦合模型是定量刻画地下水地表水相互作用及流域水文循环的重要工具。随着人工智能的兴起,基于数据驱动的机器学习方法在地表水或地下水模拟领域取得重要进展,克服了传统水文数值模型面临的困难。然而,目前缺乏基于数据驱动方法的地下水-地表水耦合模型。提出基于深度学习的地下水-地表水耦合模拟技术,利用多任务卷积神经网络(CNN)和长短期记忆神经网络(LSTM)方法,以美国加利福尼亚州的Sagehen流域为研究区,构建基于数据驱动的地下水-地表水耦合模型预测河流日径流量和地下水位。结果表明,基于CNN和LSTM建立的深度学习模型对研究区地表径流量模拟的纳什效率系数(NSE)为0.8094,对地下水位模拟的NSE高于0.81,模拟效果较好。研究成果可为流域地下水-地表水耦合模拟提供新思路。 展开更多
关键词 数据驱动 深度学习 地下水与地表水 耦合模型
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