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1961-2016年渭河流域极端降水事件研究

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地理科学 2020年第5期40卷 833-841页

作者：周旗张海宁任源鑫宝鸡文理学院地理与环境学院/陕西省灾害监测与机理模拟重点实验室陕西宝鸡721013

基于1961-2016年渭河流域26个气象站点的逐日降水数据,选取与极端降水事件密切相关的9个指数,利用线性趋势法、Mann-Kendall突变点检验和方差分析等方法,揭示渭河流域极端降水事件的变化趋势、突变情况以及渭河流域上、中、下游降水情... 详细信息

基于1961-2016年渭河流域26个气象站点的逐日降水数据,选取与极端降水事件密切相关的9个指数,利用线性趋势法、Mann-Kendall突变点检验和方差分析等方法,揭示渭河流域极端降水事件的变化趋势、突变情况以及渭河流域上、中、下游降水情况的差异特征,对研究区未来极端降水事件提供科学预测和理论参考。结果表明:①渭河流域上、中、下游地区及整个流域的年总降水量分别以16.588 mm/10a、8.319 mm/10a、6.703 mm/10a和9.544 mm/10a的速率下降,表明渭河流域56 a来降水总量存在逐年减少的趋势,整个渭河流域地区呈现变干的趋势。②降水强度(SDII)、强降水总量(R95PTOT)和极端降水总量(R99PTOT)在整体上均呈现上升趋势,极端降水总量的上升趋势高于强降水总量,上游地区的上升趋势高于中下游地区,表明渭河流域极端降水强度有所增强,极端降水事件发生频率有所增大。③渭河流域出现极端降水事件的年份集中在20世纪90年代和21世纪初期,且降水情况的年际差异较大,中游地区的变化更为明显。④相关分析显示中下游地区对整个流域极端降水事件的发生情况起到较大的贡献。

关键词：渭河流域极端降水 Mann-Kendall检验

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陕西省水资源脆弱性评价

水土保持研究 2020年第2期27卷 227-232页

作者：任源鑫林青韩婷李改萍周旗宝鸡文理学院地理与环境学院陕西宝鸡721013 宝鸡文理学院陕西省灾害监测与机理模拟重点实验室陕西宝鸡721013 陕西省宝鸡市金台区金河镇人民政府陕西宝鸡721013

为了探究陕西省水资源脆弱性的现状趋势,利用2008—2017年陕西省各地市水质和水量的统计数据,基于抵抗力、适应力和恢复力3个层次构建了包含16个指标的水资源脆弱性综合评价指标体系,运用均方差法与变异系数法相结合的综合赋权法、K-me... 详细信息

为了探究陕西省水资源脆弱性的现状趋势,利用2008—2017年陕西省各地市水质和水量的统计数据,基于抵抗力、适应力和恢复力3个层次构建了包含16个指标的水资源脆弱性综合评价指标体系,运用均方差法与变异系数法相结合的综合赋权法、K-means算法,对陕西省水资源脆弱性进行评价,分析了陕西省水资源脆弱性空间分布及未来趋势,讨论了影响脆弱性的综合原因。结果表明:2008—2017年陕西省水资源脆弱性呈波动下降趋势,整体呈中等脆弱性;关中与陕北水资源脆弱性在时间变化趋势上具有一致性;水资源脆弱性空间差异明显,关中的脆弱性等级高于陕北、陕南。西安市为极脆弱等级,安康市为不脆弱等级;人为政策的干预及极端天气事件的发生对水资源脆弱性的影响较为显著。

关键词：水资源脆弱性评价综合赋权法 K-means算法陕西省

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宝鸡市水资源脆弱性评价

水资源与水工程学报 2019年第3期30卷 119-126页

作者：任源鑫张海宁周旗张星星宝鸡文理学院地理与环境学院陕西宝鸡721013 陕西省宝鸡市八鱼镇人民政府陕西宝鸡721013

以宝鸡市为研究区域,针对复杂的人水关系,对1999-2015年间水资源脆弱性进行整体评价,并预估未来趋势,找到影响宝鸡市水资源脆弱性的主导因子,为降低水资源脆弱性提供合理的解决方案。以DPSIR模型为基础,选取出19个能够反映出宝鸡市水资... 详细信息

以宝鸡市为研究区域,针对复杂的人水关系,对1999-2015年间水资源脆弱性进行整体评价,并预估未来趋势,找到影响宝鸡市水资源脆弱性的主导因子,为降低水资源脆弱性提供合理的解决方案。以DPSIR模型为基础,选取出19个能够反映出宝鸡市水资源脆性的指标,依靠层次分析法与熵值法主客观组合赋权的优势,结合模糊综合评价法对各项指标进行综合得分,借助S型曲线对水资源脆弱性与指标综合得分之间建立非线性函数关系,由此对17a间水资源脆弱性进行等级划分。结果表明:宝鸡市水资源整体呈严重脆弱(Ⅳ级),但整体及未来下降趋势明显,降水与工业重复用水率为其主导因子,改善水资源管理模式是水资源脆弱性下降的重要举措。

关键词：水资源脆弱性 DPSIR模型层次分析法熵值法模糊综合评价 S型曲线宝鸡市

GIS和RS技术应用于流域水生生物时空分析的研究进展

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环境科学研究 2021年第11期34卷 2674-2685页

作者：黄彤辉夏瑞后希康邹磊宋进喜任源鑫孙浩豆荆辉中国环境科学研究院环境基准与风险评估国家重点实验室北京100012 西北大学城市与环境学院陕西省地表系统与环境承载力重点实验室陕西西安710127 中国科学院地理科学与资源研究所陆地水循环及地表过程重点实验室北京100101

近年来地理信息系统(GIS)和遥感系统(RS)(简称“2S技术”)在水文和环境领域得到了较为广泛的应用,但是如何在大流域尺度开展水生生物时空分析和退化诊断仍然是当前水生态学科的难点问题.本文面向新时期国家水生态质量管理重要需求和水... 详细信息

近年来地理信息系统(GIS)和遥感系统(RS)(简称“2S技术”)在水文和环境领域得到了较为广泛的应用,但是如何在大流域尺度开展水生生物时空分析和退化诊断仍然是当前水生态学科的难点问题.本文面向新时期国家水生态质量管理重要需求和水生生物时空诊断学术前沿,全面梳理总结了近20年来2S技术在水生生物领域的研究进展,分别从GIS和RS的技术方法和应用等方面阐明了2S技术的适用性和优缺点.结果表明:近年来国内外针对2S技术在水生生物时空分析中的应用研究成果数量呈显著上升趋势,水生植物和叶绿素是该领域的研究热点;GIS技术在流域水生生物时空分析中的常用方法包括缓冲区分析法、叠加分析法和空间插值法,可以进行缓冲带划定、水生生物时空信息获取和趋势分析;RS技术可实现长序列水生生物数据的快速获取,主要包括经验模型、半经验模型和机理分析模型,可从空间尺度实现对水生生物的反向溯源和正向模拟预测.2S技术的联合应用将是未来大尺度水生态问题诊断的重要技术手段和发展趋势,能更好地定性和定量识别流域水生生物的时空变化规律;加快研发水生生物自动监测与快速识别等智能监测设备,实现5G技术、大数据分析、云计算、AI与2S技术的深度融合将是今后大尺度水生态时空问题诊断的重要发展趋势.

关键词： GIS RS 流域水生生物时空分析

基于水文水动力耦合模拟的三峡水库调度对下泄流量影响研究

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武汉大学学报（工学版） 2022年第4期55卷 319-327,365页

作者：任源鑫曾思栋夏军阳林翰唐小娅黄仁勇西北大学城市与环境学院陕西省地表系统与环境承载力重点实验室陕西西安710127 中国科学院重庆绿色智能技术研究院重庆400714 武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室湖北武汉430072 长江水利委员会长江科学院湖北武汉430010

基于分布式水文模型与三峡库区水动力模型的耦合,模拟了2012—2018年三峡水库在实际调度、规程调度、无库调度3种模式下的下泄流量,分析三峡水库在规程调度和无库调度模式下的下泄流量在不同水文关键期的影响作用。研究结果表明,耦合模... 详细信息

基于分布式水文模型与三峡库区水动力模型的耦合,模拟了2012—2018年三峡水库在实际调度、规程调度、无库调度3种模式下的下泄流量,分析三峡水库在规程调度和无库调度模式下的下泄流量在不同水文关键期的影响作用。研究结果表明,耦合模型符合模拟精度要求,可有效模拟三峡水库下泄流量。除汛期外,三峡水库规程调度的贡献在供水期最为敏感,且主要与天然径流的变化相关,供水期平均天然径流每升高1000 m^(3)/s,规程调度的贡献下降约15%;规程调度在蓄水期的贡献与天然径流及规程调度下泄流量共同相关,蓄水期平均天然径流每升高1000 m^(3)/s,规程调度的贡献下降约0.79%。汛期洪峰来临前,规程调度可通过提前7日下泄洪量的方式对洪峰来临前3、5日的累计拦截洪量产生直接影响,从而起到一定的削峰作用。

关键词：水文模型水动力模型三峡水库调度下泄流量

基于eDNA技术的渭河浮游动物多样性及关键种生态位特征

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环境科学 2021年第10期42卷 4708-4716页

作者：梁东夏军宋进喜常剑波吴琼程丹东张怡晅孔飞鹤任源鑫西北大学城市与环境学院陕西省地表系统与环境承载力重点实验室西安710127 西北大学秦岭研究院西安710127 武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室武汉430072

环境DNA(eDNA)技术作为水生态系统生物多样性监测的新手段,能够从微观角度对生物群落结构特征进行分析.基于渭河干流eDNA浮游动物OTUs分类信息数据及水环境参数,采用多样性指数、非度量多维尺度分析、聚类分析和关联网络分析等方法,探... 详细信息

环境DNA(eDNA)技术作为水生态系统生物多样性监测的新手段,能够从微观角度对生物群落结构特征进行分析.基于渭河干流eDNA浮游动物OTUs分类信息数据及水环境参数,采用多样性指数、非度量多维尺度分析、聚类分析和关联网络分析等方法,探究了浮游动物的多样性和群落结构变化特征,揭示了关键种的生态位分化及其环境适应性.结果表明,浮游动物群落在物种组成、丰度、多样性和空间异质性方面均存在显著差异(P<0.01).Chao1指数、ACE指数、Shannon指数和Simpson指数的均值分别为22.25、22.38、2.32和0.68,下游生物多样性明显高于上游.群落中的关键种与其他物种间连接度较高,具有高节点度、中心性和模块化特征.关键种(类)的OTUs生态位宽度Bi变化范围为0.38~0.80,中生态位种类占全部关键种(类)的63%,生态位重叠程度总体较高.水环境要素与浮游动物群落结构和生态位变化密切相关,其中总氮和水温是其主要限制因子,对浮游动物群落结构变化具有重要影响.

关键词：环境DNA(eDNA) 渭河生态位关键种空间异质性

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基于哨兵2号的复杂地域水体提取研究

地理空间信息 2020年第12期18卷 5-9,I0005页

作者：任源鑫林青李明洁周旗西北大学城市与环境学院陕西西安710127 宝鸡文理学院地理与环境学院陕西宝鸡721013 宝鸡文理学院陕西省灾害监测与机理模拟重点实验室陕西宝鸡721013

提出了一种基于哨兵二号2、3、12波段的增强阴影水体指数(ESWI),将其与归一化水体指数(MNDWI)相结合形成混合水体指数(MWI)模型,在同时具有平原及山地背景下的宝鸡市进行复杂地域水体提取实验。研究结果表明ESWI能够有效提取出水体并过... 详细信息

提出了一种基于哨兵二号2、3、12波段的增强阴影水体指数(ESWI),将其与归一化水体指数(MNDWI)相结合形成混合水体指数(MWI)模型,在同时具有平原及山地背景下的宝鸡市进行复杂地域水体提取实验。研究结果表明ESWI能够有效提取出水体并过滤掉阴影信息,MWI对于水体及其他地物的总体分类精度达到79%,Kappa系数达到0.695,提高了水体、非水体以及阴影之间的可分离性,剔除了水体以外的无关背景信息,有效地解决了水体与其他地物的混淆问题,适用于复杂地域水体的快速提取,可以用于大范围水体信息普查工作。

关键词：复杂地域水体提取 MNDWI MWI 阴影

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河流可持续性评价指标体系与方法研究

人民长江 2023年第5期54卷 40-46页

作者：宋进喜魏珂欣邵创任源鑫程丹东李宁西北大学城市与环境学院陕西西安710127 西北大学陕西省地表系统与环境承载力重点实验室陕西西安710127 西北大学陕西省黄河研究院陕西西安710127 陕西省地下水保护与监测中心陕西西安710003

为科学评价河流可持续性并识别其主要制约因子,从水安全、水资源、水生态、水环境、水经济、水文化6个方面选取22个指标构建河流可持续性评价指标体系及模型。通过AHP法赋权并识别主要表征因子,引入Fuzzy模糊数学和秩和比(RSR)法改进TOP... 详细信息

为科学评价河流可持续性并识别其主要制约因子,从水安全、水资源、水生态、水环境、水经济、水文化6个方面选取22个指标构建河流可持续性评价指标体系及模型。通过AHP法赋权并识别主要表征因子,引入Fuzzy模糊数学和秩和比(RSR)法改进TOPSIS模型,提出可持续性水平评价方法,并以2010~2019年渭河陕西段为例,分析了河流可持续性水平随时间的变化情况,以敏感性指数SI探究了不同时期河流可持续性对指标变化的敏感程度。结果表明:①渭河陕西段可持续性主要表征因子为径流调蓄能力和水生生物完整指数;②总体来看,渭河陕西段可持续性水平整体为逐年上升趋势,等级从初步可持续(2010年)提高至较可持续(2019年);③不同年份渭河陕西段可持续性的主要敏感因子有所差异,整体对堤防防洪标准达标率I 2和富营养化指数I 11的波动敏感程度较大。研究结果验证了河流可持续性指标评价方法的合理性,可为流域可持续发展和水资源管理提供借鉴。

关键词：河流可持续性指标体系 TOPSIS模型 AHP 秩和比法渭河陕西段

渭河流域典型支流致洪临界面雨量确定——以千河流域为例

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地球环境学报 2019年第6期10卷 601-609页

作者：成爱芳苏谢卫黄蓉任源鑫宝鸡文理学院陕西省灾害监测与地理模拟重点实验室宝鸡721013

利用渭河典型支流千河流域千阳水文站控制区域20个气象站2006—2013年的小时降水以及同期水文站的流量和水位数据,基于泰森多边形法、三参数幂函数法、一元非线性回归模型以及概率分布模拟等方法确定了千河流域不同等级洪水发生时对应... 详细信息

利用渭河典型支流千河流域千阳水文站控制区域20个气象站2006—2013年的小时降水以及同期水文站的流量和水位数据,基于泰森多边形法、三参数幂函数法、一元非线性回归模型以及概率分布模拟等方法确定了千河流域不同等级洪水发生时对应的面雨量阈值,同时也计算了不同重现期的致洪临界面雨量。研究表明:三参数幂函数模型对水位与流量的关系模拟精度较高,模型能够模拟典型年份发生的洪水;典型控制断面流量主要受前9 h累计降水影响;当汛期水位由901 m升高至超标准水位时,千阳水文站控制流域的致洪临界面雨量增加了将近50 mm,而相应的洪峰流量相差1418.51 m3?s?1;对数皮尔逊Ⅲ型分布能够很好地模拟洪峰流量的概率分布;10—100年重现期下,控制断面水位增加高达2 m。

关键词：洪水致灾临界面雨量水位流量曲线渭河流域