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基于CA-Markov模型的藉河流域土地利用变化动态模拟

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农业工程学报 2011年第12期27卷 330-336,I0050页

作者：王友生余新晓贺康宁李庆云张由松宋思铭北京林业大学水土保持学院北京100083 甘肃省定西市农业技术推广站定西743000

为了探讨黄土丘陵沟壑区藉河流域的土地利用变化规律及驱动力,基于1995和2008年两期遥感影像解译得到的土地利用数据,通过土地利用动态度模型和空间测算模型对藉河流域土地利用类型的动态变化程度进行分析,并运用CA-Markov模型对2022年... 详细信息

为了探讨黄土丘陵沟壑区藉河流域的土地利用变化规律及驱动力,基于1995和2008年两期遥感影像解译得到的土地利用数据,通过土地利用动态度模型和空间测算模型对藉河流域土地利用类型的动态变化程度进行分析,并运用CA-Markov模型对2022年土地利用空间格局进行预测。结果表明,空间分析测算模型由于同时考虑了各土地利用类型的空间转移及新增过程,能更为准确地测算出各种土地利用类型的动态变化程度与速率;CA-Markov模型预测结果表明,整个流域总体的Kappa系数为0.9515,预测结果可信;除草地和未利用地外,2008-2022年期间其他土地利用类型继续原有的变化趋势,到了2022年表现出坡耕地、草地、水域和未利用地面积减少趋势,梯田、林地和居民地面积呈增加趋势。黄土丘陵沟壑区水土流失严重,此研究有助于加强土地资源的保护和实施退耕还林还草等措施,为当地土地利用规划管理提供参考。

关键词：土地利用模型遥感空间分析模型 CA-Markov模型藉河流域

基于小时雨量的藉河流域洪水致灾临界面雨量研究

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宝鸡文理学院学报（自然科学版） 2022年第2期42卷 82-87页

作者：张金瑕王毅勇成爱芳王有恒周超凡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 兰州区域气候中心甘肃兰州730020

目的基于藉河流域2008-2013年11个区域站点的小时降雨量和同期水文站流量水位数据,确定藉河流域不同重现期的致灾临界面雨量。方法建立水位-流量的三参数幂函数曲线和降雨-流量的一元非线性回归模型,模拟藉河流域洪峰流量极值序列的... 详细信息

目的基于藉河流域2008-2013年11个区域站点的小时降雨量和同期水文站流量水位数据,确定藉河流域不同重现期的致灾临界面雨量。方法建立水位-流量的三参数幂函数曲线和降雨-流量的一元非线性回归模型,模拟藉河流域洪峰流量极值序列的概率分布,基于降雨、水位和流量三者的关系确定藉河流域不同等级洪水发生时对应的致灾临界面雨量。结果与结论采用三参数幂函数方法建立的典型场次洪水水位与流量关系精度较高;藉河流域致灾临界面雨量的时效为13 h,预警水位为1165.94 m,致灾临界面雨量为42.20 mm,洪峰流量的概率分布符合广义极值分布;藉河流域天水(二)站水文站控制区域5~100 a不同重现期下对应不同等级洪水位相差1.68 m,致灾临界面雨量值相差56.37 mm。

关键词：临界面雨量藉河流域水位流量曲线小时雨量

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藉河流域水沙输移特征及其影响因素分析

地理科学进展 2011年第5期30卷 545-549页

作者：王友生余新晓贺康宁张振明信忠保李庆云北京林业大学水土保持学院北京100083 甘肃省定西市农业技术推广站定西743000

本文以1962-1989年水文资料和雨量站资料为基础,分析了藉河流域水沙的季节及年际变化规律,并且对降雨与人类活动导致的年径流泥沙变化影响进行了估算。研究结果表明,藉河流域水沙年内分配极不均匀,7-10月径流量占全年的61.6%,6-9月泥沙... 详细信息

本文以1962-1989年水文资料和雨量站资料为基础,分析了藉河流域水沙的季节及年际变化规律,并且对降雨与人类活动导致的年径流泥沙变化影响进行了估算。研究结果表明,藉河流域水沙年内分配极不均匀,7-10月径流量占全年的61.6%,6-9月泥沙量占全年的87.9%;水沙年际变化剧烈,输沙量和径流量的变差系数分别为0.725和0.573,输沙量年际变化强于径流年际变化;径流与泥沙在多年变化中均呈先下降后平缓趋势。20世纪70年代以来,藉河流域径流泥沙量衰减,主要是水土保持措施发挥了作用。

关键词：藉河流域水沙变化趋势分析水土保持

藉河流域多源降水输入和不同下垫面条件对径流侵蚀模拟的影响

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藉河流域多源降水输入和不同下垫面条件对径流侵蚀模拟的影响

作者：王宁西北大学

学位级别：硕士

遥感降水产品和再分析降水资料的广泛应用有效地推动了降水资料匮乏地区的水文气象研究。但是,由于降水产品存在区域异质性,在应用降水产品之前,评估其适用性是十分必要的。此外,流域径流是水土流失的主要能量驱动因素。虽然流域径流量... 详细信息

遥感降水产品和再分析降水资料的广泛应用有效地推动了降水资料匮乏地区的水文气象研究。但是,由于降水产品存在区域异质性,在应用降水产品之前,评估其适用性是十分必要的。此外,流域径流是水土流失的主要能量驱动因素。虽然流域径流量被广泛应用到探讨径流侵蚀空间格局特性中,但仍无法避免局限性的存在,从径流侵蚀能力的角度能更充分反映径流侵蚀强弱的空间分布规律。本文以藉河流域为研究区,首次在该地区系统评估了遥感降水产品TRMM和CDR以及再分析降水资料CMADS和CFSR对径流模拟的影响,并结合空间梯度分析和地理加权回归模型(GWR)探讨了不同下垫面条件与径流侵蚀能力的空间变异关系。主要的研究结论如下:(1)1976-2015年间藉河流域降雨趋势较平稳,年径流量和年输沙量趋势显著减少。降雨在春夏两季(5-9月)集中,其中于7月达到顶峰;径流量在7-10月较其他月份明显偏高,月均径流量于9月份达到顶峰,输沙率于7、8月显著增加。(2)遥感降水产品的数据质量高于再分析降水资料。CFSR和CDR存在高估现象;CDR在旱季(12月至次年4月)表现最好。TRMM和CMADS存在低估现象;TRMM在雨季(5月至11月)表现最好。经过偏差校正后,TRMM的数据质量得以显著优化。(3)径流模拟结果表明CFSR驱动的径流模拟质量最差,实地观测数据(OBS)的最优,其次为TRMM;TRMM、CDR和CMADS对洪峰流量模拟存在严重低估的现象,偏差纠正使得TRMM的径流模拟质量显著优化,对洪峰流量的模拟更为精确。(4)藉河流域径流侵蚀能力的空间分布具有“北强南弱,西强东弱,局部显著”的特点;在流域上游地区,地形因素对径流侵蚀起主导作用,海拔越高和坡度越大的地方,径流侵蚀能力亦越强;在中游地区,植被覆盖度较低以及以耕地为主的地区表现出较强的径流侵蚀能力;在下游地区,因下垫面条件较好,径流侵蚀能力较弱;与地形和植被因子相比,土壤因子对径流侵蚀的影响较弱。

关键词：藉河流域降水产品下垫面条件水文模拟径流侵蚀能力

基于项目驱动的藉河流域土地利用时空变化动态分析

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干旱地区农业研究 2009年第3期27卷 239-244页

作者：任宗萍杨勤科胡志瑞刘建飞西北农林科技大学资源环境学院陕西杨凌712100 中国科学院水利部水土保持研究所陕西杨凌712100

根据1997年、2001年和2005年三期TM影像资料,运用遥感非监督分类的方法提取土地利用信息。利用地理信息系统空间分析和数据统计的方法,分析藉河流域1997-2005年间土地利用数量变化和空间变化特征,研究该地区主要土地利用类型数量变化、... 详细信息

根据1997年、2001年和2005年三期TM影像资料,运用遥感非监督分类的方法提取土地利用信息。利用地理信息系统空间分析和数据统计的方法,分析藉河流域1997-2005年间土地利用数量变化和空间变化特征,研究该地区主要土地利用类型数量变化、空间变化以及在不同坡度的动态变化特征。结果表明：耕地、林地和草地三种主要土地利用类型占该研究区土地利用面积的97%以上,是该研究区主要的土地利用类型。以1997年为基数,到2001年和2005年耕地减少幅度分别为1.2%和11.1%,因此1997-2001年的退耕程度小于2001-2005年;在不同坡度上,土地利用变化主要发生在5°-40°,而且在15°-25°之间变化最大。

关键词：土地利用动态变化空间变化藉河流域

天水藉河流域代表性边坡脉动特性及动力响应研究

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天水藉河流域代表性边坡脉动特性及动力响应研究

作者：刘广鹤中国地质大学(北京)

学位级别：硕士

我国西北黄土高原地区处于南北地震带北段,发生过多次有历史记载的大震、强震。天水藉河流域分布有大量具有代表性的黄土/泥岩结构边坡,其脉动特性及动力响应的研究对于天水市的城市规划及城市发展意义重大。根据现场调查和滑坡及自然... 详细信息

我国西北黄土高原地区处于南北地震带北段,发生过多次有历史记载的大震、强震。天水藉河流域分布有大量具有代表性的黄土/泥岩结构边坡,其脉动特性及动力响应的研究对于天水市的城市规划及城市发展意义重大。根据现场调查和滑坡及自然斜坡地脉动测量数据,采用相关统计分析和数值模拟方法,本文主要对以下内容展开研究:1.黄土/泥岩边坡与致灾因素间的相关性。2.黄土/泥岩滑坡以及黄土/泥岩自然斜坡的自振特性及边坡坡体卓越周期与边坡形态要素之间的关系。3.藉河流域内不同形态要素黄土/泥岩边坡的地震动力响应特征及其对边坡形态要素的敏感性。主要研究成果如下:1.藉河流域内滑坡类型主要为黄土/泥岩复合型滑坡,流域内滑坡的坡度密度较高的区间为9°8°,尤其以9°8°区间内滑坡分布最为集中,坡高密度较高的区间为92m53m;尤其以186m73m区间内滑坡分布最为集中。2.流域内黄土/泥岩边坡地脉动频谱曲线主要为单峰型,流域内边坡所对应的卓越周期分布在0.2s.4s之间,自藉河上游至下游呈递增趋势;滑体厚度是影响流域内黄土/泥岩滑坡脉动坡体卓越周期的关键性因素,滑坡脉动坡体卓越周期T与滑体厚度d的一元线性回归公式为T=0.004d+0.136;黄土覆盖层厚度是影响流域内黄土/泥岩自然斜坡脉动坡体卓越周期的关键性因素,斜坡脉动坡体卓越周期T与黄土覆盖层厚度d的一元线性回归公式为T=0.001d+0.242。3.藉河流域内黄土/泥岩边坡在弱震激励条件下边坡地震动力响应相对于边坡形态各因素敏感性的大小顺序为:覆盖层厚度>坡度>坡高;在强震激励条件下边坡地震动力响应相对于边坡形态各因素敏感性的大小顺序为:坡度>覆盖层厚度>坡高。4.藉河流域内代表性边坡在P波垂直入射激励下其坡高小于1/2入射波波长时不会发生高边坡效应,坡体监测点加速度随高度的增加而增加,其放大系数与边坡形态要素间的多元线性回归公式为:ξ=0.025d+0.037α+0.015h-0.819。

关键词：藉河流域自然斜坡地震滑坡地脉动地震动响应规律数值模拟

黄土高原藉河流域径流对气候和土地利用变化的响应

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水土保持通报 2016年第2期36卷 250-253页

作者：郑培龙李云霞寇馨月张晓明赵阳解刚成晨殷小琳刘冰中国水利水电科学研究院北京100048 北京水保生态工程咨询有限公司北京100053 中水北方勘测设计研究有限责任公司天津300222 珠江水利委员会珠江流域水土保持监测中心站广东广州510611

[目的]揭示黄土高原区中尺度流域径流对气候和土地利用变化的响应规律,为合理解决流域水资源利用和实现水资源的可持续管理提供理论支撑。[方法]以黄土高原藉河流域为研究对象,采用Mann-Kendall检验、距平累积曲线、双累积曲线以及分离... 详细信息

[目的]揭示黄土高原区中尺度流域径流对气候和土地利用变化的响应规律,为合理解决流域水资源利用和实现水资源的可持续管理提供理论支撑。[方法]以黄土高原藉河流域为研究对象,采用Mann-Kendall检验、距平累积曲线、双累积曲线以及分离评判法等方法进行研究。[结果](1)1962—2010年藉河流域年降雨呈下降趋势,但下降趋势不显著(p>0.05);流域年径流深呈显著下降趋势(p流域土地利用变化的最明显特征。[结论]研究时段内土地利用变化是藉河流域径流量减少的主要驱动因素,影响贡献率为90.2%,而气候变化影响较小,贡献率仅为9.8%。

关键词：黄土高原径流土地利用变化气候变化藉河流域

基于SWAT模型的藉河流域产流产沙模拟研究

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基于SWAT模型的藉河流域产流产沙模拟研究

作者：刘兴誉西北大学

学位级别：硕士

SWAT模型是一种具有很强物理基础的、连续时段的、流域尺度的分布式水文模型,在径流泥沙模拟方面具有较好的效果。藉河流域属于黄土丘陵沟壑区第三副区,生态环境脆弱,水土流失严重。本文基于SWAT模型,以藉河流域为研究对象,对藉河流域... 详细信息

SWAT模型是一种具有很强物理基础的、连续时段的、流域尺度的分布式水文模型,在径流泥沙模拟方面具有较好的效果。藉河流域属于黄土丘陵沟壑区第三副区,生态环境脆弱,水土流失严重。本文基于SWAT模型,以藉河流域为研究对象,对藉河流域的产流产沙进行模拟,这对于该流域的生态环境建设、水土保持工作等具有重要意义。本文对藉河流域的气象水文要素的变化特征及其规律进行分析,依据研究区域的DEM、土地利用、土壤类型、气象、水文等数据,构建适用于藉河流域的SWAT水文模型,并利用实测数据对其进行校正。模拟不同土地利用情景和不同土壤类型情况的径流泥沙,讨论土地利用变化对径流泥沙的影响,评价分析土壤类型因子对土壤侵蚀的敏感性。主要内容和结论如下:(1)本文选取藉河流域附近四个气象站点。1982-2015年华家岭站、岷县站、天水站降雨量均呈减少趋势,崆峒站呈增加趋势。四个站气温均呈上升趋势。藉河流域2001-2014年径流量呈上升趋势,输沙量呈下降趋势。藉河流域径流、泥沙主要集中在汛期7-10月,径流量占全年的70.81%,输沙量占全年的97.49%。径流、泥沙均呈集中分布的特点。(2)藉河流域年尺度和月尺度径流泥沙的模拟效果较好,模拟值和实测值比较吻合,且年模拟结果优于月模拟结果,说明该模型在藉河流域有较好的适用性。(3)藉河流域内的主要土地利用类型为耕地、草地。2000-2015年期间,耕地约84.59%未发生变化,其总面积减少了37.35km2;林地约95.56%未发生变化,其总面积增加了9.93km2;草地约89.87%未发生变化,其总面积增加了22.93km2;建设用地约91.36%未发生变化,其总面积增加了3.14km2。(4)不同土地利用情景下,年径流变化趋势基本一致,年泥沙变化趋势基本一致。林地和草地均会减少径流泥沙,林地的减流减沙效果优于草地,耕地会增加径流泥沙。土地利用直接影响流域的产流产沙过程,土地利用类型不同,土壤的物理结构、透水性、疏松度、孔隙率等均有差别,导致了保水能力的较大差异。(5)不同土壤类型假设情况下,年径流变化趋势基本一致,年泥沙变化趋势基本一致。土壤侵蚀的敏感性大小依次为简育高活性淋溶土、石灰性雏形土、石灰性冲积土、钙积高活性淋溶土。土壤侵蚀的大小,不仅取决于土壤有机质、土壤团聚体、土壤水分、土壤粒径、土壤容重等,还取决于气候因素、地形条件、植被条件以及人为活动等因素。

关键词：藉河流域 SWAT模型径流泥沙土地利用土壤类型

基于土地利用变化的藉河流域生态服务价值研究

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中国水土保持 2015年第10期 59-63页

作者：王友生余新晓王多尧李庆云北京林业大学水土保持学院北京100083 定西市农业技术推广站甘肃定西743000 中国林业科学研究院荒漠化研究所北京100091

为了实现土地的可持续利用和生态的可持续维护,以藉河流域5期土地利用数据和构建生态系统服务评价模型为基础,运用马尔科夫模型对藉河流域的土地利用及生态服务价值变化进行评估,结果表明:研究时段内坡耕地、梯田、林地和草地的总面积... 详细信息

为了实现土地的可持续利用和生态的可持续维护,以藉河流域5期土地利用数据和构建生态系统服务评价模型为基础,运用马尔科夫模型对藉河流域的土地利用及生态服务价值变化进行评估,结果表明:研究时段内坡耕地、梯田、林地和草地的总面积占流域面积的90%以上,坡耕地面积逐期减少,梯田和林地面积增加;1975—2030年流域总的生态服务价值呈增加趋势,草地和林地占总价值比例达到70%以上;预测2020年和2030年流域的生态服务价值分别增加到5.499亿元和5.633亿元,1975—2030年间单项生态服务价值中土壤形成与保持、维持生物多样性、气候调节和气体调节4项占总价值的60%左右。

关键词：生态服务价值土地利用变化马尔科夫模型藉河流域