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长江上游大尺度分布式水文模型的构建及应用

水利学报 2007年第2期38卷 182-190页

作者：许继军杨大文刘志雨雷志栋清华大学水利水电工程系水沙科学与水利水电工程国家重点实验室水利部水文局北京100053

针对面积达100万km^2的长江上游流域，依据100m网格的数字高程模型DEM，基于流域的地貌特征原理，构建了10km网格的大尺度分布式水文模型。在建模过程中尽量利用相关的地理信息描述长江上游地区下垫面特点及其空间变化，并采用次网格参... 详细信息

针对面积达100万km^2的长江上游流域，依据100m网格的数字高程模型DEM，基于流域的地貌特征原理，构建了10km网格的大尺度分布式水文模型。在建模过程中尽量利用相关的地理信息描述长江上游地区下垫面特点及其空间变化，并采用次网格参数化方法处理大网格内水文参数的非均一性。继而完整地模拟了1961—2000年的水文过程，结果表明，模型不仅较好地再现了河道的径流过程，而且能同时获得径流深、蒸散发和土壤含水率等水文要素在流域空间上的分布及其变化。

关键词：长江上游径流模拟分布式水文模型 GBHM模型次网格参数化

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长江上游多站日流量随机模拟方法

水科学进展 2013年第4期24卷 504-512页

作者：陈璐郭生练周建中熊立华闫宝伟华中科技大学水电与数字化工程学院湖北武汉430074 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

随着梯级水库和水库群的建设,不仅需要单站的信息,而且需要流域内各站的综合信息,迫切需要发展多站的随机模拟模型。基于多变量分析理论提出了一种新的多站随机模拟方法。采用季节性自回归模型模拟主站的日流量序列,建立多维Copula函数... 详细信息

随着梯级水库和水库群的建设,不仅需要单站的信息,而且需要流域内各站的综合信息,迫切需要发展多站的随机模拟模型。基于多变量分析理论提出了一种新的多站随机模拟方法。采用季节性自回归模型模拟主站的日流量序列,建立多维Copula函数描述主站和从站之间的时空相关性特征,依据Copula函数,生成从站的日流量序列。以长江上游为研究对象,建立了长江宜昌站、金沙江屏山站、岷江高场站、沱江李家湾站、嘉陵江北碚站和乌江武隆站的多站随机模拟模型,并与现有的主站法进行比较分析。结果表明,模拟与实测序列的统计特征值差别不大,模拟效果优于现有的主站法。

关键词：多站日流量随机模拟 Copula函数长江上游

长江上游大中型水库碳排放量估算与分析:以IPCC国家温室气体清单指南为基础

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湖泊科学 2023年第1期35卷 131-144,I0007页

作者：李雨晨秦宇杨柳李哲鲁伦慧重庆交通大学水利水运工程教育部重点实验室重庆400074 中国科学院重庆绿色智能技术研究院重庆400714 中国科学院大学重庆学院重庆400714

“双碳”背景下,我国能源结构面临持续转型发展。作为清洁可再生能源,水电开发是近年来长江上游水资源开发利用的重点工作。然而,筑坝蓄水将在一定程度上改变区域碳排放情况。评估水库碳排放量是客观、科学认识水电清洁能源属性的基础,... 详细信息

“双碳”背景下,我国能源结构面临持续转型发展。作为清洁可再生能源,水电开发是近年来长江上游水资源开发利用的重点工作。然而,筑坝蓄水将在一定程度上改变区域碳排放情况。评估水库碳排放量是客观、科学认识水电清洁能源属性的基础,是国家温室气体清单的一个重要组成部分。基于IPCC国家温室气体清单指南层级1(Tier 1)的方法,以长江上游24个中、大型水库为案例,探讨长江上游典型水库生命周期内的碳排放量,并通过蒙特卡洛模拟对估算结果进行不确定性分析及模型参数的敏感性分析。结果显示,24个水库的生命周期碳排放量分布在0.0342~140.59 Tg CO_(2eq)的区间内,总排放量达到264.05 Tg CO_(2eq)(其中,CO_(2)排放量占9.12%,CH 4排放量占90.88%),单位发电量的碳排放均值为3.30 g CO_(2eq)/(kW·h)(0.01~17.64 g CO_(2eq)/(kW·h)),最小、最大值分别出现在锦屏二级水库和彭水水库。此外,敏感性分析发现,在模型涉及的参数中,营养程度调整系数的不确定性对最终估算结果的不确定性起主导作用,下游CH 4通量与水库水气界面CH 4通量的比值敏感性最小。研究工作可为后续推广应用IPCC国家温室气体清单提供参考。

关键词：政府间气候变化专门委员会(IPCC) 水淹地长江上游碳排放敏感性分析

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长江上游梯级水库泥沙冲淤长期预测初步研究

应用基础与工程科学学报 2018年第4期26卷 737-745页

作者：黄仁勇舒彩文谈广鸣长江科学院湖北武汉430010 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

采用长江上游梯级水库联合调度泥沙数学模型,开展了考虑干支流水库群拦沙影响的长江上游梯级水库联合调度泥沙冲淤500年长期预测计算,并对乌东德、白鹤滩、溪洛渡、向家坝、三峡水库淤积过程及库区淤积初步平衡时间进行了初步分析.结果... 详细信息

采用长江上游梯级水库联合调度泥沙数学模型,开展了考虑干支流水库群拦沙影响的长江上游梯级水库联合调度泥沙冲淤500年长期预测计算,并对乌东德、白鹤滩、溪洛渡、向家坝、三峡水库淤积过程及库区淤积初步平衡时间进行了初步分析.结果表明：在1991-2000年水沙条件下,不考虑龙盘梯级时,乌东德、白鹤滩、溪洛渡、向家坝、三峡水库的库区淤积初步平衡时间分别约为140、230、260、270、340年;考虑龙盘梯级时,乌东德、白鹤滩、溪洛渡、向家坝、三峡水库的库区淤积初步平衡时间分别约为180、270、290、300、370年.各水库淤积平衡时间均比原设计有较大延长.

关键词：长江上游梯级水库三峡水库淤积平衡时间数学模型

长江上游地质灾害次生突发水污染风险分区研究

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中国环境科学 2024年第7期44卷 3999-4008页

作者：周夏飞周胜森徐翔宇解明礼徐泽升曹国志王鲲鹏天津大学管理与经济学部天津300072 天津大学国家储能技术产教融合创新平台天津300072 生态环境部环境规划院生态环境风险损害鉴定评估研究中心北京100041 国家环境保护生态环境损害鉴定与恢复重点实验室北京100041 成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室四川成都610059

以2021年为基准年,基于地质灾害隐患点调查数据、环境统计数据、DEM数据及水质监测断面数据等,以1km×1km网格为基本单元,按照“地质灾害-风险源-传输途径-敏感受体”评估框架,采用风险场评估法对长江上游开展地质灾害次生突发水污染风... 详细信息

以2021年为基准年,基于地质灾害隐患点调查数据、环境统计数据、DEM数据及水质监测断面数据等,以1km×1km网格为基本单元,按照“地质灾害-风险源-传输途径-敏感受体”评估框架,采用风险场评估法对长江上游开展地质灾害次生突发水污染风险分区评估.结果表明:①高风险区面积为22534.1km^(2),占比2.3%;中风险区面积为105239.1km^(2),占比10.7%;低风险区面积为857694.4km^(2),占比87.0%;②从空间分布来看,高风险区主要分布在重庆市、陇南市东南部、绵阳市中部、南充市北部、阿坝州东南部、雅安市南部、凉山州中部、德阳市西部等;③从重点河流沿岸空间分布来看,高风险区主要分布在长江干流重庆段,金沙江攀枝花段,嘉陵江陇南段、南充段,岷江成都段、阿坝州段,雅砻江凉山州段等.

关键词：长江上游地质灾害水污染风险网格

长江上游小型水库枯水期水质对景观组成、配置和水库特征的响应

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环境科学 2023年第5期44卷 2528-2538页

作者：钟泳林冉娇娇文雯张名瑶吕明权吴胜军重庆交通大学智慧城市学院重庆400074 中国科学院重庆绿色智能技术研究院重庆400714 中国科学院大学重庆学院重庆400714 长江大学资源与环境学院武汉430000

长江流域小型水库数量多分布广,具有重要的生态经济效益,探明小型水库水质对环境变量的响应规律对于提升水库水质具有非常重要的意义.基于长江上游36个小型水库枯水期水质数据,运用相关分析和冗余分析等研究方法,将环境变量划分为景观... 详细信息

长江流域小型水库数量多分布广,具有重要的生态经济效益,探明小型水库水质对环境变量的响应规律对于提升水库水质具有非常重要的意义.基于长江上游36个小型水库枯水期水质数据,运用相关分析和冗余分析等研究方法,将环境变量划分为景观配置指标、景观组成指标和水库特征指标这三大类,探明其对水质指标变化的影响.结果表明:(1)旱地是NO_(3)^(-)-N、TN和TP的主要来源;居民点是TP物质的主要来源;水田、林地和荒草地对水库N、P的截留和净化具有正向作用;(2)旱地最大斑块指数与水库TN和NO_(3)^(-)-N浓度显著正相关,水田散布与并列指数、林地散布与并列指数与水库NO_(3)^(-)-N和TN浓度显著负相关;旱地斑块密度与TP物质含量显著正相关;林地最大斑块指数与TP含量显著负相关;(3)水库库容、水库平均深度和水库形状指数对水库水质提升具有显著的正向作用;(4)水库环境变量中,景观配置指标对水库水质指标变化的解释率最高(24%),其次是水库特征指标(11%),最后为景观组成指标(9%).流域因素是影响水库水质变化的关键因子(55%),内部因素(19%)对水库水质的影响同样不可忽视.研究结果可以为通过管理和优化水库景观特征来控制小型水库水质退化提供理论依据.

关键词：小型水库景观格局非点源污染长江上游枯水期

长江上游地区土地利用/覆被和景观格局变化分析

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农业工程学报 2007年第10期23卷 86-92,F0003页

作者：伍星沈珍瑶北京师范大学环境学院

利用1980年、1990年和2000年3个时期土地利用数据,将GIS和景观生态学的数量分析方法相结合,运用Arc Info和Arc View以及Fragstats（栅格版）,分析了长江上游地区1980～2000年间的土地利用/覆被和景观格局的变化。结果表明：研究期间,林... 详细信息

利用1980年、1990年和2000年3个时期土地利用数据,将GIS和景观生态学的数量分析方法相结合,运用Arc Info和Arc View以及Fragstats（栅格版）,分析了长江上游地区1980～2000年间的土地利用/覆被和景观格局的变化。结果表明：研究期间,林地和耕地大幅度减少,草地和建设用地面积显著增加,水域和未利用地相对变化幅度不大。研究区土地利用类型转移的主要方向是林地转化为草地和耕地、耕地转化为建设用地和草地、草地转化为未利用地。通过对该区斑块类型级别指标的分析,得出水域、建设用地和未利用地分离度和破碎度较大,而耕地、林地和草地在宏观政策和人类活动强烈干扰下,分离度和破碎度呈现先降低后升高的趋势。通过对景观级别指标的分析,得出整个区域景观结构日趋破碎,景观异质性也逐渐提高,土地向着多样化和均匀化发展。长江上游地区脆弱的生态体系对土地利用变化响应强烈,造成水土流失和沙漠化程度加剧,自然灾害频发等景观生态效应。可通过调整景观尺度上的土地利用方式,使长江上游地区生态建设及水土资源实现可持续发展。

关键词：长江上游土地利用/覆被变化景观格局

长江上游平原丘陵区农业非点源污染输出特征和驱动机制

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环境科学 2022年第6期43卷 3128-3139页

作者：谭少军刘洋朱小婕刘荷邵景安邓华西南大学资源环境学院重庆400700 重庆师范大学地理和旅游学院重庆401331 重庆青年职业技术学院重庆400712

农村非点源污染格局和机制研究对于区域生态环境治理意义重大.以长江上游平原丘陵区为研究区,借助多元数据,提出一种基于空间距离修正的污染物测算方法,利用克里金(Kriging)插值和逻辑回归(LR)方法研究农村非点源污染物的排放格局和影... 详细信息

农村非点源污染格局和机制研究对于区域生态环境治理意义重大.以长江上游平原丘陵区为研究区,借助多元数据,提出一种基于空间距离修正的污染物测算方法,利用克里金(Kriging)插值和逻辑回归(LR)方法研究农村非点源污染物的排放格局和影响机制.结果表明,2005~2015年间COD、BOD_(5)、NH_(4)^(+)-N、TN和TP排放总量分别增加15.46×10^(4)、25.66×10^(4)、3.49×10^(4)、1.26×10^(4)和0.38×10^(4) t.成都平原、川中丘陵和川东平行岭谷耕作区是排放量高值区,而城镇城区和三峡库区腹地是低值区.COD、BOD_(5)和NH_(4)^(+)-N整体风险等级有所增加,TN整体排放风险等级有所增加,TP整体排放风险偏高且有继续恶化的趋势.综合风险等级呈“中部高,四周低”的空间格局,极高和次高风险等级呈镶嵌分布,成都平原和川东平行岭谷区为高风险集聚区.2005~2010年间非点源污染主要驱动因素为粮食产量、畜禽产量和乡村人口数,表现为“生产驱动型”,而2010~2015年间农民人均纯收入、粮食产量、畜禽产量、国民生产总值和年均降水量是主要驱动因素,表现为“生产和生活协同驱动型”.研究成果可为分析长江上游平原丘陵区非点源污染驱动机制和防控提供一定依据.

关键词：农业非点源输出特征驱动机制长江上游平原丘陵区

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长江上游流域降水结构时空演变特性

水科学进展 2014年第2期25卷 164-171页

作者：冶运涛梁犁丽龚家国蒋云钟王浩南京水利科学研究院水文水资源与水利工程科学国家重点实验室江苏南京210029 中国水利水电科学研究院流域水循环模拟与调控国家重点实验室北京100038

为研究气候变化和人类活动背景下的长江上游流域降水结构时空分布特性,利用长江上游流域67个气象站点1961—2005年45年的日降水资料,分析了各种不同历时连续降水的时空演变特征。通过Trend Free Pre-Whitening方法消除降水时间序列中的... 详细信息

为研究气候变化和人类活动背景下的长江上游流域降水结构时空分布特性,利用长江上游流域67个气象站点1961—2005年45年的日降水资料,分析了各种不同历时连续降水的时空演变特征。通过Trend Free Pre-Whitening方法消除降水时间序列中的自相关成分,利用非参数的Mann-Kendall法检验了降水结构的变化趋势。结果表明:①长江上游流域及各分区各历时降水发生率随降水历时增加呈指数递减趋势,贡献率先增加后降低,以短历时降水为主;②长江上游短历时(1 d和2 d)降水贡献率发生突变的时间在1976年,长历时(6 d和10 d)降水发生率发生突变的时间为1984年,贡献率发生突变的时间为1999年;③长江上游短历时降水集中出现的次数增加,降水强度增大,降水量占总降水量的比例较大,而长历时降水出现频次降低,降水量占总降水量比例下降,其中岷沱江流域、大渡河流域、长江干流区间通过了显著性检验。

关键词：降水结构降水历时水文循环长江上游