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黑河分支河流体系地貌特征和沉积模式

西安理工大学学报 2023年第2期39卷 216-226页

作者：胡赛寅刘宗堡卢志霖刘警阳东北石油大学地球科学学院黑龙江大庆163318 山东师范大学地理与环境学院山东济南250358

为探究温带干旱区分支河流体系(DFS)的沉积模式,选取黑河DFS为靶区,利用卫星遥感影像和地貌、气候等资料,首先确定了黑河DFS的宏观形态、内部组成和地貌类型,进而研究了黑河DFS的控制因素及沉积模式。研究表明:①黑河DFS面积约3.01×10^... 详细信息

为探究温带干旱区分支河流体系(DFS)的沉积模式,选取黑河DFS为靶区,利用卫星遥感影像和地貌、气候等资料,首先确定了黑河DFS的宏观形态、内部组成和地貌类型,进而研究了黑河DFS的控制因素及沉积模式。研究表明:①黑河DFS面积约3.01×10^(4) km^(2),最大半径超过300km,近五十年来黑河DFS的边界、河道位置和河流类型保持稳定,但内部湖泊的水体面积波动明显;②根据地貌、沉积和水系特征将黑河DFS分为近端、中部和远端三部分,DFS发育有冲积平原、冲洪积平原和沙地等30种地貌类型,其中湖泊地貌和风积地貌分布广泛;③黑河DFS形态受构造控制,气候和径流是其演化的主要控制因素;④黑河DFS是第四纪干旱气候下形成的巨型扇,主要沉积动力为河流、洪水、湖泊和风,近端、中部主体为冲积平原和冲洪积平原,远端主体为泛滥平原和DFS终端湖泊,具有3类河道沉积模式,分别为单一曲辫转化、复杂放射性曲辫共存和萎缩放射性曲辫共存。

关键词：黑河 DFS 地貌特征沉积模式

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黑河下游植物碳氮化学计量特征及其影响因素

北京林业大学学报 2023年第4期45卷 50-59页

作者：王晓琳王寅何奕成杨慧曲梦君邹旭阁李景文北京林业大学生态与自然保护学院北京100083 内蒙古额济纳旗居延海湿地保护管理中心内蒙古额尔古纳735400

【目的】碳、氮元素对植物的生长发育至关重要,尤其是在极端干旱的内陆河流域,不同功能群植物对土壤水分和养分需求不同,往往表现出不同的化学计量特征。探寻黑河下游不同功能群植物的化学计量特征及对地下水变化的养分反应,对进一步了... 详细信息

【目的】碳、氮元素对植物的生长发育至关重要,尤其是在极端干旱的内陆河流域,不同功能群植物对土壤水分和养分需求不同,往往表现出不同的化学计量特征。探寻黑河下游不同功能群植物的化学计量特征及对地下水变化的养分反应,对进一步了解全球气候变化背景下荒漠生态系统具有重要意义。【方法】在黑河下游,根据与河道的距离,共设置22个采样点,采用相关性分析、方差分解方法分别对不同功能群植物的碳氮化学计量特征及其与环境因子的关系进行研究。【结果】研究结果表明:黑河下游地区植物叶片和细根的碳元素含量平均值分别为408.53和16.30 mg/g;氮元素含量平均值分别为500.34和11.81 mg/g,碳氮比平均值分别为30.74和49.48。与全球和区域尺度研究相比,黑河下游植物具有较高的细根碳含量、较低的氮含量和较高的碳氮比。在不同地下水位梯度上,木本植物的碳含量、氮含量与碳氮比均与地下水深度显著相关,但草本植物与地下水不相关。黑河下游植物碳氮化学计量特征与土壤理化属性紧密相关。地下水和土壤含水量、土壤总氮共同解释了木本植物化学计量总变异的53%~75%;土壤pH值和土壤电导率共同解释了草本植物化学计量总变异的20%。【结论】面对极端干旱盐碱环境,水分是影响木本植物碳氮化学计量特征变化的关键因子,草本植物碳氮化学计量特征主要受土壤pH值和土壤电导率影响。

关键词：地下水黑河碳氮化学计量特征功能群

黑河上中游流域梯级库区内夏季重金属空间分布特征及汇源解析

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中国环境科学 2022年

作者：王昱朱家乐冯起刘蔚贺昱华王旭刘开清兰州理工大学能源与动力工程学院中国科学院西北生态环境资源研究院内陆河流域生态水文重点实验室甘肃省生物质能与太阳能互补供能系统重点实验室甘肃省水利厅讨赖河流域水资源利用中心

为探究梯级筑坝对河流重金属空间分布的影响，于2019年8月在黑河上、中游的干、支流河段采集水体、沉积物及岸边土壤样本，测定了8种重金属(Cr、Cu、Ni、Pb、Zn、Cd、Mn、As)的含量，利用反距离加权插值法、主成分分析法等分析了河流重... 详细信息

为探究梯级筑坝对河流重金属空间分布的影响，于2019年8月在黑河上、中游的干、支流河段采集水体、沉积物及岸边土壤样本，测定了8种重金属(Cr、Cu、Ni、Pb、Zn、Cd、Mn、As)的含量，利用反距离加权插值法、主成分分析法等分析了河流重金属的空间分布和来源.结果表明，黑河中上游库区重金属仍处于“汇”阶段，筑坝蓄水主要表现出“拦截效应”，源于各重金属迁移释放能力不同，少量重金属被“拦截”于中部库区.同时，受干支交汇水力特性影响，其富集效应也较明显.主成分分析等指出，As、Cd、Pb、Zn和Cu主要源于矿产开采活动，Mn、Cr、Ni分别源于工业生产、城市排污、自然因素等.Cu含量的空间分布特征还显示，其于沉积物、岸边土壤中的含量能指示断面附近有矿产开采等迹象.研究结果可为我国梯级筑坝河段的重金属控制和有效管理提供参考.

关键词：黑河重金属梯级筑坝分布来源

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黑河流域中游盆地水文地球化学演化规律研究

地学前缘 2021年第4期28卷 184-193页

作者：王文祥李文鹏蔡月梅安永会邵新民吴玺尹德超潍坊学院山东潍坊261061 中国地质调查局水文地质环境地质调查中心河北保定071051 中国地质环境监测院北京100081

黑河是我国第二大内流河,研究其水化学演化规律,对于区域水资源科学利用与管理、保障饮水安全和下游生态安全都具有重要作用。本文利用2014—2018年在黑河流域开展1∶50000水文地质调查所获取的资料,研究了黑河干流和丰乐河两个典型剖... 详细信息

黑河是我国第二大内流河,研究其水化学演化规律,对于区域水资源科学利用与管理、保障饮水安全和下游生态安全都具有重要作用。本文利用2014—2018年在黑河流域开展1∶50000水文地质调查所获取的资料,研究了黑河干流和丰乐河两个典型剖面的水化学和同位素变化规律。结果表明,黑河中游盆地地下水主要来源于祁连山区大气降水补给,黑河干流区地下水氘氧同位素比丰乐河流域更为富集,反映了氘氧同位素的高程效应。在丰乐河流域排泄区发现了非现代气候条件下形成的古水,说明现在的盐湖盆地早期就是地下水滞留区。山前戈壁带含水层经长期淋滤作用,地下水溶解性总固体(total dissolved solids,TDS)较低,水化学类型以重碳酸型为主。溢出带以北下游地区TDS逐步增高,地下水类型以硫酸型、硫酸氯型为主,具有两种地下水化学背景和演化模式:一种是石膏溶解碳酸盐沉淀析出氯化物溶解缓慢的硅酸盐非完全溶解和阳离子交换反应模式;另一种在此基础上增加硫酸钠溶解演化模式。流域补给区和径流区地下水TDS升高的主要原因是溶滤作用。丰乐河排泄区地下水TDS升高的主要原因仍是溶滤作用,溶滤盐分的来源是表层的盐分,以石盐为主。黑河干流排泄区由于含水层较薄,水位埋深较浅,蒸发对地下水咸化的影响更大。

关键词：黑河地下水水化学氘氧同位素溶解

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祁连山黑河径流变化特征及影响因素研究

干旱区地理 2022年第5期45卷 1460-1471页

作者：梁鹏飞辛惠娟李宗省张百娟桂娟段然南富森丁增扬平杨盛梅兰州交通大学环境与市政工程学院甘肃兰州730070 中国科学院西北生态环境资源研究院高寒山区同位素生态水文与国家公园观测站/甘肃省祁连山生态环境研究中心/内陆河流域生态水文重点实验室甘肃兰州730000 中国科学院大学北京100049 西藏自治区水文水资源勘测局昌都水文分局西藏昌都854000

基于黑河流域径流、气象和土地利用类型等资料,采用弹性系数等方法研究了黑河径流变化特征及影响因素。结果表明:(1)1990年后黑河流域径流量增加趋势明显加速,并且在黑河干流表现最为明显,1957—1990年莺落峡站径流量增加速率为0.75×10... 详细信息

基于黑河流域径流、气象和土地利用类型等资料,采用弹性系数等方法研究了黑河径流变化特征及影响因素。结果表明:(1)1990年后黑河流域径流量增加趋势明显加速,并且在黑河干流表现最为明显,1957—1990年莺落峡站径流量增加速率为0.75×10^(8) m^(3)·(10a)^(-1),而1991—2020年其增加速率为2.60×10^(8) m^(3)·(10a)^(-1),后者是前者的3.47倍,并且黑河全流域1990年后径流量增加主要发生在夏季和秋季,较1990年前分别增加了7.07%和26.58%。(2)径流对气候变化的响应在夏季最为敏感,并且降水是导致径流增多的主要气候因素,夏季降水量增多1.000%,同期径流量平均增多0.741%(P黑河流域耕地和建设用地面积相对增幅分别为24.20%和71.43%;草地和未利用土地面积相对降幅分别为1.30%和5.28%。径流量与林地面积、建设用地面积呈正相关,而径流量与草地面积呈负相关。研究结果可以为黑河流域水资源的科学管理、优化配置和后续生态工程的实施提供参考。

关键词：黑河径流响应气候变化冰冻圈影响因素

基于温度示踪的高寒地区河水与地下水相互作用:以黑河上游流域为例

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地质科技通报 2023年第4期42卷 95-106页

作者：张淑勋孙自永潘艳喜李鑫潘钊中国地质大学(武汉)环境学院武汉430078 中国地质大学(武汉)长江流域环境水科学湖北省重点实验室武汉430078 湖北省地质局水文地质工程地质大队湖北荆州434000

高寒地区是世界众多大型河流的源区,了解区内河水与地下水的相互作用对流域水资源科学管理具有重要意义。因广泛发育多年冻土,高寒地区河床底部局部融区的形成和动态变化控制着河水与地下水的转换,导致两者间水力关系的复杂性和特殊性... 详细信息

高寒地区是世界众多大型河流的源区,了解区内河水与地下水的相互作用对流域水资源科学管理具有重要意义。因广泛发育多年冻土,高寒地区河床底部局部融区的形成和动态变化控制着河水与地下水的转换,导致两者间水力关系的复杂性和特殊性。受观测条件限制,目前高寒地区河水与地下水相互作用的研究极少,少量已有研究也多采用同位素和水化学示踪方法,成本高且精度低。采用观测成本更低但精度与密度更高的温度信号作为示踪剂,以量化河水和地下水之间的交换;利用垂向一维瞬态热运移解析模型,定量计算不同深度处河水与地下水的交换流速;利用分布式测温光纤系统的观测结果,分析河水与地下水相互作用的时空动态变化特征。研究结果表明:高寒地区河水与地下水的交换存在强烈的时空差异,季节与气候的转换对河水与地下水的交换量起着控制作用,甚至能够改变河水与地下水的交换方向,河水与地下水的交换量随着冻土活动层加深而增加。温度示踪方法适用于高寒冻土区河水与地下水相互作用研究,2种温度示踪方法的联合使用可有效提高研究精度与准确性,为缺乏基础水文地质数据的高寒地区提供一种可行的研究思路。

关键词：高寒地区河水与地下水相互作用温度示踪分布式测温光纤多年冻土融区黑河

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黑河上游径流演变规律及其变化原因分析

甘肃农业大学学报 2022年第6期57卷 148-154,163页

作者：陈吉平牛最荣王启优朱咏甘肃省水文站甘肃兰州730030 甘肃农业大学甘肃兰州730070

【目的】分析黑河流域径流演变规律及其变化原因,为区域水资源优化配置提供依据。【方法】本文采用MK检验法、Morlet小波函数法、基于水热条件变化原理的累积量斜率变化率比较法等方法,分析黑河上游出山口莺落峡河川径流演变的多时间尺... 详细信息

【目的】分析黑河流域径流演变规律及其变化原因,为区域水资源优化配置提供依据。【方法】本文采用MK检验法、Morlet小波函数法、基于水热条件变化原理的累积量斜率变化率比较法等方法,分析黑河上游出山口莺落峡河川径流演变的多时间尺度复杂结构;以径流突变年份为转折点分割序列,量化气候因子和人类活动对径流变化的影响程度。【结果】年径流突变点为2005年,突变后呈显著增加趋势;径流变化的第一主周期为24 a,最近丰水期为2009~2018年;流域内气候变化对径流变化的贡献率为70.2%,人类活动贡献率为29.8%。【结论】2019年后莺落峡径流丰枯情况可能发生转变,气候变化是径流增加的主导因素,研究结论可为流域径流演变规律及水资源优化配置提供理论支撑。

关键词：黑河径流演变小波分析人类活动气候变化贡献率

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黑河上中游月径流序列多重分形特性研究

华北水利水电大学学报（自然科学版） 2022年第5期43卷 53-62页

作者：朱新丽李彦彬李红星杜雪芳华北水利水电大学水利学院河南郑州450046

为准确了解黑河上中游月径流序列的分形特性,运用STL方法对黑河上中游札马什克站、祁连站、莺落峡站和正义峡站的月径流序列进行季节分解,并运用WLMF和MF-DFA2方法对分解前、后月径流序列的多重分形特性进行了对比分析。结果显示:黑河... 详细信息

为准确了解黑河上中游月径流序列的分形特性,运用STL方法对黑河上中游札马什克站、祁连站、莺落峡站和正义峡站的月径流序列进行季节分解,并运用WLMF和MF-DFA2方法对分解前、后月径流序列的多重分形特性进行了对比分析。结果显示:黑河上中游月径流序列具有多重分形特性;莺落峡站实测月径流序列具有反持久性,札马什克站、祁连站和正义峡站实测月径流序列具有持久性;季节周期波动对黑河上游月径流序列的分形特性有显著影响,从札马什克站到莺落峡站月径流序列的分形强度减弱,不均匀性减小;正义峡站月径流序列的不均匀性主要与人类活动有关。

关键词：多重分形分析 MF-DFA WLMF STL季节分解黑河

基于大型底栖动物完整性指数的黑河中上游水生生态系统健康评价

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中国沙漠 2023年第2期43卷 271-280页

作者：展洋汪双陈吉平王昱王昱鹏甘肃省水利厅水利工程建设造价与规费管理中心甘肃兰州730046 兰州理工大学能源与动力工程学院甘肃兰州730050 兰州理工大学甘肃省生物质能与太阳能互补供能系统重点实验室甘肃兰州730050 甘肃省水文站甘肃兰州730000 酒泉市肃州区洪临灌区临水水利管理所甘肃酒泉735000

为探究中国高寒内陆河流的健康状况,多年在黑河上中游采集大型底栖动物和水样样品,采用生物参数分布范围分析、生物判别能力分析以及相关性分析的方法,构建了由总分类单元数、水生昆虫分类单元数、前三位优势分类单元、捕食者%、敏感类... 详细信息

为探究中国高寒内陆河流的健康状况,多年在黑河上中游采集大型底栖动物和水样样品,采用生物参数分布范围分析、生物判别能力分析以及相关性分析的方法,构建了由总分类单元数、水生昆虫分类单元数、前三位优势分类单元、捕食者%、敏感类群%及耐污类群%组成的黑河大型底栖动物完整性指数(B-IBI)评价体系。结果表明:(1)基于比值法得到黑河河流健康评价等级:B-IBI>3.28为健康,2.46黑河上、中游整体健康状况处于良好状态。

关键词：黑河大型底栖动物群落结构环境因子