GCMs模式在黄河源区的适用性分析

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黄河流域兰州段生态敏感性评价方法研究

黄河流域兰州段生态敏感性评价方法研究黄河流域兰州段生态敏感性评价方法研究摘要：生态敏感性评价是黄河流域兰州段生态保护和管理的重要工作之一。

本文通过对黄河流域兰州段的生态环境特点进行分析，总结了目前生态敏感性评价方法的研究现状，并提出了一种基于综合指标法的生态敏感性评价方法。

该方法结合了环境因子的空间分布特征，通过构建评价指标体系，定量评估了兰州段各个区域的生态敏感性，并对评价结果进行了验证。

研究结果表明，兰州段的生态敏感性较高，主要受到人类活动和自然因素的影响。

本文的研究成果有助于为黄河流域兰州段的生态保护和管理提供科学依据。

关键词：黄河流域；兰州段；生态敏感性评价；综合指标法1. 引言黄河是中国第二大河流，也是中国文明的摇篮之一。

然而，在过去几十年里，随着工业发展和人口增长，黄河流域的生态环境受到了严重破坏。

兰州作为黄河流域的重要节点城市，承担着重要的经济和社会发展任务，但也面临着生态环境保护和恢复的压力。

2. 兰州段的生态环境特点黄河流域兰州段位于黄河中游地区，地理位置十分重要。

兰州段的生态环境特点主要包括以下几个方面：第一，水资源丰富但不均衡。

黄河是中国第一大河流，为兰州提供了丰富的水资源，但由于南北水源分配不均衡，区域间水资源争夺问题突出。

第二，土壤侵蚀严重。

由于兰州地处黄土高原，土壤侵蚀问题较为严重，导致黄河水质受到污染。

第三，植被覆盖率低。

兰州地区植被覆盖率低，在人类活动和自然灾害等因素的影响下，植被恢复能力较弱。

以上生态环境特点对生态保护和管理提出了严峻的挑战。

3. 生态敏感性评价方法的研究现状生态敏感性评价是对生态环境变化和人类活动影响的一种评估方法。

目前，研究人员对于生态敏感性评价方法的研究主要包括基于统计模型的方法、基于遥感技术的方法和基于综合指标法的方法等。

3.1 基于统计模型的方法基于统计模型的方法主要利用多元回归分析、聚类分析等统计手段，通过建立数学模型来评估生态敏感性。

CMIP6_模式对黄河水源涵养区降水和气温模拟能力的评估

第 6 期水　利　水　运　工　程　学　报No. 6 2023 年 12 月HYDRO-SCIENCE AND ENGINEERING Dec. 2023 DOI:10.12170/20230215001吴金雨，鞠琴，刘小妮，等. CMIP6模式对黄河水源涵养区降水和气温模拟能力的评估[J]. 水利水运工程学报，2023（6）：1-12.（WU Jinyu, JU Qin, LIU Xiaoni, et al. Assessment of precipitation and temperature in the water conservation region of the Yellow River Basin using CMIP6 models[J]. Hydro-Science and Engineering, 2023（6）: 1-12. （in Chinese））CMIP6模式对黄河水源涵养区降水和气温模拟能力的评估吴金雨1, 2，鞠琴1, 2，刘小妮1, 2，连子旭1, 2，张译尹1, 2，段远强1, 2(1. 河海大学水灾害防御全国重点实验室，江苏南京 210098； 2. 长江保护与绿色发展研究院，江苏南京210098)摘要: 黄河流域水源涵养区是国家重要的生态屏障，评估全球气候模式对黄河流域水源涵养区降水和气温的模拟能力至关重要。

基于国际耦合模式比较计划第六阶段（CMIP6）的20个全球气候模式，采用相对误差、相关系数、确定性系数和泰勒图等评估指标，对黄河流域水源涵养区1985—2014年降水和气温的模拟能力进行综合评估，并对优选出的模式进行空间分析。

结果表明：绝大多数气候模式对气温的模拟效果优于降水，气温的相关系数高达0.95以上；而对降水的模拟普遍存在高估现象，确定性系数偏低。

在对黄河流域水源涵养区分区研究中发现，大部分模式对3个区域（黄河源区、唐乃亥-兰州以上流域和渭河-伊洛河流域）的模拟精度都有待进一步提高，不同气候模式在不同分区上的模拟能力有差异，总体上，20个模式在黄河源区模拟的降水和气温效果最好，唐乃亥-兰州以上流域次之，渭河-伊洛河流域最差。

YRCC.NKG_-_2800_型激光粒度仪在黄河上游测区适用性研究

第 4 期2023 年 8月NO.4Aug .2023水利信息化Water Resources Informatization0 引言河流泥沙颗粒分析为泥沙测验项目，泥沙颗粒级配的断面分布和变化过程资料对河道河床演变分析、水利工程设计、水库库容计算和防洪灌溉等至关重要[1]。

激光粒度仪作为一种以激光为探测光源的新型粒度测试仪器，因具有测试速度快、测试范围宽、操作简单和重复性好等优点，广泛应用于河流泥沙颗粒分析。

随着国产高科技设备的发展，国产激光粒度仪性能已经成熟稳定，研发的河流泥沙激光粒度分析仪已通过科技成果认定。

为更好地满足水文行业泥沙分析需求，对国产 YRCC.NKG -2800 型激光粒度仪（以下简称 NGK 粒度仪）在黄河上游测区进行适用性研究，并将 NGK 粒度仪与英国的马尔文激光粒度分析仪（以下简称 MS 粒度仪）进行对比试验、一致性相关分析，为开展国产激光粒度仪的推广应用提供支撑。

1 NKG 粒度仪介绍1.1 测量原理NKG 粒度仪是双镜头、斜入射式、激光图像粒度粒形分析仪，主要包括主机、进样器和测量软件等组件，采用米氏散射理论工作。

米氏散射理论指出，光照射粒子时，光的衍射和散射方向与光的波长和粒子尺度有关。

当用固定波长的激光作光源时，波长的影响可消除，从而基本由粒子尺度确定光的衍射、散射方向能力[2-4]。

按测量原理进行设计，建立由偏振光源（激光光源）、粒子通路和检测系统构成的激光粒度分析仪光路系统。

当激光照射到粒子时，粒子大小不同产生不同角度的散射光，由分立的光检测器将接收到的光强电信号经过计算机的统计、分析、计算，转化成粒子的分布信息。

NKG 粒度仪光路设计特点为：通过正反傅立叶结合光路，结合前向、侧向和后向散射技术，以及倾斜样品池技术，实现全角度测量，扩大测量范围，提高细颗粒端的测量精度及分辨力。

光路设计如图 1 所示。

（黄河水利委员会上游水文水资源局，甘肃兰州 730030）DOI ：10.19364/j.1674-9405.2023.04.010YRCC.NKG - 2800 型激光粒度仪在黄河上游测区适用性研究高翔摘要：为使国产 YRCC.NKG -2800 型激光粒度仪很好地应用于黄河泥沙颗粒分析，以 SL 42—2010《河流泥沙颗粒分析规程》为依据，对基础参数进行适用性优化，开展重复性、平行性、准确性等误差检验及成果精度分析，对国产 YRCC.NKG -2800 型激光粒度仪与英国的马尔文激光粒度分析仪进行比测分析，提出 2 种颗粒分析方法级配成果互换的思路和方法，建立“过滤”前、后的 2 种相关关系。

国家自然科学基金黄河水科学研究联合基金2021年度项目指南

国家自然科学基金黄河水科学研究联合基金2021年度项目指南1.黄河源区陆地植被变化碳水耦合特征及生态水文响应机制(申请代码1选择D01的下属代码)构建黄河源区植被碳水通量耦合特征与潜在水分利用效率模型，研究源区植被变化特征及生态水文效应、黄河源区碳水耦合驱动的生态植被响应特征、黄河源区径流对气候和植被变化响应的量化分离与预测方法，揭示黄河源区陆地植被的碳水耦合循环机制、气候变化条件下黄河源区植被生理与物候特征变化规律。

2.黄河上游典型湖泊湿地演变机理及调控对策(申请代码1选择D01或D07的下属代码)研究黄河上游典型湖泊湿地生态演变规律，明晰关键驱动因子，分析湖泊湿地生态演变态势，提出适宜性保护对策。

3.黄河源区水源涵养变化机理(申请代码1选择E09的下属代码)分析黄河源区不同水源涵养单元演变特征，阐明冻土等对黄河源区水源涵养能力的影响机制，揭示源区水源涵养演变机理，提出基于生态保护和黄河源区水源涵养能力提升的综合修复措施与对策。

4.黄河宁蒙河段悬河演化动力学机制与水沙调控(申请代码1选择E09的下属代码)研究黄河上游内蒙古河段悬河演化的动力学驱动机制；研究宽级配沙质河床冲刷自调节响应及枢纽工程坝下含沙量恢复规律，分析生态环境要素对水沙调控的约束条件；构建黄河上游非均匀沙不平衡输沙水动力数学模型，提出上游水库群水沙调控方法。

5.黄河源区高分辨率降水数据融合和多尺度水文预报方法(申请代码1选择E09的下属代码)研究黄河源区高原复杂气候系统演变过程的非线性和降水的不确定性特征，揭示不同尺度降水多影响系统相互作用机理；构建多时效嵌套高分辨率降水预报模型；研究不同尺度径流预报耦合及水资源调度需求的水文预报方法，为黄河水资源调度及水旱灾害防御提供支撑。

6.黄河上游关键鱼类栖息地地貌异质性影响及恢复机制(申请代码1选择E09的下属代码)以河流关键鱼类栖息地恢复为目标，分析黄河上游关键河段地貌异质性特征及影响因素，揭示河流地貌异质性-生境特征-关键鱼类生态响应机理，阐明关键鱼类栖息地地貌异质性恢复机制。

2000-2010年硕士毕业论文中英文目录汇总2010年

2000-2010年硕士毕业论文中英文目录汇总2010年序号姓名导师硕士论文题目学科、专业毕业时间（年）1.高素娟黄明斌王占礼黄河中游多沙粗沙区坡面土壤侵蚀动力学过程试验研究Experimental Study of Dynamic Processes of SoilErosion on Hillslope in the Coarse Sediment Regionof the Yellow River Middle Reaches环境科学20102.王浩王文龙黄土高塬沟壑区沟坡道路侵蚀特征及植物路防蚀机理研究Experimental study on hydrodynamic characteristics ofearth road erosion and the mechanism of plant-coveredroad reducing the road erosion on the Loess Plateau土壤学20103.王卫锋张岁岐ZmPIPs在玉米幼苗短期水分胁迫及复水中的生理作用The physiological roles of ZmPIPs in young maizeresponses to short term water stress and rewater植物学20104.吴妍张岁岐水分胁迫及复水条件下外源Ca2+对玉米幼苗根系吸水能力的影响Effect of Calcium on Water Uptake by Root of MaizeSeedling under Water Stress and Rehydration Conditions植物营养学20105.陈玉华张岁岐不同栽培模式对旱作冬小麦根系生长及水分利用的影响Effect of Different Cultivation Patterns on Root Growthand Water Use of Winter Wheat in Dryland生态学20106.聂朝娟邓西平花后水分亏缺对不同生态型小麦光合特性和蔗糖代谢的影响Effect of water deficit on photosynthetic characteristicsand sucrose metabolism of different varieties wheat afteranthesis生态学20107.陈炜邓西平不同栽培模式下旱地小麦灌浆过程中同化物转运的研究Effect of different cultivating models on the assimilatetranslocation in dryland wheats植物学20108.伍小兵邓西平H2O2 对甘薯幼苗不定根的生长和植株抗冷性的影响Effect of H2O2 on the adventitious root growth andchilling resistance of sweetpotato seedlings植物学20109.黄洁李世清栽培条件对作物生长及根系提水作用的影响Effects of different growth conditions on plant groeth androot hydraulic lift生态学201010.宋淑英李世清不同供氮水平小麦/玉米幼苗生理特性对CO2浓度倍增的响应Responses of physiological characteristics of wheat/maizeseedling to elevated co2 concentration植物营养学201011.汪羽宁李世清控制灌溉的土壤水分探头合理埋设深度研究Sensor Placement for Precise Irrigation Scheduling Using植物营养学2010Soil Moisture Information12.王佩玲李世清CO2浓度倍增与介质施氮对冬小麦物质生产及氮素利用的影响Effects of CO2 concentration elevation and nitrogenapplication on dry matter production and nitrogenutilization in winter wheat生态学201013.邢顺林李世清青藏高原与黄土高原土壤氮素矿化过程对温度变化响应的比较研究Comparative Study of Qinghai-Tibet Plateau and LoessPlateau Soil Nitrogen Mineralization Process Response toTemperatures Change生态学201014.徐洪敏李世清栽培模式对黄土高原南部旱作春玉米干物质累积及水、氮利用效率的影响Effects of different cultivation management practices ondry matter accumulation and water-nitrogen utilizationefficiency of spring maize on the Loess Plateau植物营养学201015.王禹杨明义137Cs和210Pbex复合示踪研究东北黑土区坡耕地土壤侵蚀速率Investigating the Soil Erosion Rates on the CultivatedSlopes in the Northeast Black Soil Region of China Using137Cs and 210PbexMeasurements土壤学201016.刘远利郑粉莉WEPP型（坡面版）在东北黑土区的适用性评价Assessment onWEPPModel (Hillslope Version)Applicability to the Black Soil Region in NortheastChina地图学与地理信息系统201017.余叔同郑粉莉黄土丘陵区坡沟系统沟蚀发育过程模拟与可视化Simulation and Visullization of gully erosion developmentprocess in hillyslope-gully system of loess hilly region地图学与地理信息系统201018.郭晓清郑粉莉陕西省土地荒漠化动态变化及其防治管理信息系统Dynamic change of land desertification And it’scombatting management Information system in shaanxiprovince地图学与地理信息系统201019.陈吉强郑粉莉黄土坡面沟蚀发育过程的模拟试验研究An experimental study on loessial hillslope gully erosiondevelopment process地图学与地理信息系统201020.李国辉安韶山郑粉莉黄土丘陵区典型植物根际与非根际土壤性质差异的比较研究A comparative study on the differences of soil Propertiesbetween rhizosphere and Non- rhizosphere of typical plantIn the loess hilly region水土保持与荒漠化防治201021.张博闻邵明安原油在土壤中入渗的试验研究Experiment on crude oil infiltration Into soils环境科学201022.赵梅邵明安黄土区土石混合土壤水分有效性研究Water availability in stony soil on the loess plateau土壤学201023.张超刘国彬黄土丘陵区撂荒演替中根际微生物特性演变特征生态学2010薛萐Evolution of rhizosphere microbial properties during vegetation succession on abandoned slope cropland inhilly Loess Plateau24.杨晓梅程积民子午岭天然柴松林碳储量与碳密度研究Natural Pinus shenkaneusis Forest Carbon Storage andDensity in Ziwuling Area of Loess Plateau生态学201025.韩娟娟程积民子午岭辽东栎林碳储量与土壤理化性质研究Analysis of soil physical&chemical properties &carbonstorage about liaotungensi coummnity in ziwuling草业科学201026.孟蕾程积民子午岭人工油松林碳储量与碳密度研究Carbon storage and density of artificial Pinustabulaeformis forest in Ziwuling area草业科学201027.胡秀娟程积民子午岭辽东栎、油松、柴松群落生长特征研究The growing characteristics of quercus liaotungensis、pinus tabulaeformis and pinus tabulaeformis f.shekannesisforests In ziwu region生态学201028.范文娟张继敏程积民子午岭森林群落草本植物的结构特征研究Investigation of structural charateristics of herbages underforest plantations in zi wu-ling植物学201029.夏晓娟马永清不同年份早酥梨叶片浸提液对几种套种作物的影响Allelopathic Effect of Extracts from Different Age’sLeaves of Zaosu Pear on some Intercropping Crops植物化感201030.齐治军许明祥黄土丘陵区小流域水土流失的尺度效应Effect of different cultivating models on the assimilatetranslocation in dryland wheats生态学201031.方磊刘文兆黄土高塬沟壑区砚瓦川流域径流对土地利用变化的响应研究地资源与空间信息技术201032.沈红刘文兆 GCMs在黄土高原的适用性评估土地资源与空间信息技术201033.武阿锋刘文兆长武塬区不同土地利用方式对土壤水分剖面分布的影响土壤学201034.于金凤刘文兆黄土塬区苹果树蒸腾及果园蒸散特征研究生态学201035.张盼刘文兆长武塬区地下水位变化特征研究土地资源与空间信息技术20102009年序号姓名导师硕士论文题目学科、专业毕业时间（年）36.谭贞学王占礼黄土坡面细沟侵蚀动力学过程组合小区模拟试验研究Multi-plot-based experimental modeling of dynamicprocesses of rill erosion on loess hillslope水土保持与荒漠化防治200937.马春艳王占礼黄河班多水电站工程区主要地类坡面侵蚀动力学过程试验研究Study of main slope erosion dynamic processes on project水土保持与荒漠化防治2009area of Banduo hydropower station of Yellow River38.陈绍宇王文龙高塬沟壑区溯源侵蚀发生发育规律研究—以董志塬为例Study of the development law of head-cut erosion onLoess Plateau-taking Dongzhiyuan as an example土壤学200939.冉茂勇赵允格黄土丘陵区生物结皮土壤抗冲性试验研究Experimental study on nti-scourability of soil withbiological soil crusts in hilly loess plateau region水土保持与荒漠化防治200940.陈彦芹赵允格黄土丘陵区藓结皮人工培养方法试验研究Experimental research on artificial culture of mosses crustsin hilly loess plateau region水土保持与荒漠化防治200941.刘立生张岁岐不同倍性冬小麦对水分和密度的响应Response of different ploidy winter wheat to moisture anddensity conditions生态学200942.赵紫平邓西平灌浆期水分胁迫对不同倍性小麦光合和糖代谢的影响Effect of water deficit on photosynthetic capacity andsugar metabolism of different ploidy wheat during grainfilling stage生态学200943.赵坤李世清扰动土与原状土间歇淋洗长期通气培养法反映黄土高原土壤供氮能力比较研究Comparative study of disturbing and undisturbing soillong-term alternate leaching aerobic incubation forestimating soil N supplying capacity on the Loess Plateau生态学200944.陶武辉李世清施肥对黄土高原水蚀风蚀交错区植物产量及土壤矿质氮、水溶性有机碳/氮的影响The effect of fertilizer on the plant yield, mineral nitrgen,DOC and DON in wind-water erosion crisscross region onthe loess plateau植物营养学200945.朱琳李世清栽培模式对黄土高原旱地春玉米养分累积规律及利用效率的影响The effects of different cultivation practices on the nutrientaccumulation and utilization efficiency of spring maize onthe Loess Plateau植物营养学200946.李静李世清大气氨营养对小麦和玉米根冠特征及氮效率的影响Effects of atmospheric NH3 on root canopy characteristicsand nitrogen use efficiency of wheat and maize生态学200947.张扬李世清沈玉芳干旱胁迫及施肥对作物根系提水作用的影响Effects of drought stress and fertilizer application onhydraulic lift in crop root system生态学 200948.刘志强杨明义黄土高原137Cs背景值空间分布特征与影响因素研究The Spatial Distribution of 137Cs Reference Inventory andIts Influence Factors on the Loess Plateau土壤学 200949.王彬郑粉莉东北典型薄层黑土区土壤可蚀性关键因子分析与土壤可蚀性计算Key factors and calculation of soil Erodibility in thetypical eroded Black soil area of northeast china水土保持与荒漠化防治200950.丁晓斌郑粉莉基于GIS的坡面水文—侵蚀预报模型初步研究Hillslope Hydrology-Erosion Prediction Model Based onGIS地图学与地理信息系统200951.崔艳平郑粉莉近地表土壤水文条件对坡面土壤侵蚀和氮、磷养分流失的影响研究Effect of near-surface soil hydrological conditions on soilerosion and nutrient losses At hillslopes水土保持与荒漠化防治200952.张会茹郑粉莉红壤坡面与黄土坡面土壤侵蚀过程对比研究Comparitive study upon soil erosion processes on red soilhillslope and loess hillslope水土保持与荒漠化防治200953.白一茹邵明安水蚀风蚀交错带坡面土壤水分特性研究Study on soil water properties on slope in water-winderosion crisscross region on the loess plateau环境科学 20092008年序号姓名导师硕士论文题目学科、专业毕业时间（年）54.龚家国王文龙黄土坡面浅沟侵蚀影响因素及水动力过程模拟试验研究Experimental study on Influencing Factors and dynamicprocess of ephemeral gully erosion on Losses slope土壤学 200855.徐龙江杨明义黄土高原小流域洪水泥沙来源的复合指纹分析法研究Study on the Composite Fingerprinting Flood SuspendedSediment Sources in the Catchment on the Loess Plateau土壤学 200856.王英黄明斌径流曲线法（SCS-CN）的改进及其在黄土高原的应用Optimizing and Improving SCS-CN Method in LoessPlateau土壤学 200857.王凯博上官周平子午岭植被演替过程中物种多样性研究Studies on the species diversity In vegetation succession Inziwuling area生理生态 200858.邓娟上官周平子午岭人工油松林自然发育过程及其特征研究Study of the natural development and the characteristics ofartificial pinus tabuleaformis forest in ziwuling region生理生态 200859.邵瑞鑫上官周平外源NO 对水分亏缺下小麦叶片光合能力的调控效应The effectsof exogenousnitricoxide on Regulatingphotosynthetic capacity of Wheatleaves under waterdeficit生理生态 200860.陈美玲上官周平子午岭林区植被群落植物优势种能量和养分特征研究Energy and nutrient characteristics of the dominant plantspecies in ziwuling forest of the loess plateau生理生态 200861.段军彪上官周平黄土高原小流域侵蚀预测与景观虚拟研究Research on Soil Erosion Prediction and Virtual RealityLandscape in Small Watershed of Loess Plateau计算机应用技术200862.李静上官周平黄土坡面水蚀模拟的关键技术研究Research of key technology of water erosion simulation inloess slope计算机应用技术200863.连振龙刘普灵黄土丘陵区典型流域植被恢复减沙效益研究Study on Effect of Vegetation Restoration on SedimentReduction in the Loess Hilly Region土壤学 200864.周小平张岁歧玉米根系生长、功能的基因型差异及其对水分利用效率的影响Root growth and function of different genotype maize andits effection on water use efficiency生态学 200865.黄传琴邵明安干湿交替过程中土壤胀缩特征的试验研究Experimental Study on Soil Shrinking and SwellingCharacteristics during the Alternative Drying and WettingProcesses土壤学 200866.王幼奇邵明安樊军水蚀风蚀交错带典型植被蒸散特征研究Study on evapotranspiration of vegetation in water-winderosion crisscross region on the loess plateau土壤学 200867.赵爱辉黄明斌黄土水力参数的测定与间接推求方法研究Hydraulic Parameters Measurements and Estimations forLoess Soils土壤学 200868.刘雨安韶山郑粉莉黄土高原丘陵沟壑区燕沟流域植被恢复对土壤质量的影响研究Effects of vegetation restoration on soil quality in yangoucatchment in hilly-gully region of the loess plateau水土保持与荒漠化防治200869.汪晓勇郑粉莉黄土坡面土壤侵蚀—搬运过程试验研究An experimental study on soil detachment and transportprocesses at loessial hillslope水土保持与荒漠化防治200870.张鹏郑粉莉沟蚀发育过程动态监测研究Monitoring of gully erosion development: Process anddynamics土地资源与空间信息技术200871.张长保李世清王全九樊军降雨条件下黄土坡面土壤养分迁移特征试验研究Loess slope nutrient migration experimental Study onrainfall condition植物营养学 200872.宋翔李世清王全九樊军黄土旱塬冬小麦产量与水氮及其耦合关系模型的研究Study on the relation between winter wheat yield andwater-nitrogen and its interaction modle on the LoessDryland植物营养学 200873.冯宏昭李世清降雨对玉米冠层磷素淋洗的研究Effect of rainfall on phosphorus leaching in maize conopy生态学 200874.党蕊娟李世清施氮对冬小麦/夏玉米光合调控的研究Study on photosynthesis regulation of winter wheat/summer maize by nitrogen applied植物营养学 200875.华瑞李世清介质供磷水平对冬小麦/玉米苗期生长过程的调控作用Regulation of phosphorus supplying rates on the WinterWheat-Maize seedling growthing process植物营养学 200876.闫登明李世清氮素形态和铁营养对几种作物同化过程及体内铁分布的影响Effec of nitrogen forms and iron nutrition on assimilation植物营养学 2008process and iron distribution of different crops77.穆晓慧李世清黄土高原农田土壤Cd和P形态分级及生物有效性研究Study on cd and p fractionation and bioavailability infarmland soil of the loess plateau农业环境保护与食品安全20082007年序号姓名导师硕士论文题目学科、专业毕业时间（年）78.刘小芳张岁岐单根和细胞水平玉米根系吸水的杂种优势The Heterosis of Water Uptake by Roots of Maize atSingle Root and Cell Level生态学 200779.田风霞王占礼郑世清黄土山坡植物路防蚀效应模拟试验研究Experimental Modeling of Anti-erosion Benefits of PlantRoad on Loess Hillslope土壤学 200780.谭红朝李秧秧黄土丘陵区几种主要树木径向生长、液流及其与环境条件的关系The Radial Growth, Sap Flow of Several Trees and theirRelation with Environmental Factors in the Loess Hilly Area生态学 200781.周雪英邓西平不同倍性小麦对旱后复水的生理生态响应Physiological effects of post-drought And rewatering onwheat with different pliody生态学 200782.李建梅邓西平转Cu/Zn-SOD、APX基因甘薯对水分胁迫及复水的生理生化响应Physiological and biochemical responses of transgenicsweet potato expressing both cu/zn-sod and apx genes todrought and rewatering conditions生态学 200783.韦兰英上官周平黄土高原不同演替阶段草地植被细根分布及其生态特征研究Study on the vertical distribution and ecologicalcharacteristic of the fine root in different abandonded yeargrassland in loess plateau生态学 200784.刘勇上官周平子午岭典型森林群落生物量与土壤水分、养分的关系The relationship between community biomass and soilmoisture 、soil nutrient i n ziwuling typical forests生态学 200785.付晓莉邵明安土壤水分特征曲线测定过程中的压实效应研究Study on compaction effects during soil watercharacteristic Curve measurement环境科学 200786.丛伟张兴昌重金属Se在土壤中的运移规律研究Solute transport regularity of se in soil土壤学 200787.张晋爱张兴昌黄土高原不同植被覆盖下土壤性质的时空变异特征Temporal and spatial variability of soil quality underdifferent vegetation covering on the loess plateau土壤学 200788.南维鸽李世清田间杂草对冬小麦产量及氮素利用效率的影响The Effects of Weeds on the Winter Wheat Yield and theNitrogen Use Efficiency植物营养学 200789.金发会李世清黄土高原土壤供氮能力测定方法的比较研究Comparison of the methods of assessing soil n-supplyingcapacity on loess plateau植物营养学 200790.侯红乾李世清冬小麦-杂草氮素营养竞争研究Study on nitrogen competition between winter-wheat andweed植物营养学 200791.王锦峰李世清不同栽培模式和施氮水平对冬小麦籽粒产量及蛋白质形成的影响Effects of different cultivation mode and nitrogenprovision levels on construction of output and protien ofwinter wheat grains植物营养学 200792.张国桢李世清石灰性土壤硝化作用模型的研究S studing on the nitrification kinetic models In thecalcareous soil种植 200793.李小霞李世清栽培模式、施氮量和播种密度对冬小麦冠层及产量构成特征的影响The effect of cultivate mode, nitrogen fertilizer rate andplanting density on the winter wheat conpy and yieldcharacters作物生理生态200794.王建勋郑粉莉WEPP模型（坡面版）在黄土高原丘陵沟壑区的适用性评价Assessment on WEPP Model Applicability（Hillslopeversion）to the Hilly-gully Region of the Loess Plateau水土保持与荒漠化防治200795.王志刚李靖郑粉莉不同近地表水文条件下紫色土坡耕地土壤侵蚀过程研究Study on Purple Soil Erosion Process at Sloping CultivatedField under Different Surface Hydrological Condition水土保持与荒漠化防治20072006年序号姓名导师硕士论文题目学科、专业毕业时间（年）96.秦娟上官周平子午岭林区山杨－辽东栎混交林生理生态效应研究Eco-physiological Effect of Populus davidiana-Quercusliaotungensis Mixed Forests in Ziwuling Forest Area生态学 200697.吴安慧张岁岐玉米根系AQP表达的基因型差异及其与抗旱性的关系The expression differences of aquaporins genes in maizeroots among genotypes and its relation with droughtresistance生态学 200698.李筠邓西平水分胁迫对转Cu/Zn SOD 和APX基因甘薯抗氧化和叶绿素荧光的影响Effect of water stress on antioxidation and chlorophy Ⅱfluorescence of Cu/Zn SOD and APX gene transferredsweet potato生态学 200699.胡伟邵明安王全九黄土坡面土壤水分时空变异性研究Temporal-Spatial Variability of Soil Moisture on aSlope-land on the Loess Plateau生态学 2006100.牛振华王占礼坡面土壤侵蚀物理模型及其率定与验证Physically-based Model of Soil Erosion on Hillslope andIts Calibration and Validation土壤学 2006101.韩凤朋张兴昌黄土高原小流域不同尺度土壤养分的空间变异Spatial variability of soil nutrient on slope and watershedscale on the Loess Plateau土壤学 2006102.范亚宁李世清云雾山草地小尺度植物多样性及土壤-植物养分空间变异性研究Study on plant diversity and soil-plant spatial variability insmall scale in yunwu mountain grassland生态学 2006103.刘毅李世清黄土高原不同生境条件下土壤结构体分形及碳、氮分布Fractal dimensions of soil aggregates and istribution ofcarbon and nitrogen from different environments in theLoess Plateau植物营养学 2006104.吉春容李世清品种、种子大小和施肥对冬小麦生物学性状、光合-荧光特征和氮磷养分效率的影响Effect of variety, seed size and fertilization oncharacteristics of biological and photo synthesis-fluorescence, nutrition efficiency of n and p of winter wheat生态学 2006105.李紫燕李世清黄土高原典型土壤有机氮矿化及铵态氮对土壤氮素激发效应的研究Study on the primin effect caused by ammonium andMineralizaton of organic nitrogen in the typical soils onLoess Plateau植物营养学 2006106.刘殿红黄占斌保水剂对马铃薯生长效应及其机理研究A study on effect of aquasorb on growth of potato and itsacting mechanism生态学 2006107.李建玲黄占斌多功能保水剂对马铃薯产量和水分利用效率(WUE)影响研究Effects of multi-function aquasorb on yield and water useefficiency (WUE) of potatoes生态学 2006108.迟永刚黄占斌李茂松小麦进化过程中的光合生理特性研究Study on the photosynthetic characteristics of wheat inprocess of evolution生态学 2006109.曾辰邵明安水蚀风蚀交错带不同植被覆盖条件坡面土壤水分循环的实验研究Study on the soil water cycle on slope with differentconditions of vegetation covering in water-wind erosioncrisscross region土壤学 2006110.刘春利邵明安水蚀风蚀交错带坡地土壤物理特性时空变异性研究Study on soil physical properties temporal-spatial variabilityof a slope in the wind-water erosion crisscross region生态学 2006111.史磊邓西平水分胁迫下不同基因型小麦光合特性的比较研究Photosynthetic characteristics of different wheat genotypesunder water stress生态学 2006112.申震洲谢永生刘普灵REE示踪研究坡面侵蚀过程及不同下垫面撂荒地的减沙效益Study on the processes of soil erosion using ree tracers onsloping land and the effect on reducing sediment ofdifferent underlying surfaces土壤学 2006113.刘力郑粉莉紫色土和黄土坡耕地土壤侵蚀过程对比研究Comparison study on purple soil and loess soil erosionprocesses at sloping cultivated field水土保持与荒漠化防治2006114.吕春花郑粉莉子午岭地区植被恢复对土壤质量的影响研究Effects of Vegetation Restoration on Soil Quality in theZiwuling Area水土保持与荒漠化防治2006115.张锋郑粉莉子午岭地区植被破坏加速侵蚀对土壤质量退化过程的影响Effects of accelerated erosion caused by deforesation onsoil quality degradation process in the ziwuling area水土保持与荒漠化防治2006116.王振宇李凤民水分胁迫和断根对冬小麦根源信号、竞争能力及与产量形成的关系Root-sourced signals, competitive ablity and It’srelationship with yield of winter wheat Affected by rootexcision in a semiarid植物生理生态20062005年序号姓名导师硕士论文题目学科、专业毕业时间（年）117.张煜邓西平水分胁迫对不同进化小麦抗氧化与叶绿素荧光的影响Effect of water stress on antioxidation and chlorophyllfluorescence of different evolutionary types of wheat生态学 2005118.王周锋张岁岐玉米根系水导差异的生理生态原因分析Analysis on physiological and ecological reason for lprdifference of root system of maize生态学 2005119.黄新会王占礼黄土区坡面水文模型研究Hydrology Prediction Model of Loess Hillslope水土保持与荒漠化防治2005120.赵琳李世清氮肥和栽培模式对半湿润农田生态系统冬小麦个体-群体调控的研究The study of nitrogenous fertilizer and planting modesonthe relationship between individual and colony of winterwheat in the sub-humid area ecology system植物营养学 2005121.沈新磊李世清冬小麦源库大小改变对产量构成及产量的影响Effects of Winter Wheat Source-Sink Change on theYields and Yield Structures植物营养学 2005122.王瑞军李世清农牧交错带地膜春玉米生态特征及其氮肥效应的研究Study on ecological characteristics and nitrogen Effect ofplastic film-mulching spring corn in the Crisscross regionof agriculture-pasture植物营养学 2005123.张安邦上官周平李秧秧黄土高原半干旱区小流域生态水文效应及过程模拟Ecohydrological Effect and Hydrological Processes生态学 2005Simulation in the small catchment of the Loess Pleatu’ semiarid area124.薛晓辉张兴昌黄土高原植被恢复对土壤碳、氮养分的影响Effect of re-vegetation on soil carbon and nitrogen on theLoess Plateau土壤学 2005125.丁晋利郑粉莉7Be示踪坡面土壤侵蚀过程及机理研究Application of 7Be to Quantifying Soil Erosion Processand Mechanism at Hillslope土壤学 2005126.武敏郑粉莉坡面汇流汇沙与浅沟侵蚀过程研究Effects of Up-slope Runoff and Sediment on EphemeralGully Erosion Process at Loess Hillslopes水土保持与荒漠化防治20052004年序号姓名导师硕士论文题目学科、专业毕业时间（年）127.潘成忠上官周平黄土区草地坡面侵蚀产沙过程的调控Grass vegetation influence on plot erosion sedimentproducing processes on loess area生态学 2004128.张亚丽张兴昌径流与土壤矿质氮素作用深度的确定Confirmation of the effective depth of interaction ofrunoff with soil mineral nitrogen土壤学 2004129.贾媛媛郑粉莉王占宏黄土丘陵沟壑区小流域分布式水蚀预报模型初步研究Distributed water erosion prediction model at smallwatershed scale in the loessial hilly-gully region水土保持与荒漠化防治2004130.王红闪黄明斌黄土沟壑区不同植被类型水文生态演变研究Study on hydroecological environmental changes underdifferent types of vegetation in the gully region of theLoess Plateau土壤学 2004131.辛小桂黄占斌保水剂及其功能复合材料对玉米生长和抗旱性的影响Effect of aquasorb and its compound materials withmulti-function on growth and drought resistance of maize生态学 2004132.袁永慧邓西平不同基因型小麦变水条件下的补偿效应研究Compensatory effect of different wheat genotypes underwater deficient and rewatering conditions生态学 2004133.薛亚洲刘普灵利用REE示踪技术研究黄土坡面土壤侵蚀演变过程Using rare-earth elements tracers technology to studyspatial and temporal processes of Soil Erosion on slopingland of the Loess Plateau水土保持与土壤侵蚀2004134.杨晓青梁宗锁张岁岐不同类型冬小麦品种根系特性及其与WUE的关系研究Study on relations between roots characteristics and WUEof different type winter wheat varieties植物水分生理生态2004135.朱元骏黄占斌保水剂模拟非均衡根土水环境下玉米生长和WUE研究Growth and WUE of maize in heterogeneous roots-soilwater environment simulated by aquasorb生态学 2004136.贾松伟贺秀斌黄土丘陵区土壤侵蚀对土壤有机碳迁移的影响水土保持与2004陈云明The effect of soil erosion on soil organic carbon migrationin Loess hilly region of northwestern China荒漠化防治2003年序号姓名导师硕士论文题目学科、专业毕业时间（年）137.张文菊吴金水三江平原典型湿地生态系统有机碳积累及影响机制研究Study on the accumulation of organic carbon and it’saffecting mechanism of typical wetland ecosystem insanjiang plain, north-east China土壤学 2003138.周印东吴金水子午岭植被演替过程中土壤有机碳积累与变化Study on the accumulation of soil organic carbon in thevegetation successions in Ziwuling region土壤学 2003139.方峰黄占斌大垄沟改良措施对玉米生长和WUE影响的研究Study on the effect of broad ridge improved measures tomaize growth and water use efficiency生态学 2003140.俞满源黄占斌保水剂与氮肥对马铃薯生长和WUE效应及其机制研究The response of growth and water use efficiency of potatoto aquasorb and nitrogen and it’s mechanism生态学 2003141.郭彦彪李占斌流域地貌形态与降雨侵蚀产沙关系研究Study on relationship between watershed topography andsediment yield by rainfall erosion in loess area水土保持与荒漠化防治2003142.郑良勇李占斌黄土地区陡坡水蚀动力过程试验研究Experimental study on dynamic process of soil erosion onloess slope水土保持与荒漠化防治2003143.毛明策史俊通上官周平黄土高原节水农业专家系统的研制The development of the water saving agricultural expertsystem of Loess Plateau作物栽培学与耕作学2003144.李立青刘普灵7Be和137Cs复合示踪坡耕地土壤侵蚀产沙的空间分布特征Use of 7Be and 137Cs measurements to study the patternof soil erosion on cultivated slope land土壤学 2003145.宋炜刘普灵利用REE示踪法研究黄土坡面土壤侵蚀过程Using REE tracers to measure sheet erosion changing torill erosion on loess slope水土保持与荒漠化防治2003146.白登忠邓西平水分亏缺下番茄水分传输途径和根冠大小对蒸腾和WUE的调控Tomato transpiration and WUE regulated by water transportpath and size of shoot and root under water deficit生态学 2003147.黄明丽邓西平不同基因型小麦水分、养分利用效率的比较研究Comparison of water and nutrient use efficiencies indifferent wheat genotypes生态学 2003148.王生毅邓西平干旱胁迫对番茄根系水导的影响及液泡膜水通道蛋白表达量检测研究Research on water transportation of drought stressed tomatoroot systems and tonoplast aquaporins expression quantity生物化学与分子生物学2003149.王辉雷廷武径流含沙量与流量机电一体化测控系统研究及应用An automatically controlled system for measurement ofsediment and discharge rate of runoff and its applications水土保持与荒漠化防治2003150.冒建华雷廷武草地集中水流土壤侵蚀室内模拟试验及聚丙烯酰胺（PAM）对草地出苗影响试验研究Laboratory simulation experiments on soil erosion fromgrass-covered surface under concentrated flow and theeffects of pam on the germination of Alfalfa水土保持与荒漠化防治2003151.张丽张兴昌水分-氮素-光照对玉米生长的互作效应Interactions of nitrogen, water with light on the growth ofmaize土壤学 2003152.何福红黄明斌党廷辉黄土高原沟壑区小流域水文性质的空间变异性Spatial variability of hydrological properties in acatchment of the gully region, the Loess Plateau土壤学 2003153.慕自新梁宗锁张岁岐玉米根系特征与其水分关系研究Studies on maize root traits and whole plant water relations植物学 20032002年序号姓名导师硕士论文题目学科、专业毕业时间（年）154.景为邵明安推求土壤非饱和运动参数的方法Estimating Methods for Soil Hydraulic Properties土壤学 2002155.彭浩邵明安张兴昌黄土区土壤钾素径流流失规律研究Research on Soil Potassium Loss by Erosion in Loessial Area土壤学 2002156.卢金伟李占斌土壤团聚体水稳定性及其与土壤可蚀性之间关系研究Study on relation between water stability of soil aggregateand soil erodibility水土保持与荒漠化防治2002157.刘纪根雷廷武坡耕地施加PAM降雨入渗产流及侵蚀产沙规律试验研究Study on the Laws of Rainfall Infiltration Runoff andErosion Sediment on Slopeland Treated With PAM土壤学 20022001年序号姓名导师硕士论文题目学科、专业毕业时间（年）158.郑纪勇邵明安土壤中溶质运移的边界层方法Boundary Layer Method for Solute Transport in Soils土壤学 2001159.肖培青郑粉莉上方来水来沙对坡面侵蚀过程影响的试验研究An Experimental Study on Effects of Up-slope RunoffandSediment on Down-slope Erosion Process水土保持与荒漠化防治2001160.张睛雯雷廷武细沟水蚀动力过程试验研究Study on the dynamic process of rill erosion土壤学 2001161.丁文峰李占斌黄土区坡面径流侵蚀的动力过程试验研究The experimental study on dynamic process of overlandflow on loess slope surface土壤学 2001162.张厚华黄占斌灌溉、覆盖对玉米生理及产量的影响生态学 2001。

GCMS的原理与应用

GCMS的原理与应用GCMS是气相色谱-质谱联用技术（Gas Chromatography-Mass Spectrometry）的简称。

它是将气相色谱（GC）和质谱（MS）两种技术结合起来，常用于化学、环境、食品、药物等领域中物质的分析鉴定。

1.样品制备：待测样品首先经过适当的预处理，如提取、萃取、稀释等，以获得适合于GC分析的样品。

2.进样：经过制备的样品通过自动进样器进入色谱柱，通常使用静态头空进样或注射进样器进行进样。

3.色谱分离：样品进入气相色谱柱，不同组分由于其化学性质的差异，在柱中持有不同的时间，完成分离。

4.离子化：柱出口的化合物进入质谱仪中，通过离子源（通常采用电子轰击离子化）将化合物转化为离子。

5.质谱分析：离子被加速和分离，进入质谱分析区分析质量/电荷比。

离子的相对丰度记录下来，形成母离子谱图和质谱图。

6.数据处理：通过比对数据库中的质谱图和物质库中的质谱图进行对比，确定样品中各个化合物的成分和含量。

1.环境监测：GCMS可以用于环境空气、水体、土壤等样品中对有机污染物进行分析，如挥发性有机化合物（VOCs）、多环芳烃（PAHs）等的检测与定量；同时可以用来监测不同环境条件下的气体排放和水体污染等。

2.食品安全：GCMS可以用于食品中的风味与香气组分分析、添加剂、农残、防腐剂、有毒物质和致癌物质等的检测，如残留农药、重金属、酸价、脂肪酸等的分析与定量。

3.药物分析：GCMS可以用于药物的有效成分分析和药物代谢产物的分析。

可用于药物残留、药物代谢物的分析、药物研究和药物质量控制等方面。

4.石油化工：GCMS可以用于石油化工产品的分析与鉴定，如石油及其衍生物、石油醚、环境中的石油污染等的分析。

5.化学研究：GCMS可以用于化学研究中的物质分离、分析和定量，如异构体分析、反应活性物质的鉴定等。

总之，GCMS作为一种重要的分析技术，广泛应用于多个领域，能够对复杂样品中的化合物进行有效分离、鉴定和定量分析，具有高灵敏度、高选择性和快速分析的优点，为科学研究和实际应用提供了重要的技术支持。

黄河源区水文预报的关键科学问题

第34卷第2期2023年3月㊀㊀水科学进展ADVANCES IN WATER SCIENCE Vol.34,No.2Mar.2023DOI:10.14042/ki.32.1309.2023.02.001黄河源区水文预报的关键科学问题雍㊀斌1,2,张建云1,3,王国庆1,3(1.水灾害防御全国重点实验室,江苏南京㊀210098;2.河海大学水文水资源学院,江苏南京㊀210098;3.长江保护与绿色发展研究院,江苏南京㊀210098)摘要:黄河源区水文预报对龙羊峡㊁刘家峡等黄河上游梯级水库群的洪水资源化调度乃至整个黄河流域的水旱灾害防御都起着举足轻重的作用㊂然而,由于降水的地面观测严重匮乏㊁且缺少适用于高寒山区的专用水文模型,源区水文预报成为长期困扰黄河洪水/径流业务预报的难题㊂在回顾国内外相关研究的基础上,从高海拔缺资料地区的降水观测与降水预报㊁寒区水文模型构建与气象水文耦合系统集成㊁高原降水发生的气象成因与形成机制3个方面,评价了黄河源区水文预报的当前现状与技术水平,提出了黄河源区水文预报面临的关键科学问题;指出新一代多源降水信息融合与同化㊁高寒区特殊产汇流模型构建㊁无缝隙气象水文集合预报㊁强降水与连阴雨的多影响天气系统解析等,是当前黄河源区水文预报的研究重点与发展方向㊂关键词:水文预报;降水;水文模型;天气系统;气象水文耦合;黄河源区中图分类号:P333㊀㊀㊀文献标志码:A㊀㊀㊀文章编号:1001-6791(2023)02-0159-13收稿日期:2022-04-01;网络出版日期:2023-03-28网络出版地址:https :ʊ /kcms /detail /32.1309.P.20230328.1122.004.html基金项目:国家重点研发计划资助项目(2021YFC3201100);国家自然科学基金资助项目(U2243229)作者简介:雍斌(1975 ),男,安徽马鞍山人,教授,博士,主要从事遥感水文学㊁缺资料流域水文模拟预报等研究㊂E-mail:yongbin@通信作者:王国庆,E-mail:gqwang@ 黄河源区是黄河流域重要产流区,素有黄河水塔之称[1]㊂源区集水面积12.2万km 2,仅占黄河流域总面积的15%,但多年平均径流量为205.2亿m 3,占黄河总径流量的38%,上游源区来水对整体资源性缺水的黄河流域来说至关重要[2]㊂源区出口站唐乃亥水文站是龙羊峡水库的入库站,而龙羊峡是黄河干流上最大的多年调节水库㊂因此,黄河源区水文预报对龙羊峡㊁刘家峡等黄河上游梯级水库群的洪水资源化调度,乃至整个黄河流域的水旱灾害防御都起着举足轻重的作用㊂目前,黄河源区水文预报主要包括短中期洪水预报与中长期径流预测㊂未来1~7d 业务化的短中期预报主要采用站点观测降水与模式预报降水的拼接,然后驱动水文模型,进行洪水预报[3]㊂以唐乃亥站为例,2019 2021年1~3d 的预报精度约为85%,4~7d 的预报精度仅为50%,预报精度不能完全满足防洪调度需求(预报精度数据来自黄河水利委员会水文局汛期径流预报记录)㊂另一方面,中长期预测目前仍以旬㊁月尺度的经验统计分析为主,未来8~45d 的日径流预测仍为空白(龙羊峡水库在当月中旬必须确定下一个月的调度方案,生产需求的预见期为45d)㊂预见期短导致上游来水无法准确预测,每年汛期弃水的经济损失巨大㊂以龙羊峡为例,2019年汛期弃水导致的直接经济损失超过了40亿元(数据来自龙羊峡水电站未用于发电的汛期弃水记录);而且,经大坝泄水道排泄的弃水会产生大量雾雨,严重侵蚀龙羊峡对面的虎山坡,易于形成山体滑坡,从而威胁大坝安全㊂因此,提高预报精度㊁延长预见期是黄河源区水文预报的关键,科学意义与工程价值重大㊂1　高海拔缺资料地区的降水观测与降水预报降水是水文预报的重要驱动要素,也是影响水文预报精度与预见期的关键因子[4]㊂尤其是在缺资料地160㊀水科学进展第34卷㊀区,降水对预报结果的影响程度甚至超过了模型结构㊂多年的黄河上游水文作业预报指出:降水是影响黄河源区水文预报精度最主要㊁最直接的因子㊂水文预报系统的输入降水主要包括观测降水和预报降水,观测降水的获取方式通常包括雨量计㊁雷达和卫星3种,而预报降水则来自各种短中期数值天气预报模式和中长期气候预测模式㊂1.1㊀观测降水黄河源区位于青藏高原东北部,流域面积为12.2万km2,隶属典型的高寒山区地貌,巴颜喀拉山㊁阿尼玛卿山㊁岷山等高大山脉分布其间,平均海拔约4000m(图1)㊂由于山体阻隔,流域内没有安装地基雷达(最近的多普勒气象雷达部署在西宁,远离源区)㊂因此,降水的地面观测主要依赖雨量站㊂然而,复杂的高山地形和多变的高寒气候,使得雨量计安装与维护极为困难㊂国家气象局在流域内布设的雨量站仅有12个,黄河水利委员会水文局布设有52个雨量站(其中位于极高海拔区的边塞加隆站尚未实现数据传输,图1),平均约2500km21个雨量站,离水文预报需求的500多个差了近10倍㊂而且,已有站点大多分布在地势平缓的河谷地带,空间上不具代表性,难以捕捉局地降水的小尺度变异特性㊂因此,地面观测降水获取困难,严重制约了黄河源区水文预报精度㊂图1㊀黄河源区雨量站与水文站的空间分布(唐乃亥站以上流域)Fig.1Map of rainfall gauges and hydrological stations in the headwater area of the Yellow River(upstream basin with the outlet of Tangnaihai station)观测降水是短中期水文预报的关键,在作业预报中主要有3个作用:一是预热水文模型,确定水文预报的前期状态变量;二是直接驱动水文模型,进行洪水/径流的短临预报;三是在滚动预报中动态校正模式输出的预报降水,进一步提高径流预报精度㊂黄河上游大量作业预报结果表明:源区预报的径流量经常被低估,其主要原因是观测降水偏低㊂由于地面雨量站点稀疏,流域内部分区域降水未被观测到,从而导致汛期的预报径流经常低于观测径流㊂因此,如何获取高精度㊁高分辨率的观测降水成为黄河源区水文预报亟待解决的关键技术瓶颈㊂除了地面站点,卫星反演是从空中快速获取大范围降水信息的一种重要手段㊂在卫星降水领域,近年来国际上主要围绕热带降水观测计划(TRMM,1997 2014年)和全球降水观测计划(GPM,2014年 )开展,即依托覆盖全球的降水卫星族群,综合运用多平台(地球同步轨道与近地轨道卫星)㊁多传感器(星载雷达㊁㊀第2期雍斌,等:黄河源区水文预报的关键科学问题161㊀微波㊁红外)㊁多模式(主动和被动)㊁多通道的卫星数据,发展基于多卫星的联合反演降水系统[5]㊂围绕TRMM和GPM,国际降水工作组(IPWG)的科研人员已经开展了大量研发工作,其中最具代表性的新一代多卫星联合反演降水系统包括IMERG㊁CMORPH和GSMaP等[6]㊂这些系统的基本原理是一致的,即采用精度最高的星载雷达去校正微波,再用精度较高㊁但时空覆盖度低的微波去校正时空覆盖度高㊁但精度低的红外,然后实现红外与微波的相互插补,再用地面站点进行订正融合,最终产生时空连续的高精度多源降水融合产品㊂其中,星载雷达是关键的变革性技术,该技术将测雨雷达小型化,并用卫星搭载,可直接从空中获取高精度降水信息㊂例如,GPM主卫星搭载的星载双频降雨雷达(GPM-DPR)具有很强的云层穿透能力,可精准探测降水的三维空间信息,并准确判识降水的结构和相态,为全球微波星和红外星的降水反演提供了大范围㊁高精度的空中标定基准,有效降低了多卫星联合反演降水的系统误差[6]㊂与国际相比,国内的卫星降水研究起步稍晚,近年来主要集中在风云系列卫星的降水反演[7-8]㊂2000年初,全国水文部门开始采用风云2C热红外遥感反演的云顶亮温来估算面降水量,而云顶亮温与降水量之间缺少直接物理联系,加之风云2C本身数据精度与分辨率的限制,导致反演降水精度不高;2016年,中国成功发射的风云四号卫星搭载了先进的静止轨道辐射成像仪和大气垂直探测仪,风云4A红外数据(4kmქ4km)比原先的风云2C(10kmქ10km)具有更高的空间分辨率,卫星数据的整体质量也得到显著提升[7]; 2023年,中国发射了风云降水卫星(FY-3RM),这是中国首颗㊁也是全球第3颗降水监测卫星,FY-3RM搭载了国产的星载双频降雨雷达(DPR)和17通道微波成像仪(MWRI),填补了中国星载主动式气象遥感载荷技术的空白,为国内高精度卫星降水观测奠定了重要基础,国产卫星已展现出越来越广阔的气象水文应用前景[9]㊂另一方面,部分学者也在积极探索国际卫星反演与中国高密度地面观测网的多源降水信息融合技术,例如Shen等[10]采用概率密度函数匹配与最优插值的融合算法(PDF-OI)将美国CMORPH卫星反演与中国3万多个自动雨量站的小时降水数据进行融合,研制了中国小时降水融合产品CMPA(1h㊁0.1ʎˑ0.1ʎ),该产品已被国内外气象水文用户广泛使用㊂综上所述,构建高精度㊁高时空分辨率的高原寒区实况雨量场,是黄河源区水文预报的关键科学难题㊂然而,现行的多源降水融合与同化系统大多面向全球尺度或区域尺度,流域尺度上还达不到水文预报需求的精度㊂尤其是在高海拔复杂气候背景下的黄河源区,多源降水融合过程除了充分利用卫星反演和地面观测,还需综合考虑地形㊁冰雪㊁季节特性㊁气候分区等多种因素的影响㊂因此,进一步加强基于新一代星载雷达㊁微波和红外数据的多卫星联合反演降水技术,增加雨量站点密度并改进地面观测手段(如地基雷达),发展考虑多要素的高寒区多源降水融合与同化算法,提高流域(或计算单元)面降水量的估算精度,是解决缺资料黄河源区观测降水获取困难的可行方式㊂1.2㊀预报降水除了观测降水,预报降水是水文预报的另一个关键驱动,对提高水文预报精度和延长预见期都起着决定性作用㊂但是,由于降水本身具有显著的非线性㊁随机性和复杂性,使得降水预报成为一项极具挑战性的科学难题㊂近年来,中国气象局逐步将美国MM5㊁GFS㊁CFS,欧洲中期天气预报中心(ECMWF)预报产品和中国GRAPES等国内外主流模式的天气预报数据实时推送给水文部门,有效提升了各大流域机构的气象水文预报水平㊂以黄河流域为例,目前已采用多种模式的天气预报结果进行汛期气象水文会商分析,但实际作业预报中仍依赖单一模式的预报降水驱动水文模型进行未来1~7d的水文预报㊂这种基于单一模式的水文预报精度不高㊁预见期短,且缺少不确定性信息㊂尤其是在高海拔复杂气候条件下的黄河源区,单一模式无法准确表达高原降水发生的气候学成因,其预报降水的不确定性更大,从而严重影响了短中期洪水预报精度和中长期径流预测能力㊂与单一模式预报不同,集合预报可综合多个模式的特点和优势,实现更高精度㊁更长预见期的气象水文162㊀水科学进展第34卷㊀预报,并提供不确定性信息[11]㊂最早的业务化集合预报雏形始于20世纪90年代,美国国家海洋和大气管理局(NOAA)和ECMWF首先发布了业务气象集合预报产品[12-13]㊂2000年后,集合预报进入快速发展期,其中最具代表性的是世界气象组织发起的全球观测系统研究与可预报性试验(THORPEX),该项目建立了交互式全球超级集合预报资料库TIGGE,涵盖了全球10多个预报中心未来1~14d的集合预报数据,为世界各国的气象水文预报研究提供了重要的数据支撑[14]㊂此外,传统的气象数值预报一般侧重在1~14d的短中期预报和1~12个月的中长期预报,往往忽视了3~10周的次季节预报,而这个时间尺度对中长期径流预测与水资源优化调度至关重要(例如,龙羊峡调度需求的预见期约为7周)㊂2013年,世界气象组织发起了次季节至季节预报研究项目(S2S),该项目建立了包含全球11个气候模式的次季节实时预报资料库[15],这些次季节气候预报模式的发展与应用,为实现短中期与中长期的无缝隙气象水文预报提供了重要途径[16]㊂中国数值天气预报的研发工作稍晚于欧美,但近年来发展迅速㊂1996年,中国气象局建立了中国第一代气象集合预报实验系统,并于1999年实现了气象集合预报的业务化试运行[17]㊂2001年,中国气象局开展了全球/区域通用数值天气预报系统GRAPES(现在是CMA-GFS/MESO系统)的研发工作[18];2016年,CMA-GFS投入业务化运行,并面向全国气象和水文部门下发产品;2018年,CMA-GFS升级为四维变分同化天气预报系统,标志着中国业务数值天气预报技术迈入国际前列;2019年,中尺度天气数值预报系统CMA-ME-SO实现了全国3kmქ3km高分辨率业务化运行,成为中央气象台气象水文预报会商的支撑系统,该系统能够快速循环同化风云4A成像仪辐射率㊁卫星云导风㊁卫星GNSSRO㊁雷达径向风㊁风廓线雷达㊁地面雨量站等多源数据㊂2020年汛期实时业务预报的检验结果表明:最新的CMA-MESO系统对中国汛期降水的预报准确率,总体上超过了ECMWF模式的预报结果[19]㊂此外,在中长期降水预测方面,国家气候中心于2003年开始推动气候预测业务系统的自主创新,至今已演进到第3代,最新的CMA-CPS系统已实现次季节-季节-年际的多尺度气候预测一体化,其中降水㊁大气环流等预测能力优于美国和日本的现有业务系统[20],被科技部推选为国家十三五重大科技创新成果㊂国家级业务数值天气预报模式与气候预测模式的快速发展,为水文部门构建高分辨率预报雨量场提供了重要的气象业务支撑,但气象部门与水文部门之间的前沿技术交叉研究亟待加强,气象预报与水文预报之间的关键技术壁垒亟待打通㊂综上所述,加强水文气象的学科交叉与融合,开展定量降水预报的研究与应用,进一步延长预见期,将是中国水文预报未来发展的一个重要方向[4]㊂目前,国内外先进的数值天气预报模式与气候预测模式,已为实现短中期与中长期高精度定量降水预报提供了基础条件,这也是提高黄河源区水文预报精度并延长预见期的关键所在㊂未来应进一步加强中国自主研发的国家级数值天气预报模式和气候预测模式在水文预报领域的应用实践,着力发展无缝隙集合预报㊁WRF动力降尺度㊁预报降水的实时校正与误差溯源等关键技术,构建多尺度气象水文耦合预报系统,从而有效提高不同尺度流域的洪水/径流预报精度并延长预见期㊂2㊀寒区水文模型构建与气象水文耦合系统集成2.1㊀黄河流域水文预报模型的发展历程20世纪60 70年代,黄河流域早期洪水作业预报主要采用上下游相应水位及降水径流相关的经验预报方法,预报精度很大程度上依赖于首席预报员的经验㊂20世纪80年代,黄河水利委员会水文局建立了黄河三花间(三门峡花园口区间)实时洪水联机预报系统 ,该系统针对三花间不同子流域的水文地理特点,采用了多模型预报方案,选用的水文模型包括新安江模型㊁霍顿模型㊁坦克模型㊁包夫顿下渗模型及经验预报模型等[21]㊂2000年以来,在国家防汛抗旱指挥系统一期/二期工程等项目支持下,黄河水利委员会水文局研发了黄河洪水预报系统 ,该系统包含了一系列适用于黄河流域不同区域产汇流特性的水文模型库,在㊀第2期雍斌,等:黄河源区水文预报的关键科学问题163㊀黄河洪水预报的实际业务中得到了广泛应用[22]㊂其中,在渭河中下游㊁三花区间㊁大汶河流域等湿润半湿润地区,主要采用以蓄满产流为主的新安江模型;在黄土高原等干旱半干旱地区,主要采用霍顿模型㊁陆浑模型㊁双超产流模型及河北雨洪模型等[23]㊂近年来,黄河水利委员会水文局与国内高校联合开展了黄河流域分布式水文模型预报实践研究,其中具有代表性的是黄河小花间(小浪底花园口区间)分布式水文模型预报系统 ,该系统同时采用分布式三水源新安江模型与分布式TOPKAPI模型,在小花间取得了较好的实际预报效果[24]㊂目前,黄河水文预报系统根据实际作业预报需求,采用了多模型/多方案组合的方式,集成了黄河流域72个预报断面的93套预报方案,为黄河流域防洪减灾与水资源调度提供洪水/径流实时滚动预报㊂然而,由于高寒区独特的下垫面特征和复杂的产汇流机制,源区水文模型构建一直是黄河水文预报系统的短板㊂2.2㊀寒区水文模型研究进展与现状黄河源区隶属中国西北典型的高寒山区,流域下垫面由于冻土的存在从性质上改变了土壤水分运移规律,造成产汇流的不稳定,冻土水文的复杂性给流域径流模拟与预报带来很大困难㊂因此,构建能客观表征冻土条件下特殊产汇流机制且简单实用的寒区水文模型,成为黄河源区乃至整个中国北方寒区水文作业预报的关键科学难题㊂20世纪80 90年代,中国学者在寒区水文过程及其模型构建方面开展了大量研究,并取得了一系列重要成果㊂如杨针娘等[25]系统阐述了中国典型寒区的冰川水文㊁冻土水文及雪水文过程,并根据水量平衡原理建立了中国早期的高山冻土区产流模型;郑秀清等[26]详细解析了水分在季节性非饱和冻融土壤中的运动规律,建立了冻融土壤水分入渗预报方法与水分迁移数值模型;肖迪芳等[27]针对冻土条件下的降水径流关系和地下水分割方法,开展了一系列观测试验与数值模拟工作㊂然而,由于复杂的冻土水分运移规律与水热耦合特性,加之冻土实测资料极其匮乏,生产实践中可直接应用于中国北方地区的寒区水文模型相对较少㊂近年来,随着全球变化研究的深入与拓展,寒区水文模型研究得以快速发展,其主要研究进展分3类阐述如下:(1)非冻土区水文模型的改进㊂由于缺乏通用的寒区水文模型,最简单便捷的方法就是根据目标流域的气候分区与水文特性,选择较合适的非冻土区水文模型进行改进,这类模型包括新安江模型㊁SWAT㊁TOP-MODEL㊁Sacramento和水箱模型等㊂如关志成等[28]针对中国东北寒区产汇流特点,将气温因子引入新安江模型,扩展了新安江模型的积雪与融雪出水模拟㊁土壤水分运移模拟㊁冻土冻结与融化过程模拟等功能,并将改进后的模型应用于牡丹江上游季节性冻土流域的水文预报实践中;俞鑫颖等[29]基于DEM数据与GIS技术改进新安江模型,并利用不同网格的热量和水分状态计算产汇流,构建了分布式冰雪融水-雨水混合水文模型,在乌鲁木齐河山区流域得到应用;Fontaine等[30]通过改进SWAT模型的融雪径流模块,有效提升了SWAT模型在高寒山区的径流模拟精度㊂以上非冻土区水文模型及其改进型的优点是简单实用,通过调参可获得较好的模拟效果;但缺点是不能充分考虑冻土水文的物理过程,而且模型参数大多是静态输入,只适用于稳态条件,不适用于动态条件㊂因此,构建能够表达动态的融冰融雪过程与冻土水分运移过程的寒区专用水文模型是十分必要的㊂(2)寒区专用水文模型㊂目前,国际上已经研发了多种融冰融雪径流模型,其中代表性模型包括斯坦福模型㊁PROMET㊁PRMS及SRM模型等㊂相对融冰融雪模型,综合性寒区水文模型的研制更加困难,其中比较成功的是加拿大气候与气象委员会研发的CRHM模型[31],该模型集成了多个寒区水文过程模块,可定量表达辐射交换㊁风吹雪㊁积雪升华㊁积雪融化㊁土壤冻融㊁冻土水分迁移和冻土坡面汇流等主要寒区水文过程,CRHM模型在中国北方部分寒区流域得到了模拟与验证[32]㊂此外,中国学者针对西北内陆河与青藏高原也开展了寒区专用水文模型研究的探索与实践,如康尔泗等[33]根据HBV模型原理,构建了一个适用于西164㊀水科学进展第34卷㊀北干旱区内陆河的概念性水文模型,将黑河山区流域划分为高山冰雪冻土带和山区植被带,对莺落峡上游的月出山径流进行了模拟预报;陈仁升等[34]针对中国内陆河高寒山区特点,构建了分布式水热耦合模型DWHC,该模型针对冻土水热耦合问题,采用土壤水热连续性方程将流域产流㊁入渗和蒸散发等过程集成起来,实现了冻土过程的分布式流域水文模拟;周祖昊等[35]㊁刘扬李等[36]针对青藏高原气候和地质特点,构建了耦合积雪-土壤-砂砾石层连续体和积雪-冰川水热过程模拟的青藏高原分布式水文模型WEP-QTP,并在尼洋河流域进行了逐日和逐月径流模拟㊂然而,现有寒区专用水文模型的缺点是通用性不强㊁适用范围有限且模拟精度不高,离实际水文作业预报需求仍有较大差距㊂(3)寒区陆面过程模型㊂陆面过程模型主要是模拟发生在陆气界面上的物理㊁化学和生物过程,其最终目标是实现陆-气耦合过程模拟,寒区陆面过程模型的研究重点则是冻土-植被-大气的水热交换过程㊂目前,国际上主流的寒区陆面过程模型包括CoupModel㊁CLM㊁SHAW㊁EASS㊁HydroSiB2等模型及其改进版本㊂例如,Jansson等[37]研发的CoupModel整合了辐射㊁蒸散发㊁截留㊁融雪㊁土壤水热运移及冻土的冻融过程等寒区陆面过程的各个环节,CoupModel在北欧地区得到广泛应用,但在中国北方寒区流域的应用相对较少;Wang等[38]㊁Song等[39]采用焓的理论,解决了传统临界温度法计算冻土中冰水相变中的不稳定问题,构建了寒区陆面过程模型HydroSiB2-SF,并在黑河上游㊁阿里地区㊁黄河源区等地依托野外观测开展了模拟验证㊂已有研究表明,现行寒区陆面过程模型的优点是能够精细描述垂向的冻土水热交换过程和辐射过程,但这类模型通常是一维点尺度动态模型,在表达二维下垫面不均匀性和水分侧向运移规律方面存在明显缺陷,很难直接应用于寒区流域的径流模拟与水文预报㊂因此,实现一维寒区陆面过程模型与二维分布式水文模型的耦合㊁开发分布式寒区陆面水文过程模型,是开展寒区流域水文研究的迫切需要㊂综上所述,以上3类建模方式各具特色,为未来寒区水文预报模型发展提供了重要的理论与技术支撑,研制能准确刻画冻土过程且简单高效的寒区专用水文模型是寒区水文预报研究的必然趋势㊂然而,该领域一些关键科学难题尚未解决,有待进一步开展深入研究,例如,寒区流域降雨-蒸发-径流的三水转换关系㊁不同植被类型覆盖下的冻土水文变化特性,以及季节性冻土的蓄水调节作用与抑制蒸发作用的相互关系等㊂另外,现有模型大多是对寒区水文过程基本规律的表征,缺少对寒区水文热力学与动力学的本质研究,包括水热耦合内在机理㊁水分固-液-气的相态转换机制㊁冰川融雪径流的动力学过程等,这方面研究将进一步加深模型构建者对寒区水文物理过程的科学认知㊂2.3㊀黄河源区水文模型构建的关键科学问题目前,黄河上游水文作业预报采用了多模型/多方案的对比预报方式,选用的水文模型包括新安江模型㊁垂向混合产流模型㊁霍顿模型及吉迈-玛曲-唐乃亥经验预报方案等[24]㊂然而,黄河源区的洪水/径流预报一直是黄河上游水文作业预报的短板,目前尚未研制出针对黄河源区独特的下垫面特征和产汇流特性的寒区专用水文模型,已有研究也仅限于对非冻土区水文模型的改进[40-41],模型的模拟精度离实际水文作业预报需求仍存在较大差距㊂黄河源区包括了冰川㊁积雪㊁湖沼㊁高寒草甸及低矮灌木林等不同类型下垫面,其间又广泛分布着冻土,流域产汇流过程十分复杂,具有独特的高寒山区混合产流特性㊂目前,黄河源区的冻土类型以季节性冻土为主,多年冻土仅分布在西北部源头区及小范围高山地带㊂近66a的径流模数计算表明:占黄河源区总面积22%的门玛区间(源区中游门唐站至玛曲站之间的子流域,见图1)产生了44%的径流量,是源区的主要产流区,该区间下垫面以高寒草甸和季节性冻土为主㊂门玛区间高寒草甸的厚度约为5~30cm,草甸下部主要是由土壤和大孔隙砂砾石层构成的季节性冻土㊂随着全球变暖,季节性冻土中土壤水分运移机制及其由冰到水的相态转化过程将发生改变㊂因此,揭示变化环境下高寒草甸+季节性冻土的动态产流机制㊁定量刻画季节性冻土的冻融与融冻过程的水热交换机理是当前黄河源区水文模型构建的关键难题,对改进源。

2000—2020_年黄河源区水源涵养能力模拟与分析

第 6 期水　利　水　运　工　程　学　报No. 6 2023 年 12 月HYDRO-SCIENCE AND ENGINEERING Dec. 2023 DOI:10.12170/20230509002叶立娟，刘翠善，王国庆，等. 2000—2020年黄河源区水源涵养能力模拟与分析[J]. 水利水运工程学报，2023（6）：46-56. （YE Lijuan, LIU Cuishan, WANG Guoqing, et al. Modeling and analysis of water conservation capacity in the source region of the Yellow River from 2000 to 2020[J]. Hydro-Science and Engineering, 2023（6）: 46-56. （in Chinese））2000—2020年黄河源区水源涵养能力模拟与分析叶立娟1，刘翠善2，王国庆2，赵天晴1，贾雨凡3，阮俞理2(1. 河海大学水灾害防御全国重点实验室, 江苏南京 210098； 2. 南京水利科学研究院水灾害防御全国重点实验室, 江苏南京 210029； 3. 河海大学水文水资源学院, 江苏南京 210098)摘要: 黄河源区是黄河流域的重要产水区和水源涵养区，其水源涵养能力对河流上中下游区域的社会经济发展影响重大。

基于InVEST模型计算了2000—2020年黄河源区的产水量和水源涵养量，结果表明，多年平均产水总量和水源涵养总量分别为198.8×108和35.3×108 m3。

产水量和水源涵养量空间分布基本一致，呈现自东向西、自南向北递减的特点。

在研究时段内，二者均呈显著上升趋势，整体上升速率分别为3.8和0.7 mm/a，自东南向西北依次表现为极显著上升、显著上升、轻微上升及没有明显变化。

各土地利用类型的水源涵养总量由高到低分别为草地、耕地、湿地、林地、未利用地及城镇用地。

【国家自然科学基金】_长江黄河源区_基金支持热词逐年推荐_【万方软件创新助手】_20140803

2014年科研热词推荐指数序号黄河源区 2 长江源区 2 黄河上游 1 预估 1 青藏高原 1 降尺度 1 长江上游 1 遥感 1 通道模式 1 设置 1 生态状况 1 河流 1 江河源区 1 水分利用效率 1 气候变化 1 植被覆盖 1 植被 1 未来趋势 1 时空变化 1 径流量 1 径流模拟 1 影响因素 1 形态多样性 1 底栖动物资源 1 山谷 1 大型底栖无脊椎动物 1 大型底栖动物 1 基流 1 土壤侵蚀速率 1 动态变化 1 估算 1 三江源区 1 三江源 1 vic模型 1 valley setting 1 spatial distribution 1 source region of the yangtze and 1 yellow rivers river patterns 1 fluvial morphology 1
2011年序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9
2011年科研热词黄河口运移特征解体碎屑化生态系统净生产力溶解氧浊度文家沟滑坡径流变化地形地貌推荐指数 1 1 1 1 1 1 1 1 1
2012年序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
2008年序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
科研热词黄河长江物源降水量长江、黄河源区稀土元素沉积物源土壤储水量动态变化冲绳海槽北部 δ eun-∑rees图解 δ eun-σ rees图解
推荐指数 2 2 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1
2009年序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22
2010年序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

气候变化对地表水资源的影响

第３２卷第３期２００７年５月
地球科学——中国地质大学学报ＥａｒｔｈＳｃｉｅｎｃｅ－－ＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｈｉｎａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＧｅｏｓｃｉｅｎｃｅｓ
Ｖ０１．３２Ｎｏ．３Ｍａｙ２００７
气候变化对地表水资源的影响
郝振纯１，李丽１，王加虎１，王振华２，史学丽３
１．ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙ０，Ｈｙｄｒｏｌｏｇｙ－ＷａｔｅｒＲｅｓｏｕｒｃｅｓａｎｄＨｙｄｒａｕｌｉｃＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＨｏｈａｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，ＮａｍｉｎｇＺ．ＳｈａｎｘｉＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＭｅｔｅｏｒｏｌｏｇｉｃａｌＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｔａｉｙ－ｕａｎ０３０００２，Ｃｈｉｎａ３．ＴｈｅＮａｔｉｏｎａｌＣｌｉｍａｔｅＣｇｎｔｒｅｏｆＣｈｉｎａＭｅｔｅｏｒｏｌｏｇｉｃａｌＡｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｏｎ。Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００８１，Ｃｈｉｎａ
１．河海大学水文水资源与水利工程科学国家重点实验室，江苏南京２１００９８２．山西省气象科学研究所，山西太原０３０００２３．中国气象局国家气候中心，北京１０００８１
摘要：总结了气候变化对水文水资源影响方面的研究方法，分析了气候变化条件下水文水资源变化的研究现状和存在问
题．并以山西省和黄河源区为研究对象，以分布式水文模型为工具、ＧＣＭｓ输出的气候情景为输入条件，针对不同的下垫面
与洪涝灾害等的改变，事关人类的生存与发展（Ｇｌｅ－数据，பைடு நூலகம்是难以反映近期人类活动对自然变化越来
ｉｃｋ，１９８９）．长期以来，水文学者把气候静态地看作越大的干扰（Ｋｒａｓｏｖｓｋａｉａ，１９９３），再加上难以获得
某种统计的平衡，忽略了变化环境下的水资源形成长度足够而且可信的资料，所以很少被水文学者使

遥感技术在黄河流域水资源监测中的应用研究

遥感技术在黄河流域水资源监测中的应用研究黄河，是中国五大河流之一，也是中国最长的河流之一。

作为中国北方地区的主要水源，黄河流域承载了亿万人民的生命之源。

然而，由于地球气候变化以及人类活动的影响，黄河流域的水资源状况日益严峻，给流域内的人民生产和生活带来巨大的挑战。

面对这个问题，遥感技术可以发挥其巨大的应用潜力。

作为一项高科技手段，遥感技术能够对地表信息进行快速、准确的采集和分析，为地表环境的观测、调查、监测和管理提供数据支持。

因此，对黄河流域的水资源情况进行遥感监测已成为研究的热点之一。

一、遥感技术在黄河流域水资源监测中的应用概述遥感技术的应用包括观测、研究和管理三个方面。

在黄河流域的水资源监测方面，遥感技术可以用于采集数学、物理、化学等相关信息，从而实现快速、准确地获取水文信息和掌握流域内水资源的状况。

在此基础上，通过遥感技术的分析，可以对黄河流域内水资源的变化、分布和利用情况进行描绘和预测，帮助相关部门和企业做出更出色的决策。

二、遥感技术在黄河流域水资源监测中的应用技术1. 遥感影像数据处理在黄河流域水资源监测中，遥感技术最常见的应用是处理遥感影像数据。

这项技术可以获得流域内的大量地表及水资源状态信息，如水面位置、湿地地表温度、水文覆盖范围等，同时，还能对地形、土地覆盖等数据进行处理。

2. 水文变量遥感测量技术水文变量遥感测量技术是一种重要的遥感监测手段，它可以用于测量水文变量，如流量、水位、水温等，对黄河流域的水资源和水环境状况进行实时监测和预测，以便及时应对水资源的变化。

3. 水文遥感模型水文遥感模型是对黄河流域水资源监测中运用较多的一种模型，它可以将遥感影像数据与水文数据结合起来进行模型分析，从而推断流域内水资源状况的新数据。

三、遥感技术在黄河流域水资源监测方面存在的问题及未来发展趋势遥感技术在黄河流域水资源监测方面已经取得了不少重要进展，但也存在一些问题。

例如，由于大气干扰等原因，遥感监测数据存在误差，需要结合地面的现场情况进行纠正和校验。

GCMS工作原理

GCMS工作原理GCMS（气相色谱质谱联用）是一种先进的分析技术，它结合了气相色谱和质谱两种技术的优势，可以用于分析和鉴定复杂的样品。

以下是对GCMS工作原理的详细介绍。

GCMS的工作原理可以分为样品进样、气相色谱分离、质谱检测三个主要步骤。

1. 样品进样：首先，样品需要被制成气态或挥发性液态，然后通过进样器进入气相色谱柱。

进样器通常采用自动进样器，可以精确控制样品的进样量。

2. 气相色谱分离：进入气相色谱柱后，样品成分会根据其在柱上的亲和性和挥发性进行分离。

气相色谱柱通常是由一种或多种具有不同亲和性的固定相组成。

样品中的化合物在柱上以不同的速率移动，从而实现了分离。

3. 质谱检测：分离后的化合物进入质谱检测器进行分析和鉴定。

质谱检测器会将化合物转化为离子，并根据其质量和相对丰度进行检测和测量。

常用的质谱检测器包括质谱仪和离子阱。

在GCMS中，质谱仪通常采用质量过滤器来选择特定的离子进行检测。

离子阱则可以捕获并扫描一系列离子，以获取更详细的质谱图谱。

质谱图谱可以用于鉴定化合物的结构和确定其相对丰度。

GCMS的工作原理基于化合物在气相色谱柱上的分离和质谱检测器的离子化过程。

通过对样品中化合物的分离和鉴定，可以确定样品的组成和含量。

GCMS广泛应用于环境监测、食品安全、药物分析等领域，具有高灵敏度、高分辨率和高选择性的优点。

总结：GCMS工作原理包括样品进样、气相色谱分离和质谱检测三个主要步骤。

通过对样品中化合物的分离和质谱分析，可以确定样品的组成和含量。

GCMS是一种高级的分析技术，具有广泛的应用领域和优势。

包装材料中溶剂残留物的HS

第53卷第1期辽宁化工 Vol.53，No. 1 2024年1月 Liaoning Chemical Industry January，2024收稿日期： 2023-01-18 包装材料中溶剂残留物的HS/GC-MS分析及暴露风险评价王茹1，王栋2，闵勇1*（1. 红河学院，云南蒙自 661100； 2. 滨州黄河河务局滨城黄河河务局，山东滨州 256600）摘要：为了阐明包装材料溶剂残留物的暴露水平及对人产生的潜在健康风险, 从市场上采集了3种包装纸，采用气相顶空色谱-质谱联用(HS/GC-MS)法对样本中溶剂残留物的质量进行测定；根据包装纸中溶剂物残留物对人体的伤害特点，建立了经呼吸和经皮肤途径下的暴露量计算模型和风险表征模型，研究包装纸中溶剂残留物的暴露水平，并对其潜在健康风险进行评价。

结果表明: 该方法的回收率在84.8%～107.0%之间，检出限在0.001～0.258 mg/m2之间，相对标准偏差（RSD）小于5%; 样品1包装纸中丁酮的残留量为0.454 3 mg/kg；样品2包装纸中乙酸乙酯的残留量为0.507 4 mg/ kg；样品3包装纸中丙酮的残留量为0.097 5 mg/kg；经皮肤暴露是有机残留物voc对人体产生健康危害的主要途径；本次监测的纸包装纸中有机挥发物为“可容许风险”。

关键词：包装纸；溶剂残留物；暴露评估；风险评估中图分类号：TQ317.2; X820.4 文献标识码： A 文章编号： 1004-0935（2024）01-0162-05伴随着环保的压力, 近年来礼品包装材料使用最多的是塑料和纸质, 其中纸质包装材料凭借成本低廉、适合大批量机械化生产、成型性和折叠性好、具有可回收再利用、经济环保等优点，被广泛运用到生产中。

此外纸质包装材料在加工性能和机械强度方面也具有优异的性能。

纸质包装材料在使用的过程中会根据产品的包装设计进行一系列的加工,在加工过程中需要添加一些如杀菌剂、固化剂、增白剂等, 为了更加美观，大多包装纸表面印刷了鲜艳图案，而大量油墨的使用会导致产品有溶剂残留，进而使其带有异味。

泵站流量衰减问题分析与进水系统改造

泵站流量衰减问题分析与进水系统改造作者：白绵绵肖若富党照姚志峰冯虎虎来源：《人民黄河》2023年第10期：为解决某抽黄灌区枢纽泵站机组流量大幅衰减问题，采用计算流体动力学（ＣＦＤ）方法对其衰减原因进行分析，提出进水系统改造方案，并对改造前后的进水系统流态进行数值模拟对比。

结果表明：改造前，在箱涵进口产生明显吸入涡，大量气体和杂质经箱涵高速进入吸水池后，造成池内水流上下翻滚，导致水泵吸水性能极差，运行一段时间后流量迅速衰减；改造后，进水系统流态得到有效改善，进水池低速区变小，吸水池水流上下翻滚现象消失，水泵吸水性能提升较大，机组流量衰减现象得到明显改善。

通过实测改造前后泵站的运行流量，验证了ＣＦＤ用于泵站内部流场模拟的可靠性；在后续对原有工程进行改造时，可先采用ＣＦＤ对原始系统进行流场模拟，有针对性地进行结构改造。

该泵站流道改造前后效果验证，进水系统设计时，应尽量保持各进水建筑物压力流或明流相同。

关键词：进水流道；吸水池；流量衰减；表面吸入涡中图分类号：ＴＶ２２２．１文献标志码：Ａｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００－１３７９．２０２３．１０．０２３引用格式：白绵绵，肖若富，党照，等．泵站流量衰减问题分析与进水系统改造［Ｊ］．人民黄河，２０２３，４５（１０）：１２６－１３０．０引言我国大型灌区多建于２０世纪六七十年代［１］，受当时条件限制，进水系统设计在很大程度上依赖规范和经验，造成水泵在实际运行时吸水性能差、效率较低［２－３］。

某大型抽黄灌区多座泵站就存在严重的流量衰减问题，即机组刚开机时各项参数正常，但运行一段时间后（几天甚至几小时），水泵流量逐渐减小，配套电机电流随之逐渐降低，之后稳定在某个远小于开机流量值运行，无法满足灌溉高峰期用水要求，对灌区效益和社会稳定造成一定影响［２］。

经试验发现，引起流量衰减的原因为：１）进气。

当双吸泵吸程为正时，进气在启动很短时间内发生，且不太可能通过关机重启而消失。

GCMS工作原理

GCMS工作原理GCMS（Gas Chromatography-Mass Spectrometry）是一种常用的分析技术，它结合了气相色谱（GC）和质谱（MS）两种方法，可以用于分析和鉴定化学物质的组成和结构。

下面将详细介绍GCMS的工作原理。

GCMS的工作原理可以分为样品的分离和质谱的检测两个步骤。

1. 样品的分离首先，将待分析的样品通过进样口引入气相色谱柱中。

气相色谱柱是一种长而细的管状结构，柱内涂有一层固定相。

样品在柱内通过气相的推动下，根据化学物质的性质在固定相上发生分离。

不同的化学物质在柱内停留的时间不同，从而实现样品的分离。

2. 质谱的检测分离后的化学物质进入质谱仪进行检测。

质谱仪由离子源、质量分析器和检测器组成。

（1）离子源：离子源将分离后的化学物质转化为离子。

常用的离子化方法有电子轰击（EI）和化学电离（CI）等。

在EI离子源中，化学物质进入离子源后，通过电子轰击产生离子。

在CI离子源中，化学物质与化学反应产生离子。

（2）质量分析器：质量分析器用于对离子进行质量分析。

常用的质量分析器有质量过滤器、四极杆质谱仪和飞行时间质谱仪等。

其中，四极杆质谱仪是最常用的质量分析器之一。

在四极杆质谱仪中，离子经过四极杆的筛选，根据离子的质荷比（m/z）进行分离和筛选。

（3）检测器：检测器用于检测质谱仪输出的离子信号，并将其转化为电信号。

常用的检测器有离子多重检测器（MSD）和离子增强器（EI）等。

离子多重检测器可以同时检测多个离子信号，提高检测的灵敏度。

通过上述步骤，GCMS可以将待分析样品中的化学物质分离并转化为离子，然后根据离子的质量和相对丰度进行检测和分析。

GCMS具有高分辨率、高灵敏度和高选择性等优点，广泛应用于食品安全、环境监测、药物分析等领域。

需要注意的是，GCMS的分析结果需要与已知的标准物质进行比对和确认，以确保结果的准确性和可靠性。

同时，仪器的操作和维护也需要严格按照相关的操作规程进行，以保证仪器的正常运行和结果的准确性。

用GC／MS联用分析焦化厂蒸氨废水中的有机物组成

212　消解方法取2510ml(或50ml)废水样于消解瓶中, HNO3体系,加入5(或10)mL浓HNO3; HNO3—HClO4体系,加入4(或8)mL HNO3和112(或215)mL HClO4,加塞,置于自控式高压蒸汽消解器中,密封消解器,设定温度140℃,时间30min,使消解器启动运行,待到时控制器自动关闭电源后,让其自然降温至消解器上压力表回零或显示器上温度指标低于100℃,然后慢慢旋动放气阀,放掉消解器内部余压,开启密封盖,取出样品,转入50mL容量瓶中,定容待测有关元素。

若取50mL样品,消解后可在电热板上稍加浓缩,再转入50mL容量瓶中。

213　实际废水样消解测定结果用上述方法消解,火焰原子吸收法测定了四种实际废水样中的Cu、Zn、Ni、Mn、Cr,并用相应体系的敞口消解法对照,结果表明,对不同元素采用不同废水进行二个水平的加标回收实验,其回收率在9310～10610%之间。

实验了不同消解方法的测定精密度,结果表明,高压蒸汽消解法消解测定的最大相对标准偏差为318%,而敞口法消解测定的最大相对标准偏差为515%。

可见高压蒸汽消解法测定废水中重金属,准确度和精密度均令人满意。

3　参考文献1　水和废水监测分析方法编委会编1水和废水监测分析方法(第三版)1北京:中国环境科学出版社,19892　中国科学院数学研究所1常用数理统计方法1北京:科学出版社,1973收稿日期:1996204226用GC/MS联用分析焦化厂蒸氨废水中的有机物组成赵大传　丛锦华　(山东工业大学数理系环境工程教研室,济南　250014)杨厚玲　(济南教育学院化学系)摘　要　本文对焦化厂蒸氨废水进行了GC和GC/MS联用分析,共鉴定了14种有机物,其中主要有机物是酚类、吲哚和喹啉,分别占有机物总量的3915%、2319%和1718%。

关键词　蒸氨废水,GC/MS联用分析A G C/MS analysis of organic pollutants in cokeplant distilled ammonia w astew ater.Zhao Da2chuan et al(Environmental En2 gineering Department,Shandong University of Technology,Ji2 nan250014):Envi ronmental Monitori ng i n Chi na1996,12 (5):30232Abstract　In this paper,the organic pollutants of cokeplant dis2 tilled ammonia wastewater are analyzed with GC and GC/MS analyser,and14organic compounds are identified,and it is found that the major organic compounds are phenols,indoles and quinolines with each kind making up seperately3915%、2319% and1718%of the total organic compounds.K ey Words　distilled ammonia wastewater,GC/MS analysis 蒸氨废水是焦化废水中水量最大的一种。

不同降水产品及WRF-Hydro模式在黄河源区的适用性分析

不同降水产品及WRF-Hydro模式在黄河源区的适用性分析陈亚玲;文军;杨传国;龙银平;李光伟;贾何佳;刘正【期刊名称】《大气科学》【年(卷),期】2024(48)3【摘要】黄河源区是黄河流域主要的产流区和水源涵养区,研究和探索该区域陆面水文过程对理解陆面过程及水文循环特征,揭示陆面—水文耦合过程具有重要的科学意义。

本研究基于2009~2018年中国区域高时空分辨率地面气象要素驱动数据(China Meteorological Forcing Dataset,简称CMFD)、全球高分辨率降水数据集(Climate Prediction Center Morphing Technique,简称CMORPH)、热带降雨测量卫星(Tropical Rainfall Measuring Mission,简称TRMM)及全球陆地数据同化系统(Global Land Data Assimilation System,简称GLDAS)降水,评估了四类降水产品在黄河源区的降水精度,在此基础上,利用最优降水数据驱动独立运行的天气研究预报及水文耦合模型系统(Weather Research and Forecasting Model Hydrological modeling system,简称WRF-Hydro),探究该模式在黄河源区径流模拟的适用性。

结果表明:四类降水产品均能够反映出降水的分布特征,但在量值及细节捕捉上存在显著差异。

CMFD在不同时空尺度上都能很好地捕捉到降水的演变特征,其与日观测降水的相关系数达到0.99,均方根误差仅为0.25 mm。

在表征降水能力方面,四类降水产品总体表现为CMFD>CMORPH>TRMM>GLDAS,CMFD的平均探测成功率(Critical Success Index,简称CSI)在0.93以上。

经参数率定后的WRF-Hydro模式在黄河源区月径流模拟方面表现较好,率定期纳什系数(Nash-Sutcliffe efficiency coefficient,简称NSE)均在0.92以上,而验证期丰水年模拟结果明显好于枯水年(NSE=0.15),这与降水和径流的非线性程度有关。

黄河水中多环芳烃的测定

黄河水中多环芳烃的测定
黄河水中多环芳烃的测定
黄河是中国最大的河流，也是世界上最重要的河流之一，它的水质对中国的经济发展和环境质量有着重要的影响。

因此，对黄河水中多环芳烃的测定显得尤为重要。

多环芳烃是一类有毒有害的有机物质，它们可以通过空气、水和土壤的循环进入环境，对人类健康和生态环境造成严重的污染。

因此，对黄河水中多环芳烃的测定具有重要的意义。

首先，需要采集黄河水样，并对水样进行分析，以确定多环芳烃的种类和含量。

其次，采用气相色谱-质谱联用技术，对水样中的多环芳烃进行分析，以确定多环芳烃的种类和含量。

最后，根据分析结果，对黄河水中多环芳烃的含量进行评估，以确定其对环境的影响。

黄河水中多环芳烃的测定，不仅可以为环境保护提供重要的参考，而且可以为政府制定有效的污染防治措施提供依据。

因此，对黄河水中多环芳烃的测定具有重要的意义，应当加以重视。

黄河源区径流减少的原因探讨

第11卷第3期2006年5月气候与环境研究Climatic and Enviro nmental Research Vol 111　No 13May 2006收稿日期　2006203220收到,2006204218收到修定稿资助项目　中国科学院重要创新项目KZCX32SW 2218作者简介　周德刚,男,1978年出生,博士研究生,主要从事气候与生态环境以及水文变化的研究。

E 2mail :degangzhou @1631com黄河源区径流减少的原因探讨周德刚1,2　黄荣辉11　中国科学院大气物理研究所季风系统研究中心,北京　1000802　中国科学院研究生院,北京　100093摘　要分析了黄河源区1960～2000年气候变化特点,对蒸发进行了估算,并分析了植被和冻土的变化,对径流在20世纪90年代后明显减少的原因进行了探讨。

结果表明,黄河源区气温在20世纪80年代中期后明显增加,降水在90年代偏少,气候向暖干方向发展,但蒸发变化不大,径流减少的直接原因是降水的减少;在90年代后降水强度的减弱也可能是径流减少的重要原因;归一化植被指数(NDV I )数据显示植被在90年代后期呈现退化的趋势,冻土在80年代以后表现出的明显的退化趋势,植被冻土的退化可以使得冻结层上水位下移,土壤水向土壤下层的渗漏增加,也会造成径流的减少。

关键词气候变化　径流　黄河源区　植被　冻土文章编号　100629585(2006)0320302208 中图分类号　P463 文献标识码　AExploration of R eason of Runoff Decreasein the Source R egions of the Yellow RiverZHOU De 21,2and HUAN G Ro ng 2Hui 11　Center f or Monsoon S ystem Research ,I nstitute of A tmos pheric Physics ,Chinese A cadem y of Sciences ,B ei j ing 1000802　Graduate Universit y of the Chinese A cadem y of S ciences ,B ei j ing 100093Abstract The characteristic of climatic variation in the source regions of the Yellow River during 1960-2000is analyzed ,the evapotranspiration of the source regions is estimated ,and the variations of vegetation and f rozen soil are studied ,then the reason of runoff obvious decrease after the 1990s is explored 1The results indicate that air tem 2perature in the source regions of the Yellow River has increased evidently since the mid 1980s ,and the mean precipi 2tation after 1990in this area is lower than before 1Climatic variation has a warming and drying trend 1The estimation of evapotranspiration shows that evapotranspiration in the source regions varies inapparently ,so the direct reason of runoff decrease is the reduction of precipitation 1The intensity of precipitation weakens after the 1990s 1This may be another important reason of runoff decrease 1The variation of normal different vegetation index (NDV I )in the source regions shows vegetation has a deteriorating trend in the late 1990s 1Frozen soil is degenerating seriously since the 1980s and the upper limit of frozen soil is descending gradually ,while the lower limit of f rozen soil is as 2cending 1The degeneration of vegetation and f rozen soil may cause water level of f rozen crust descent ,and water in near surface soil leakage into lower soil ,which may also influence runoff to decrease 1K ey w ords climatic variation ,runoff ,source regions of the Yellow River ,vegetation ,f rozen soil3期No13　周德刚等:黄河源区径流减少的原因探讨　ZHOU De2G ang,et al.Exploration of Reason of Runoff Decrease in the S ource Regions of the Y ellow River1　引言黄河源区在水文上指黄河流域在唐乃亥断面以上的集水区域,位于青藏高原东北部,其间群峦叠嶂,海拔大部在3000m以上,源区集水面积为1212×104km2,只占黄河流域面积的15%,但多年平均径流量却占到黄河总径流的1/3以上,是黄河重要的产水区,被形象称为“黄河水塔”。