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    基于多源数据的流域水平衡和水源涵养变化研究——以坝上高原小滦河流域为例

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    邢博, 金爱芳, 殷志强, 殷秀兰, 朱伟伟, 王瑞丰. 基于多源数据的流域水平衡和水源涵养变化研究——以坝上高原小滦河流域为例[J]. 地质通报, 2022, 41(12): 2114-2124. doi: 10.12097/j.issn.1671-2552.2022.12.004
    引用本文: 邢博, 金爱芳, 殷志强, 殷秀兰, 朱伟伟, 王瑞丰. 基于多源数据的流域水平衡和水源涵养变化研究——以坝上高原小滦河流域为例[J]. 地质通报, 2022, 41(12): 2114-2124. doi: 10.12097/j.issn.1671-2552.2022.12.004
    XING Bo, JIN Aifang, YIN Zhiqiang, YIN Xiulan, ZHU Weiwei, WANG Ruifeng. Research of basin water balance and water conservation variation based on multi-source data: a case study of Xiaoluan River Basin in Bashang plateau[J]. Geological Bulletin of China, 2022, 41(12): 2114-2124. doi: 10.12097/j.issn.1671-2552.2022.12.004
    Citation: XING Bo, JIN Aifang, YIN Zhiqiang, YIN Xiulan, ZHU Weiwei, WANG Ruifeng. Research of basin water balance and water conservation variation based on multi-source data: a case study of Xiaoluan River Basin in Bashang plateau[J]. Geological Bulletin of China, 2022, 41(12): 2114-2124. doi: 10.12097/j.issn.1671-2552.2022.12.004

    基于多源数据的流域水平衡和水源涵养变化研究——以坝上高原小滦河流域为例

    • 基金项目:
      中国地质调查局项目《全国自然资源监测评价与智慧服务》(编号: DD20221761)、国家自然科学基金项目《构造差异隆升影响下顺构造地貌发育强度对大型滑坡的控制机理和孕灾模式——以美姑河流域为例》(批准号: 41977258)和河北省重点研发计划项目《京津冀水源涵养区坝上生态环境脆弱带生态修复模式与立体监测技术研究》(编号: 20374207D)
    详细信息
      作者简介: 邢博(1987-), 女, 工程师, 从事水平衡与水源涵养研究。E-mail: xbxfr@163.com
      通讯作者: 殷志强(1980-), 男, 博士, 正高级工程师, 从事第四纪环境演变与地表基质研究。E-mail: yinzhiqiang@mail.cgs.gov.cn
    • 中图分类号: P642

    Research of basin water balance and water conservation variation based on multi-source data: a case study of Xiaoluan River Basin in Bashang plateau

    More Information
      Corresponding author: YIN Zhiqiang,  yinzhiqiang@mail.cgs.gov.cn
      摘要
    • 水在海-气-冰-岩各圈层中运移完成水循环过程,但工业革命以来由于气候变化和人类活动影响,水资源收支不等造成水源涵养或亏缺存在空间差异。通过长期监测小滦河流域2001—2020年的气象、地表水文数据,定期实地调查地下水和土地覆被样本,搜集遥感反演的土壤水分资料,借助ETWatch模型估算实际蒸散,遥感反演土地覆被,运用水平衡公式核算小滦河流域降水、实际蒸散、径流、储变量之间的动态平衡关系,从土壤水和地下水2个角度分析水源涵养时空分布特征,以了解小流域水循环过程变化规律,解决水源涵养重点保护生态空间定位和水源涵养区的水资源管理问题。结果表明:2001—2020年降水以平均3.76 mm/a的速率增加,2001—2015年增长缓慢,2016—2020年快速增加,空间分布上呈现“东多西少”,最高值出现在流域东北部的塞罕坝机械林场。实际蒸散量以平均2.71 mm/a的速率增加,慢于降水的增加速率,2014年以后,高降水年的实际蒸散低于降水,水分被储存下来或用于其后的低降水年蒸散消耗,空间分布从上游到下游呈现“高—低—高”的空间格局,实际蒸散量表现为,湿地>林地>耕地>建设用地>草地>沙地裸地。径流以平均0.13 mm/a的速率减少,丰水期径流减小速率快于年径流,但枯水期的径流增加,“削峰补枯”效应明显。储变量虽为负值但以1.17 mm/a的速率增加,越来越多的水资源被涵养在土壤和地下;土壤水分以0.0018(m3/m3)/a的速率增加,上游多下游少,最高值出现在流域北部偏西的林草交错带,2010年以后,土壤水高值区从中游向下游扩展。地下水潜水位上升区面积远大于下降区面积,总体变化为稳中上升趋势,8—9月达到全年水位最高值。本文从综合调查监测的角度探索了小流域水平衡研究方法,为水资源综合管理提供支撑。

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    • 图 1  研究区地理位置、监测站及土地覆被

      Figure 1. 

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      图 2  土地覆被遥感反演技术路线

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      图 3  水平衡要素变化趋势

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      图 4  年降水小波功率谱

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      图 5  降水空间分布

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      图 6  水平衡要素5年平均变化趋势

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      图 7  实际蒸散的空间分布

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      图 8  不同土地覆被的实际蒸散

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      图 9  丰水期和枯水期径流深变化趋势

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      图 10  储变量变化趋势

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      图 11  储变量5年平均变化趋势

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      图 12  土壤水分变化趋势

      Figure 12. 

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      图 13  土壤水分空间分布

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      图 14  2017—2021年区域水位变化图

      Figure 14. 

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      图 15  2017—2021年水位变化曲线

      Figure 15. 

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    出版历程
    收稿日期:  2022-05-28
    修回日期:  2022-07-11
    刊出日期:  2022-12-15
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