数据要素赋能生态文明建设是推动黄河流域生态环境治理的底层逻辑，评估数据要素发展与生态文明建设的耦合协调关系，对实现黄河流域高质量发展尤为重要。为给统筹制定黄河流域数据要素发展与生态文明建设耦合协调发展政策提供理论依据与参考决策，以2013—2020年黄河流域九省（区）为研究对象，运用熵值法、耦合协调度模型、核密度函数研究数据要素发展与生态文明建设耦合协调水平。结果表明：1）数据要素发展水平和生态文明建设水平整体上均呈稳步提升态势，但均存在发展不均衡不充分的问题；2）数据要素发展与生态文明建设耦合协调逐步增强，经历了轻度失调—濒临失调的演变历程；3）数据要素发展与生态文明建设的耦合协调水平存在非均衡特征，即下游地区＞中游地区＞上游地区，呈现由东向西的U形布局和由北向南递增的格局。针对实证结果，划分了高数据要素发展-高生态文明建设、低数据要素发展-高生态文明建设和低数据要素发展-低生态文明建设3种耦合协调类型，并提出相应的提升路径。

三江源在区域经济发展布局和生态环境保护中占有重要地位。采用遥感生态指数、Theil-Sen斜率法、Mann-Kendall检验法分析了2000—2022年三江源生态环境质量演变趋势，并采用多元线性回归法和通径分析探究了三江源不同环境因子对生态环境质量变化的影响，结果表明：三江源生态环境质量西部优于东部、北部优于南部，整体以中等和较差等级为主；黄河源区生态环境质量优于长江源区，长江源区生态环境质量优于澜沧江源区；三江源生态环境质量总体以保持不变为主，2010年之前三江源北部生态环境质量以上升趋势为主，2010年之后以保持不变为主；三江源西北部生态环境质量主要受干燥度和热度驱动，东部生态环境质量主要受绿度和湿度驱动。

为有效治理皇甫川流域水土流失、改善区域生态环境、推进生态清洁小流域建设，以皇甫川流域内蒙古段为研究区，在全面了解研究区自然地理条件、土地利用状况、水源水质状况、河流沟道状况、人居环境及社会经济状况等的基础上，按照“先分区，再分类”的思路，采用空间分析软件ArcGIS对分辨率为30 m的土地利用现状、地表坡度、河网水系、植被覆盖度4个图层进行叠加分析，先划分预防保护区、综合治理区、生态修复区，进而明确各类防治分区的措施配置原则和综合治理区中各水土流失亚区（黄土丘陵沟壑区、砒砂岩丘陵沟壑区、沙化黄土丘陵沟壑区）的治理措施配置，提出适宜皇甫川流域的6种生态清洁小流域建设类型（水源保护型、生态旅游型、和谐宜居型、休闲康养型、绿色产业型、淤地坝坝系生态提质增效型），并指出各类生态清洁小流域建设与发展方向，从水土流失治理、生态环境改善、人居环境整治、社会经济发展四方面提出了生态清洁小流域建设目标。

为给深化郑洛西合作带建设、推进协同发展、促进经济高质量发展提供理论和实践参考，基于2009—2022年合作带15个地级市面板数据，构建经济发展、生态保护与社会生活质量3个系统的协同分析框架，用熵权法测度合作带发展综合水平，结合核密度估计法揭示其动态演进特征，运用耦合协调度模型与障碍度模型解析系统间协同机理及障碍因素。结果表明：1）合作带综合发展水平总体向好，但存在一定的阶段性波动。2）三系统整体耦合协调发展，从时序变化角度看，经历了“低水平均衡—局部失调—协同优化”过程；从空间演化角度看，区域发展趋于均衡，但城市间仍存在发展差距。3）在两两系统耦合协调度方面，从时序变化看，不同系统间的耦合协调均呈现稳中向好的趋势；从空间角度看，两两系统间的耦合协调度空间差异显著。4）通过障碍度模型分析发现，系统层障碍度排序为经济发展>社会生活质量>生态保护，系统内每百人公共图书馆藏书量、粮食播种面积、全社会用电量、金融机构年末存贷款总额、每万人申请专利数量为主要障碍因子。

促进乡村产业高质量发展是宁夏实现具有中国特色现代化转型的关键任务，为了给推动黄河流域宁夏段乡村产业高质量发展提供参考，基于新发展理念，从创新、协调、绿色、开放、共享5个维度构建乡村产业高质量发展评价指标体系，运用AHP-熵权TOPSIS法对2013—2022年黄河流域宁夏段乡村产业高质量发展水平进行测度，采用耦合协调度模型测度高质量发展5个维度的耦合协调水平，采用障碍度模型诊断影响乡村产业高质量发展的制约因素。研究结果表明：1）2013—2022年黄河流域宁夏段乡村产业高质量发展水平呈现波动上升态势，但研究时段末整体水平仍然较低；2）黄河流域宁夏段乡村产业高质量发展各维度耦合协调度稳步提升，由2013年濒临失调上升为2022年初级协调；3）阻碍黄河流域宁夏段乡村产业高质量发展的主要因素是创新发展维度的农业机械化程度和专利授权比重，以及开放发展维度的农产品进出口依存度。提出了优化乡村产业结构、加强科技创新、加强对外开放等政策建议。

城镇化伴随着人口、能源消费、碳排放量的快速增长，为预测城镇化背景下黄河流域能源碳排放达峰情况、给推进黄河流域生态保护和高质量发展提供参考，基于2000—2021年黄河流域各省（区）8类主要能源消费量测算能源碳排放量，采用LMDI模型对黄河流域能源碳排放量进行影响因素分解，采用拓展的STIRPAT模型对能源碳排放达峰情况进行多情景（现状、节能、低碳、高耗能）预测。结果表明：1）2000—2021年黄河流域能源碳排放总量持续增长但增长速度呈下降趋势，经济发展、城镇化、人口规模增大对黄河流域能源碳排放有促进作用，而能源结构、能源强度和产业结构优化对黄河流域能源碳排放有抑制作用，其中经济发展是碳排放量增长的主要因素、能源强度是抑制碳排放的主要因素；2）现状、节能、低碳发展模式的黄河流域能源碳排放量峰值范围为18.00亿~18.69亿t，达峰时间为2030—2035年，而高耗能发展模式在2040年以前难以达峰；3）对碳排放强度的调控有利于黄河流域能源碳排放量峰值的减小，对能源结构和能源强度的优化有利于黄河流域能源碳排放达峰时间的提前。建议：优化城镇规划，推动产业结构升级，加强公众低碳意识教育，倡导低碳生活方式，推广可再生能源，优化能源消费结构。

推进资源型城市绿色转型是实现区域高质量发展的关键，为了给晋陕蒙地区资源型城市绿色转型和国家有关政策的制定提供参考，基于2012—2022年晋陕蒙地区21个资源型城市的面板数据，运用熵权-TOPSIS法，从经济发展、社会福利、环境绿色、绿色技术创新4个维度测度绿色转型绩效，采用修正引力模型和社会网络分析法分析绿色转型绩效空间关联网络结构。研究结果表明：1）晋陕蒙资源型城市绿色转型绩效总体上呈现缓慢波动上升趋势，研究期末总体水平仍然较低、还有较大提升空间;从各样本市看，呈现绩效高和低转型市少、绩效中低和中高转型市多的“橄榄”形分布，以包头和鄂尔多斯两市为“双核”的“核心-边缘”空间分布特征显著，核心区和边缘区绿色转型绩效差异明显。2）从各市绿色转型绩效关联网络特征看，晋中市在关联网络中处于核心位置、发挥着重要的桥梁作用、承担“中心行动者”的角色，而铜川、乌海、晋城、宝鸡等边缘城市关联性较弱、绿色转型主要依赖要素输入，存在“强者恒强”马太效应。建议：1）制定有针对性的扶持政策和财政激励措施，鼓励绿色技术创新，安排专项资金支持绿色产业和环保设施建设，推动晋陕蒙资源型城市绿色转型绩效的快速提升；2）秉持“一盘棋”思想，建立 “绿极”城市与“绿洼”城市的绿色转型联动、合作机制，通过技术交流、联合创新和核心城市带动等，缩小各资源型城市间绿色转型绩效的差距，促进晋陕蒙资源型城市绿色转型发展的协调与均衡。

以黄河泥沙为主要原料制备微晶玻璃，结合XRD、SEM、TEM、FTIR、硬度仪等性能测试,研究了不同核化/晶化制度对微晶玻璃的微观结构和宏观性能影响。结果表明：黄河泥沙微晶玻璃析出主晶相为铁硅灰石，颗粒内部首先开始结晶逐渐向外部延伸生长；黄河泥沙微晶玻璃核化/晶化参数对弯曲强度、维氏硬度、体积密度、耐酸性、耐碱性、热性能的影响因素分别为晶化时间、核化时间、晶化时间、核化温度、晶化温度、核化时间；黄河泥沙微晶玻璃的最佳核化/晶化制度为核化温度750 ℃、核化时间60 min、晶化温度910 ℃、晶化时间180 min，其弯曲强度79.07 MPa、杨氏模量51.59 GPa、维氏硬度6.37 GPa、断裂韧性1.39 MPa·m^1/2，满足《建筑装饰用微晶玻璃》行业标准性能要求；当核化温度为720 ℃、核化时间为60 min、晶化温度为880 ℃、晶化时间为180 min时，黄河泥沙微晶玻璃介电常数和介电损耗分别为7.43、0.88，满足《电子元器件结构陶瓷材料》国家标准性能要求。

为了探究不同需水流量下变速调节与阀门调节对泵站能耗的影响，以晋中市榆次区什贴灌区一级泵站为例，引入变速比和管路水头损失系数，构建以泵站年弃水量最小与功率最小为目标的泵站节能运行两阶段优化数学模型。对不同运行模式下泵站年弃水量、泵站功率、水泵扬程和泵站效率等水力参数进行数值模拟。结果表明：不同需水流量下，泵站运行模式优化后平均年弃水量减少4 267 872 m3，泵站平均功率降低24.1%。在最优运行模式下，泵站效率随需水流量的增大整体呈先上升、后下降、再上升的变化趋势，水泵扬程随需水流量增大而上升。在多台水泵并联运行中采用相同变速比的变速调节运行方式并非最优，需要确定不同水泵的变速比以避免泵站功率上升。

为揭示黄河流域新质生产力发展的影响因素、给推进黄河流域高质量发展提高参考，构建新质生产力评价指标体系，以2010—2022年为研究期、以黄河流域7个城市群中的56个地级市为样本市，运用熵值法测度新质生产力水平，并对其进行社会网络特征分析，运用空间杜宾模型分析其影响因素，结果显示：1）黄河流域新质生产力水平在研究期整体上升但区域发展不均衡，呈现下游高于中游、中游高于上游的格局，区域协调发展面临挑战；2）黄河流域以地级市为单元的新质生产力发展存在空间溢出效应且呈现网络化特征，郑州、青岛、西安等区域性中心城市在网络中发挥关键作用，同时存在辐射效应与虹吸效应；3）黄河流域新质生产力发展受多种因素的综合影响，经济发展水平、产业结构优化显著推动当地新质生产力发展，城镇化和政府干预不仅促进当地新质生产力发展而且还通过空间溢出效应惠及周边地区，市场开放对当地和周边地区新质生产力发展均有一定抑制作用。建议：优化空间网络结构，提升区域协同发展水平；精准施策，推动区域新质生产力均衡发展；完善政策体系，为新质生产力发展提供保障；加强数字赋能，推动绿色转型。

微生物诱导碳酸钙沉积（MICP）技术作为一种经济、环保且持久的防风治沙方法受到广泛关注，为了给MICP技术用于沙漠化防治提供新的技术支撑，设计PVC板和挡板两种固化方法、引入脲酶菌及1.5 mol/L 和 2.0 mol/L两种浓度的胶结液来制备微生物固化沙障，通过对比分析不同方法固化沙障的干密度和碳酸钙含量来探究最优固化方式。结果表明：1）采用MICP技术固化风沙土，能够在风沙土颗粒间生成大量碳酸钙结晶，使得沙粒胶结在一起，进而完成微生物固化沙障的制备。2）挡板固化法制备的固化沙障在深度为0 ~ 10 cm浅层表现出良好的固化效果，但对深度大于10 cm的深层固化效果及其均匀性则相对较差；PVC 板固化法制备的固化沙障在不同深度均保持较好的固化效果，且固化均匀性较好。3）随着胶结液浓度的提高，干密度和碳酸钙含量均有所提升，但胶结液浓度为1.5 mol/L和2.0 mol/L的固化效果无明显差异，即胶结液浓度对固化效果的影响不显著。

黄河“几字弯”地区被誉为我国北方重要的“能源粮仓”，在“双碳”目标背景下面临传统高耗能产业减排约束和资源型经济转型挑战，亟须通过科技创新推动绿色低碳发展。为给该地区乃至黄河流域生态保护和高质量发展提供参考，以黄河“几字弯”地区15个地级市为研究对象、以2012—2022年为研究期，采用优化的四阶段SBM-DEA模型测算各市低碳创新效率，采用Dagum基尼系数、标准差椭圆、引力模型等对黄河“几字弯”城市低碳创新效率时空差异进行探究，并进行了σ收敛和β收敛检验。结果表明：1）2012—2022年黄河“几字弯”城市总体低碳创新效率较低、经历了N形波动，仅中卫和太原两市达到DEA有效，其他地级市未能达到DEA有效；2）黄河“几字弯”城市间低碳创新协同合作较少，区域一体化发展水平较低，低碳创新发展存在“单打独斗”的现象；3）黄河“几字弯”城市低碳创新效率在空间上大致表现为“南高北低”、两极分化，各市存在“追赶”效应，研究期末高效率城市数量增多，但各市间差异仍然较大；4）教育水平的提高对黄河“几字弯”城市低碳创新效率有显著提升作用，而经济发展水平与城镇化率的提高对黄河“几字弯”城市低碳创新效率有抑制作用。针对黄河“几字弯”城市低碳创新存在的问题，提出了相应的建议。

黄河下游堤防作为守护亿万人民生命财产安全的重要工程措施，其现代化运行管理是保障黄河安澜与支撑流域高质量发展的关键。面对极端气候事件频发、悬河特性突出、传统管理模式效能瓶颈等挑战，亟须推动管理范式向智慧化、韧性化、协同化转型。系统剖析了当前黄河下游堤防管理在信息感知、风险预判、应急协同、工程韧性和体制机制等方面面临的瓶颈问题，提出了以全域智能感知-数字孪生赋能-韧性工程筑基-智慧协同治理为核心的现代化管理框架。重点阐述了构建“天空地水工”一体化监测网、打造高保真数字孪生堤防决策中枢、融合生态与工程韧性提升技术、构建跨部门扁平化应急指挥体系等核心举措，并提出了分阶段实施路径。旨在为构筑更安全、智能、韧性的“数字孪生堤防”提供系统性解决方案，护航黄河长久安澜。

开展碳储量时空变化研究，是立足“双碳”目标，实现区域低碳高质量发展的重要前提。采用监督分类结合实地查勘的方法，利用高分辨率卫星影像数据提取巴彦淖尔市土地利用信息，并基于InVEST模型量化2015—2021年巴彦淖尔市碳储量时空变化过程。结果表明：1）2015—2021年巴彦淖尔市碳储量呈增长趋势，共增加97.55×10⁶ t，碳储量高值区域集中分布在磴口县、杭锦后旗、临河区、五原县；碳储量低值区域集中分布在乌拉特后旗、乌拉特中旗；2）土地利用类型变化与碳储量变化趋势一致，相较于2015年，2021年巴彦淖尔市耕地和草地面积增加明显，增量分别为1 740.00 km²和11 099.09 km²，未利用地减少13 143.96 km²，水域面积6 a间呈先增加后减少的趋势。乌拉特后旗和乌拉特中旗未利用地转换为草地面积变化显著，碳储量分别增加36.72×10⁶ t和58.70×10⁶ t。

碳补偿是维护生态环境稳定、推动区域公平协调发展与促进碳减排目标实现的有效途径。以黄河流域九省区为研究区域，将减排目标约束下的碳配额分配与碳补偿相结合，基于碳配额量、碳吸收量和实际碳排放量识别碳补偿主客体，估算2021—2030年黄河流域碳补偿金额。结果表明：黄河流域碳配额分配方案满意度在94%以上，易于让各省区接受；各省区碳补偿异质性较大，总体呈“中下游补偿上游”的空间格局；2021—2030年黄河流域总体的碳补偿金额逐年减少，需要中央政府补贴的资金呈减少趋势。基于此，提出完善黄河流域各省区碳补偿实施的配套体系、建立“纵向+横向”的黄河流域各省区碳补偿联动机制、探索黄河流域各省区差异化低碳发展模式等建议。

新质生产力是现代化产业体系建设的核心驱动力。为给黄河流域产业深度转型升级、构建现代化产业体系提供参考和借鉴，结合黄河流域生态保护和高质量发展目标，分析新质生产力赋能黄河流域传统产业高端化、智能化、绿色化深度转型升级，以及通过颠覆性技术和前沿技术创新赋能新兴产业和未来产业的内在逻辑，并根据黄河流域发展现状剖析了新质生产力赋能过程中科技创新基础薄弱、高素质劳动者供给不足、绿色转型压力大、数据要素活力不足、新型生产关系不完善等问题。基于此，从培育高素质劳动者、强化科技支撑、疏通数据要素流动渠道、加快绿色低碳转型和深化体制机制改革等方面提出强化新质生产力赋能黄河流域现代化产业体系的实践路径。

受气候变化和人类活动影响，地表径流量发生变化。为测算气候因素和人类因素对1982—2019年淮河中上游径流变化的贡献情况，采用Mann-Kendall趋势分析法对流域内径流数据进行突变分析，确定流域内径流的突变年份，将研究时段划分为基准期和突变期，在月、季节、年共3个时间尺度下，基于扩展的Budyko模型定量测算气候因素和人类因素对淮河中上游径流变化的贡献情况。结果表明：1）月尺度，气候因素导致径流增加的月份为1月、2月、4月、5月、6月、12月，导致径流减少的月份为3月、7月、8月、9月、10月、11月；人类因素在1月、10月、11月、12月增加了淮河中上游径流深，其余月均降低了淮河中上游径流深。2）季节尺度，人类因素是春季、夏季和秋季径流减少的主导因素，气候因素使四季径流增加，增加量小于人类因素导致的减少量，冬季气候因素和人类因素均导致径流小幅度增加。3）年尺度，气候因素导致径流深增加了4.71 mm，人类因素导致径流深减少了89.75 mm，人类因素对径流变化的影响大于气候因素。

为了给加快黄河流域新质生产力发展提供参考，在分析新质生产力发展内在机理的基础上，从劳动者、劳动对象、劳动资料3个维度构建新质生产力评价指标体系，依据黄河流域九省（区）面板数据，运用纵横向拉开档次法测度2012—2022年黄河流域九省（区）新质生产力发展水平，采用Kernel核密度估计法、Theil指数分析黄河流域新质生产力发展水平的区域不均衡性，采用莫兰指数和ArcGIS进行新质生产力发展水平的空间关联性分析和空间格局分析。结果表明：1）黄河流域新质生产力发展水平整体不高，但发展态势良好，九省（区）均呈上升趋势；2）各省（区）新质生产力发展水平差异显著，其中山东最高、四川和陕西两省次之、青海和甘肃两省相对较低，从区域比较来看下游地区最高、中游地区次之、上游地区最低；3）黄河流域新质生产力发展水平的空间差异主要表现为上游地区与中下游地区的差异较大，以及上游五省（区）中四川与其他省（区）的差异较大且研究期末两极分化现象仍然比较明显；4）黄河流域新质生产力发展水平存在显著的空间正相关性，空间格局为南高北低、东高西低，山东、河南、陕西三省为高-高集聚区，山西与内蒙古两省（区）为低-高集聚区，甘肃、宁夏、青海三省（区）为低-低集聚区，四川为高-低集聚区。加快新质生产力发展的建议：因地制宜，发挥优势，弥补短板；区域联动，协同发展；科创主导，加强科研成果转化和应用；产业升级，为新质生产力发展创造更多机会和条件。

为加快新质生产力的培育，并为落实黄河流域生态保护和高质量发展重大国家战略提供参考，基于新质生产力内涵，构建技术-要素-产业分析框架，探讨了新质生产力赋能黄河流域生态保护和高质量发展的内在逻辑，即技术革命性突破提供了新动能、生产要素创新性配置强化了数据赋能、产业深度转型升级提供了载体支撑等，指出新质生产力赋能黄河流域生态保护和高质量发展仍面临创新驱动不足、要素融合与配置水平有待提升、产业转型升级滞后等挑战。鉴于黄河流域的实际，提出了新质生产力赋能黄河流域生态保护和高质量发展的提升路径：完善科技创新体系、实现科技高水平自立自强，强化要素市场配置、促进数据要素流动，加快产业结构转型升级、增强现代化产业体系竞争优势等。

准确评估黄河流域河南段生态系统碳储量，对促进区域低碳可持续发展，实现“双碳”目标具有重要意义。基于碳密度采样数据构建了黄河流域河南段碳密度空间密度分布数据集，结合土地利用遥感数据系统评估了1980年、1990年、2000年、2005年、2010年、2015年、2020年黄河流域河南段生态系统碳储量及时空演变规律，利用地理探测器探讨了自然和社会经济等因素对碳储量的影响。结果表明：近40 a黄河流域河南段平均碳储量为431.16×106 t，空间上呈现东部略高于西部、由东北向西南递减的分布格局，高值聚集区主要分布在黄河下游滩区；2000年以前黄河流域河南段生态系统碳储量降低，之后增加，1980—2020年黄河流域碳储量整体呈下降趋势；1980—2020年，黄河流域河南段82.05%的区域碳储量保持不变，10.05%的区域碳储量减少，7.90%的区域碳储量增加；土地利用类型是驱动该区域碳储量动态变化的关键因素，建设用地的不断扩张及耕地和草地被侵占是导致碳储量显著下降的主要原因，海拔和气温对碳储量变化也产生了一定影响。

黄河上游是流域径流的主要来源区，量化气候变化和人类活动对上游径流变化的影响，对黄河流域水资源管理和开发利用具有重要意义。构建了黄河上游SWAT水文模型，完成基准期（1964—1980年）模型的率定与验证。模拟评价了评估期（1981—2020年）气候变化和人类活动（取用水、水库调蓄及土地利用等）对径流变化的影响。结果表明：1）流域降水量及气温普遍呈上升趋势（降水量增幅为8.11 mm/10 a，升温速率为0.35 ℃/10 a），气候变化影响强度存在空间异质性，源区吉迈站气候因子贡献率达94%，而头道拐站降至21%。2）人类活动对径流衰减的影响呈现空间梯度特征（兰州至头道拐段占比为60%~80%），其中取用水占主导地位（占比为40%~45%）；水库投运调度导致汛期径流减少18.11%±6.27%，非汛期径流增加12.33%±4.2%。3）1964—2020年黄河上游年径流量整体降幅为1.48亿m3/10 a，从径流来源解析看，降水补给占主导地位，占比为80%±11.33%，冰雪冻土融水及地下水补给次之。本研究揭示了黄河上游气候变化与人类活动的非线性叠加效应，为厘清气候变化背景下黄河上游径流变化规律提供了理论支撑。

针对黄河等北方多泥沙河流的复杂特性，传统流量计量方法存在计量不精确、计量能力易受环境因素影响等不足，为优化流量计量方法，提出了一种基于数字孪生理念和贝叶斯分层模型的新型明渠流量智能精准计量方法，该方法融合了时间序列预测和智能化管理技术。在黄河下游“引黄入冀补淀”工程试验中，该方法展现出了显著的优势。与现有流量计量方法相比，该方法不仅解决了流速不稳定和冲淤变化条件下流量计量不精确的问题，还实现了对未来小时间尺度内流量数据的精准预测。

为提高水电站坝基渗压水位预测精度,提出一种基于随机森林的BP神经网络模型(RF-BP模型)。以白鹤滩水电站为例,基于2021年8月1日至2023年2月23日坝基18个渗流测点数据进行分析。选取GA(遗传算法)-BP、PSO(粒子群算法)-BP、RF、LSTM(长短期记忆网络)-BP模型,与RF-BP模型的预测精度进行对比。考虑到渗压水位与库水位存在一定的相关性,对两者的皮尔逊相关系数进行计算。结果表明:在OH-WML1-1、OH-WML1-2和OH-WML5-3典型测点,RF-BP模型的MAE、RMSE、MAPE最小,预测精度最高,这突出了随机森林算法在优化因子选择方面的显著效果。测点渗压水位与库水位相关性越强,RF-BP模型的预测精度越高,说明了渗压水位与库水位之间的相关性对预测准确性有重要影响。