针对单灾种的自然灾害知识图谱覆盖信息面窄，难以从海量复杂的信息中提炼知识这一问题，提出一种面向灾害损失评估的黄河流域自然灾害知识图谱构建方法。自然灾害知识图谱由数据资源层、知识抽取层（包含模式层、数据层）和应用服务层构成。以自然灾害事件本体、基础地理信息本体、灾害损失评估本体模型为主体，采用自顶向下的方法建立模式层。收集多源异构的自然灾害事件、基础地理信息、灾害损失数据，采用自底向上的方法构建数据层，实现从多源异构数据中进行知识抽取、融合、存储。应用情况表明：该图谱支持时空关系的高效检索与区域并发灾害的快速识别，对1981—2018年黄河流域发生的160次重大灾害事件分析发现，灾害发生频率呈递增趋势，洪水为最常见的灾害类型，共识别出37次并发灾害。该图谱突破了传统单灾种知识体系的局限，可提升灾害损失评估的效率。

我国地震灾害严重，地震活动影响区域广、发生频次多、发生强度大。道路作为“生命线”起着物资输送、人员运送等重要作用，尤其在地震灾害发生后，快速准确地获取道路损毁位置与程度，对及时疏通生命线和开展救援具有重要意义。针对震后损毁道路遥感识别中存在的阴影干扰强、断裂漏检率高、碎片化严重等问题，提出了一种融合OpenStreetMap（OSM）先验知识的损毁道路分层提取框架，并以2023年积石山6.2级地震为典型案例验证了方法的有效性。通过构建“矢量约束-影像分割-拓扑修复-损毁检测”4层技术体系，实现了复杂地形区域损毁道路的快速定位，为提高救援速度和减少人员财产损失提供帮助。

基于随机森林模型，利用祖厉河流域4个典型水文站2001—2020年的水沙过程及气候实测资料，在流域尺度进行水沙动态模拟及归因分析。结果表明，随机森林模型对祖厉河流域的水沙模拟有很好的适用性，模拟精度高，绝大多数水文站的纳什效率系数（NSE）大于0.5，但对于数据峰值的模拟较差。2001—2020年，祖厉河流域气候整体呈现暖湿化趋势，径流整体呈现上升趋势，年输沙量呈现下降趋势。2010—2020年，祖厉河流域的径流变化主要受气候变化影响，其贡献率为197.59%；泥沙变化主要受人类活动的影响而减少，其贡献率为162.46%。

多沙河流水库供水兴利与排沙减淤之间具有独立性与融合性,如何长期保持有效库容且满足供水要求,是水库高效运用面临的待解难题之一。以泾河东庄水库(年均入库含沙量为140 kg/m³)为研究对象,采用实测资料分析和数学模型计算等方法,研究利于减轻下游河道泥沙淤积、长期保持东庄水库有效库容的水库排沙流量指标,提出水库径流泥沙联合调节方式。结果表明:拦沙期主汛期7—9月当入库流量大于600 m³/s、含沙量大于300 kg/m³时东庄水库敞泄排沙,正常运用期主汛期7—9月当入库流量大于300 m³/s时东庄水库敞泄排沙;排沙期水库无法供水,与周边已建调蓄水库联合调节,可使农业灌溉保证率从30%提高到50%,工业供水保证率从57%提高到95%。

为给滑坡灾害防治和滑坡致灾因子敏感性研究提供参考，选取黄河上游龙羊峡至积石峡段流域为研究区，以高程、坡度、地形粗糙度、岩性等16个因子为滑坡典型致灾因子，通过斯皮尔曼相关系数法进行共线性检验以筛选出相关性较强的滑坡致灾因子，利用GIS将滑坡致灾因子重分类后使用地理探测器分析得到各因子权重，将地理探测结果耦合随机森林模型，得到不同致灾因子作用下的滑坡预测概率，并通过ROC曲线验证预测结果的准确度。结果表明：1）致灾因子交互作用的解释力均大于单个致灾因子的解释力，高程因子与其他地形参数的协同作用尤为突出；2）河网密度、地形粗糙度和剖面曲率的解释力几乎为0，在一定程度上说明这些特征变量可能与滑坡发生没有直接或显著的相关性；3）各致灾因子对预测结果的解释力存在显著差异，其中高程-坡度组合是研究区滑坡发育的核心驱动力；4）随机森林模型的AUC值达到0.93，表明随机森林模型具有较高的分类能力。

为科学评价河南省引黄受水区节水水平的时空特征、识别关键影响因素并揭示其空间均衡性，给优化水资源配置和制定差异化节水政策提供科学依据，构建包含综合、农业、工业、生活、生态5个维度共12项量化指标的节水评价指标体系，运用TOPSIS法对2014—2023年河南省引黄受水区14个地级市的节水水平进行了动态评估，并基于DEMATEL法与空间均衡分析方法，系统解析了节水水平的关键影响因素及其区域分异特征。结果表明：1）2014—2023年，河南省引黄受水区平均节水水平为Ⅳ级，处于较低水平，各地级市节水水平呈现显著的空间异质性；2）利用DEMATEL法分析识别出5个主要影响因素，按影响程度高低排序为计划用水覆盖率（C2）＞万元GDP用水量（C1）＞农田灌溉水有效利用系数（C5）＞万元工业增加值用水量（C7）＞节约用水量占比（C3）；3）研究区节水空间均衡度总体保持相对稳定，但随时间推移呈现轻微弱的下降趋势，反映出区域节水发展存在潜在失衡风险，应加强节水政策引导并优化水资源配置以保障可持续发展。

随着节水技术进步，我国工业用水效率不断提升，工业用水量总体呈下降趋势。利用LMDI模型分析工业用水量变化的驱动因素，并根据回弹效应量化分析技术节水成效的实际抵消程度。对2014—2022年河南省及其18个省辖市的长系列面板数据的实证分析表明：工业用水效率的提升有效减少了工业用水量，且该因素的作用显著增强；经济规模和产业结构同样显著减少工业用水量，但不同年份以及不同省辖市驱动方向差异较大；河南省工业用水整体处于部分回弹效应状态，在技术进步的推动下，回弹效应值逐年减小，且自2019年后工业用水量与工业增加值的脱钩现象明显；18个省辖市工业用水也均属于部分回弹，但地区差异明显（许昌、平顶山、开封的回弹效应较低，漯河、安阳和济源的较高）。为缓解水资源短缺压力、降低水环境污染，提高工业节水水平，控制工业用水回弹效应非常必要。为实现河南省工业经济高质量发展，提出继续推动工业用水效率提升、协同推动产业政策与节水政策的制定、因地制宜出台节水政策等建议。

为探究沿海城市雨期水体中微生物群落特征及影响因子，以深圳市西乡河为研究对象，结合Illumina MiSeq测序平台研究西乡河微生物群落结构分布特征及其与环境因子的相关性，并分析了环境因子对微生物群落结构的影响。结果表明：西乡河氮、磷污染较为严重，整体为劣Ⅴ类水且存在富营养化风险；在门的水平上，变形菌门、拟杆菌门、放线菌门为优势门类，变形菌门为第一优势门，相对丰度为62.25%～77.28%；在属水平上，各采样点优势属并不完全一致；河道水体中NH+4-N、TDS、NO-3-N、TN、TOC与微生物相对丰度相关性较强，其中微生物受NO-3-N、NH+4-N、TDS的影响较大；上游受固戍污水处理厂再生水补给影响，菌属以去除有机物为主，中下游废污水入河为水体中反硝化菌属提供了良好生存环境，致使NO-3-N浓度降低，NH+4-N浓度升高；入珠江口在雨季易受到伶仃洋海区海水顶托，适宜海命菌属生长。

宁蒙河段沙量变化趋势和未来沙量预估对宁蒙河段治理具有重要意义。分析总结了黄河宁蒙河段干支流沙量变化特性，剖析了宁蒙河段沙量减少的原因。1960—2020年宁蒙河段来沙量变化的特征包括：来沙量减少，干流沙量减少更为明显；干支流来沙量比例关系发生变化，支流沙量占比增加；干支流来沙量变化各具有明显时间节点，近期减少时间基本同步；近期干支流来沙量变化基本符合对数正态分布等。影响来沙量变化的主要驱动因素包括干流水库拦蓄、支流水利水土保持及降雨变化等。考虑降雨总体上长期稳定且呈周期性变化以及库坝拦沙量随着时间发展不断减少等因素，以2000—2020年实际产沙条件为基础，分析库坝拦沙能力降低和水土保持措施建设新增减沙。研究认为未来宁蒙河段干流下河沿站年均来沙量和区间支流年均来沙量均较近期水平有一定幅度增加。

数字孪生黄河建设通过应用数字孪生、人工智能、移动通信以及互联网等技术，对黄河保护治理工作进行智能化管理，实现实时监测、精准预警、高效指挥调度和科学决策。为给黄河流域乃至全国范围内的数字孪生水利建设提供参考，分析了黄委“三条黄河”体系建设，特别是数字孪生黄河建设进展及成效。围绕黄河下游河防工程安全和提升洪水防御能力，提出了数字孪生黄河河防工程建设的重点，即加强“天空地水工”一体化监测感知网建设，建立数据汇聚治理标准和更新机制、完善河防工程数据底板，加快数学模型与河防工程数据底板的耦合应用，强化“三条黄河”联动和加强业务应用等。

水库是甲烷（CH4）排放到大气的重要源头，而甲烷氧化菌能够通过氧化CH4减少其排放。为了解青藏高原湟水河流域水库沉积物甲烷氧化菌群落特征、基因丰度及群落构建机制，分别于2023年5月（枯水期）和8月（丰水期）对湟水河流域8座水库表层沉积物进行采集，基于实时荧光定量PCR和pmoA基因高通量测序技术，分析甲烷氧化菌的丰度、群落组成和多样性，利用中性群落模型分析甲烷氧化菌的群落构建过程，结果表明：门水平上，湟水河流域甲烷氧化菌主要由变形菌门组成，属水平上主要由甲基孢囊菌属和甲基杆菌属组成；α多样性表现为丰水期高于枯水期，β多样性不显著；水库沉积物甲烷氧化菌pmoA基因丰度表现为枯水期显著高于丰水期；水库沉积物甲烷氧化菌群落构建主要受随机性过程驱动，其中漂移占主导地位；温度、总氮是影响甲烷氧化菌群落的主要因素，pmoA基因丰度与水库沉积物pH值相关性显著。

基于阈值分割法在SAR遥感影像中提取水体是水灾遥感监测的常用方法，具有物理意义明确、运算复杂度低等优势。阈值确定是该类方法的关键，已有人工及自动阈值确定方法存在时效性差、水体分布适应能力弱的问题。为解决此问题，首先，从水体微波散射特性的角度分析了基于SAR遥感影像提取水体时最佳分割阈值波动的影响因素，主要包括成像条件、极化方式、水面粗糙度和入射角等；然后，在此基础上构建SAR成像条件与水体后向散射系数的回归模型，进而基于该模型提出一种自适应阈值分割法进行水体提取；最后，采用高分三号SAR遥感影像数据开展试验，测试结果表明该方法对成像条件等因素的变化具有较强的自适应能力，提取精度可达94.8%。提取过程可实现全流程自动化，有效提升遥感水灾监测的精度和时效。

为合理预测河南省未来社会需水情况，考虑人口规模和经济体量，构建基于社会特征的需水量预测方法，预测河南省2025—2035年需水量变化过程。结果表明：未来河南省总需水量呈减小趋势，2025年、2030年、2035年河南省总需水量分别为217.95亿、211.98亿、203.69亿m³，分别比2020年减小8.11%、10.63%、14.03%；各用水部门需水量占比大小为农业＞生活＞生态＞工业，农业和工业需水量占比呈减小趋势，生活和生态需水量占比呈增大趋势；未来河南省人口变化较小，城镇人口增加对生活用水需求量影响较大；河南省经济增长与需水量变化成负相关关系，水资源利用效率提升是农业和工业需水量减小的主要因素，也是引起总需水量呈减小趋势的原因，城镇化率上升和经济社会生活水平提高是河南省未来需水量变化的重要驱动力。

强震会大幅降低库区边坡稳定性，极易诱发滑坡地质灾害，地震及其诱发的滑坡涌浪荷载叠加极大威胁坝体安全。为探究地震-滑坡涌浪叠加下高拱坝动力响应与损伤演化，以某高拱坝为对象，构建分段坝体-地基有限元模型，确定地震-滑坡涌浪荷载计算模型，分析拱坝的模态变化规律、位移响应特征及损伤演化趋势。结果表明，动水附加质量使得拱坝湿模态频率显著降低，降幅为18%~23%，高阶振型变化显著。地震与涌浪叠加时，拱顶中点位移峰值Rd与地震峰值加速度、最大涌浪高度正相关，在地震峰值加速度由0.2g提升至0.6g时，Rd增幅达89.7%。不同工况下最大位移时刻受多种因素影响而变化。不同工况下坝体损伤程度差异较大，上游面损伤对涌浪高度变化敏感，在涌浪高度相差40 m时，上游面加权损伤面积比变化幅度达到27.1%；从工况一至工况三悬臂面加权损伤面积比从9.99%增至25.76%，坝体出现贯穿裂缝；损伤耗散能随荷载强度提高而急剧增大。

为遏制黄河“几字弯”地区风蚀严重态势、减少风沙入黄量，需深入剖析风沙运动的空气动力学机制，明晰风沙阻控原理及科学问题。采用具有底部糙度的紊流流速分布公式及新建立的沙漠区含沙量分布公式，对沙尘事件风速、含沙量及输沙通量进行了研究。通过实测资料验证与理论计算，表明输沙通量与地表粗糙度成明显的反比关系，实施风沙阻控工程能减弱沙漠风蚀能力与大风产沙量。进一步利用能合理体现阻力影响的泥沙起动流速公式进行计算，表明沙粒起动流速阈值与地表粗糙度成正比，如果自然沙漠表面粗糙度较小，就会因沙粒起动风速阈值小而加剧地表风蚀；而在地面设置沙障使粗糙度增大会加大沙粒起动风速，又因粗糙度增大会明显减小近地面风速，在此减风阻沙双重影响下，地表风沙活动性明显削弱，从而说明沙障阻控风沙的技术原理是通过加大沙漠阻力、引起沙粒起动风速加大而遏制风沙的活动性。若阻控工程表面光滑，则会使沙粒难以在沙丘顶部沉积而能遏制沙丘移动和扩展。基于自然界能耗最小原则，提出了沿稳定性最强的沙脊线布控风沙阻控工程布局线的方法，按阻力最小原则确定的风沙阻控构件整体外形结构具有改变近地面风场的功能，且顶部形态对于气流特性具有多流向广适应性。

青海省因地形复杂、气候特殊等而山洪灾害突发性强、破坏力大，为了给其山洪灾害监测与防治等提供依据，以青海省山洪灾害较为严重的黄河上游龙羊峡—积石峡区间为研究区，初选10个山洪灾害影响因子，依据研究区1958—2000年115个历史洪水灾害发生点位的数据，通过皮尔逊相关性检验剔除4个相关性较强的因子，对筛余的6个影响因子进行分级，采用GIS空间分析技术获取6个影响因子分级数据，采用熵指数法计算各因子权重并识别主要致灾因子。研究结果表明：高程、年降水量、地形粗糙度、NDVI、与河道距离、坡向为研究区山洪灾害致灾因子（权重分别为0.571 6、0.144 8、0.107 9、0.094 8、0.071 9、0.009 0），其中高程、年降水量、地形粗糙度为研究区山洪灾害主要致灾因子；按主要致灾因子分级对研究区历史山洪灾害进行统计，91.30%发生在高程低于3 091 m的地区，99.14%发生在年降水量大于317 mm的地区，98.26%发生在地形粗糙度小于1.10的地区。

为有效支撑黄河流域生态保护科学决策，以数字化、网络化、智能化为主线，针对流域生态环境特征，构建黄河流域生态保护数字孪生平台，设计包含信息化基础设施、数据底板、模型与技术仿真、业务应用等的模型框架。通过对水资源、水生态、水环境监测数据归类整编，建立全流域数据体系。采用一体化数据采集与监测、大数据集成与分析、云计算与边缘计算融合、数字孪生建模与仿真等技术，实现生态环境状况、自然保护地分布、生态流量保障等生态环境要素的数据汇聚呈现。通过平台生态数据可视化展示、生态模拟和生态透视应用实践，展示了黄河流域水功能区划及统计情况、河口三角洲重点保护动植物演化情况、土地利用类型演变情况、黑山峡水利枢纽工程对景泰石林淹没范围，提升了黄河流域生态保护多源数据汇聚治理和科学决策水平。

为探讨黄河流域城市绿色技术创新对碳排放强度的影响及其空间溢出效应，并为推进黄河流域生态保护和经济绿色低碳转型高质量发展提供参考，基于2005—2021年黄河流域79个地级市的面板数据，测算黄河流域城市绿色技术创新水平、碳排放强度，运用空间杜宾模型进行回归并进行稳健性检验，分析绿色技术创新对碳排放强度的影响及其空间溢出效应、区域异质性和资源禀赋异质性，结果表明：1）研究期黄河流域城市绿色技术创新水平稳步提高、碳排放强度显著下降，二者在空间上均呈现显著的非均衡性；2）城市绿色技术创新可有效降低碳排放强度，且对邻近城市的间接降碳减排效应大于对本市的直接降碳减排效应；3）城市绿色技术创新的降碳减排效应具有区域异质性和资源禀赋异质性，下游地区城市绿色技术创新具有显著的空间溢出效应而中上游地区城市绿色技术创新尚未形成显著的空间溢出效应，资源型城市绿色技术创新的直接效应较大而非资源型城市绿色技术创新的间接效应较大；4）城市绿色技术创新影响碳排放强度的空间溢出效应随地理距离增大呈现N形变化，最佳地理距离为600 km。建议：1）继续加大对黄河流域绿色技术创新的支持力度，强化绿色技术创新人才培养与引进等，以提升绿色技术创新能力；2）构建多城市协同的绿色技术创新体系，完善绿色技术扩散机制等，以充分发挥中心城市、下游地区城市、非资源型城市绿色技术创新的空间溢出效应，使绿色技术创新对流域整体降碳减排发挥更大作用。

为探究新质生产力赋能黄河流域城市经济韧性的现实路径,并为黄河流域生态保护和高质量发展重大国家战略实施提供参考,基于2011—2022年黄河流域九省(区)99个样本市的面板数据,采用熵值法测度新质生产力水平与城市经济韧性指数,并运用双向固定效应模型和中介机制模型,实证分析新质生产力对黄河流域城市经济韧性的影响及其作用机制。结果表明:整体上,新质生产力对黄河流域城市经济韧性具有显著增强作用,其内在机理是促进产业结构升级与提高基础设施建设水平;新质生产力增强黄河流域城市经济韧性效果存在异质性,尤其在黄河流域中游、小规模与高强度环境规制城市,其增强作用更明显。提出了积极培育发展新质生产力、推动黄河流域产业结构升级、流域内实施差异化的发展战略等建议。

为科学评价黄河流域高质量发展水平、探讨其空间分异状况及其影响因素，进而为推进黄河流域高质量协同发展提供政策选择的切入点，基于强可持续发展理念，依据黄河流域81个地级市2011—2020年面板数据，采用超效率混合测度模型测度全要素生产率并以此表征高质量发展水平，运用Dagum基尼系数及莫兰指数考察其时空分异特征，运用空间杜宾模型探讨其影响因素及空间溢出效应。结果表明：1）黄河流域高质量发展水平呈波动上升趋势，效率变动效应的阶段性恶化阻碍高质量发展，技术进步效应是高质量发展的主要驱动力但其已呈现乏力迹象；2）黄河流域高质量发展水平的空间差异明显且呈增大之势，上、中、下游各地区内部以及各地区间全要素生产率的空间非均衡性呈现同步增强趋势，区域间差异是引致流域高质量发展空间差异的主因；3）黄河流域各地级市高质量发展水平存在显著的空间关联性；4）环境规制、科技创新、对外开放、城镇化等是高质量发展的稳定驱动因素，各驱动因素具有不同的空间溢出效应。

为揭示黄河流域城市群碳排放脱钩效应及其关键影响因素，制定科学有效的碳减排政策，落实黄河流域生态保护和高质量发展重大国家战略，综合采用Tapio脱钩指数模型和LMDI模型，分析2001—2020年黄河流域城市群的碳排放脱钩状态及其时空变化，识别影响城市群碳排放脱钩的关键因素，提出各城市群绿色低碳发展的对策和建议。结果表明：1）黄河流域各城市群碳排放量均呈上升趋势，碳排放量从大到小依次为山东半岛城市群、中原城市群、关中平原城市群、兰西城市群、晋中城市群、呼包鄂榆城市群、宁夏沿黄城市群。2）黄河流域城市群碳排放脱钩状态以弱脱钩为主，但碳排放脱钩指数总体随时间增大；按照现有的经济发展模式，短期内黄河流域城市群经济发展难以摆脱对化石能源的依赖，碳减排任重而道远。3）能源强度、人均GDP、技术水平和实体经济人口承载强度是影响黄河流域城市群碳排放脱钩的主要因素，提高能源利用效率和技术水平、优化产业结构、增强实体经济人口承载强度可有效推动经济增长和碳排放达到理想的脱钩状态。

黄河流域小流域综合治理是落实黄河流域生态保护和高质量发展国家战略的重要环节。针对流域内阶梯式地貌、气候-植被过渡带特性及级联生态脆弱性引发的治理问题，从3个角度分析了小流域综合治理的核心矛盾：在自然系统维度，体现为上、中、下游各自面临的资源与环境双重压力；在技术系统维度，体现为资源本底刚性约束与治理技术适配性滞后；在治理系统维度，体现为跨部门权责碎片化、跨区域协同能力薄弱及保护与发展目标失衡。在此基础上，提出了小流域综合治理困境的破解路径：构建水土保持-资源增效-生态恢复-气候适应的韧性提升路径，研发动态智能分区与数字孪生决策系统，设计跨域权责整合及水质-水量-泥沙三位一体补偿制度，建立生态产业化增值链与生态信用转化通道，为破解黄河流域小流域综合治理的系统性困境、探索小流域提质增效路径提供科学支撑。

以黄河治理历程中技术、理论、律法的发展为基础，提出“术、学、理、道”治黄哲学理念，分析其所体现的辩证唯物主义的基本原理与规律，论证其哲学科学性、合理性及四者之间的相互辩证关系。通过回顾古人治河思想、简析人民治黄不同阶段的治河方略、领悟新时代治水思路在黄河治理中的深刻要义，挖掘其中蕴含的 “术、学、理、道”理念，探究其在各个历史时期治黄实践中的辩证发展。黄河保护治理发展是技术进步、思想发展、律法完善的综合过程，更是“术、学、理、道”协同发展的历史实践。黄河保护治理应该创新“治河之术”、研究“治水之学”、明晰“治域之理”、遵守“人水和谐之道”。

为推动新阶段水利高质量发展，持续推进数字孪生黄河建设，构建基于数字孪生的焦作沁河“四预”一体化平台，探索了沁河焦作段数字孪生建设的关键技术和应用场景构建。关键技术包括水利专业模型构建和高仿真数字孪生仿真引擎，利用高性能集总式水文模型、高效能洪水演进模型和可视化灾情评估模型进行洪水预报、预演模拟和灾情评估，通过多维多时空尺度数据，构建“空天地”一体化数据底板，形成集动态监测、预报、预警、预演、预案的焦作沁河“四预”一体化平台。阐述了平台基础架构、功能和应用成效。该平台投入应用后，将实现沁河洪水预报调度结果在数字地图中的动态交互、实时融合和仿真模拟，可以更精准地研判汛情，达到及时预警、快速响应的效果，为洪涝灾害防御争取最大主动权，有效提升焦作沁河流域防汛监测预警能力及科学决策能力，同时为其他中小流域“四预”平台建设提供建设思路和案例参考。

为使基于栅格的水土流失遥感监测结果与基于地块（土地利用斑块）的水土保持管理工作有效衔接、助力水土流失动态监测成果更好地服务于水土保持管理工作，基于遥感影像解译工作实践经验，提出以水土流失动态监测取得的土地利用图斑为基本评价单元、以水土流失栅格监测结果为基础的土地利用图斑归类（分为非迫切治理、宜治理、预防保护、行业管理、非水土流失5种类型）方法与标准，即从地形坡度、植被覆盖度、水土流失面积占比、水土流失防治责任单位是否明确等方面确定土地利用图斑归类标准。在土壤侵蚀类型为水力侵蚀的云阳县实例应用的结果符合当地实际情况、能够满足水土保持管理工作的需要。对于风水蚀混合或以其他侵蚀类型为主的地区以及水土保持管理工作有特殊要求的地区等，在土地利用图斑归类时可对归类方法与标准进行相应的调整。

为应对气候变化和水资源压力,实现碳中和目标下的区域水资源可持续利用,采用InVEST模型,评估了2000—2020年沁河流域的碳储量及产水量,并使用地理探测器研究其驱动因子及解释力,在此基础上利用空间自相关分析模型分析了两者的空间关联性。结果表明:1)沁河流域产水量呈现波动增加趋势,由2000年的10.20亿m³上升到2020年的11.67亿m³,与降水量变化趋势一致,主要驱动因子为碳储量及潜在蒸散发量;2)碳储量由2000年的16 756.67万t下降到2020年的16 711.05万t,与土壤碳储量变化趋势一致,主要驱动因子为潜在蒸散发量与产水量;3)产水量与碳储量的全局莫兰指数平均值为-0.2,在空间上主要呈现高产水量-低碳储量及低产水量-高碳储量分布。

受强降雨的影响,降雨后期洪水依然存在,并可能持续造成危害和影响。为了准确预测城市洪涝积水的深度和持续时间,针对短历时降雨后期洪水模拟困难的问题,提出了RF-LSTM耦合模型。基于SWMM模型模拟的郑州市洪涝积水数据,利用提出的模型对其中3个代表积水点的洪水深度进行模拟,并预测不同重现期降雨引起的洪水过程。结果表明:与单一LSTM模型相比,RF-LSTM模型的预测精度得到了提升,验证了该模型在洪水预测中的适用性。3个积水点的洪水持续时间和最大洪水深度的增长率在1~2 a重现期下均是最高的,建议翻修或重新设计现有的排水系统。

当前极端气候事件发生的频次和强度明显增强，导致水库漫坝溃决的安全问题更为显著。采用室内概化河道试验和数学理论分析相结合的方法开展漫坝溃决过程研究，结果表明：相比颗粒较粗的坝体，细颗粒坝体渗漏缓慢，透水性弱，坝体材料随上游水位上涨逐渐浸润，上涨速率越来越大，浸润速率也越大。坝面颗粒起动是冲刷破坏的关键，陡坎后退至上游坝坡是溃决发生的关键，结合溃决过程提出溃口纵向和横向发展的几何概化模式，并基于微积分原理对漫坝溃决洪水过程进一步分析，认为坝体上游水量下泄过程可看作各溃决影响因素的综合作用过程，并推导了不同溃决阶段溃口发展和流量变化的数学表达式。

为探究黄河流域数字经济发展对碳排放的影响效应及作用机制,基于2011—2020年黄河流域76个地级市的面板数据,测度黄河流域数字经济发展水平、碳排放总量和碳排放强度,构建个体与时间双向固定效应模型进行实证分析,并对实证结果进行了数字经济发展滞后效应、改变样本容量、替换变量等稳健性检验,对技术进步、产业结构升级进行了作用机制检验,对数字经济发展碳减排效应的区位异质性和资源禀赋异质性进行了检验。结果表明:1)数字经济发展对黄河流域碳排放强度和碳排放总量具有显著的抑制作用;2)技术进步、产业结构升级是数字经济发展促进黄河流域碳减排的重要作用机制;3)数字经济发展对黄河流域碳排放的抑制效果存在显著的区位异质性和资源禀赋异质性,对黄河中上游地区碳排放总量的抑制效果明显好于下游地区、对上游地区碳排放强度的抑制作用尚未显现,对非资源型城市碳排放的抑制作用明显大于资源型城市。提出了统筹推进黄河流域数字经济协调发展、加强绿色低碳技术创新、加快推进产业结构转型升级、实施差异化数字经济发展策略、有效抑制碳排放等对策建议。

陕北榆林市蕴藏着优质的煤炭资源，然而大规模的煤炭开采对地区水资源造成了严重破坏。以榆林市矿区为研究对象，构建相对风险模型（RRM），通过划分84个风险单元，量化产业发展、采空塌陷、地下水疏干等风险源对社会用水压力、下垫面、植被生态、水资源量4类受体的胁迫效应。基于风险值对数归一化和自然间断点分级，将研究区划分为五级风险区，并提出差异化保护策略。结果表明：采空塌陷是主要风险源（贡献52%风险值）；下垫面和植被生态为主要风险受体（风险值占比分别为35%和28%）；一级风险区需优先实施工程修复与疏干水利用，五级风险区需受到关注，并划定生态缓冲带。

梯级水库群在发挥综合效益的同时，显著改变了河流碳氮循环路径，形成温室气体“源汇双重性”。系统综述了多沙河流梯级水库群温室气体源汇效应的研究进展与挑战。在监测技术方面，已有的通量箱法、涡度相关法等技术相互补充提升温室气体通量观测能力，声学调查和沉积柱法则优化了碳埋藏评估技术，但多源数据监测及数据融合精度仍制约源汇效应评估。源汇时空分布规律方面，温室气体通量呈现纵向梯度和垂向分层特征，消落带因干湿交替成为排放强化区；梯级水库系统通过延长水力停留时间、改变溶解氧状态及有机质组成，引发温室气体累积效应。源汇影响机制方面，泥沙通过异重流输移提供有机碳源，再悬浮扰动影响氧化还原微环境；水动力条件直接影响CO2扩散效率、CH4冒泡路径及N2O硝化/反硝化过程。在黄河等高含沙河流中，悬浮泥沙促进水柱产甲烷菌增殖，形成独特排放模式。优化调控方面，温室气体模型从经验统计向机理-机器学习融合方向发展，但现有多目标优化模型仍缺乏对水-沙-温室气体耦合机制的量化。针对以上问题，亟须构建黄河中游梯级水库群温室气体源汇效应跟踪观测体系，解析温室气体源汇时空变化规律与影响因素，阐明水-沙-温室气体相互作用的生物地球化学过程，优化梯级水库群水沙调控模式。

为探究我国西北干旱区大水体覆盖浮球后的节水效率，基于和田地区昆玉市的水面遮罩试验，采用Φ20型标准蒸发皿、1.2 m²蒸发桶、20 m²的蒸发池，以及一个3 000 m²的池塘作为试验装置，覆盖材料为直径10 cm的HDPE黑色配重式浮球。主要对Φ20型标准蒸发皿与20 m²蒸发池全年蒸发量的差异进行相关分析，并计算出两者之间的蒸发折算系数。通过分析3 000 m2池塘中浮球在不同风速条件下的稳定性，探讨浮球覆盖面积与节水率的关系。研究主要揭示了Φ20型标准蒸发皿与20 m²蒸发池蒸发量差异的主要原因在于内部水温变化和边壁效应引起的热量补给差异。蒸发折算系数在非冰冻期和冰冻期分别为0.587和0.282。在风速大于4 m/s时，浮球覆盖后空白水域面积与风速之间存在非线性正相关关系y=0.070 68x1.913 69，浮球覆盖率和节水率随风速增大而下降。

为给促进黄河流域与长江流域新质生产力的协调发展提供理论依据，并为制定更加科学合理的区域发展政策提供决策参考，构建了区域新质生产力发展水平评价指标体系，利用熵值法、泰尔指数、空间相关分析法及QAP分析方法等对2013—2022年黄河流域与长江流域新质生产力发展水平及影响因素进行了实证研究。结果表明：1）长江流域的新质生产力发展水平整体高于黄河流域，两大流域的新质生产力发展空间分布具有明显的“块状分割”特征，发展水平均呈现上中下游依次提高格局，黄河流域多极化现象较长江流域明显。2）长江流域的区域内差异与区域间差异显著减小，2019年区域间差异出现拐点，影响首次小于区域内差异，流域差异开始以区域内差异为主。黄河流域东西部地区间及西部区域内差异有进一步扩大的趋势。3）2013—2022年两大流域新质生产力发展全局空间自相关度逐年提高，呈现空间聚集特征。黄河流域在省域维度上的相关度低于长江流域。4）未来产业与绿色发展的区域差异是导致长江流域新质生产力发展水平区域差异的最强驱动力。影响黄河流域新质生产力发展水平区域差异的最强驱动力来自于创新产业发展水平与生产资料区域差异。基于研究结论，提出了优化资源配置、促进区域均衡发展，创新驱动发展战略、差异化培育新质生产力，完善政策支持体系、精准施策，加强区域合作、共谋发展等建议。

探究黄河流域高质量发展的新旧动能转换时空特征及影响因素，可为制定有针对性的区域协调发展政策提供依据。根据新动能与旧动能维度构建评价指标体系，通过熵权-TOPSIS法和GMM模型测算2006—2021年黄河流域高质量发展的新旧动能转换水平并探讨其影响因素。研究发现：1）黄河流域新旧动能转换进程可划分为“波动上升—缓慢下降—稳步上升”3个阶段，新动能和旧动能此长彼消趋势反映流域经济增长支撑动力的交替更迭；2）黄河流域上中下游新旧动能转换水平差异明显，形成“东高西低”空间分布格局；3）从影响因素来看，劳动力、基础设施、信息化、技术研发、高端人力资源对流域新旧动能转换水平具有正向影响，金融发展对流域新旧动能转换水平具有负向影响，资本对流域新旧动能转换水平影响不显著。基于此，黄河流域未来应因地制宜设计、制定和实施新旧动能转换政策，在旧动能基础上逐步培育新动能，最大限度发挥流域中心城市辐射与联动效应。

小浪底水库是控制黄河水沙的关键工程,研究其排沙规律及调控指标对于长期保持有效库容具有重要意义。采用实测资料分析的方法,结合调水调沙调度实践,选取2010—2023年34场小浪底水库排沙过程,分析水库排沙规律及其影响因素,提出利于水库减淤的调控指标。结果表明:汛前调水调沙期,水库排沙以三门峡水库泄放大流量清水产生的沿程冲刷为主,排沙量与入库水量成正相关线性关系,与小浪底水库蓄水量成负相关线性关系;汛期调水调沙期,水库排沙比与水库壅水程度及入出库流量比值的乘积成负相关幂函数关系;建立了汛前调水调沙期排沙量及汛期调水调沙期排沙比的定量表达式,提出汛前、汛期调水调沙期水库可分别降低并维持库水位在215、223 m,全年排沙比可达125%。

水库拦沙运用后，会使得下游河道发生冲刷下切，甚至河型发生改变，对涉水工程的安全产生一定的影响。为掌握黄河下游冲刷发展规律，根据小浪底水库拦沙运用以来的水沙及断面观测资料，分析下游河道累计冲刷量、平均冲刷深度、最大水深、纵剖面和横断面形态变化特征，研究水沙和边界条件对冲刷效率的影响。结果表明：1999年汛后至2022年汛后，下游河道累计冲刷了22.76亿m3，呈现出“冲刷上多下少，沿程分布不均”的特点，其中70%发生在高村以上，30%在高村以下。河道纵比降上段和下段增大，而中间段比降减小，整个纵剖面变得更为下凹。河槽发生明显展宽和下切，河宽增幅上大下小，水深增幅上小下大。河床粗化，中值粒径增大幅度为6%～79%，河道冲刷效率明显降低。水库坝下河道冲刷效率与洪水平均流量和前期累计冲刷量密切相关，当花园口以上河段累计冲刷量达6亿t、流量为2 000 m3/s时，未来冲刷效率将降低为-2.9 kg/m3。

2024年9月，黄河水利委员会对龙羊峡、刘家峡、万家寨等黄河上中游重点水库进行联合排沙运用，历时16 d，取得了较好的排沙减淤效果。沙坡头、青铜峡、海勃湾、万家寨和龙口5座水库合计排沙15 261万t，库区合计冲刷6 692万t，联合排沙比为178.1%；青铜峡、海勃湾水库坝前段冲刷剧烈，为今后库区减淤提供了有利的边界条件；万家寨水库实现了年度泥沙冲淤平衡，有效延缓了库区淤积。这表明，利用上游水库蓄水实施联合排沙运用，不仅效果明显，而且为平枯水年份水库减淤提供了新的调度模式。

鉴于博斯腾湖流域水文特征的动态变化对区域水资源管理、生态环境保护以及社会经济活动的深远影响，聚焦1955—2020年博斯腾湖流域的降水、蒸发及干旱指数的变化情况，综合运用趋势分析、聚类分析、突变检测和小波分析等多种统计方法，揭示了该流域降水、蒸发以及干旱指数的演变特征和潜在趋势。研究结果显示，博斯腾湖流域属于极干旱区，降水量年际呈现显著的波动性，并表现出不显著的增加趋势。这种变化特征在多个时间尺度上均有所体现，特别是以10~20 a的周期性变化最为明显。蒸发量的突变主要发生在2000年左右，呈现出多时间尺度的周期变化趋势，主要变化周期为40 a左右。干旱指数在研究期内虽然整体变化不显著，但是表现出10 a和30 a的周期性变化特征。研究成果揭示了博斯腾湖流域降水、蒸发及干旱指数的详细变化特征和潜在趋势，可为流域内的水资源管理、生态环境保护以及抗旱减灾等提供科学依据和决策支持。

为了解河南省极端降水事件现状，科学认识和掌握极端降水事件时空演变特征，为水旱灾害防御、极端降水事件预警等提供基础信息支持，基于1973—2023年河南省及附近26个气象站的降水数据，建立极端降水阈值标准，筛选极端降水事件，同时结合世界气象组织(WMO)的推荐，选用极端降水量、连续湿期CWD等指标，利用M-K趋势分析对极端降水指标的时空分布进行统计分析，并利用小波函数研究其周期。结果表明：在空间分布上，河南省极端降水阈值及8项极端降水指标自西北向东南逐渐增大，但极端降水日数和极端降水强度没有明显的空间分布特征；在时序变化中，8项极端降水指标除连续湿期CWD、大雨日数R25、暴雨日数R50外，其余5项指标均有减小趋势，但在2000年后呈现增大趋势；河南省极端降水量在研究期内具有26~31、16~20、8~11 a的周期尺度特征。

为探讨新质生产力对黄河流域碳排放的影响机制,进而为黄河流域发展新质生产力、促进降碳减排等提供参考,以2013—2022年为研究期、以黄河流域九省(区)为测度单元,依据劳动力、劳动对象、劳动资料三方面指标,采用熵值法测度新质生产力发展水平,进而采用个体和时间双因素固定效应模型实证检验新质生产力对碳排放的直接影响并进行稳健性检验,以产业结构升级水平和绿色技术创新水平为中介变量、以市场一体化水平和经济增长目标为调节变量实证检验新质生产力对碳排放的影响机制,结果表明:1)新质生产力的发展对黄河流域九省(区)碳排放具有显著抑制作用;2)新质生产力通过提高绿色技术创新水平和产业结构升级水平使碳排放量降低;3)过高的经济增长目标会使碳排放量增加、削弱新质生产力的降碳减排效应,而市场一体化水平的提高则会使碳排放量降低、增强新质生产力的降碳减排效应。建议:进一步完善新质生产力发展的体制机制,继续加强对企业绿色创新的支持,进一步优化产业结构,以增强新质生产力的降碳减排效应。