根据黄河流域生态环境质量提升和高质量发展的国家战略要求,为推动水资源节约集约利用,构建涉及水资源系统、社会经济系统、生态环境系统的15个指标评价指标体系,采用熵权法,对2018—2021年黄河流域上中游50个地级市水资源节约集约利用水平进行评价,并利用障碍度模型识别影响水资源节约集约利用水平的主要因素。结果表明:研究区水资源节约集约利用水平整体呈上升趋势,由2018年的0.505增长到2021年的0.553;再生水利用率、农业用水比例和污水处理率是影响研究区水资源节约集约利用水平提升的主要障碍因子。在此基础上,从水资源节约集约利用措施和非常规水资源利用措施2个方面提出了水资源节约集约利用的建议。

为探讨黄河流域农业绿色发展的影响因素和空间差异、给黄河流域农业高质量发展提供理论支撑和决策依据,建立了包括发展高效、生态友好和资源节约3个维度的农业绿色发展水平评价指标体系,基于黄河流域68个地级市2011—2021年的面板数据、运用全局熵值法评估黄河流域农业绿色发展水平,采用莫兰指数对其空间分异格局进行分析,在此基础上从经济、社会、自然三方面设置产业结构、种植结构、工业化水平、城镇化水平、地形起伏度、年降水量6个指标,采用多尺度地理加权回归模型实证分析黄河流域农业绿色发展的影响因素及其空间差异。结果表明:1)2011—2021年黄河流域农业绿色发展水平呈上升趋势,但研究期末整体水平仍较低,下游地区农业绿色发展水平明显高于中上游地区,发展高效维度在上游和下游地区上升趋势明显,生态友好和资源节约维度在研究期上升幅度较小;2)黄河流域农业绿色发展水平存在明显的空间正相关性,高-高集聚和低-低集聚地级市相对较多;3)农业绿色发展各影响因素的空间异质性显著且影响强度不同,其中产业结构、种植结构、工业化水平、地形起伏度的影响空间差异较小,城镇化水平和年降水量的影响空间差异较大,产业结构、工业化水平和地形起伏度有负面影响,种植结构、城镇化水平和年降水量有正面影响,影响强度大小为地形起伏度>工业化水平>城镇化水平>产业结构>种植结构>年降水量。提出了转变农业发展理念、加强区域协作、实施差异化农业绿色发展策略等建议。

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。

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%。

为给基于税收视角下构建黄河流域生态补偿尤其是横向生态补偿税收机制提供参考,分析了黄河流域现有的上级政府对下级政府的纵向生态补偿、省(区)内横向生态补偿、省(区)际横向生态补偿等生态补偿方案的局限性,提出黄河流域横向生态补偿“费改税”的思路。从税收调节视角探讨了税收补偿在外部性治理、制度设计、纵横互补与生态补偿央地关系重构等方面的优势。在机制设计上,将水资源税、环境保护税及生态补偿税与水源涵养、跨省(区)界水污染、水土保持作用发挥和生态补偿一体化管理等生态补偿重点领域进行了对应分析。将税收制度设计融入生态补偿机制,可充分发挥税收的调节作用,使横向生态补偿机制能够在黄河流域上中下游地区生态功能和经济社会发展中发挥关键性作用。

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。

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%。

为研究黄河上游梯级水库运行对下游河段水文情势的影响,以龙羊峡水库至刘家峡水库河段为研究区域,采用Mann-Kendall突变检验法检验进出库水文站(唐乃亥、贵德、循化、小川水文站)1952—2021年年平均流量突变年份,采用水文变化指标法-水文变化范围法(IHA-RVA法)定量评价进出库水文站月平均流量的水文改变度,采用Pearson相关性分析法评估进出库水文站年径流量和年输沙量的相关性。结果表明:进出库水文站流量呈现周期性变化且整体增大,黄河上游干流年平均流量在梯级水库运行后发生突变。水库运行后,位于水库上游的水文站月平均流量表现为中度、低度改变,而位于水库下游的水文站月平均流量表现为中度、高度改变,月平均流量变化与水库“汛蓄枯泄”运行模式相关联。进出库水文站的年输沙量都呈现减小趋势,其中上游唐乃亥水文站年输沙量减小幅度最小,下游小川水文站年输沙量减小幅度最大,年径流量与年输沙量显著正相关。

为破解黄河流域农业绿色发展与生态保护协调难题,找出农业生产与生态环境保护矛盾背后的原因,以黄河流域九省(区)为研究对象,构建农业绿色发展和生态保护的评价指标体系,采用熵值法测度了2006—2020年各省(区)农业绿色发展指数、生态保护指数,借助融合协调模型计算农业绿色发展与生态保护耦合协调度,并运用障碍度模型、灰色关联度模型诊断和分析耦合协调发展的障碍与驱动因素。结果表明:研究时段内黄河流域农业绿色发展与生态保护耦合协调度总体呈上升趋势,空间上呈“上游>下游>中游”的格局,各省(区)距离优质协调发展仍有较大差距;农业绿色发展与生态保护协调发展主要受产出高效维度与资源禀赋维度的阻碍;影响黄河流域农业绿色发展与生态保护耦合协调程度的内部驱动因素按关联度从大到小依次为自然保护区面积占比、耕地复种指数、森林覆盖率、粮食单产、人均耕地面积、化肥施用强度。因此,应加强黄河流域上中下游地区农业产业发展规划的统筹协调,加快推动区域间技术、资本、劳动力等要素流动和制定差异化农业发展与生态文明建设策略。

黄河“几”字形河道的形成与演化,取决于鄂尔多斯地块周缘构造带的边界形态及其相互作用。周缘构造带对地块的碰撞、俯冲、挤压、走滑、旋钮等构造作用,成就了银川地堑、河套地堑、晋陕峡谷等贯通黄河的构造地貌。地堑与峡谷中极为发育的断层带、碎裂岩带、密集节理带严格控制了河道延伸与拐弯。挽近时期,印度板块NE向、太平洋板块NW向对鄂尔多斯地块的挤入作用,复合地块周缘断裂的新活动,控制、约束了黄河的“几”字形河道样式。

为计算青岛市城区水资源能够承载的最大人口规模和经济规模,制定城镇化和水资源可持续利用的城市发展模式,利用熵权法测度2015—2022年青岛市城区水资源承载力与城镇化水平综合指数,并从水资源和社会经济两方面构建系统动力学模型,仿真模拟2023—2030年自然发展、高速发展、节水优先和综合发展4种模式的水资源供需情况。结果表明:2015—2022年青岛市城区水资源承载力呈波动上升趋势,城镇化水平稳步提升;综合发展是青岛市城镇化发展最优模式,能确保水资源在满足居民生活和经济发展需求后仍有盈余。

为探究土地利用变化对流域洪水过程的影响,以汾河流域为研究区,通过SWAT模型和极端土地利用情景分析法,分析不同时期和不同情景下土地利用类型变化对场次洪水过程的影响。结果表明:1)率定期和验证期纳什系数E_NS均值大于0.70,决定系数R²均值大于0.65,表明SWAT模型在汾河流域具有较好的适用性;2)2000—2020年耕地、草地、水域和未利用地面积减少,林地和建设用地面积增加;3)2000年、2010年和2020年土地利用条件下,各场次洪峰流量和洪水总量呈现小幅度增加趋势;4)耕地情景下,各场次洪水的洪峰流量和洪水总量呈增加趋势,而在林地和草地情景下均呈减少趋势。影响幅度方面,土地利用变化对较大洪水过程影响较小,对中小洪水过程影响较大。适当在洪涝灾害高发区和水土流失严重区增加林草面积和提高植被覆盖率,推进适水种植,避免高耗水植被,可提升汾河流域防洪抗涝、防灾减灾的能力,推动汾河流域生态修复和高质量发展。

黄河流域生态保护和高质量发展重大国家战略提出已近5 a，在此期间国家及社会各界做出了不懈努力，黄河流域保护治理水平得以飞速提升。然而，黄河保护治理问题错综复杂，绝非一朝一夕可以解决，针对黄河流域现状及存在问题，亟须对近5 a的研究和成果进行系统总结，并对未来发展进行展望。从科研项目、学术论文、学术专著和研究平台4个方面，系统总结了黄河流域生态保护和高质量发展重大国家战略提出后社会各界针对黄河所做的研究与贡献；运用系统论、辩证论、和谐论等理论，并结合黄河流域现状及亟待解决的重大问题，对推进黄河流域生态保护和高质量发展重大国家战略提出5点展望：多学科交叉融合、多部门协同治理、多层级联合攻关、多平台培养人才、多途径保护治理。

习近平总书记在黄河流域生态保护和高质量发展座谈会提出“要坚持以水定城、以水定地、以水定人、以水定产”。为给甘肃省、黄河流域乃至北方缺水地区的生态保护和高质量发展,以及贯彻落实“四水四定”提供理论指导和参考,以甘肃省黄河流域为北方缺水地区代表,分析了存在的主要水问题,以及面临的新形势和所处的战略地位,剖析了甘肃省黄河流域水资源管理的现状,提出了新形势下甘肃省黄河流域“四水四定”创新管理的战略对策,包括开展顶层设计、强化水资源刚性约束、推进关键技术研发和工程建设、建立健全管理体制和机制,以及推进开展试点建设等。北方缺水地区实施“四水四定”的核心在于要把水资源作为刚性约束,优化生态、能源和粮食发展格局,建立与水资源条件相协调的人口、城市、灌溉和产业发展规模,提升水与“城-地-人-产”的适配性,从根本上促进人水和谐发展。

为了协调黄河流域水资源与经济社会发展之间的关系,基于2008—2022年山东省黄河流域用水现状数据,采用信息熵和均衡度、洛伦茨曲线和基尼系数等,分析山东省黄河流域用水结构演变特征及空间分布规律。结果表明:山东省黄河流域农业用水不再具备单一的绝对优势,水资源分配正向多目标转化;信息熵和均衡度呈同步上升趋势,表明各类用水量的分布向均匀性发展;2008—2022年山东省黄河流域农业用水的空间均衡度明显下降,工业用水的空间均衡度略微上升,生活用水的空间均衡状态未出现较大变化,生态用水的空间均衡度明显提升;2008—2022年山东省黄河流域农业用水的空间分布由明显均衡状态变为比较均衡状态,工业和生活用水的空间分布一直为比较均衡状态,生态用水的空间分布由均衡较差状态变为比较均衡状态;德州的农业用水量占比最高,淄博的工业用水量占比明显超过其他区域,济南的生活用水量占比最高且缓慢上升,2018年济南生态用水量占比最高,德州生态用水量占比最低。

气候变化和人类活动影响下,山西省境内大部分流域径流都发生了严重的衰减。以山西省内汾河、沁河、漳河、滹沱河4个典型流域为研究对象,分析了径流的演变特征,采用VIC模型对流域的水文过程进行模拟,在此基础上解析了气候变化和人类活动对径流衰减的贡献。结果表明:1956—2018年,典型流域年径流量都呈现显著的下降趋势,且都在1980年左右发生了突变;相比基准期(1960—1980年),1981—2000年汾河、沁河、漳河、滹沱河的年均径流量分别衰减了57.9%、49.1%、57.3%、37.6%,人类活动的贡献率分别为59.9%、54.3%、52.3%、49.0%;2001—2018年衰减量进一步增大,人类活动的贡献率分别增加为74.8%、73.1%、72.4%、57.7%;地表地下取用水、煤矿开采、水土保持措施等人类活动是径流衰减的主要驱动因素。

为了明晰黄河流域工业水资源利用与碳排放的关系，选取工业碳排放量、工业碳排放强度、工业用水量、工业用水强度以及工业碳水系数5个指标，采用全局莫兰指数以及局部莫兰指数分析其空间相关性，并利用Tapio脱钩模型分析黄河流域各省（区）碳水脱钩关系。结果表明：1）各研究指标的空间聚集性表现为强正相关性。2）工业碳排放量高-高聚集区主要分布在甘肃、陕西、山东，低-低聚集区分布在内蒙古、青海；工业碳排放强度高-高聚集区主要分布在青海，低-低聚集区分布在内蒙古；工业用水量高-高聚集区分布在河南，低-低聚集区分布在青海；工业用水强度高-高聚集区和低-高聚集区分布在甘肃；工业碳水系数高-高聚集区分布在青海，低-低聚集区分布在内蒙古和山东。3）在研究期内，黄河流域碳水脱钩关系大部分时间处在负脱钩状态，各省（区）碳水脱钩关系的阶段差异性较大。

基于黄河流域能源富集区2010—2020年能源消费和社会经济的面板数据,采用LMDI模型和Tapio脱钩指数,分析研究区经济增长与碳排放的脱钩状态,并研究能源结构、能源消费强度、经济产出和人口规模对碳排放变化及脱钩指数的贡献程度。结果表明:2010—2020年黄河流域能源富集区碳排放呈显著增加态势,增长率波动下降。总体来看,经济产出的提升是促使地区碳排放增加的最显著因素;以煤炭为主的能源结构是碳排放的最主要原因,但因结构难以改变而对碳排放增量的促进作用较小;能源消费强度效应反映了能源效率与能源消费需求的共同作用,是促进碳排放增加的显著因素;人口规模缩小对碳排放的增加起到轻微抑制作用。研究区脱钩状态呈现“负脱钩—正脱钩—负脱钩”变化。能源消费强度和经济产出的提高是阻碍地区脱钩的主导因素。值得关注的是,人口是地区能否实现脱钩的关键因素。据此,提出优化能源结构、提升能源效率,推动技术创新、发展可持续产业,吸引人才、汇聚人口,实施矿区整治、加强环境规制等建议。

多沙河流水利枢纽的常规模型经常无法正确模拟实际工程运行情况,导致拟建工程建成运行后出现这样或那样的问题。为提高多沙河流水利枢纽动床模型试验水平,优化水库泥沙模型设计方法,以某多沙河流水库为原型,针对动床模型试验首要的模型沙选择,确定化学性质稳定、容重适中的拟焦沙作为模型沙,通过分析悬移质和推移质泥沙运动相似条件,依据相关试验结果以及精度较高的沉速和水流挟沙力等计算公式,确定在多沙河流水库模型中满足水流运动、泥沙运动以及异重流运动相似条件对应的各项比尺,为模型制作后完成验证和正式工程方案试验打下良好基础。

为探求西辽河流域陆地水储量变化及影响因素,利用长短期记忆(LSTM)模型填补2002年4月至2020年12月GRACE和GRACE-FO两代卫星之间的缺失数据,采用水量平衡方法,分析流域陆地水储量时空变化特征,并定量分析气候变化和人类活动对西辽河流域陆地水储量变化的影响程度。结果表明:1)运用LSTM模型能够较好地填补GRACE和GRACE-FO卫星产品之间的缺失数据;2)研究期GRACE卫星监测的西辽河流域陆地水储量以0.41 mm/月的速度显著下降,陆地水储量具有显著的空间差异性,南部显著亏损;3)取用水对陆地水储量变化的贡献率最大,水库蓄水的影响很小,气候变化对陆地水储量变化的贡献率较大。

为探索黄土高原地区小流域综合治理碳汇能力评估方法,以黄土高塬沟壑区南小河沟流域为研究对象,把1952年在该流域内设立的水土保持综合治理试验场作为核算情景、未治理对比观测小流域董庄沟作为基线情景,通过遥感影像解译、无人机航测、野外调查等取得研究区土地利用情况,把人工林地划分为10个碳层进行样区设置、植被和土壤样品采集及理化指标测定,评估了人工林地增绿增汇、植物措施和淤地坝保土固碳、流域综合治理减蚀减排3种主要途径的碳汇能力。结果表明:人工林地增绿增汇能力为6.40 t/(hm²·a),其中植被碳库、土壤碳库碳汇能力分别为5.85、0.55 t/(hm²·a);植物措施保土固碳能力为0.92 t/(hm²·a),淤地坝(坝地)保土固碳能力为30.84 t/(hm²·a);流域综合治理减蚀减排能力为0.14 t/(hm²·a)。淤地坝保土固碳能力最大但坝地面积相对较小、人工林地增绿增汇能力与淤地坝相比相对较小但面积较大、减蚀减排是通过优化土地管理措施减缓大气二氧化碳浓度上升的重要环节,三者相辅相成、不可偏废。建议:因地制宜大力兴建淤地坝,加强对水土保持林的管护和更新,各项治理措施协同配合,更好地发挥水土保持综合治理的碳汇作用,提高区域水土保持碳汇能力。

在实施黄河流域生态保护和高质量发展重大国家战略及交通强国战略的背景下,沿黄高速公路建设发展迅速,黄河泥沙以其作为路基填料的潜力备受关注,黄河泥沙的路用性能与改性利用研究成为热点。化学改良、生物矿化加固和高聚物加固技术均被认为能够有效改善黄河泥沙的工程特性,其中:化学改良手段(如碱激发技术)加固黄河泥沙技术上可行,但相关研究多关注于黄河泥沙碱激发制备砖砌体;生物矿化技术是目前岩土工程领域的研究热点,现有研究证实生物矿化技术适用于黄河泥沙,且相比微生物诱导碳酸钙沉淀(MICP)技术,脲酶诱导碳酸钙沉淀(EICP)技术因其游离态脲酶的小分子尺寸更易穿过黄河泥沙孔喉而适用性更好;高聚物加固黄河泥沙的力学和耐久性表现均表明其应用潜力值得挖掘。基于此,对黄河中下游泥沙来源和分布数据进行整合梳理,分析黄河泥沙的理化特性,并系统阐述黄河泥沙的路用性能研究进展。黄河泥沙应用于路基工程的可行性已经得到初步验证,绿色环保的生物矿化加固技术将进一步支撑黄河泥沙作为路基填料的可行性。基于现有工程体系的不断完善、多学科交叉的深化,黄河泥沙生态资源的利用潜力将被充分开发释放。

悬浮泥沙浓度(SSC)是重要的水质监测参数。以宁夏清水河王团段为研究对象,基于2022年8月26日至11月5日原位高光谱数据与SSC构建了适用于极高含沙量水体的SSC反演模型,选用单波段模型、波段差值模型、波段比值模型、二元线性模型4种经验模型,对比其精度。结果表明:针对极高含沙量水体,单波段模型拟合效果不佳,模型决定系数(R²)不足0.25。波段差值模型、波段比值模型、二元线性模型一定程度上可以降低噪声的影响,提高模型R²。整体上,波段差值模型效果较好,基于650~720 nm波段反射率与560~700 nm波段反射率构成的波段差值模型的R²大于0.40,其中R687-R685模型的R²最大,为0.76。

为合理利用黄河流域的水资源,进一步优化晋东南地区冬小麦作物的灌溉制度,利用阳城县1960—2019年气象资料,分析了冬小麦各生育阶段需水量和降水量年际变化,以及典型灌溉年份（25%、50%、75%、95%保证率）两者的耦合性,计算了当地冬小麦的灌溉用水量。结果表明：近60 a来,晋东南地区冬小麦全生育期需水量气候倾向率为0.593 mm/（10 a）,需水量多年均值为586.09 mm；降水量气候倾向率为9.827 mm/（10 a）,降水量多年均值为213.66 mm；冬小麦在拔节—抽穗期需水量气候倾向率最大。4种典型灌溉年份（25%、50%、75%、95%保证率）下,冬小麦全生育期降水与需水的耦合度依次为0.43、0.33、0.28、0.18,自然降水均无法满足冬小麦生长对水分的需求,需补充灌溉水量依次为261.74、427.45、554.34、674.66 mm。其中,除保证率25%外抽穗—灌浆期需补充灌溉水量占比最大,应分别补充灌溉水量为116.87、142.55、171.54 mm。

为探究黄河流域径流演变特征，对花园口水文站1919—2016近百年的天然径流资料进行分析，采用有序聚类分析法、Mann-Kendall突变检验法、滑动t平均法分析了花园口水文站径流时间序列的突变性，利用线性趋势回归检验法、Mann-Kendall趋势检验法、Spearmann秩次相关检验法分析了突变点前后径流时间序列的趋势性。结果表明：1933—1934年、1989—1990年径流突变较为明显，前者突变主要是自然因素（气温、降水）大尺度的变化引起，后者主要是人为因素（用水增加、下垫面改变）流域尺度的变化引起；1919—1933年的趋势显著，通过0.10的显著性检验，表现为下降趋势；1934—1989年、1990—2016年的趋势较为平稳。

山西省万家寨引黄工程泵站压力隧洞(竖井)建成后,砼裂缝较为密集,部分隧洞充水后发生明显漏水.经反复处理后情况虽有所改善,但仍未完全奏效.经分析,裂缝与水泥用量较大、不设伸缩缝、隧洞超挖以及施工质量控制不严等因素有关,建议采取合理分缝、降低水泥用量、改进泵送砼施工工艺以及加强缺陷处理等措施.在内水压力较高的情况下,钢衬仍不失为最安全可靠的设计方案.

山洪灾害时空异质特征研究是制定山洪灾害防治政策和措施的重要依据。为加强陕西省区域山洪灾害防治的针对性,采用标准差椭圆、重力模型等方法对山洪灾害时空分布特征进行分析,利用地理探测器定量评价陕北、关中、陕南3个区域山洪灾害驱动因子及其相互作用。结果表明:陕北山洪灾害高发期由8月提前至7月;山洪灾害高发区逐渐向陕南东南部转移;陕北、关中、陕南地区最强驱动降雨分别为暴雨、大雨、中雨,决策者应考虑不同区域间山洪灾害驱动力的差异,因地制宜制定防洪措施。

为了给黄河流域数字农业高质量发展提供理论参考和科学依据,构建数字农业发展水平评价指标体系,以2015—2022年为研究期,基于黄河流域九省(区)面板数据,采用熵权法测度黄河流域各省(区)数字农业发展水平,采用泰尔指数和莫兰指数分析黄河流域数字农业发展水平的区域差异及空间自相关性,并采用地理探测器诊断黄河流域数字农业发展的关键驱动因素。结果表明:1)黄河流域数字农业发展水平在研究期整体呈平稳上升趋势,但区域间差异明显,黄河下游地区数字农业发展水平远较上、中游地区的高,上游地区的最低,各省(区)间差异较大且差异呈增大趋势;2)黄河流域数字农业发展水平在空间上表现出明显的低-低、高-高集聚且主要表现为低-低集聚,空间集聚模式在研究期较稳定;3)科技创新水平、农村基础设施水平、农村居民生活水平为黄河流域数字农业发展的关键驱动因素,各驱动因素两两交互的影响力明显较单因素的大,即数字农业发展应发挥各驱动因素的协同作用,尤其是农村基础设施水平与其他因素的协同作用。建议:1)加强区域间协同合作,确保黄河流域数字农业的均衡发展;2)流域内各地区依据资源禀赋、数字农业发展基础等,巩固优势、补齐短板,探索适合当地的发展新模式;3)加大数字农业基础设施建设力度和数字农业科技创新投入。

为探索数字普惠金融在黄河流域农业绿色发展方面介入的可能性及其影响,基于2013—2021年黄河流域九省(区)面板数据,采用熵值法测度黄河流域农业绿色发展水平,利用基准回归、异质性分析、中介效应检验探究数字普惠金融对农业绿色发展的作用效果及机制。结果表明:农业绿色发展水平综合得分四川、山东、河南较高;数字普惠金融及其3个子维度均对农业绿色发展具有显著正向促进作用;农业科技水平在数字普惠金融与农业绿色发展之间起到了桥梁作用。黄河流域数字普惠金融的发展有助于推动农业绿色发展,因此应进一步加大数字普惠金融在黄河流域的推广力度,充分发挥数字普惠金融促进农业科技水平的作用,为农业绿色发展注入新活力,推动黄河流域生态保护和高质量发展。

为合理划定黄河水沙变化阶段,采用Mann-Kendall趋势检验法和贝叶斯模型平均法对黄河干流唐乃亥、兰州、头道拐、潼关、花园口、利津6个主要水文断面1956—2022年的水文泥沙序列进行趋势分析和突变点检测。结果表明:黄河源区水沙变化趋势不明显,其他水文断面呈下降趋势,径流序列突变点为1969年、1986年和2018年,与水利枢纽工程蓄水运用密切相关,且具有流域性影响;多数水文断面泥沙序列突变点发生在20世纪60年代,之后年输沙量呈下降趋势,主要受流域水土保持等影响;建议进行径流序列分析时划分为1969年以前、1969—1985年、1986—2017年、2018年至今4个阶段,泥沙序列分析应以趋势性评价为主。

为探究废弃矿山地下水中重金属空间分布特征及健康风险,以泸州市叙永县后山镇废弃矿山为研究区域,对研究区7种重金属(Fe、Cd、Cu、Pb、Zn、Mn和Cr)进行测定和分析,利用污染指数评价法、模糊综合评价法和健康风险评价模型揭示了后山镇废弃矿山地下水中重金属的污染特征、空间分布状况和健康风险,并采用蒙特卡罗模拟法进行了健康风险评价的不确定性分析。结果表明:研究区地下水中Fe、Pb、Mn、Cd的质量浓度均值高于Ⅲ类水质标准限值;研究区地下水中5种非致癌重金属(Fe、Cu、Pb、Zn和Mn)对成人和儿童的非致癌健康风险值分别为0.617、0.145,均小于1,成人的非致癌健康风险值均高于儿童;地下水中重金属Cd和Cr在饮水和皮肤接触两种途径均存在一定致癌健康风险;蒙特卡罗模拟法预测的Cd、Cr对成人和儿童的致癌健康风险值分别为1.78×10^-4~6.33×10^-4、2.29×10^-4~4.40×10^-4,其平均值分别为3.96×10^-4、3.33×10^-4,地下水中Cd和Cr对成人具有一定致癌健康风险,对儿童的致癌健康风险较大。

基于特征屈曲分析方法理论,考虑弦杆结构材料利用率,采用数值模拟方法对无弦杆、单弦杆、双弦杆支臂稳定性进行计算,分析弦杆位置、数量和截面特性对钢闸门支臂稳定性的影响,提出弦杆结构优化布置方案,在此基础上对钢闸门支臂整体稳定性进行有限元分析。结果表明:对于单弦杆支臂,弦杆与支铰的距离/支臂总长度(l/m)取0.60~0.75时,支臂单位质量承载力最大;远离支铰端布置双弦杆可提高支臂单位质量承载力,但是弦杆间距不宜过大。从支臂弦杆结构尺寸分析,弦杆宽高比取值为1.4时,支臂整体稳定性较好;支臂翼缘/腹板厚度(t₃/t₄)的取值对其单位质量承载力基本无影响,布置时主要考虑使支臂满足局部稳定性即可。增加弦杆后可提升钢闸门刚度、改善应力状态,主要使支臂的最大等效应力发生变化,即单弦杆支臂比无弦杆支臂减小8.44%,双弦杆支臂比无弦杆支臂减小12.99%。

万家寨引黄一期工程南干隧洞总长达100km,洞段的防渗设计尤为重要.由于采用了全断面双护盾掘进机施工,因而管片衬砌结构自身特点决定了其接缝防渗构造的特殊性.隧洞的防渗设计包括管片衬砌防渗止水系统和接缝止水密封垫两部分.

万家寨引黄工程调度控制和运行系统是一个复杂的自动化监控系统,分为6个单元:①万家寨水库-申同嘴水库;②申同嘴水库-分水闸;③南干一级、二级泵站-头马营隧洞出口;④汾河河道和汾河水库;⑤北干运行单元;⑥供电系统.包括系统的安全运行,稳定运行,经济运行,设备的安全运行,系统的集中、统一控制及调度5个部分.

山西省万家寨引黄一期工程是一项跨流域的工程.工程引水线路长,泵站扬程高,PCCP管径大,地质条件复杂,运行管理自动化科技含量高.工程建设引进世界银行贷款,设备采购和工程施工采用国际竞争性招标,因而工程管理任务相当艰巨.在引黄一期工程建设过程中,探索并实践了国内工程国际管理的做法,通过建立目标激励、思想融通、利益驱动等机制实现了工程的安全稳定运行.

以山东省黄河流域为研究对象,提出6项指标,采用AHP-TOPSIS法对2025年沿黄9个地级市进行行业水权分配,并结合定额法分析2025年各地级市的水资源承载阈值,对现状承载状态进行分析。结果表明:1)沿黄9个地级市农业、工业、生活、生态行业水权分别为98.28亿、25.15亿、27.52亿、14.77亿m³,各行业用水量较现状年(2022年)分别提升10.1%、20.5%、27.5%、13.5%。2)9个地级市人口规模承载阈值为4 519.55万~5 956.20万人,其中济南承载阈值上限最大;工业增加值阈值为16 540.37亿~19 353.23亿元,整体提升15%~35%;灌溉耕地面积承载阈值为228.55万~379.54万hm²,只有菏泽、东营超出阈值上限;城镇建设用地阈值为38.42万~62.55万hm²,现状年滨州超出阈值上限,淄博接近上限,整体有较大承载空间。3)2022年9个地级市中人口规模、灌溉耕地面积承载能力鲁西南地区最弱;工业增加值较现状年均呈现不同幅度的上升,均处于可承载状态;城镇建设用地承载能力鲁西南地区最强,滨州、淄博承载能力较弱。

黄河径流具有非稳态、非线性的特点,为了给河南省保障水安全等提供参考,对黄河三门峡水文站非汛期流量进行了研究。构建变分模态分解(VMD)与长短期记忆网络(LSTM)、支持向量回归机(SVR)相结合的非汛期径流预测模型,利用麻雀优化算法(SSA)调节模型参数以提高预测精度。采用VMD算法将非汛期流量数据分解为多个本征模函数(IMF),基于K-Means聚类法计算分量间的欧氏距离,将欧氏距离的倒数作为各分量的权重,最后将各分量结果输入LSTM/SVR进行模型预测,加权重构分量预测值得到流量预测结果,并与加权前后VMD-SSA-LSTM、VMD-SSA-SVR模型进行对比。结果显示,提出的K-Means加权VMD-SSA-LSTM模型预测三门峡水文站2003年1月—2023年5月(非汛期月份)每日平均流量,平均绝对误差为82.54 m³/s、均方根误差为106.64 m³/s、拟合优度达0.92,能有效预测非汛期流量。

为推进农业绿色低碳和高质量发展，利用超效率SBM模型和熵值法，测算了黄河流域农业碳排放效率和农业高质量发展水平，并采用VAR模型探讨了二者的互动关系。结果表明：1）黄河流域农业碳排放效率整体呈上升趋势，甘肃、山西两省，四川、山东、河南、陕西、青海五省，宁夏、内蒙古两自治区分别处于较低、中等、较高水平；2）农业高质量发展水平整体呈波动上升趋势，陕西、山西、宁夏、内蒙古四省（区），青海、甘肃两省，河南、四川、山东三省分别处于较低、中等、较高水平；3）农业碳排放效率提升促进了农业高质量发展，而农业高质量发展对农业碳排放效率影响不显著。基于研究结果，从绿色、可持续发展等方面，提出了提升黄河流域农业碳排放效率和推动农业高质量发展的建议。

陇东黄土塬区土质疏松、降雨时空分布不均，水土流失十分严重，沟头不断前进、塬面逐年萎缩，对当地农业和经济发展造成了严重危害。为了给黄土塬区固沟保塬工程建设提供技术参考，对典型的黄土塬区——董志塬治理情况进行实地调研，系统总结了固沟保塬实施方案中的治理模式，通过遥感影像解译评估了火巷沟固沟保塬工程建设的效果。目前董志塬西北塬区固沟保塬治理模式主要有简单填埋型、排水+填埋型、排水+填埋+护坡型、排水+填埋+生态护坡型4种类型，其中排水+填埋+生态护坡型治理模式效果最为明显。火巷沟2000年开始采取简单填埋方式进行治理后，虽然短期效果明显，但长期以来沟头仍在不断侵蚀前进，因此简单填埋工程应配合径流调控等措施，综合防治沟道侵蚀、防止沟头前进。建议厘清沟头前进致灾原因，针对主控因子“对症下药”；制定科学系统的防治体系，做到水不下塬、坡不滑塌、沟不扩展。