滦河流域水文连通性

王阳阳; 张杰铭; 余新晓; 贾国栋; 丁兵兵; 李泽东

doi:10.12171/j.1000-1522.20220485

滦河流域水文连通性

王阳阳^{1, 2,},
张杰铭³,
余新晓^{1, 2, ,},
贾国栋^{1, 2},
丁兵兵^{1, 2},
李泽东^{1, 2}

1.
北京林业大学水土保持国家林业和草原局重点实验室，北京 100083
2.
北京林业大学水土保持学院首都圈森林生态系统教育部野外科学观测研究站，北京 100083
3.
南京水利科学研究院水文水资源与水利工程科学国家重点实验室，江苏南京 210029

基金项目: 国家自然科学基金重点项目（42230714），国家自然科学联合基金项目（U2243202）。

详细信息

作者简介:
王阳阳。主要研究方向：水土保持、生态水文。Emai：wangyangyang@bjfu.edu.cn　地址：100083 北京市海淀区清华东路35号北京林业大学水土保持学院

责任作者:
余新晓，教授。主要研究方向：水土保持、生态水文。 Email：yuxinxiao111@126.com　地址：同上。

中图分类号: S718.55
计量
- 文章访问数: 403
- HTML全文浏览量: 130
- PDF下载量: 67
出版历程
- 收稿日期: 2022-11-27
- 修回日期: 2023-10-10
- 网络出版日期: 2023-10-18
- 刊出日期: 2023-11-29

Hydrological connectivity of the Luanhe River Basin in northern China

Wang Yangyang^{1, 2,},
Zhang Jieming³,
Yu Xinxiao^{1, 2, ,},
Jia Guodong^{1, 2},
Ding Bingbing^{1, 2},
Li Zedong^{1, 2}

1.
Key Laboratory of State Forestry and Grassland Administration on Soil and Water Conservation, Beijing Forestry University, Beijing 100083, China
2.
The Metropolitan Area Field Scientific Observation Research Station, School of Soil and Water Conservation, Beijing Forestry University, Beijing 100083, China
3.
State Key Laboratory of Hydrology-Water Resources and Hydraulic Engineering, Nanjing Hydraulic Research Institute, Nanjing 210029, Jiangsu, China

摘要

摘要:
目的
量化我国海河山区水沙连通的可能性大小，从景观格局角度反映海河主要产水区径流和泥沙输移的状态和空间分布，为海河流域水沙再分配提供依据。
方法
利用通用土壤流失方程的植被因子、归一化植被指数两种方式得到权重因子计算连通性指数（分别记为IC₁、IC₂），进一步得到海河山区滦河流域的水文连通性，探讨流域土地利用等因子对水文连通性的影响，及其空间尺度效应。
结果
（1）2019年滦县水文站控制流域IC₁和IC₂的平均值分别为−1.38和−2.28，水文连通性指数都与流域的年输沙模数和径流深度有良好的正相关关系；（2）不同的土地利用类型水文连通性具有差异，各土地利用类型水文连通性大小顺序依次为水体 < 湿地 < 灌木林地 < 草地 < 乔木林地 < 农田 < 建筑用地 < 裸地；（3）水文连通性具有显著的尺度效应。流域IC₁平均值及其中位数、IC₂平均值及其中位数均与流域面积呈对数函数关系。
结论
连通性指数对滦河流域内输沙产流能力表征良好。流域上游整体水文连通性最低，中部连通性高于上游，下游连通性最高。流域内部连通性表现出沟谷大，坡面小，靠近河道大，远离河道小的情况。湿地、灌木林地、草地这3种植被覆盖下的区域超过80%的水文连通性值小于0，具有良好的拦截水沙、保持水土的能力。随着流域面积的增加，流域水文连通性先快速降低，后逐渐趋于平缓，在流域面积超过10 000 km²后，连通性趋于一定值。
- 水文连通性 /
- 滦河 /
- 土地利用 /
- 尺度效应 /
- IC指数
Abstract:
Objective
By quantifying the possibility of water and sediment connectivity in the Haihe River mountain area of northern China, the state and spatial distribution of runoff and sediment transport in the main water-producing areas of Haihe River were reflected from the perspective of landscape pattern, and the basis for water and sediment redistribution in Haihe River Basin was provided.
Method
By using the vegetation factor and the normalized vegetation index of the general soil loss equation to calculate the connectivity index (IC₁ and IC₂, respectively), the hydrological connectivity of the Luanhe River Basin in the Haihe River mountain area was further obtained, and the influence of land use and other factors on the hydrological connectivity and its spatial scale effects were discussed.
Result
(1) In 2019, the meane values of IC₁ and IC₂ in the control basin of Luanxian Hydrologic Station were −1.38 and −2.28, respectively, and the hydrological connectivity index values had a good positive correlation with the annual sediment transport modulus and runoff depth of the basin, and the connectivity index represented the sediment transport and runoff yield capacity of the basin well. (2) The hydrological connectivity of different land use types was different, and the hydrological connectivity of each category was arranged from the smallest to the largest in order as: water body < wetland < shrubland< grassland < arbor forest land < farmland < construction land < bare land. More than 80% of the area covered by wetland, shrubland and grassland had a hydrological connectivity value of less than 0, which was good for intercepting water and sand and maintaining water and soil. (3) Hydrological connectivity had significant scale effect.
Conclusion
The mean, median of IC₁and IC₂ in the Luanhe River Basin are logarithmic functions of the watershed basin area. More than 80% of the area covered by wetland, shrubland and grassland has a hydrological connectivity value of less than 0, which is good for intercepting water and sediments and maintaining water and soil. As the drainage basin area increases, the hydrological connectivity index initially decreases rapidly and then gradually flattens. The connectivity tends to a certain value when the drainage basin area exceeds 10 000 km².
- hydrological connectivity /
- Luanhe River /
- land use /
- scale effect /
- IC index

HTML全文

防浪林是种植于堤防迎水侧滩地上用于防浪护堤和抢险取材的专用林，既可以保持水土、调节气候、促进林业经济发展，又可以防浪消能、延长堤防寿命和减少堤防的维护费用，是堤防工程的重要组成部分^[1-2]。目前我国各大江河堤岸的重要河段均种植了防浪林，且根据不同河段的实际情况，实施了不同的防浪林建设方案。物理模型实验是研究防浪林消浪机理的一个有效手段，对科学提出防浪林优化布局以及如何营造防浪林工程有重要理论指导意义和实用价值。目前已有很多学者进行了相关的物理实验研究。何飞等^[3]在考虑植物根、茎、叶影响下设计水槽实验探究刚性植物的消浪特性，认为根、茎、叶均在不同程度上影响植物消浪特性。陈杰等^[4]在研究刚性植物根、茎、叶对植物消波特性的影响中得出植物消波特性与植物淹没度有关，根、茎、叶的存在增加了植物拖曳力系数。陈杰等^[5]还通过物理实验研究了规则波通过非淹没刚性植物波高的沿程变化，实验结果表明相比于矩形分布方式，三角形的分布方式消耗了更多的波能，消浪效果更明显。

以上相关的物理实验研究主要是针对植被本身的特性以及排列方式对消浪效果的影响，缺乏对林带宽度、植被密度、滩地波高等因素的考虑，以及不规则波条件下植被对消浪效果的影响。

本文以嫩江干流佰大街堤防为例，选取防浪林林带宽度、排列方式、密度、树型以及滩地波高作为影响因素，采用控制变量法，通过构建防浪林消浪物理模型研究其对消浪效果的影响，并提出合理的防浪林优化设计方案。

1. 研究区概况

嫩江干流佰大街堤防位于黑龙江省齐齐哈尔市泰来县境内，自汤池镇愚公堤经佰大街村至李地房子，堤防分为上、中、下3段，全长6.70 km。原佰大街堤上下段中间为高地相连，后因村民在高地附近修建民房，不断从高地取土，导致现有高地地面高程减少，最低处地面高程141.5 m，远低于此处河道50年一遇洪水位144 m，造成了防洪缺口。现状堤防属于扩建砂堤，筑堤土料比较松散，抗冲刷能力较弱，容易产生流土、管涌等现象。嫩江该河段高水位时，水面宽阔，堤前滩地现有防浪林1.0 km，多为5 ~ 8年生的杨树（Populus spp.）和少量柳树（Salix spp.）。预计规划新建防浪林10 km。该段堤防防洪标准目前仅为30 ~ 35年一遇。佰大街堤防如图1所示。

图 1 佰大街堤防示意图

Figure 1. Schematic map of Baidajie Dike

下载: 全尺寸图片幻灯片

2. 物理模型设计

2.1 模型比尺确定

模型比尺的确定主要依据实验条件、波浪要素、造波机性能等因素，并综合考虑比尺效应带来的误差影响等。已有的物理模型实验研究中，王瑞雪^[6]选择几何比尺1∶20，在长40 m× 宽0.5 m × 高0.8 m 的水槽中进行非刚性植物对波浪传播变形影响的实验研究；吉红香^[7]选择几何比尺为1∶10，在长66 m × 宽1.0 m × 高1.6 m的水槽中研究滩地植物对波浪变形及消浪效果的影响。

本实验是在不规则波浪水槽中进行。为了消除比尺效应，更好的模拟嫩江干流防浪林的消浪效果，依据实际条件下防浪林的植被生长能力、波浪要素以及现有实验设备条件，结合实验方案的设计，对比造波机实际可造波周期，依照周期比例确定模型几何比尺，并根据重力相似准则确定时间比尺，最终确定本模型采用的比尺为1∶10。其中比尺确定公式^[8]如（1）所示。

$\begin{gathered} \lambda = \frac{{_{l_{\rm{m}} }}}{{{l_{\rm{p}}}}},{\lambda _{\rm{t}}} = {\lambda ^{ - 1/2}},{\lambda _{\rm{f}}} = {\lambda ^{1/2}} \\ {\lambda _{\rm{u}}} = {\lambda ^{ - 1/2}},{\lambda _{\rm{F}}} = {\lambda ^{ - 3}},{\lambda _{\rm{Q}}} = {\lambda ^{ - 5/2}} \\ \end{gathered}$

(1)

式中： $\lambda$ 为模型长度比尺； ${l_{\rm{p}}}$ 为原型长度； ${l_{\rm{m}}}$ 为模型长度； ${\lambda _{\rm{t}}}$ 为时间比尺； ${\lambda _{\rm{f}}}$ 为频率比尺； ${\lambda _{\rm{u}}}$ 为速度比尺； ${\lambda _{\rm{F}}}$ 为力比尺； ${\lambda _{\rm{Q}}}$ 为流量比尺。

2.2 实验方案与依据

关于植被消浪的物理模型实验设计方面，白玉川等^[9]用裁减的桧柏（Sabina chinensis）枝模拟防浪林，研究了非破碎波条件下的防浪林消浪效果。胡嵋等^[10]对于在堤岸上栽种植被消浪这一新的护岸工程，选取桧柏树枝作为防浪林的模型，择选出对消浪护岸具有主要影响的因素。王瑞雪^[6]用PVC塑料圆管来模拟刚性植物树干进行波浪水槽物理模型实验。吴迪等^[11]和曹海锦等^[12]也分别利用聚乙烯仿真绿色植物模拟柔性植物进行柔性植物消浪及沿程阻流特性实验研究。通过不同的研究可以发现影响消浪效果的主要因素为防浪林林带宽度、排列方式、种植密度、林木高度等。

针对不同的实际条件，物理模型的设计方案有一定的差异，需根据实际情况和需要来设计实验方案。本实验根据嫩江干流的实际条件及水文资料，推算佰大街堤防典型断面的多年一遇水位高程及波要素极值，对比分析不同条件下波浪沿程衰减的变化。由于防浪林消浪效果的影响因素较多，因而本模型实验采用控制单因素变量法，得出各因素对消浪效果的影响。本实验中设计的主要对比方案有：不同的防浪林林带宽度、不同的防浪林排列方式、不同的防浪林密度、不同树型的防浪林、以及不同的来波波高等的消浪实验方案。分析不同实验方案条件下的消浪效果，提出该段的防浪林优化布局方案。

根据研究区实际防浪林植被的外形参数，包括树高、树干直径、树冠直径、树冠以下树干高度等，按照比尺计算模型树的外形参数，根据所需材料的尺寸对模型树进行修剪和黏合，植物树干采用圆形木棒模拟，植物树冠部分采用塑料仿真枝叶模拟，由此制作合适的模型树，如图2所示。

图 2 人工模型树

Figure 2. Artificial model tree

下载: 全尺寸图片幻灯片

同时，为更好的定量分析防浪林消浪机理，定义 $q$ 为防浪林植被消浪系数：

$q = {{\left( {h - {h'}} \right)}/h}$

(2)

式中： $h$ 为无防浪林的波高， ${h'}$ 为经过防浪林消波后的波高。

2.3 实验断面和波要素的选取

佰大街断面50年一遇洪水条件下滩地平均水深为2.83 m，此时防浪林处于部分淹没状态。依据该断面多年一遇水位及波浪要素值的推算结果中50年一遇的波要素，得出该堤段波浪周期在2 ~ 4 s之间，平均波高在0.1 ~ 0.6 m之间。根据《海港水文规范》推算出相应的1/10大波（规则波）波高，Hs（不规则波）有效波高，分别进行了规则波和不规则波消浪效果的模拟实验，实验波要素分别为1/10波高1.16 m、有效波高0.91 m、平均波高0.57 m、平均周期3.01 m。此外，为进一步研究不同波要素条件下防浪林消浪效果的差异，选取了1.1倍和0.9倍50年一遇波高条件进行对比实验。

2.4 实验设备及布置

本实验是在河海大学海岸工程实验大厅70 m长的不规则波浪水槽中进行，水槽宽1.0 m，高1.8 m，有效实验段宽1 m。水槽一端安装了推板式不规则生波机，通过电机系统控制推波板运动行程和频率^[13]。数字波高仪采用YWS200-XX型，波高采集系统采用水工试验数据采集处理系统（DJ800型），精度为0.01 cm。所有量测信号均通过计算机采集、记录和分析，能模拟最大波高0.3 m、波周期0.5 ~ 5 s的不规则波，具备研究不规则波作用下的各种动力响应机制及波浪与建筑物相互作用关键技术和理论问题的能力。水槽底部铺设灰色混凝板，在灰塑料板上打孔用以固定植物模型。水槽左侧为造波机，波高传感器两个，分别布设在防浪林模型前后，采集波高的变化。最右侧为消波层，能够有效地吸收尾波的波能，避免波浪的反射对实验造成干扰（实验布置和实验实景图分别如图3和图4所示）。

图 3 实验布置

Figure 3. Experimental layout

下载: 全尺寸图片幻灯片

图 4 实验实景图

Figure 4. Experimental real scenery

下载: 全尺寸图片幻灯片

3. 防浪林消浪机理物理实验结果分析

3.1 不同防浪林林带宽度和防浪林排列方式的消浪结果

根据实验方案，进行了佰大街断面在不同排列方式（等边三角形、正方形及梅花形，如图5 ~ 7所示）条件下的消浪实验。由于模型比尺为1∶10，因此根据佰大街的种植现状，确定实验室条件下的防浪林植被密度为17株/m²，树干直径为0.7 cm，树干高度为16 cm，树冠直径为13 cm，树冠为高度8 cm。规则波和不规则波条件下的实验结果分别如图8和图9所示。

图 5 等边三角形排列布置图

Figure 5. Equilateral triangle arrangement layout

下载: 全尺寸图片幻灯片

图 7 梅花形排列布置图

Figure 7. Plum blossom arrangement layout

下载: 全尺寸图片幻灯片

图 8 不同排列方式规则波沿程消浪系数

Figure 8. Regular wave dissipation coefficient along the path of different arrangements

下载: 全尺寸图片幻灯片

图 9 不同排列方式不规则波沿程消浪系数

Figure 9. Irregular wave dissipation coefficient along the path of different arrangements

下载: 全尺寸图片幻灯片

图 6 正方形排列布置图

Figure 6. Square arrangement layout

下载: 全尺寸图片幻灯片

对比不同的防浪林排列方式下防浪林的消浪效果，可见在规则波条件下，当林带宽度在40 m以上时，等边三角形和梅花形排列的防浪林要明显优于正方形排列；在不规则波条件下，当林带宽度在40 m以上时，等边三角形和正方形排列的防浪林要明显优于梅花形排列。因此，等边三角形排列方式相对较优。这与陈杰等^[5]通过物理实验研究规则波通过非淹没刚性植物波高的沿程变化中得出三角形分布方式消浪效果最明显的结论一致。对比相同防浪林林带宽度下的规则波和不规则的消浪效果，可以发现规则波条件下防浪林的消浪系数较大，但两者差距较小。而实际条件下的波浪为不规则波，因而不规则波的消浪系数更为接近实际条件。

同时，还可以发现，不管是规则波还是不规则波条件下，随着林带宽度增加到30 m以后，防浪林的消浪系数对于林带宽度的敏感度降低，此时消浪效果提升空间很小。

3.2 不同密度的防浪林消浪效果

根据实验方案，进行了在不同密度的防浪林（实验室条件下8株/m²，17株/m²，27株/m²）条件下的消浪实验。其中实验室条件下树型为，树干直径0.7 cm，树干高度16 cm，树冠直径13 cm，树冠高度8 m。采用不规则波，实验结果如图10所示。

图 10 不同密度不规则波沿程消浪系数

Figure 10. Irregular wave dissipation coefficient along the path of different densities

下载: 全尺寸图片幻灯片

对比不同密度的防浪林的消浪效果，可以发现，当防浪林林带宽度为10 m时，不同密度的防浪林消浪效果差别不大，均为8%左右；当防浪林林带宽度大于10 m时，防浪林的消浪效果随着密度的增加而增加，密度27株/m²比密度8株/m²的消浪系数大5%到10%。但过高的密度会影响防浪林树木的正常生长，而且种植成本较高。可见，当林带宽度为40 m，排列方式为等边三角形时，0.17株/m²（原型条件）是较为经济合理的植被密度方案。此时，当防浪林林带宽度进一步增大50 m时，防浪林的消浪系数仅增加3.04%。

3.3 不同树型的防浪林消浪效果

根据实地测量，选取了4种树型作为树干和树冠条件的组合，如表1所示，采用相对较优的等边三角形排列方式，实验室条件下防浪林密度为17株/m²。规则波和不规则波条件下的模型实验结果分别如图11和图12所示。

表 1 树型尺寸

Table 1. Tree size

项目 Item	树型1 Tree type 1	树型2 Tree type 2	树型3 Tree type 3	树型4 Tree type 4
树干高度 Trunk height/m	0.26	0.26	0.26	0.16
树干半径 Trunk radius/m	0.025	0.015	0.015	0.007
树冠高度 Crown height/m	0.35	0.35	0.35	0.08
树冠直径 Crown radius/m	0.25	0.25	0.17	0.13

下载: 导出CSV

| 显示表格

图 11 不同树型规则波沿程消浪系数

Figure 11. Regular wave dissipation coefficient along the path of different tree types

下载: 全尺寸图片幻灯片

图 12 不同树型不规则波沿程消浪系数

Figure 12. Irregularwave dissipation coefficient along the path of different tree types

下载: 全尺寸图片幻灯片

由以上结果可见，不同树型的消浪效果有着明显的差异。树型1（成年树）树干较粗，树冠较为茂密，茂密的根、茎、叶存在增加了植物拖曳力系数，因而消浪能力显著，规则波条件下，20 m宽的防浪林其消浪系数即达60%左右，50 m宽防浪林的消浪系数可达到80%以上。

树型2相对树型1的差别为树干半径较小，由消浪实验结果可见，树干的粗细对消浪效果的影响较小。树型3的消浪系数要小于树型2。而树型4（幼树）的消浪效果明显小于树型1、树型2和树型3。可见，不同防浪林树型对同一断面条件下的消浪效果有着重要的影响，对比其消浪系数可知，树冠的消浪作用要明显强于树干，因而在防浪林方案设计时，需考虑采用树冠消浪为主的方法。

3.4 不同来波波高影响下消浪效果

根据实验方案，进行了在不同来波波高（1.1倍50年一遇波高、50年一遇波高、0.9倍50年一遇波高）条件下的消浪实验。采用相对较优的等边三角形排列方式，实验室条件下，树干直径0.7 cm，树干高度16 cm，树冠直径13 cm，树冠高度8 cm。规则波和不规则波条件下的模型实验结果分别如图13和图14所示。

图 13 不同波高规则波沿程消浪系数

Figure 13. Regular wave dissipation coefficient along the path of different wave heights

下载: 全尺寸图片幻灯片

图 14 不同波高不规则波沿程消浪系数

Figure 14. Irregular wave dissipation coefficient along the path of different wave heights

下载: 全尺寸图片幻灯片

由图13和图14可见，不同波高条件下的消浪效果有所差异，但差异较小，且不规则波的消浪系数变化更为稳定。波高越大，消浪效果越好。

4. 结　　论

嫩江干流佰大街堤防段，在合理的防浪林树型条件下，等边三角形排列的防浪林要优于梅花形和正方形排列方式；密度的增加对防浪林消浪效果有着一定的提高，但过高的密度会影响防浪林树木的正常生长；不同树型对不同断面条件的消浪效果有着重要的影响，且树冠的消浪作用要明显强于树干。不同波高条件下的消浪效果有所差异，但差异较小，且不规则波的消浪系数变化更为稳定。

图 1 滦河站控制范围及地貌图

Figure 1. Luanhe River Station control area and geomorphological map

下载: 全尺寸图片幻灯片

图 2 滦河流域2019年两种方法计算得到的水文连通性指数分布比较

Figure 2. Comparison of hydrological connectivity index (IC) distribution in 2019 calculated by the two methods in the Luanhe River Basin

下载: 全尺寸图片幻灯片

图 3 滦河流域2019年IC₁、IC₂频率分布对比

Figure 3. Comparison of IC₁ and IC₂ frequency distribution in 2019 in the Luanhe River Basin

下载: 全尺寸图片幻灯片

图 4 滦河流域面积与IC各值的相关关系

Figure 4. Correlations between the Luanhe River Basin area and various statistical values of IC

下载: 全尺寸图片幻灯片

图 5 滦河流域2019年土地利用面积比例

Figure 5. Land use area proportion of the Luanhe River Basin in 2019

下载: 全尺寸图片幻灯片

图 6 滦河流域2019年土地利用及NDVI流域分布

Figure 6. Land use and NDVI distribution of Luanhe River Basin in 2019

下载: 全尺寸图片幻灯片

图 7 滦河流域不同土地利用下水文连通性分布

Figure 7. Distribution map of hydrological connectivity under different land uses in the Luanhe River Basin

下载: 全尺寸图片幻灯片

表 1 滦河流域2019年站点信息汇总表

Table 1 Summary of station information in 2019 in the Luanhe River Basin

站点 Station	面积 Area/km²	坡度 Slope/（°）	年径流量 Annual runoff/m³	年输沙量 Annual sediment discharge/t	年输沙模数 Annual sediment transport modulus/（t·km⁻²）	年径流深度 Annual runoff depth/mm
平泉 Pingquan	357	13.29	0.03 × 10⁸	0.00	0.00	9.27
冷口 Lengkou	502	15.92	1.01 × 10⁸	2.59 × 10⁴	51.60	200.20
边墙山 Bianqiangshan	562	15.18	0.07 × 10⁸	0.95 × 10⁴	16.89	13.02
下板城 Xiabancheng	1 615	15.93	0.28 × 10⁸	0.00	0.00	17.16
下河南 Xiahenan	2 404	15.94	0.31 × 10⁸	0.29 × 10⁴	1.21	12.71
承德 Chengde	2 460	16.32	0.70 × 10⁸	0.00	0.00	28.39
韩家营 Hanjiaying	6 787	16.24	0.77 × 10⁸	1.98 × 10⁴	2.92	11.35
三道河子 Sandaohezi	17 100	11.96	2.36 × 10⁸	18.00 × 10⁴	10.53	13.78
乌龙矶 Wulongji	30 100	12.68	3.54 × 10⁸	0.00	0.00	11.77
滦县 Luanxian	44 100	13.49	10.46 × 10⁸	0.35 × 10⁴	0.08	23.72
注：引自文献[16]。Note: cited from reference [16].

下载: 导出CSV

表 2 IC平均值、中位数、出口值与径流泥沙数据相关分析

Table 2 Pearson correlation analysis results of IC mean, median, export value with runoff and sediment data

指标 Index	IC₁平均值 IC₁ mean	IC₁中位数 IC₁ median	IC₁出口值 IC₁ exit	IC₂平均值 IC₂ mean	IC₂中位数 IC₂ median	IC₂出口值 IC₂ exit
年径流量 Annual runoff	−0.521	−0.470	0.404	−0.470	−0.302	0.107
年输沙量 Annual sediment discharge	−0.203	−0.300	−0.259	−0.283	−0.318	−0.362
年输沙模数 Annual sediment transport modulus	0.701^*	0.700^*	−0.235	0.711^*	0.734^*	−0.188
年径流深度 Annual runoff depth	0.713^*	0.751^*	−0.139	0.717^*	0.761^*	−0.208
注：^表示在 0.05 级别（双尾）相关性显著。Note: ^ means significant correlation at the 0.05 level (two-tailed).

下载: 导出CSV

表 3 IC平均值及其中位数与流域面积间的回归关系

Table 3 Regression relationship between mean and median of IC and basin area

y	x	回归方程 Regression equation	R²	P
流域面积 Basin area	IC₁平均值 IC₁ mean	y = −0.138ln x − 0.026 2	0.770 1	0.001
	IC₂平均值 IC₂ mean	y = −0.11ln x − 1.254 1	0.753 9	0.001
	IC₁中位数 IC₁ median	y = −0.097ln x − 0.360 2	0.588 5	0.001
	IC₂中位数 IC₂ median	y = −0.103ln x − 1.197 8	0.625 7	0.001

下载: 导出CSV

参考文献(25)

[1]	Bracken L J, Croke J. The concept of hydrological connectivity and its contribution to understanding runoff-dominated geomorphic systems[J]. Hydrological Processes, 2007, 21(13): 1749−1763. doi: 10.1002/hyp.6313
[2]	Zhang Y H, Huang C Y, Zhang W Q, et al. The concept, approach, and future research of hydrological connectivity and its assessment at multiscales[J]. Environmental Science and Pollution Research, 2021, 28: 52724−52743. doi: 10.1007/s11356-021-16148-8
[3]	Luo Y. Assessing hydrological connectivity mitigated by reservoirs, vegetation cover, and climate in Yan River Watershed on the Loess Plateau, China: the network approach[J/OL]. Water, 2020, 12(6): 1742[2021–09–16]. https://www.mdpi.com/2073-4441/12/6/1742.
[4]	Bracken L J, Wainwright J, Ali G A, et al. Concepts of hydrological connectivity: research approaches, pathways and future agendas[J]. Earth-Science Reviews, 2013, 119: 17−34. doi: 10.1016/j.earscirev.2013.02.001
[5]	Sidle R C, Gomi T, Usuga L J C, et al. Hydrogeo morphic processes and scaling issues in the continuum from soil pedons to catchments[J]. Earth-Science Reviews, 2017, 175: 75−96. doi: 10.1016/j.earscirev.2017.10.010
[6]	张光辉. 从土壤侵蚀角度诠释泥沙连通性[J]. 水科学进展, 2021, 32(2): 295−308. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2021.02.015 Zhang G H. Interpretation of sediment connectivity from the perspective of soil erosion[J]. Advances in Water Science, 2021, 32(2): 295−308. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2021.02.015
[7]	Borselli L, Cassi P, Torri D. Prolegomena to sediment and flow connectivity in the landscape: a GIS and field numerical assessment[J]. Catena, 2008, 75: 268−277. doi: 10.1016/j.catena.2008.07.006
[8]	Lopez M, Poesen J, Navas A, et al, Predicting runoff and sediment connectivity and soil erosion by water for different land use scenarios in the Spanish Pre-Pyrenees[J]. Catena, 2013, 102: 62–73.
[9]	Zanandrea F, Gean P, Masato C, et al. Spatial-temporal assessment of water and sediment connectivity through a modified connectivity index in a subtropical mountainous catchment[J/OL]. Catena, 2021, 204(1): 105380[2022–03–10]. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0341816221002393.
[10]	Kalantari Z, Cavalli M, Cantone C et al. Flood probability quantification for road infrastructure: data-driven spatial-statistical approach and case study applications[J]. Science of the Total Environment, 2017, 581–582: 386–398.
[11]	Baartman J, Nunes J, Masselink R, et al. What do models tell us about water and sediment connectivity?[J/OL]. Geomorphol, 2020, 367(15): 107300[2021–08–23]. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0169555X20302725.
[12]	高常军, 高晓翠, 贾朋. 水文连通性研究进展[J]. 应用与环境生物学报, 2017, 23(3): 586−594. Gao C J, Gao X C, Jia P. Research progress of hydrological connectivity[J]. Chinese Journal of Applied and Environmental Biology, 2017, 23(3): 586−594.
[13]	Arabkhedri M, Heidary K, Parsamehr M R. Relationship of sediment yield to connectivity index in small watersheds with similar erosion potentials[J]. Journal of soils and sediments, 2021, 21(7): 2699−2708. doi: 10.1007/s11368-021-02978-z
[14]	王洪翠, 戴乙, 罗阳. 滦河流域国土江河综合整治总体方案[J]. 水资源开发与管理, 2017, 18(12): 67−70. Wang H C, Dai Y, Luo Y. General plan of national territory river comprehensive remediation in Luanhe River Basin[J]. Water Resources Development and Management, 2017, 18(12): 67−70.
[15]	Cavalli M, Trevisani S, Comiti F, et al. Geomorphometric assessment of spatial sediment connectivity in small Alpine catchments[J]. Geomorphology, 2013, 188: 31−41. doi: 10.1016/j.geomorph.2012.05.007
[16]	中华人民共和国水利部. 中华人民共和国水文年鉴2019年海河流域水文资料第1册[M]. 北京: 中华人民共和国水利部. Ministry of Water Resources of China. Annual hydrological report P. R. China, 2019 hydrological data of Haihe River Basin volume1[M]. Beijing: Ministry of Water Resources of China, 2020.
[17]	刘时城. 延河流域不同尺度水文连通性研究[D]. 杨凌: 西北农林科技大学, 2017. Liu S C. Research on hydrological connectivity at different scales in Yanhe River Basin [D]. Yangling: Northwest Agriculture and Forestry University.
[18]	宁怡楠. 黄土高原典型小流域水文连通性变化及其与径流泥沙量的响应关系[D]. 杨凌: 中国科学院大学, 2021. Ning Y N. Changes of hydrological connectivity and its response to runoff and sediment in typical small watershed of the Loess Plateau[D]. Yangling: University of Chinese Academy of Sciences, 2021.
[19]	Wang J, Ishidaira H, Sun W, et al. Development and interpretation of new sediment rating curve considering the effect of vegetation cover for Asian basins[J/OL]. The Scientific World Journal, 2013, 154375[2021−08−23]. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/24453795/.
[20]	Zhang L T, Li Z B, Wang S S. Spatial scale effect on sediment dynamics in basin-wide floods within a typical agro-watershed: a case study in the hilly loess region of the Chinese Loess Plateau[J]. Science of the Total Environment, 2016, 572: 476−486. doi: 10.1016/j.scitotenv.2016.08.082
[21]	刘玉晶. 滦河生态流量目标研究及保障对策建议[J]. 海河水利, 2021, 12(6): 28−32. doi: 10.3969/j.issn.1004-7328.2021.06.007 Liu Y J. Study on ecological discharge target of the Luanhe River and suggestions for protection[J]. Haihe Water Resources, 2021, 12(6): 28−32. doi: 10.3969/j.issn.1004-7328.2021.06.007
[22]	张乐涛. 基于侵蚀能量的径流输沙尺度效应研究[D]. 杨凌: 中国科学院大学, 2016. Zhang L T. Scale effect of runoff and sediment transport based on erosion energy[D]. Yangling: University of Chinese Academy of Sciences , 2016.
[23]	潘雅文, 马文龙, 潘庆宾, 等. 流域侵蚀输沙空间尺度效应及其影响因素研究进展[J]. 水土保持研究, 2022, 29(3): 88−97, 105. doi: 10.3969/j.issn.1005-3409.2022.3.stbcyj202203013 Pan Y W, Ma W L, Pan Q B, et al. Research progress on spatial scale effect of watershed erosion and sediment transport and its influencing factors[J]. Research of Soil and Water Conservation, 2022, 29(3): 88−97, 105. doi: 10.3969/j.issn.1005-3409.2022.3.stbcyj202203013
[24]	Ángeles G, Bautista S, Bellot J, et al. Scale-dependent variation in runoff and sediment yield in a semiarid Mediterranean catchment[J]. Journal of Hydrology, 2011, 397(1): 128−135.
[25]	Rodríguez-Caballero E, Cantón Y, Lazaro R, et al. Cross-scale interactions between surface components and rainfall properties. Non-linearities in the hydrological and erosive behavior of semiarid catchments[J]. Journal of Hydrology, 2014, 517: 815−825.

施引文献

资源附件(0)

图(7) / 表(3)

计量

文章访问数: 403
HTML全文浏览量: 130
PDF下载量: 67
被引次数: 0

1. 研究区概况
2. 物理模型设计
2.1 模型比尺确定
2.2 实验方案与依据
2.3 实验断面和波要素的选取
2.4 实验设备及布置
3. 防浪林消浪机理物理实验结果分析
3.1 不同防浪林林带宽度和防浪林排列方式的消浪结果
3.2 不同密度的防浪林消浪效果
3.3 不同树型的防浪林消浪效果
3.4 不同来波波高影响下消浪效果
4. 结　　论

1. 研究区概况
2. 物理模型设计
2.1 模型比尺确定
2.2 实验方案与依据
2.3 实验断面和波要素的选取
2.4 实验设备及布置
3. 防浪林消浪机理物理实验结果分析
3.1 不同防浪林林带宽度和防浪林排列方式的消浪结果
3.2 不同密度的防浪林消浪效果
3.3 不同树型的防浪林消浪效果
3.4 不同来波波高影响下消浪效果
4. 结　　论

参考文献(25)

施引文献

资源附件(0)

滦河流域水文连通性

作者简介: 王阳阳。主要研究方向：水土保持、生态水文。Emai：wangyangyang@bjfu.edu.cn 地址：100083 北京市海淀区清华东路35号北京林业大学水土保持学院

责任作者: 余新晓，教授。主要研究方向：水土保持、生态水文。 Email：yuxinxiao111@126.com 地址：同上。

计量

出版历程