黄河流域水文地貌耦合对人类活动的响应

流域系统中水文要素和地貌要素的耦合，形成了水文地貌耦合系统。本项目明确地提出水文地貌耦合系统的概念，通过地貌学、水文学、水力学相结合的研究方法，研究人类活动对水文地貌耦合系统的影响，以期实现河流系统理论的新突破。项目将运用野外观测取样、实测资料分析、室内模型实验、数学模拟、3S技术运用等多种手段，在流域系统的理论框架中，研究坡面-沟道水文地貌耦合对人类活动的响应，流域-河道水文地貌耦合对人类活动的响应，揭示河流水沙系统对自然因素变化与人类活动响应过程中的复杂响应现象与临界规律，为黄河流域洪水、泥沙灾害的治理、河流系统的调控提供更加坚实的科学基础。通过这一研究，建立河流系统水文地貌耦合的方法、理论，在国际上为地貌学中河流系统理论的进一步丰富和完善，作出贡献。主要创新点为：研究人为影响下坡面-沟道的耦合和解耦合机理；建立水文地貌耦合的多维临界关系。

本项目明确地提出水文地貌耦合系统的概念，以黄河流域为研究区，首次在流域系统的理论框架中，对于水文地貌耦合关系及其对于人类活动的响应进行了系统的研究。研究内容为：（1）坡面-沟道水文地貌耦合对人类活动的响应；（2）流域-河道水文地貌耦合对人类活动的响应；（3）河流水沙系统对自然因素变化与人类活动响应过程中的复杂响应现象与临界规律。主要进展为：（1）揭示了黄河中游径流可再生性、绿水系数、侵蚀产沙对人类活动和气候变化的响应过程，基于夏季风指标重建了近127年来天然径流的变化趋势，发现了降雨对侵蚀产沙影响中的时间尺度效应；（2）揭示了黄河上游河道输沙功能的下降对人类活动和气候变化的响应过程，基于流域-河道耦合和水文-地貌耦合阐明了黄河下游游荡河道平滩流量和河床形态调整中的因果关系链；（3）基于遥感植被指标NDVI建立了黄土高原侵蚀-植被临界关系，阐明了黄河上游清水来源区来水的稀释效应对下游河道淤积的影响及临界现象，发现了黄河上游河道冲淤行为对于先后建成的刘家峡和龙羊峡水库的复杂响应。已发表SCI索引论文8篇。项目成果对于河流地貌系统理论的进一步丰富和完善作出了贡献；同时也为黄河流域洪水、泥沙灾害的治理和河流水沙的调控提供了新的依据。