新疆额尔齐斯河流域“2005•6•1”大洪水分析

2005年6月1-2日,额尔齐斯河全流域发生了突发性融雪和降雨混合型大洪水,各支流洪水峰高、量大、来势凶猛,其中额尔齐斯河源头支流--库依尔特斯河发生有实测资料（50 a）以来最大洪水,布尔津河、哈巴河发生有实测资料（54 a）以来第2、第3位洪水,给当地造成较大经济损失。根据河流实测洪水、降水量、气温、高空和环流形势等资料,对这次洪水的成因、过程、特点进行分析。结果表明：① 在额尔齐斯河流域融雪与降雨混合型大洪水的形成过程中,前期气温和大尺度降水天气起重要作用;② 从[JP2]有实测洪水记录的50多年以来,第4次发生全流域性洪水,在全球气候变暖和随阿勒泰地区冬季降水量明显增多的形势下,灾害性洪水出现的可能性将增加;③ 由于融雪与降雨混合型洪水过程较长、峰量较大,因此,洪水挟沙能力较强,在设计蓄水工程时要引起重视;④ 对下游有较大城市或重点水利工程的山区河流,要加强防洪预警系统的建设力度,以减轻灾害性洪水造成的损失。     

近20 a新疆升温融雪(冰)型洪水频次时空变化及大气环流型分析

利用2000—2019年新疆升温融雪(冰)型洪水灾情资料,分析了近20 a融雪(冰)型洪水频次的时空分布和地域差异性,结果表明:北疆融雪型洪水频次占全疆的75%,主汛期在春季,集中出现在北疆西部北部区域,伊犁哈萨克自治州最多(新源县最多);南疆主汛期在夏季,融雪(冰)型洪水主要出现于昆仑山北坡,3月和7月是北疆融雪和南疆融雪(冰)型洪水的高发月份。20 a来南北疆春季融雪型洪水频次均呈增多趋势,后10 a融雪(冰)型洪水频次较前10 a均增多,增幅30%左右。阐明了新疆融雪(冰)型洪水的天气学分型,分析了伊朗副高东扩型、西太副高西伸型和新疆脊发展型三类大气环流形势,给出新疆升温融雪(冰)型洪水的高低空环流形势及天气系统配置。得出融雪(冰)型洪水发生前,100 hPa南亚高压呈单体型,100~700 hPa新疆受深厚高压脊控制,高空0℃层高度明显偏高,前期山区降水明显偏多。北疆需重点防范春季伊犁州的中低山体季节融雪型洪水,南疆则应密切关注夏季高山冰湖溃决型和积雪、冰川融水型两类融雪(冰)型洪水。     

天山北坡融雪期土壤湿度特征及其影响因子

以天山北坡军塘湖流域为研究区,测量2009年和2010年该地区不同深度土壤湿度的变化,并对2 a融雪期各土壤湿度进行比较。结果表明：2 a间 0 cm和10 cm土壤湿度变化趋势一致,20 cm和30 cm土壤湿度变化差异较大。运用相关分析方法,分析2009年各层土壤湿度与2 m气温、土壤温度及雪深的关系,得出各层土壤湿度变化是气温、雪深和土壤温度综合作用的结果,但在不同时期不同深度土壤湿度所受的影响因子不同。同时分析了2009年和2010年不同土壤湿度特征与融雪洪水洪峰的关系,得出在融雪期,若下层（20 cm以下）土壤湿度变化小则出现洪水,反之则无洪水。其结果为进一步研究融雪径流模型和洪水径流预报提供基础资料。     

春季融雪期0℃层高度与乌鲁木齐河径流量的关系

在收集乌鲁木齐河春季日平均流量和0℃层高度资料的基础上,应用统计方法分析了春季融雪期0℃层高度变化与乌鲁木齐河日平均流量的关系,得出乌鲁木齐河日平均流量与乌鲁木齐08:00时和20:00时的0℃层高度有较好的线性关系,但日流量的变化趋势滞后于0℃层高度变化;2003-2006年日平均流量序列与0℃层高度序列的相关系数均超过95%显著水平,仅2002年未达到显著水平。最后选出相关系数最高的序列进行回归分析,建立回归模型的系数,希望能为今后的融雪径流与融雪型洪水的预报提供参考。     

2套气象数据在资料缺乏地区的适用性评估——以呼图壁河流域为例

在无资料地区,降水、气温等观测资料缺乏,影响洪水预报的准确性,进而影响防汛抗旱、水资源规划等工作的开展.因此,研究无资料地区已有降水、气温数据的适用性分析十分必要.应用包含融雪径流模拟的HBV模型,在呼图壁河流域石门水文站以上区域,基于模拟出的融雪洪水径流与实测径流对比,分别对中国地面降水与气温日值0.5°×0.5°格...     

新疆春季融雪洪水危险性动态评价研究

从新疆春季融雪洪水发生的机理出发,选取雪深、高程、水系距离3个评价因子,结合历史灾情数据,利用客观性较高的信息量模型以及GIS技术对新疆春季融雪洪水灾害的危险性开展了定量评价,获取了新疆春季融雪洪水危险性区划图。利用动态致灾因子日正积温和日降水量,驱动静态新疆春季融雪洪水危险性区划,建立了春季融雪洪水危险性动态评价体系,在日尺度上对全疆春季融雪洪水的发生进行了动态评价。结果表明:(1)新疆春季融雪洪水的高危险区主要分布在北疆的伊犁河谷、博州、中天山北坡、塔城北部和阿勒泰地区。(2)对新疆伊犁地区2005年3月中上旬的融雪洪水灾害进行动态评价检验发现,融雪洪水危险性动态评价结果精度较高,可应用到全疆的融雪洪水动态评价中。本研究可为新疆春季融雪洪水的防治和水资源管理提供支撑。     

天山北坡融雪期季节性冻土融化过程分析

利用军塘湖河流域典型试验场2013年11月至2014年3月整个冻结融化期野外观测的季节性冻土温度和水分数据,对融雪期该地区季节性冻土的融化过程和特点进行了分析,研究了融雪期土壤在融化过程中各土壤层的时间与垂直温度和水分的变化,并探讨了融雪期季节性冻土的水文效应。结果表明:1季节性冻土的融化过程可以分为融雪前期、融雪中期和融雪后期3个阶段;2融雪期季节性冻土的温度呈阶段性变化,随着土壤深度的增加,大气温度对土壤温度的影响越小,且存在明显的滞后性;3土壤的水分含量在融雪中期才有所提升,季节性冻土从上下2个方向融解;4融雪中后期的积雪液态含水率对土壤水热状况的影响显著,整个融雪期积雪密度对土壤水热状况影响较小;5季节性冻土的冻融过程对春季融雪径流有着十分重要的影响。     

渭河下游洪水变化特点及成因

在实测资料基础上,本文分析了渭河下游河槽萎缩前后的洪水变化特点及其成因。发现近十几年来,随着渭河下游河槽淤积的加重,洪水过程线由尖瘦型变成矮胖型,峰现时刻明显推后,洪水历时显著增加,峰量关系也发生了变化,与防洪形势不利。其原因不仅有河道边界条件变化的影响,更主要的是贴边淤积影响。这些影响因素的存在,致使洪水位居高不下,因而酿成小水大灾的后果。     

干旱区季节性积雪融雪期含水率变化及其模拟—以新疆军塘湖流域为例

积雪含水率是干旱区季节性积雪出流的重要条件。描述了融雪期干旱区季节性积雪含水率的变化,利用数理统计方法分析了影响因素,并采用多元统计模型进行模拟。结果表明:1)融雪期干旱区季节性积雪含水率变化范围在0-8%之间。积雪含水率融雪前期变化较小,在0-1%之间,融雪后期变化幅度增加,在1-8%之间;2)融雪前期、后期积雪含水率大致从下层至上层依次减少,中期反之;3)气温是积雪含水率变化的主要影响因素,其具有滞后性。     

新疆呼图壁河流域水文特征分析

呼图壁河是天山北麓中段第二大河流,根据该河多年统计资料,从流域气候、径流、泥沙、水质等方面对其水文特性进行分析。得出呼图壁河径流年际变化稳定、年内分配极不均匀;洪水特征为峰高、量大且持续时间长。洪水传播时间与传播速度与洪峰流量的量级、区间来水河段特征、洪水类型及洪水特性等因素有关;河流泥沙年际变化较大,年内分配极不均匀,与径流的年内变化基本一致;受人类活动的影响,河流水质沿程有恶化的趋势。     

新疆哈密石城子河流域水文水资源分析

不同地区的自然地理环境塑造了不同特征的河流,同时,河流的活动也在不断改变着与自身有关的自然环境。我国暖温带干旱区除塔里木河流域的水文特征、水资源及其合理利用有较多的研究外,其余中小河流的研究甚少。哈密石城子河的水文特征基本反映了我国暖温带干旱区众多中小河流域的水文特征。利用石城子河流域水文气象站1956-2001年资料,对该流域径流形成、洪水、泥沙、水质等进行分析,以揭示我国暖温带干旱区中小河流域的基本特征,为科学利用该地带中小河流域水资源提供理论依据。     

Monitoring and analysis of snow cover change in an alpine mountainous area in the Tianshan Mountains,China

Estimating the snow cover change in alpine mountainous areas (in which meteorological stations are typically lacking) is crucial for managing local water resources and constitutes the first step in evaluating the contribution of snowmelt to runoff and the water cycle. In this paper, taking the Jingou River Basin on the northern slope of the Tianshan Mountains, China as an example, we combined a new moderate-resolution imaging spectroradiometer (MODIS) snow cover extent product over China spanning from 2000 to 2020 with digital elevation model (DEM) data to study the change in snow cover and the hydrological response of runoff to snow cover change in the Jingou River Basin under the background of climate change through trend analysis, sensitivity analysis and other methods. The results indicate that from 2000 to 2020, the annual average temperature and annual precipitation in the study area increased and snow cover fraction (SCF) showed obvious signs of periodicity. Furthermore, there were significant regional differences in the spatial distribution of snow cover days (SCDs), which were numerous in the south of the basin and sparse in the central of the basin. Factors affecting the change in snow cover mainly included temperature, precipitation, elevation, slope and aspect. Compared to precipitation, temperature had a greater impact on SCF. The annual variation in SCF was limited above the elevation of 4200 m, but it fluctuated greatly below the elevation of 4200 m. These results can be used to establish prediction models of snowmelt and runoff for alpine mountainous areas with limited hydrological data, which can provide a scientific basis for the management and protection of water resources in alpine mountainous areas.     

Long-term variations in runoff of the Syr Darya River Basin under climate change and human activities

In this study,we analyzed the hydrological and meteorological data from the Syr Darya River Basin during the period of 1930–2015 to investigate variations in river runoff and the impacts of climate change and human activities on river runoff.The Syr Darya River,which is supplied by snow and glacier meltwater upstream,is an important freshwater source for Central Asia,as nearly half of the population is concentrated in this area.River runoff in this arid region is sensitive to climate change and human activities.Therefore,estimation of the climatic and hydrological changes and the quantification of the impacts of climate change and human activities on river runoff are of great concern and important for regional water resources management.The long-term trends of hydrological time series from the selected 11 hydrological stations in the Syr Darya River Basin were examined by non-parametric methods,including the Pettitt change point test and Mann-Kendall trend tests.It was found that 8 out of 11 hydrological stations showed significant downward trends in river runof f.Change of river runoff variations occurred in the year around 1960.Moreover,during the study period(1930–2015),annual mean temperature,annual precipitation,and annual potential evapotranspiration in the river basin increased substantially.We employed hydrological sensitivity method to evaluate the impacts of climate change and human activities on river runoff based on precipitation and potential evapotranspiration.It was estimated that human activities accounted for over 82.6%–98.7%of the reduction in river runoff,mainly owing to water withdrawal for irrigation purpose.The observed variations in river runoff can subsequently lead to adverse ecological consequences from an ecological and regional water resources management perspective.     

基于SWAT模型的开都河流域径流模拟

在遥感和GIS技术支持下,应用SWAT(Soil and Water Assessment Tool)分布式模型对开都河流域1988-2009年逐月径流进行模拟。结果表明:模拟结果与实测径流较吻合,校准期(1990-2000年)效率系数为0.58,平均相对误差为-5.7%,线性拟合度为0.8,验证期(2000-2009年)的结果与校准期接近,均达到了模型的评价标准,结果具有一定的可信度,SWAT模型适用于开都河流域的径流模拟;季节性融雪是研究区径流形成的重要组成,结合研究区的特性,确定了研究区的各项积雪/融雪参数,提高了冬春季节径流模拟的准确性。     

天山南坡开都河流域洪水影响要素分析研究

根据开都河流域1958-2007年气象与水文资料,利用Mann-Kendall非参数检验技术对春季和夏季洪峰流量变化趋势进行分析,并在此基础上采用滑动t检验和Mann-Kendall方法对其突变点进行检验,最后应用灰色关联对天山南坡开都河春夏季洪峰流量的影响因素进行了分析。结果表明:1958-2007年期间,开都河春季洪峰流量呈减小的态势,夏季洪峰流量呈增加的态势;春季和夏季洪峰流量发生突变的年份分别为1972、1996年;积雪日起6天积温绝对变化、洪峰日起前6天积温变化是春季洪峰流量的主要影响因素,即积雪日前期温度变化与春季升温程度决定了春季洪峰的强度;而洪峰日起前5天降水量、洪峰前期降水量是夏季洪峰流量的主要影响因素,说明洪峰发生前的土壤含水量与降水量多少决定了夏季洪峰流量的大小。     

基于MODIS/NDVI的塔里木河流域植被覆盖变化驱动因素相对作用分析

塔里木河流域是我国生态较为脆弱的地区,过去几十年不合理的开发,导致植被覆盖遭到严重破坏。2001年以后,随着"塔里木河流域近期综合治理项目"等系列生态工程的实施,流域环境得到初步改善,植被覆盖日益好转。利用2001—2013年逐旬MODIS/NDVI数据和气象数据,通过分离气候变化对塔里木河流域植被覆盖的影响,对气候变化和人类活动对植被覆盖变化的相对作用进行定量分析。研究表明:(1)2001—2013年塔里木河流域植被覆盖总体呈增长趋势;植被覆盖呈改善趋势的区域占流域总面积的28.02%,呈退化趋势的区域占10.99%,其他区域则基本不变。(2)采用相关分析与残差法分析了气候变化和人类活动对植被覆盖变化的影响,结果表明植被覆盖变化与气候因子显著相关;人类活动对植被覆盖变化起积极作用的面积占流域总面积的61.8%,起消极作用的占38.2%。(3)通过对植被覆盖变化驱动因素进行相对作用分析,可以得出在植被改善区和植被退化区,人类活动的作用相对于气候因素更大,是植被覆盖变化的主要驱动因素。     

石羊河流域近45年气温和降水特征分析

利用1961-2005年石羊河流域上游(古浪)、中游(凉州区)、下游(民勤)当地气象站的气温、降水资料,分析了石羊河流域的气候变化特征.结果表明:45年来,流域气温总体呈上升趋势,20世纪60-80年代气温呈降低的趋势,而90年代开始到21世纪初气温呈上升趋势.年平均气温的升高主要是冬季和秋季增温的贡献.降水总体上呈相对增多趋势,上、中、下游降水的年代际变化呈现出不同的特点,降水分布不均.流域内降水量夏季最多,秋季次之,冬季最少;石羊河流域平均气温异常偏暖集中在90年代末到21世纪初,异常偏冷集中在60年代末;石羊河流域降水异常偏多出现在70年代和90年代,异常偏少出现在60年代.     

滦河流域径流的长期演变规律及其驱动因子

根据滦河主要代表站三道河子、潘家口水库、滦县1956-2008年天然径流资料,应用Mann-Kendall趋势检验、功率谱分析等数理统计方法,分析滦河径流的历史演变规律。同时,选用代表气象站1957-2008年气象资料以及1985-2000年土地利用数据,对径流变化的驱动因子进行分析。结果表明：滦河径流整体上呈减少趋势...     

近50年来喀什噶尔河流域气温、降水及径流的变化趋势

应用喀什噶尔河流域内7个气象站、3个水文站的观测资料,分析了全流域、平原区和帕米尔高原的气温、降水以及出山口控制站年径流量的变化特征.结果显示:①从20世纪90年代开始,喀什噶尔河全流域以及平原区和帕米尔高原的年以及冬、秋季明显增暖,近5年春季迅速增温.从90年代起,全流域与高原区的年降水量明显增加,近5年平原区也明显增加;自90年代起全流域的春季、夏季降水明显增加,而近5年秋、冬季增湿迅速;近5年平原区的秋、春季以及冬季降水增加明显,高原区却以夏、秋季增湿最明显.②喀什噶尔河全流域以及平原区和帕米尔高原的年气温与降水量都呈显著的线性增加趋势.平原区的秋、冬季气温显著上升,冬季最明显,夏季呈不显著的下降趋势;平原区的四季降水呈不显著的上升趋势.帕米尔高原的夏、秋、冬季气温呈显著的上升趋势,秋季最明显;帕米尔高原的四季降水呈上升趋势,只有夏季的增湿趋势较显著.③喀什噶尔河年径流量(3站合计)近47年来呈显著的线性上升趋势,以3.0%·(10 a)-1的速率增加.流域内3条河流情况有所不同,克孜河径流量的线性增加趋势最明显,而盖孜河呈不显著的下降趋势.