基于改进RVA法的黑河上游水文情势变化分析

客观地评价水文情势变化是进行河流生态修复和流域水资源综合管理的基础。改进RVA法将径流典型年份的变化纳入整体改变度的计算过程中,相对更全面地评价径流水文情势的变化。近几十年来黑河流域气候条件的发生显著变化,黑河上游河流水文情势的变化情况仍需进一步研究。以黑河上游为研究区域,应用M-K检验识别径流的突变年份,采用改进RVA法计算分析黑河上游河流水文情势变化。结果表明,黑河上游径流的突变年份为2002年,2002年前后分别以平水年和丰水年为主;采用RVA法计算的整体改变度为54.68%,而改进的RAV方法计算的整体改变度为74.62%,说明RVA法低估了黑河上游水文情势整体改变度;黑河上游径流水文情势变化主要包括:相比于1960—2002年,2003—2015年后各月平均流量均呈不同程度增加,但最小1日、3日、7日和最大7日流量减小,其余极端流量指标呈不同程度增加,高、低流量发生次数及历时变化微弱,流量平均增加率、减小率以及逆转次数均增加;采用改进的RVA法计算的黑河上游水文情势的整体改变度为74.62%,属于高度改变。气候变化是导致黑河上游水文情势高度改变的主要原因。     

综合利用水库供水量的预测研究

陕西省石头河水库是一座城市生活供水和灌溉为主、结合发电、防洪、水产养殖等的综合利用大（2）型水库。本研究以石头河水库为例,详细阐述了综合利用水库供水水量预测的原理和方法,对于合理地进行综合利用水库调度运行管理和实施节约用水具有重要意义。     

考虑生态径流过程的运行模式对文峪河梯级水库综合效益的影响

生态流量控制与水库其他效益之间的矛盾是河流生态流量保障实践运行的最大障碍,协调生态保障与水库既得利益间的平衡关系是开展面向河流健康的水库调度的重要前提。本研究以河流生态需水过程为生态控制目标,结合文峪河梯级水库的运行需求,划定不同阶段的多目标寻优秩序,并据此建立梯级水库多目标调度模型。依据不同水平年来水状况及远景年的相应措施,设置不同调度情景进行梯级水库模拟调度,得到不同情景下的梯级水库调度方案。最后,对方案中梯级水库的供水保证率、发电量、生态保证率等指标进行统计对比,分析无、低限、适宜三个生态流量控制下的文峪河梯级水库综合效益统计指标的变化规律。研究结果显示：(1) 三个生态流量约束限制,对下游的城镇与工业用水影响不大,其保证率高达99.39%。(2) 对灌溉用水而言,由于将生态流量优先权设置在灌溉用水前,对农田灌溉用水的影响是客观存在的,农田灌溉用水的保证率随生态流量的增加,有所降低,适宜生态流量控制方案较不考虑生态约束方案,保证率下降了10%,且很多枯水年份,破坏的月份达到了8个月,即一年中大部分月份不能满足灌溉需求,可见其破坏程度以及其潜在的经济社会影响不容小视。(3) 三个方案下泄的生态水量都较多,且水量过程差别不大,但生态水量下泄多发生在灌溉用水满足的时段。(4) 由于城镇工业用水、农业用水以及生态用水都是从下游取水,其变化对发电量的影响较小。且实施最小生态控制情况下,梯级水库的强制下泄水量有所减少,为柏叶口和文峪河水库间的补偿调节,提供了更多的空间。通过联合运用,在保障下泄水量要求的情况下,柏叶口相对增发,使梯级总发电量增大,并略高于其他两种方案。     

考虑不同生态需水方案的水库生态友好型调度研究

为保证生态安全,协调水库社会经济供水和生态环境供水之间的平衡关系,研究考虑三种不同的生态需水方案建立了红崖山水库的生态友好型调度模型,通过优化模拟方法得到水库的供水方案和调度图.优化结果表明:生态调度后水库供水对社会经济用水的影响相对较小,供水服务经济功能价值有了大大提高,三种生态需水方案下河道生态下泄水量分别达到4506万m3、6621万m3和5400万m3.在不突破地下水开采红线控制指标下,为满足各方案水资源供需平衡,三种方案下蔡旗断面来水量控制目标分别是2.82亿m3、3.21亿m3和2.96亿m3.研究思路和方法合理可行,可为类似区域生态需水量估算和生态友好型调度管理提供技术支撑.     

乌伦古河流域水文特征

以乌伦古河流域所处地理位置和气候特征为背景,通过乌伦古河流域各水文和气象站1960-2010年实测资料和相关文献,对流域内降水、径流、洪水、水质等特性进行分析。研究表明流域水文特征表现为：① 径流是以季节性积雪融水补给为主、以夏季降水混合补给为辅的春汛型河流,汛期来得早,5-6月水量占年水量的60%左右。② 枯水期较长,其水量占年水量的10%左右,最小月水量仅占1%左右,而且水量年际变化大,这两点对水利发电和发展农牧业灌溉十分不利,需要建控制性水利工程,对径流进行人工调节。③ 河流含沙量相对较小,且主要发生在4-6月的洪水期,其含沙量占全年的95%。④ 河流冬季结冰期较长,这对冬季水利发电、水利工程施工带来一定的影响。⑤ 水质属于优良的天然水质,但流域的水生态环境比较脆弱,需要加强对污染环境的管理及其治理。     

基于RVA的渭河中下游生态环境需水及其满足度研究

维持河流生态环境系统健康的关键在于满足河流生态环境需水。变动范围法（RVA）被广泛应用于河流水文情势的变化研究。提出了基于RVA阈值的生态环境需水计算方法。将该方法应用到渭河中下游林家村、咸阳和华县三个断面,得出三个断面的生态环境需水分别为5.295亿m³、11.274亿m³和23.908亿m³。与三个断面以往的研究结果相比,该方法具有一定的适用性。通过分析三个断面不同时期的生态需水满足度,得出三个断面的生态需水满足度最小值出现时间集中于汛期的5月、6月、8月和9月。因而在进行水资源配置时,应注意汛期的生态环境需水调度。     

洮儿河沿岸地区水利工程建设的生态水文影响初探

水利工程建设在获得社会经济利用的同时也对生态水文问题造成明显的负面影响,在干旱半干旱地区此类问题尤为显著。本文分别探讨了洮儿河沿岸地区三类水利工程即水库、防洪堤和灌渠对于流域生态水文的影响,主要体现在:(1)减少水库下游河流径流量,加重下游水资源短缺问题;严重影响下游沼泽湿地水文,导致湿地退化(2)灌渠建设使地下水位抬升,加重土壤次生盐渍化问题;(3)防洪堤修建改变湿地水质,增大其矿化度和碱度。     

石头河水库供水潜力与抗旱减灾作用研究

简述了石头河水库的工程规模和运用概况;拟定了在现有基础上均匀和非均匀增加供水量的多种供水方案;通过长序列多年逐旬模拟兴利调度,提示了水库在城乡生活、工业及农业供水方面的潜力;并分析了水库的抗旱减灾作用。     

开封清代洪涝灾害与发生类型研究

通过对清代开封地区历史资料的搜集、整理和分析,运用最小二乘法对该时期开封地区的洪涝灾害变化趋势、空间分布、等级及其成因等进行了研究。结果表明:开封地区从清世祖顺治元年(1644年)～清宣统三年(1911年)间的268a中,共发生洪涝灾害78次,平均每3.4a发生一次;轻度涝灾21次,占涝灾总数的26.9%;中度涝灾发生46次,占涝灾总次数的59.0%;大涝灾发生6次,占涝灾总数的7.7%;特大涝灾发生5次,占涝灾总数的6.4%;清代开封地区洪涝灾害变化可分为三个阶段,第1阶段在1644-1780年之间,平均2.4a发生一次,为洪涝灾害最频繁阶段;第2阶段在1781-1870之间,平均5.3a发生一次,为洪涝灾害较少阶段;第3阶段在1871-1911之间,平均13.7a发生一次,为洪涝灾害最少阶段。涝灾频次变化显示,开封地区洪涝灾害从清代早期到晚期具有明显的波动递减的趋势。兰考县发生洪涝次数最多,其次为开封市。该地区洪灾类型可分为河决型、河溢型和降水型,河流容易决堤泛滥、年降水量的明显增加以及高度集中是该区发生洪涝灾害的主要原因。     

1644-1911年宁夏西海固干旱灾害时空变化及驱动力分析

通过对历史文献资料的收集、统计和分析,对1644-1911年西海固地区干旱灾害的时间变化、空间变化、等级序列以及驱动力因子进行了研究。结果表明:1644-1911年西海固地区有记载的干旱灾害82次,平均3.27年发生一次;旱灾以春旱和夏旱最多,占发生次数的38.5%和25.3%;西海固地区的干旱灾害划分出四个等级序列,共发生轻度旱灾24次,占旱灾总数的29.3%;发生中度旱灾50次,占旱灾总数的60.97%;发生大旱灾和特大旱灾共8次,占旱灾总数的9.73%;西海固发生干旱灾害可分为5个阶段:旱灾的多发期包括:1710-1770年代、1800-1860年代(1820年代除外)。少旱灾期包括:1640年代-1700年代、1780-1790年代、1870-1910年代(1890年代除外);这一时期的中期西海固发生干旱灾害发生频率较高;旱灾高发区主要集中在西海固与陕西交接的南部,其中固原发生干旱的频次远远高于其他地区;影响干旱灾害时空变化的驱动力因子包括气候、生态和人口因子,其中气候因子起到了决定的作用。     

Understanding the impact of mountain landscapes on water balance in the upper Heihe River watershed in northwestern China

Estimating the impact of mountain landscape on hydrology or water balance is essential for the sustainable development strategies of water resources.Specifically,understanding how the change of each landscape influences hydrological components will greatly improve the predictability of hydrological responses to mountain landscape changes and thus can help the government make sounder decisions.In the paper,we used the VIC(Variable Infiltration Capacity)model to conduct hydrological modeling in the upper Heihe River watershed,along with a frozen-soil module and a glacier melting module to improve the simulation.The improved model performed satisfactorily.We concluded that there are differences in the runoff generation of mountain landscape both in space and time.About 50% of the total runoff at the catchment outlet were generated in mid-mountain zone(2,900-4,000 m asl),and water was mainly consumed in low mountain region(1,700-2,900 m asl)because of the higher requirements of trees and grasses.The runoff coefficient was 0.37 in the upper Heihe River watershed.Barren landscape produced the largest runoff yields(52.46% of the total runoff)in the upper Heihe River watershed,followed by grassland(34.15%),shrub(9.02%),glacier(3.57%),and forest(0.49%).In order to simulate the impact of landscape change on hydrological components,three landscape change scenarios were designed in the study.Scenario 1,2 and 3 were to convert all shady slope landscapes at 2,000-3,300 m,2,000-3,700 m,and 2,000-4,000 m asl respectively to forest lands,with forest coverage rate increased to 12.4%,28.5% and 42.0%,respectively.The runoff at the catchment outlet correspondingly declined by 3.5%,13.1% and 24.2% under the three scenarios.The forest landscape is very important in water conservation as it reduced the flood peak and increased the base flow.The mountains as "water towers" play important roles in water resources generation and the impact of mountain landscapes on hydrology is significant.     

渭河下游水量变化的防洪响应

在对渭河下游的来水来沙量进行分析的基础上,结合水槽试验结果和实测资料,从机理上探讨渭河下游呈现出洪水历时延长、滩地高程不降、水位处于逐渐升高的态势、边界条件劣势发展的不利防洪响应,认为其主要原因是产生贴边淤积的环境良好.据此,针对该环境所引起的防洪形势严峻问题,提出了治理对策.     

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。     

胶东半岛大沽河流域径流变化特征

大沽河是胶东半岛最大的河流,被称为青岛市的“母亲河”,近年来受气候变化与人类活动的共同影响,河川径流量急剧减少,河道断流形势严峻。基于1964-2008年大沽河3个水文站点（南村、产芝水库和尹府水库）的径流资料以及青岛气象站点的气象资料,初步探讨了大沽河流域径流的年际年内特征、变化趋势及其原因。结果表明：大沽河年径流存在明显的年代际特征,45 a间有一定下降趋势,特别是20世纪80年代以来,南村站河道常出现全年断流现象;3个水文站均于60年代初发生了突变,而且尹府水库站的年径流还存在显著的准4 a的变化周期;南村站径流的季节特征及变化趋势均比较显著,年径流量的89.8%集中在汛期,汛期径流量及各月径流（除8-9月）在45 a间均呈显著下降趋势,非汛期径流变化趋势虽不明显,但其径流量自80年代以来大多年份为0;相对而言,产芝水库和尹府水库站径流的季节差异及趋势相对较小;由基准期（1964-1980年）到变化期（1981-2008年）,降水变化与人类活动分别导致年径流量减少的比例为52.38%和47.62%,说明两者对径流的减少作用均比较显著,而且在全球气候变化的背景下,人类活动进一步加剧了径流的减少,并促使大沽河演变为季节性河流。     

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.     

气候变化对冰川融水型河流水情的影响──以玛纳斯河为例

我国西北地区的河流主要靠冰雪融水补给。８０年代新疆北部气候变化突出，分析玛纳斯河流域实测水文气象资料表明，８０年代年平均气温升高０．６℃，流域年降水量平均比５０—７０年代增加１６％，但河流水量趋于减少，年最大洪水减小１２．４％，河流径流的年内分布的不均匀性明显改变；春季水量增加，消融期提前，５月流量增大１９．５％，夏季略有减小。降水增多对河流径流影响不大，大河水文对气候变化的反应强烈，气候变化使河流水情向着不利于绿州经济与环境的方向发展。     

塔里木河下游水量转化特征及其生态输水策略

2000—2015年的生态输水对塔里木河下游生态恢复发挥了重要的作用。通过连续16 a的动态监测和野外数据采集,对生态输水的特点、方式、水量转化特征、生境变化和影响范围等进行了系统的分析,同时对生态输水策略与生态保护模式进行了初步探讨。结果表明:(1)主河道线状输水方式,难以扩大环境响应范围,开展汊河输水和面状输水是十分必要的;(2)水量转化和耗散比例为:补给地下水44.2%,土壤与植被消耗48.8%,入湖水量与河道内水面蒸发7%;(3)地下水响应的最大距离为1 000 m,在距河500 m范围地下水位上升、水质好转显著;(4)鉴于生态退化的趋势得到遏止,但其脆弱性依然没有根本转变,恢复并合理调控其文阔尔河和老塔里木河区间的地下水位,扩大受水区范围,建立更加稳固的生态恢复平台,是今后生态输水与生态环境保护的主攻策略。     

利用水资源管理模拟模型研究乌鲁木齐河流域地表水与地下水的转换

位于干旱区的乌鲁木齐河流域，在水资源开发利用中，地表水与地下水发生多次转换。水资源的重复利用率已高达１６７％。对于一个仅有６．３２×１０８ｍ３水资源总量的流域来说，研究地表水的开发调度方式对地下水转换补给的影响是一项非常有意义的工作。本文通过建立地表水与地下水联合利用的模拟模型，经过大量运算，随机地模拟了地表水开发利用过程中地下水资源的补给状况，针对扩大喷滴灌面积，提高渠系有效利用率等具体措施，分析了地表水资源量的增加以及地下水资源量的减少对可利用水资源总量的影响，这对于流域规划及水资源管理等方面有指导意义。     

基于DEM的延河流域水文特征提取与分析

基于DEM数据,依据地表径流漫流模拟算法,使用ArcGIS软件中的水文分析工具,提取与分析延河流域河网特征及相关信息,并与1∶25万地形图数字化水系进行分析比较。结果表明:集水面积阈值是决定河网提取精度的关键参数,阈值越大,提取河网越稀疏,反之则提取河网越密集;随着集水面积阈值的增大,河源数和河网密度、河流的级数、总河长等随之减少,但主河长变化不大;当阈值为5.51 km2时,提取河网与实际较吻合。因此,基于90m分辨率的DEM数据提取延河流域水系和子流域是切实可行的,可以作为数字流域建设与水资源管理的基础数据。