黄土高原典型流域河川径流水文情势变化及其归因分析

[目的] 分析黄土高原典型流域河川径流水文情势变化及其原因,为该区域水土保持与水资源高效利用提供科学支撑。[方法] 选取渭河支流散渡河与无定河支流大理河为研究区,利用甘谷站和绥德站1965—2018年的气象水文资料,采用线性回归、Mann-Kendall检验、累积距平和双累积曲线法分析散渡河和大理河的径流变化特征及其驱动因素,采用改进的RVA法分析梯田和淤地坝为主的水土保持措施对不同河流水文情势变化的影响。[结果] 两条河流的年径流量呈显著减少趋势（p<0.01）,并在20世纪90年代前后发生突变。采用改进的变异性范围（RVA）法计算散渡河和大理河的径流综合改变度分别属高度改变（90.12%）和中度改变（60.66%）,32个水文变化指标中,流量变化改变率指标受到的影响最为显著。[结论] 以梯田措施为主的散渡河月中值流量和年最小流量均大幅减小,年最小流量发生时间明显延迟且低流量脉冲历时增加。以坝库工程为主的大理河月中值流量受季节变化影响,年最小1 d和3 d流量增加且低流量脉冲次数减小。     

渭河水文情势变化评估及归因分析

河流水文情势关系着河流生态健康,对河流生态系统的完整性和稳定性具有重要影响。采用线性回归法、Mann-Kendall法、累积距平法及双累积曲线法分析了渭河流域咸阳、华县与状头3个水文站径流变化特征(1965—2018年),结合IHA-RVA法综合评估河川径流水文指标改变程度,揭示了人类活动对水文情势的影响。结果表明：1965—2018年渭河主干及子流域北洛河流域年径流量呈显著减少趋势(p<0.05),干流咸阳和华县站年径流减少速率分别为5.5×10⁷ m³/a和6.8×10⁷ m³/a,北洛河状头站年径流减少速率为8.0×10⁶ m³/a;咸阳和华县站年径流量突变年份均为1993年,状头站年径流量突变年份为1994年。对比突变前后水文指标变化程度,咸阳、华县与状头站水文整体改变度分别为48%,46%和50%,为中度改变。流量变化改变率及频率改变最为显著,水利工程与水土保持措施是河川水文情势变化的主因。研究结果可为流域水资源可持续利用与水土保持措施合理...     

2007-2019年东江流域赣粤出境水质评价与成因分析

[目的] 分析东江源区赣粤出境水质时空分布特征，为该流域的水环境治理和水生态改善提供理论依据和数据支撑。[方法] 基于东江源区2007—2019年赣粤出境监测断面的11项水质指标，运用描述性统计分析、水污染指数法、相关性分析和Mann-Kendall检验等方法，分析了流域出境水质变化与成因。[结果] ①不同水文时期的水质状况均存在差异，以氯化物、硫酸盐和氨氮的时空差异性最为明显。②年内变化为汛期水质好于非汛期，劣Ⅴ水仅存在于非汛期；年际变化为，2008年出境水质最差，2009年开始好转，2017—2019年全部满足Ⅱ—Ⅲ类水。③氨氮是出境水质最主要的污染物但浓度显著下降，稀土开采，果业开发和大型养殖等是影响水质的主要因素。[结论] 过去十几年，东江源区赣粤出境水不同水文时期水质略有不同但总体呈下降趋势，主要污染物氨氮浓度显著下降，源区近年采取的保护修复措施成效显著。     

影响鱼类分布的生态水文因子建模及分析

人类活动干扰下河流自然水势改变,导致鱼类栖息地环境变化。为准确分析影响鱼类分布的生态水文环境,该文以美国阿肯色河流域的国家级濒危小型鱼类:产漂流性卵鲤鱼(Arkansas River Shiner,Notropis girardi,ARS)为例,根据其繁殖期特有的水文条件需求,选取流域40个水文站点的日径流数据,分别计算历史时期(1950-1962年)和当前时期(1990-2010年)的3个繁殖期生态水文因子:高流量,较高流量历时及断流历时。每个生态水文因子分别结合其他25个环境因子,基于最大熵理论(MaxEnt)构建物种分布模型。运用经典受试者工作曲线(receiver operating characteristic,ROC)及Parolo等提出的模型转移前后预测结果的Spearman’s rho相关系数,评价模型的自适应性(model fit)和转移能力(transferability)。3个模型在两个时期的ROC曲线与横坐标围成的面积均大于0.95,模型转移前后预测结果的Spearman’s rho相关系数均大于0.6。研究分析表明,模型具有较好的自适应性及转移性。3个生态水文因子中,高流量对模型的贡献率最大,对该种鱼类在两个时期的潜在分布影响最显著。不同的历史时期,物种的潜在适生概率随同一生态水文因子的变化呈现出了不一致的变化趋势。3个模型均预测出ARS的潜在生境有相同的空间变化趋势。该研究结果能够为中国保护河流生态系统与濒危鱼类提供借鉴经验。     

基于IHA-RVA法的生态治理对径流演变情势的影响评估

研究流域径流演变情势及其对生态治理的响应,可为流域水资源合理利用和水生态治理提供重要指导。该文依据北洛河上游1964—2014年逐日平均流量和年降水量资料,采用双累积曲线法、双滑动平均法(MASH)和Mann-Kendall趋势检验法对径流过程变化进行了分析研究,采用水文指标变化范围法(IHA-RVA)对5组30个径流指标及其改变度进行了评估,对径流演变成因做了初步分析。结果表明：研究期内年径流呈现减少趋势,且以1979年和2002年为界可划分为基准期、水土保持治理期和生态恢复影响期;汛期流量下降较非汛期明显,减少幅度为35.6%;生态治理影响下径流指标整体水文改变度为74.35%,属于高度改变;5组30个径流指标中发生高度改变的指标占比增加,其中年极端流量组变化度最大,为94.77%。人类活动使得流域河川径流显著减少且波动性减弱,而水土保持、退耕还林(草)措施是核心驱动力。     

影响鱼类分布的生态水文因子建模及分析（英文）

人类活动干扰下河流自然水势改变,导致鱼类栖息地环境变化。为准确分析影响鱼类分布的生态水文环境,该文以美国阿肯色河流域的国家级濒危小型鱼类:产漂流性卵鲤鱼(Arkansas River Shiner,Notropis girardi,ARS)为例,根据其繁殖期特有的水文条件需求,选取流域40个水文站点的日径流数据,分别计算历史时期(1950-1962年)和当前时期(1990-2010年)的3个繁殖期生态水文因子:高流量,较高流量历时及断流历时。每个生态水文因子分别结合其他25个环境因子,基于最大熵理论(Max Ent)构建物种分布模型。运用经典受试者工作曲线(receiver operating characteristic,ROC)及Parolo等提出的模型转移前后预测结果的Spearman’s rho相关系数,评价模型的自适应性(model fit)和转移能力(transferability)。3个模型在两个时期的ROC曲线与横坐标围成的面积均大于0.95,模型转移前后预测结果的Spearman’s rho相关系数均大于0.6。研究分析表明,模型具有较好的自适应性及转移性。3个生态水文因子中,高流量对模型的贡献率最大,对该种鱼类在两个时期的潜在分布影响最显著。不同的历史时期,物种的潜在适生概率随同一生态水文因子的变化呈现出了不一致的变化趋势。3个模型均预测出ARS的潜在生境有相同的空间变化趋势。该研究结果能够为中国保护河流生态系统与濒危鱼类提供借鉴经验。     

甘蔗种植模式对流域水文连通性的影响

[目的] 研究甘蔗种植模式(新植、宿根)与植被覆盖度的空间分布对流域水文连通性的影响，为流域水文连通性研究及水土流失治理提供科学参考。 [方法] 以IC指数(index of connectivity)为水文连通性指标，基于ArcGIS以及无人机高分辨率影像数据，分析那辣小流域水文连通性随甘蔗生长期变化的特征，并利用主成分分析法探究水文连通性的关键影响因素。 [结果] ①那辣小流域IC均值随甘蔗生长期变化在-2.07~-2.87，苗期IC均值显著大于(p＜0.05)分蘖期、伸长期和成熟期，各子流域IC值随甘蔗生长期表现为先减小后增大和持续减小两种不同趋势，且在空间上越接近道路网或河道IC值就越高。 ②新植甘蔗IC值在苗期与分蘖期显著大于宿根甘蔗(p＜0.05)，在成熟期显著小于宿根甘蔗(p＜0.05)，但在伸长期无显著差异。 ③苗期、分蘖期和成熟期水文连通性影响因素主要为种植模式、植被覆盖度和坡度，且新植面积所占比例对水文连通性影响大于宿根面积所占比例。 ④新植甘蔗面积比例在苗期、分蘖期和成熟期显著影响了植被覆盖度，且随着生长期推移，其影响逐渐降低。甘蔗种植模式会通过影响植被覆盖度进而影响水文连通性。 [结论] 那辣小流域水文连通性随甘蔗生长期有显著变化，且受到种植模式和植被覆盖度的显著影响，其中种植模式可以通过影响植被覆盖度进而影响水文连通性。     

流域土地利用/覆盖与植被变化的水文响应模拟研究

以鄱阳湖的主要水源区梅江流域作为研究区,利用分布式机理性环境水文模型SWAT,探讨人类活动背景下植被变化对流域水文特征的影响.以遥感获取的叶面积指数(LAD表征流域的植被状态数据,并通过控制性模拟来研究流域土地利用/覆盖、植被状态的改变导致的流域水文特征响应.模拟结果表明:在1987-2001年的15 a中,虽然流域的土地利用/覆盖变化很小,但由于植被叶面积指数的变化,导致了流域年径流总量5.4%的增加,其中枯水期的增量为10.2%,丰水期则为2.6%;土地利用/覆盖和植被变化对流域水文过程的影响主要表现在暴雨强度相同的情况下,植被变化对流域流量的影响呈非线性变化趋势,其中对中等程度的暴雨影响最大;植被增加具有明显的使暴雨洪峰出现时间滞后的效应,同时也使洪水之后的"退水"过程变得平缓.     

干旱区流域水文生态系统质量综合评价研究--以新疆自治区玛纳斯河流域为例

根据玛纳斯河流域水文生态现状和存在的主要问题,构建了由3层19项指标组成的综合评价指标体系;基于层次分析法进行了指标权重分配,确定了评价标准和两级模糊综合评判法,并以玛纳斯河流域为例进行了实例验证。结果表明,水文气象要素和生态环境要素对玛纳斯河流域水文生态系统质量影响较大,两者对很差级别的隶属度分别高达38.4%和47.0%,而社会经济要素相对较好,对良级别的隶属度高达59.2%,总体来说该流域水文生态系统质量较差。评价结果与实际情况基本相符,说明层次分析法和两级模糊综合评判法在干旱区流域水文生态系统质量综合评价中具有一定的应用价值。     

植被对流域水文特征响应研究

通过2001～2005年连续5年的密云水库集水区的流域水文监测数据结果表明：流域内年平均降雨量为594.7 mm,主要集中在6～8月份,占全年降水的70%～80%。表层土壤含水量年均6.8%～11.3%,年内变化与降雨量趋势基本一致,先上升后下降。随着植被的恢复,流域内产流量和产沙量逐渐降低,植被的消减率最大可达77%。流域内的多次水质抽样检验结果表明：多数水质指标都达到一类水质标准,超标指标主要是总氮和总磷。     

森林植被对水文通量的影响研究综述

森林植被层作为水文环境要素,对降水、蒸散和径流等水文通量在空间上的分布特征有着重要的影响作用。国内外对于森林植被对水文通量的空间分布的影响,在垂直方向上分层次进行水文通量变化过程的研究;在水平方向上按照林地与非林地的对比,森林植被类型之间的对比,甚至同一树冠的不同部位的对比等,进行了细致的研究。以森林植被对这三种水文通量要素空间分布的作用为基础,系统概述了近年有关的研究成果,并结合国内外研究的动向,指出将来可能着重研究的方向。     

从幼儿到成年的流域水文模型及典型模型比较

本文将流域水文模型的发展过程分为幼儿期、少年期、成长期和成年期,并对各时期水文模型的特点、功能等进行了系统讨论.为便于突出不同发展阶段模型的特点、模块组成和计算方法,按集总式、半分布式、全分布式和模型集成系统将模型分类,对不同类型的典型模型进行了比较,其中集总式水文模型包括斯坦福(Standford)、流域水文模型IV(SWM.IV)、萨克拉门托(Sacramento)模型、水箱(Tank)模型、新安江模型、HEC-1模型、SWMM模型,半分布式模型包括HSPF模型、PRMS模型、HEC-HMS模型、TOPMODEL模型、SWAT模型,全分布式和模型集成系统包括MIKESHE、SHETRAN、IHDM、TOPKAPI、BASINS、HMS、WMS、SMS、MMS模型.鉴于水文模型在国际、国内正在成为流域水资源管理的重要工具,对模型发展及分类对比的分析,将有助干水文模型的进一步广泛应用.     

陆面过程中的水文模式研究

陆面水文过程模拟是解决全球环境恶化与气候异常的最好方法，是当前学术界关注的热点。对陆面过程的涵义、模式的发展、陆面过程中水文参数的描述进行了总结，提出了在陆面水文过程研究中存在的尺度匹配误差、数据共享矛盾、参数不确定性等不足及今后的研究方向。     

全国水文计算单元空间数据库的建立与应用

基于水文观测的径流和输沙量数据是区域水土流失定量评价的基础数据。宏观性的研究需要把点状的水文数据转换为所代表面内的信息。利用已经公开刊印的全国水文数据，通过划分水文计算单元，水文表格数据与计算单元图的链接，流域汇流关系确定和径流泥沙的平衡计算，得到各评价单元的径流量和输沙量数据，建立了全国单元空间水文数据库，为以后的空间分析提供了数据基础。最后以1955年水文计算为例，对全国单元水文空间水文计算数据库应用进行了初步分析。     

雅鲁藏布江及其支流中部流域地区水文特性分析

该论述了西藏雅鲁藏布江及其支流拉萨河和年楚河中部流域地区的自然地理状况和水特性，为该区进一步搞好水土保持和流域治理工作，提高了大量的数据资料。     

空间数据对分布式水文模型SWAT流域水文模拟精度的影响

分布式水文模型的模拟精度受空间参数精度的影响.提升空间参数精度能较为精准描述流域空间特征,也会使空间数据量冗增,甚至影响模型运行效率.以分布式水文模型SWAT为例,分析DEM、子流域划分、土地利用、土壤、降水站点等空间数据精度对模型模拟精度的影响.结果表明:1)对不同对象(流量、泥沙、营养元素等)进行模拟时,大多数空间数据分辨率阈值不同,分辨率超出阈值可能降低模型模拟的精度;2)DEM分辨率降低,泥沙和总磷(TP)模拟结果的相对误差明显增加,而流量和硝态氮(NO3-N)模拟结果变化极小;3)DEM分辨率达到一定精度后,进一步提高并不会使地表径流模拟精度得到改善,低分辨率DEM获得的坡度较小,这会降低模型对流量的模拟,模拟的洪峰径流产生滞后现象;4)子流域划分对流域产流模拟影响较小,而对产沙模拟影响较大.子流域和水文响应单元的划分数量对流域上游产沙量影响较大,而对流域出口处泥沙荷载影响较小;5)土地利用和土壤图精度主要通过影响模型中HRU生成的数量而影响模拟结果;6)地表径流模拟上,能够体现对地表径流贡献较大的局地降水事件的分布式的降水数据要比利用气象站点获得的降水数据模拟结果的精度要高.研究结果可以为今后模型开发、利用、改进提供参考,提高模型模拟的精度.     

不同降水年型小麦丰产抗灾技术的研究

旱作小麦在不同降水年型的产量反应相差甚大，主要原因是降水年季分布不均匀，根据不同降水年型确定小麦丰产抗旱技术，从品种、播期、播量，施肥种类和肥料配比及田间管理等方面采取相应对策，取得小麦生产的最佳效益。     

塔里木河流域水文过程的特点初探

根据1957-2003年塔里木河流域气温、源干流水文资料，对塔里木河流域基本水文过程，山区降水和温度变化、源流区来水情况以及干流区各段水资源消耗进行分析，试图对近50年来塔里木河流域水文过程的特点进行初步分析和讨论。结果显示：塔里木河流域特殊的自然条件造成流域径流的形成区与水资源开发利用区，水资源荒漠平原消耗区相分离，而由于全球气候的变化。山区温度升高和降水增加，源流区径流量大幅增加，其中对干流影响最大的阿克苏河近10年进入特丰来水时期；但是，塔里木河干流来水量并未增加反而呈现微递减的走势，随着干流上游段耗水量的不断增加，塔里木河中下游生态环境明显退化。     

流域水文模型中面雨量的空间插值

以汉江褒河流域上游的江口地区为例,对流域水文模型中子流域面雨量的空间插值方法进行了比较,并应用三水源新安江模型对江口流域的日流量过程进行了模拟,模拟结果表明,在利用一般的面雨量处理方法,反距离加权法（IDW）,克立格插值法（Kriging）及引入面积权重的泰森多边形面雨量处理方法等4种方法中,引入面积权重的泰森多边形面雨量处理方法取得了较其它三种方法更好的精度,在面雨量的处理上这种方法具有一定的优势。     

森林流域分布式水文模型研究

 构建了森林流域基于物理过程的分布式水文模型。该模型界面明晰,参数较少、容易获取,具有明确的物理意义,而且能模拟降雨、气温、植被、冻土和地形等因素对系统水文过程的影响。通过改变模型中降雨输入和森林植被组成等参数的方法可以探讨森林生态系统水文过程对降雨输入和森林植被变化的响应。