浑河流域降水与径流变化特征及同步性分析

为了科学预测浑河流域降水对径流的影响,利用浑河流域1956—2011年56年的逐月降水与径流资料,借助累积距平、滑动平均等方法分析了浑河流域降水量与径流量的变化趋势及时间尺度上的相关性。结果表明:（1）浑河流域降水集中在6—9月（7月最大）,径流集中在7—8月,且流域降水年内分配的不均匀性由上游至下游逐渐递增,而径流年内分配的不均匀程度总体呈现由上游至下游逐渐减小的趋势。（2）浑河流域降水量与径流量的相关系数为0.682,累积距平曲线和滑动平均曲线均显示浑河径流量与降水量的年际变化趋势是一致的,70年代之前好于70年代之后,丰水年份好于枯水年份。结合累积距平曲线和滑动平均曲线分析得出浑河流域降水量和径流量具有较高的相关性,可为浑河流域水资源的可持续利用及区域社会经济的永续发展提供科学依据。     

开都河流域气候变化特征及其对径流的影响简

采用Mann-Kendall趋势及突变检验、R/S的Hurst指数以及线性回归、滑动平均等方法,分析开都河流域1960-2010年的气温、降水及径流量指标,揭示该流域气候变化及径流响应的特征和长期趋势.结果表明,开都河流域近50年的气温、降水及径流量均呈显著增加趋势,增长率分别为0.027℃/a、0.863 mm/a和0.625 m3/a,其相应的突变年份分别为1993、1986和1996年.流域内山区既是气温增温最大的地区,也是降水增加最显著的地区.在气候变暖背景下,山区年均温及春、夏、秋3季升温比绿洲区的响应更为显著,但在绿洲区冬季升温则更为显著;山区降水量增加趋势较绿洲区显著.在过去50年,开都河径流突变前后多年平均径流量增加了9.96亿m3,对该流域工农业发展、生活以及生态可持续发展产生了很大的影响.     

锡林河流域径流变化规律及气候波动和人类活动影响的定量分析

多种原因导致内蒙古高原内陆河草原流域草地退化及环境恶化,定量分析其径流变化规律和影响因素对于流域的生态保护具有重要的意义。基于内蒙古锡林河流域1963—2015年水文、气象和社会经济等数据,采用累积距平法、双累积曲线法、改进的M-K趋势检验法和累积量斜率变化率比较法等方法,从年代、水文年及季时间尺度剖析了锡林河流域径流演变的规律,定量计算了气候波动和人类活动对锡林河径流变化的贡献。结果表明:锡林河流域径流量在各时间尺度均为显著(p0.05)减少趋势,而各气候要素的波动变化趋势不明显,但流域内社会经济变化显著;径流量在21世纪初达到最小,相对于20世纪90年代减少了54.9%;流域内降水、径流变化的突变年份均为1998年,1998年前后气候波动对径流减少的贡献率仅为30.34%,而人类活动对径流减少的贡献率达到69.66%,人类活动是引起径流量减少的主要驱动因素。     

渭河流域气候变化与区域分异特征

基于渭河流域分布区4个中国地面国际交换站气候资料,分析了1951—2007年风、气温、降水量、日照时数和相对湿度等气候要素变化及区域分异特征。结果表明,研究期间渭河流域年平均风速和年最大风速均呈现出减小的趋势。近年来年平均风速和年最大风速没有明显变化,且均小于平均值。年降水量没有明显的突变年份,但总体上,1987年后的年降水量平均值明显小于1987年前的年降水量平均值。日降水量≥0.1mm日数自1993年后均小于平均值,但是在1993—2007年期间没有明显变化。渭河流域年平均气温和最低气温均呈现出明显上升趋势,分别以0.544,0.509,0.386,0.667℃/10a的速度上升,远大于全球近50a来0.13℃/10a的平均增温速率,年气温极差增大。日照时数呈现出区域分异特点,不同地区的日照时数变化也有所不同,东北部日照时数呈现出增加趋势,其它区域则呈现出减少趋势。相对湿度呈现出明显的下降趋势。渭河流域气候呈现出暖干化变化趋势。     

气象因素对锡林河融雪径流影响的通径分析

以锡林河流域为研究对象,针对锡林浩特、阿巴嘎旗、林西和克什克腾旗4个国家气象站,1960-2010年的逐日气象数据和锡林浩特水文站1960-2010年的实测径流数据,利用相关分析、偏相关分析和通径分析等方法,在年时间尺度和季时间尺度上研究降水、气温、最高气温、最低气温、日照时数、潜在蒸散发和有效积温等气象因素与径流的相关性、偏相关性,并通过通径分析,确定其对径流影响的直接作用和间接作用.结果表明:在年时间尺度上,日照时数、年均气温、最低气温和最高气温与径流量的相关性不显著,其对径流的直接影响和通过其他因素对径流的间接影响也较小,不是影响径流变化的主要气象驱动因素;降水、蒸发和有效积温与径流的相关性较高,这3种因素对径流的直接影响也较大,是影响流域径流的主要气象因素.在季时间尺度上,对锡林河流域径流变化影响较大的前3种因素依然是降水、蒸发和有效积温;但不同季节、不同气象因子对流域径流影响的贡献不同,春季起主要控制作用的是有效积温,夏季和秋季起主要控制作用的是降水.     

同朔地区年降水量丰枯周期变化规律

雁门关外的大同、朔州两市,简称同朔地区,年降水量较少,十年九旱,对农业生产影响很大。选择气候条件基本一致且具有长系列降水资料的大同、浑源、朔县、阳高4个雨量站,对年均降水量进行了研究分析,以揭示该地区的天然降雨规律。其结论是:年降水量随时序变化具有较为明显的周期性,5年的周期较为明显,11年的周期也比较明显;丰水、枯水多以单独1年出现,偏丰水、偏枯水以单独1年或连续2-3年出现;不同长度系列,丰水和偏丰水年份出现频率呈持续下降趋势,平水和偏枯水年份出现频率呈持续上升趋势,但枯水年份出现频率呈相对稳定状态。研究结论对农业生产布局及避免自然灾害具有重要的指导作用。     

嘉陵江流域降水及径流演变规律分析

流域降水与径流演变规律的异同性,可有效表征人类活动对流域径流的影响。基于嘉陵江流域1958—2008年水文、气象资料,探寻流域年降水量、年径流量的空间分布规律,采用经验正交函数和时间序列分析法,研究年降水量、降水量年内分配指数和年径流量的演变规律,对比演变规律的同步及异步变化特征。结果表明:年降水量自流域东南向西北递减,年径流深分别于涪江、渠江上游和流域北部、涪江中游、流域中游干流段出现相对高值和低值。流域年降水量、降水量年内分配未呈现显著变化趋势,无突变点,把口站北碚站年径流量下降趋势明显,于1990年产生突变;年降水量和年径流量主周期一致,均为35a和21a,但主周期显著程度不同;年降水量和年径流量于2002—2008年丰枯状态不同,径流相对于降水呈现强减少趋势。流域自然条件和水利水保措施、城市化等人类活动造成降水与径流主周期显著程度的差异,以及降水与径流趋势性、突变性及阶段性变化的不同步。     

黄土丘陵沟壑区罗玉沟流域水沙特性分析

依据罗玉沟流域1986—2010年降水、径流、泥沙观测资料,采用统计学原理,分析研究了流域降水、径流、泥沙特征及其相关关系。罗玉沟流域多年平均降水量552.5 mm,降水年际、年内变化大,时空分布不均;多年平均径流量201.33万m3,多集中在汛期;多年平均输沙量33.83万t,沙量集中在汛期;年降水量与年径流量、汛期降水量与年产沙量、次平均降水量与次洪水输沙量相关性较好,年径流量与年输沙量具有较好的线性相关关系。     

退耕还林(草)对北洛河上游水沙变化的影响

为探究黄土高原地区退耕还林（草）政策的水沙响应问题,以植被恢复较好的北洛河上游为研究区域,根据其控制站吴起水文站1971—2010年4—10月实测水沙资料,定量分析降水量、径流量和输沙量三个水文要素的变化趋势和发生突变的年份。结果表明:1971—2010年,降水量并未发生显著的趋势性变化,径流量和输沙量呈显著减小趋势;综合四种突变点检验方法结果,并结合水土保持措施资料,确定径流量和输沙量的突变年份为2002年;利用双累积曲线定量分析降水和以退耕还林（草）为主的人类活动对径流量与输沙量的影响,相对于1971—2002年,2003—2010年降水和人类活动对径流量的影响程度分别为70.8%和29.2%,对输沙量的影响程度分别为34.0%和66.0%。植被的减沙作用明显大于减水作用,以退耕还林（草）为主的人类活动是北洛河上游流域泥沙减少的主要驱动力。     

枸杞黑果病与气象条件关系初探

根据2000年、2001年和2003年5-10月田间试验和相应的气象观测资料,利用相关普查和回归分析方法分析了果实形成期枸杞黑果病与气象因子的关系。结果表明,枸杞黑果病病情指数与果实形成期的降水量、降水日数、平均相对湿度、平均日照时数和平均风速间均具有极显著相关关系。其中降水量、降水日数和平均相对湿度是枸杞黑果病暴发流行的主要原因。     

太湖典型水稻种植区近50年来气候变化特征及其对浅层土壤温度的影响

根据常熟市 1960—2009 年的气象资料及浅层土壤温度观测资料分析了太湖典型水稻种植区近 50 年来的气候变化特征及其对浅层土壤温度的影响,其中气候变化特征分析包括气候倾向率、气候突变和气候异常年份及年代际分析。结果表明近 50 年来研究区的气候变化特征明显：①研究区气温明显升高;气压、相对湿度、风速及累积日照时数降低;降水量和蒸发量年际间波动较为明显,且各季节的倾向率有正有负;②近 50 年来研究区有 6 个气象要素发生了气候突变,其中最为明显的是平均风速;③近 50 年来研究区各气象要素中出现异常年份最多的为平均相对湿度;异常年份出现次数其次的气象要素是累积蒸发量;异常现象出现最少的气象要素为平均风速;④随着土层深度的增加,平均地温对气候变化的响应逐渐减弱,各季节中平均地温对气候变化的响应在秋季最弱。平均地表温度、平均 5 cm 地温、平均 20 cm 地温与平均气温及平均最高气温、最低气温均存在着显著的相关关系。     

近48年新疆夏半年参考作物蒸散量时空变化

利用新疆101个气象站1961-2008年夏半年（4-9月）逐月气候资料,在采用FAO推荐的Penman-Monteith公式计算出各站逐月参考作物蒸散量的基础上,使用气候倾向率、累积距平、t检验、Morlet小波、相关分析和Kriging插值技术等方法,对新疆近48a夏半年参考作物蒸散量时空变化特征及其气候成因进行了探讨。结果表明：（1）新疆夏半年平均参考作物蒸散量为942.5mm,在空间分布上呈现＂南疆大于北疆、东部大于西部、平原和盆（谷）地大于山区＂的格局。其空间分布与各地气温、日照时数、降水量、平均风速和空气相对湿度具有较好的对应关系,表现为,气温高、风速大、日照充足、降水少、空气干燥的区域,夏半年参考作物蒸散量较大,反之,蒸散量较小。（2）1961-2008年新疆夏半年参考作物蒸散量与同期日照时数、平均风速呈显著的正相关,与降水量、空气相对湿度为显著的负相关,与平均气温的相关关系虽不显著,但两者的年际间波动趋势基本一致。近48a,受气温上升、风速减小、降水量增多、相对湿度增大的综合影响,新疆夏半年参考作物蒸散量总体以20.09mm.10a-1的倾向率呈极显著的减小趋势。（3）突变检测表明,新疆夏半年参考作物蒸散量于1986年发生了突变性的减小,突变后的平均参考作物蒸散量较突变前减少了65mm,减少6.6%。（4）新疆夏半年参考作物蒸散量存在4~5a、12a和准22a的周期性变化,预计未来数年参考作物蒸散量将有增大的趋势。     

渭河上游气候因子变化特征及其与径流量的关系

根据渭河上游渭源等12县(区)国家基本(一般)气象站1971-2008年逐月气温、降水量、相对湿度、日照时数、风速等资料及北道水文站1971-2008年径流量资料,采用Mann-Kendall法、气候倾向率等方法,分析了气候因子变化特征及与径流量的关系.结果表明,自1971年以来,渭河上游气温以0.3℃/10 a的倾向率上升,气温的突变年为1994年.降水量呈较明显的周期变化,突变点出现在1994年及2004年.潜在蒸散以23 mm/l0 a倾向率增加,突变点出现在1993年.月径流量与降水量基本呈同步变化.年径流量以2.57×l08 m3/l0 a倾向率减少,突变点出现在1991年.径流量与气温、潜在蒸散、降水量的相关性比较显著.气温升高,潜在蒸散增加,地表水支出增多;潜在蒸散加大,降水量减少,地表水收入减少,这是径流量减少的直接原因.     

无定河流域径流侵蚀功率时空变化特征

不同尺度的径流侵蚀输沙关系尚未明确,亟待深入研究。为了探究流域径流侵蚀输沙的时空变化特征,基于水蚀动力过程的径流侵蚀功率理论,运用Mann-Kendall法和线性回归法分析了无定河流域1956—2010年年径流侵蚀功率和年径流量的时空变化;利用Mann-Kendall突变点检验,识别出径流的突变年份,对比分析突变年份前后的年径流侵蚀功率和年径流量变化,分析建立了年径流侵蚀功率—输沙相关模型。结果表明:1956—2010年,无定河流域年径流量与年径流侵蚀功率有显著减小趋势,径流突变年份在1971—1985年。突变年份之前流域年径流侵蚀功率平均标准差高于突变年份后;突变年份之后年平均径流侵蚀功率比突变年份前平均减少1.05×10~(-4 )m~4/(s·km~2);年径流侵蚀功率随流域面积的增大而减小。流域径流侵蚀功率—输沙相关模型相关性显著(p0.01)。研究阐明了无定河流域年径流侵蚀功率具有减少趋势,在空间上随流域面积增大而减少,在流域年尺度上径流侵蚀功率理论能够较好的表征径流侵蚀输沙关系。     

吐鲁番地区气候变化对参考作物蒸散量的影响

新疆吐鲁番盆地是中国气候最干旱、水资源最紧缺的地区之一,农业用水完全依赖于山区径流和地下水的灌溉。研究在气候变化背景下的参考作物蒸散量的变化,对制定科学合理的水资源管理技术方案具有重要意义。根据吐鲁番地区4个气象台站1959-2007年的历史气候资料以及联合国粮农组织（FAO）推荐的Pen-man-Monteith公式计算各地逐年参考作物蒸散量,采用线性回归、Morlet小波和Mann-Kendall突变检测等方法,分析近49a各站年平均气温、降水量、日照时数、年平均风速和空气相对湿度等气候要素以及年参考作物蒸散量的变化趋势和变化特征,据此分析参考作物蒸散量变化的气候成因。结果表明：①近49a吐鲁番地区年平均气温和空气相对湿度呈升高趋势,日照时数和年平均风速呈减小的趋势,降水量变化不明显;②年参考作物蒸散量与上述各气候要素均具有较好的相关关系（p〈0.1）,其中与年平均风速、空气相对湿度、降水量和平均气温的相关性最为密切（p〈0.01）。受上述各气候要素变化的综合影响,近49a吐鲁番地区的参考作物蒸散量总体呈明显的减小趋势（P〈0.01）,这对降低农作物需水量和农田灌溉量具有重要影响;③突变检测表明,吐鲁番地区年平均气温在1970年发生了突变性升高,年平均风速在1965年发生了突变性减小,参考作物蒸散量在1968年发生了突变性减小,其它气候要素未发生突变;④各气候要素和参考作物蒸散量分别存在准2～8a的年际尺度和16～24a的年代际尺度的周期性变化。     

纸坊沟小流域水文特征与降水量关系初步分析

应用纸坊沟小流域1959-1997年降水、输沙及径流观测资料,分析了流域降水和输沙年际、月际变化特征以及年降水量与年径流量、年均土壤侵蚀模数之间的关系,时段治理程度与时段年均输沙量之间的关系。结果表明,降水量年内分配不均且凸显单一峰值,降水在年际上呈平水年-干旱年-平水年（较丰水年）周期性变化;多年平均输沙量月分布过程线峰型单一瘦削,土壤侵蚀及输沙量年际变幅大,稳定性极差;径流年变化幅度很大,地表径流的年际变化11年为一个周期,连续出现枯水年和丰水年的周期均为6年左右;年降水量与年径流量、年降水量与年土壤侵蚀模数、时段年均输沙量与时段治理程度呈线性相关关系,其相关程度均呈极显著（在0.01水平上）。     

近50年来淮河干流径流演变规律分析

基于淮河干流1956-2008年的实测径流资料,从不均匀性和集中程度等方面分析了径流年内分配的时空变化特征,并采用Mann-Kendall非参数检验和距平累积等方法对径流年际变化的趋势性与阶段性进行定性和定量分析。结果表明:(1)淮河干流径流年内分配极不均衡,年际变化较为剧烈。汛期径流量约占年径流量的63%,而最小年径流量仅占多年平均径流量的14.0%～18.2%。1980年以后,径流年内分配不均匀性与集中程度进一步加剧,空间差异有所减小,而集中期则延迟于7月份。(2)年径流量总体表现出递减的变化趋势,且中游递减趋势较上游明显,但均不显著。四季径流量变化趋势与变化幅度不尽相同,息县站和王家坝站仅在春季呈现递减趋势,而鲁台子站与吴家渡站在春、秋季均呈现递减趋势。总体而言,枯水期径流量的进一步减少将加剧流域水资源的供需矛盾。(3)年径流量序列中存在2个持续丰水时段和3个持续枯水时段,且持续枯水时段较持续丰水时段要长。在1996-2008年间,年径流量丰枯交替变化频繁,这主要与该时段流域内降水量年际变化大、旱涝交替出现有关。     

青海三江源同德地区1961-2000年蒸发量变化特征及原因分析

利用青海省同德县1961-2000年小型蒸发皿蒸发量资料,采用气候倾向率和Mann-Kendall非参数趋势检验法分析了同德蒸发量的变化趋势及引起蒸发量变化的因子。结果表明：同德1961-2000年40 a平均蒸发量呈显著增加趋势,气候倾向率为34.5 mm/10 a,四季蒸发量均呈增加趋势,但仅秋季蒸发量增加趋势显著。影响蒸发皿蒸发量的主要气候因子日照时数、平均气温呈现显著的上升趋势,平均相对湿度、降水量表现为下降趋势,平均风速变化微弱,平均日最低气温的升温速率（0.23℃/10 a）明显比平均日最高气温的升温速率（0.14℃/10 a）大,导致气温日较差减少（-0.10℃/10 a）。因此,同德地区平均气温、日照时数的显著上升,以及年平均相对湿度和降水量的明显下降,可能是年蒸发量显著上升的主要原因。     

鞍山气象要素演变特征及其对蒸发皿蒸发影响

结合趋势非线性统计(M-K)方法及突变分析法对鞍山市近61 a气象要素演变特征进行研究,并分析气象要素对区域蒸发影响。结果表明:1)从1953—2013年鞍山市平均风速和相对湿度递减明显,递减率分别为-0. 25/10 a、-1. 18/10 a,其他要素变化显著性较弱; 2)各气象要素呈现较为明显的季节变化差异,夏季日照时数及大气压强递减明显,冬季气温较其他要素M-K统计值最大,下降趋势显著; 3)除平均风速外,其他气象要素突变年份较为一致,均在1996年出现气象突变特征点; 4)日照时数及相对湿度是影响区域年蒸发的2个关键要素;在夏季气温是蒸发影响主因,而冬季日照时数则是影响主因。     

塔里木河流域内气候要素变化的非均衡性及其成因分析

将塔里木河流域灌区分成阿克苏地区、塔里木河下游地区和南疆西部自然区3个区域,分别代表水源丰富区、严重缺水生态脆弱区及自然生态区.选取流域内44个气象站1961-2011年生长季节(3-10月)气温、降水量、相对湿度、大风日数、定时平均最大风速、≥0.1mm的降水日数等资料,用线性趋势分析及Mann-Kendall法对各区气候要素变化特征进行对比分析.结果表明:(1)3个区域气温、降水量及相对湿度具有一致的线性增加趋势,但其增加速率存在显著差异(P＜0.05).阿克苏地区(丰水区)气温升高速率小、降水量和相对湿度增加速率大,塔里木河下游地区(缺水区)气温升高速率大、降水量和相对湿度增加速率小.降水量增加主要发生在20世纪80年代,比70年代增加了22.29％ ～41.00％,相对湿度在90年代呈现较高增加势头,比80年代增加4.10％ ～6.27％.(2)M-K突变检测表明,塔里木河流域相对湿度于1973年发生了突变,降水量发生的突变年份各区域差异较大,阿克苏地区在1975年,塔里木河下游在1979年,南疆西部在1989年.(3)3个区域气温、降水量及相对湿度一致的线性增长趋势,主要是受大气候背景的影响.线性增长速率的差异,主要与局地人类活动即灌溉用水不均衡有关.研究结果可为进一步认清灌区气候变化,合理开发利用塔里木河水资源提供科学依据.