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。     

青藏高原东北部老虎沟流域强消融期冰川径流及其温度日变化特征研究

根据老虎沟冰川流域2011年强消融期(强消融期指7-8月份)的水文气象资料,分析了老虎沟冰川流域径流及径流温度的日变化过程和径流、径流温度与气温、降水之间的关系.结果表明:老虎沟冰川流域7月气温在早晨8:00左右最低,17:00达到最高;7月冰川径流在10:00左右最小,在18:00左右达到最大值.7月流量最高值约滞后气温最高值1h左右,流量最低值约滞后气温最低值2h左右;降水对径流既有正反馈也有负反馈,降水发生时,流量有可能增加也有可能减少.冰川径流温度主要分三个阶段,第一个阶段是前一天晚上20:00左右到8:00左右,这段时间的冰川径流温度变化很小,且温度始终处于低值;从8:00到12:00径流温度持续升高,12:00左右径流温度达到日最高值;12:00到20:00左右径流温度逐渐缓慢降低.径流温度和气温之间有较一致的起伏关系,但是冰川径流某一时刻的平均温度起伏很小且温度低,最低温度为0.1℃、最高温度为0.9℃.     

水土保持对小流域地表径流时间特征变化的影响

本文用小流域平行对比观测法 ,分析了水土保持对小流域地表径流时间变化的影响 ,结果表明 :水土保持能减少年径流量 ,减少洪水次数 ,降低地表径流模数 ,增加流域蓄水量40 %～ 60 %。治理小流域能有效拦蓄汛期降水 ,增加非汛期常水流量 2 0 %以上 ;在拦蓄暴雨径流中能发挥较大的作用 ,蓄暴效益平均可达 60 %～ 70 %。     

河西走廊3大内陆河近51年出山径流分布特征

以河西走廊疏勒河、黑河和石羊河1955～2005年时段的河流流量和气象实测数据为资料,应用多种数值诊断方法,系统分析了流域内51年间出山径流的季节及年际变化等.结果表明,走廊内出山径流的年内分配差异较大;三大河流的夏汛流量的峰值出现在同一时期,出山径流量自西向东疏勒河、黑河和石羊河分别占年总出山径流量的74.75%、75.04%和80.94%;径流的年际变化,平水年份最多,占总序列的38.56%,偏枯年大于偏丰年7.84%,说明出山径流量呈减少趋势;累积滤波器和Kendall秩次相关分析结果表明,年出山径流的变化趋势总体呈缓慢下降趋势,三大河流的年出山径流系列累积平均曲线在2005年趋于重合;Morlet分析结果预示未来径流量将处于相对偏少期.     

荒漠草原不同时间尺度下垫面水分消耗与气象植被因子的关系

利用大型称重式蒸渗仪2012—2018年连续观测数据，系统解析了希拉穆仁荒漠草原植物生长季（4—10月）不同时间尺度蒸散发（ET)与气象植被因子之间的关系。研究表明：（1）小时、日和月尺度上，始终与ET保持高度相关的气象植被因子包括风速（P<0.01）、空气温度（P<0.01）和降水量（P<0.01）；（2）结合不同时间尺度主控因子，利用多元回归定量表征了小时、日、月尺度的下垫面ET变化特征，经验方程决定系数分别为0.94（P<0.01）、0.42（P<0.01）、0.82（P<0.01），小时和月尺度上的经验方程可较好地反映希拉穆仁荒漠草原下垫面耗水特征；（3）ET与降水差值显示，2012—2018年希拉穆仁荒漠草原植物生长季（4—10月）水汽交换以下垫面水分消耗为主，8月份发生干旱事件的概率最大。     

秃尾河流域径流对降水变化的响应特征

利用双累积曲线法、相关分析法分别对年和季降水径流关系进行了分析,探讨了径流与不同时段降水的响应关系,并通过多元线性回归法定量分析了径流对降水变化的响应程度。结果表明:(1)秃尾河流域年径流呈显著减少,年降水呈先减少后增加的趋势。(2)秃尾河流域四季径流均显著减少,夏季径流变化与年径流变化趋势一致;降水量则春季增加,夏季减少,而秋季和冬季降水先减少后增加,年降水变化主要受夏季和秋季降水变化的影响。(3)秃尾河流域夏季径流对同期降水的相关程度最强,冬季最弱;年径流与最大一个月降水的相关程度最高,其次为夏季。(4)相比于基准期,水土保持效应时期(1978—1998年),径流对降水变化的响应比重为27.4%,人类活动等其他因素的比重为72.6%,其中取用水比重为13.9%;资源开发期(1999—2000年),年径流对降水的响应比重为21.4%,人类活动等其他因素比重78.6%,其中取用水活动比重为17.4%。自人类大规模活动以来,人类活动始终是径流减少的主要影响因素,其中取用水比重有所增加;降水因素对径流减少的作用减小。     

全球变暖情境下天山山区水循环要素变化的研究

根据有关水文气象台站的观测资料,分析了1960~2005年来天山山区气温、降水、径流的变化。结果表明:受全球升温的影响,自上个世纪80年代以来天山山区气温明显升高,近十年来增温幅度最大;天山南坡降水增加幅度高于天山北坡,尤其是天山南坡西段是近十年降水增幅最大的区域。大多数水文站出山口径流量呈现增加的趋势。天山南坡从上个世纪80年代后期开始增加,天山北坡径流1996年后增加显著。近十年来天山南坡中西段河流出山径流量增加幅度在30%以上,并且春、夏、秋、冬四季径流量都呈增加趋势。相对来说,春夏两季天山南坡以降水补给为主的小河径流增加幅度较大;秋季天山山区受冰川融水补给的河流径流增幅较大;受冬季气温升高的影响,冬季天山南北坡的河流径流增幅都较大。     

黄土区小流域水沙对降雨及土地利用变化响应研究

降雨和土地利用/覆被变化是流域径流、泥沙的两个主要影响因子。本研究采用SWAT模型,用固定其中一个影响因子而改变另一个影响因子的方法,对研究区降雨变化与土地利用/覆被变化对径流泥沙影响进行估算,目的在于从年月不同时间尺度上确定黄土高原小流域水沙对降雨和土地利用变化的响应状况。结果表明,在年尺度上降雨变化对径流影响的贡献率为84.20%,土地利用变化对径流影响的贡献率为28.63%;在月尺度上,降雨对径流贡献率也大于土地利用对径流的贡献率,尤其在雨季降雨对径流的影响程度和土地利用对径流影响程度的比值最大可以达到4.5。因此,不论在年尺度还是月尺度上,降雨对径流的贡献率都远远大于土地利用对径流的贡献率。此外,研究结果也表明流域年降水量和流域森林植被盖度均与流域径流模数或输沙模数呈指数关系。     

VMD-LSTM模型对不同预见期月径流的预测研究

为减小径流时间序列的非线性及非平稳性带来的预测误差，提高多种预见期下的月径流预测精度，将变模态分解（VMD）和长短期记忆神经网络（LSTM）模型相结合，建立了VMD-LSTM组合预测模型，并将大气环流因子作为模型输入的增加项，预测未来1~3个月的月径流。将模型应用于黄河流域上游唐乃亥、民和、享堂、红旗及折桥站的月径流预测以验证模型的适用性，并与VMD-BP（BP神经网络）、VMD-SVR（支持向量回归）及单一LSTM模型相比较。结果表明：VMD-LSTM组合模型的预测误差最小、精度最高，相比单一LSTM模型，其纳什效率系数（NSE）约从0.6~0.7提高到0.9以上；融合大气环流因子后VMD-LSTM模型预测精度进一步提高，NSE保持在0.91~0.96之间；随着预见期的增长，VMD-LSTM模型预测精度衰减较VMD-BP和VMD-SVR模型明显变缓，在3个月预见期时NSE仍能保持在0.84~0.95之间。VMD-LSTM模型是月径流预测的一种有效方法，结果可为研究区月径流预测提供参考。     

乌鲁木齐河源1号冰川水文断面不同时间尺度径流估算

通过对乌鲁木齐河源1号冰川水文断面实测径流量与气象数据进行相关性统计,分析不同时间尺度下径流变化的主要影响因素,建立四种径流模型,并通过比较不同模型间的差异定性分析不同气象因素对径流变化的贡献,可得出以下结论:1)在日尺度上,径流变化受气温影响最大,其次是太阳辐射和相对湿度;旬、月尺度上,影响径流的主要因素仍为气温,其他因素的影响较小;夏季尺度上,气温和降水共同影响径流的变化。2)对于日径流模拟,其低值和波动趋势能够得到较好的模拟,但峰值部分模拟不够,相关系数为0.71,标准误差为2.37mm;旬、月和夏季径流模拟精度比日尺度有明显提高,相关系数分别为0.79,0.83和0.80。以上结论可为长时间序列冰川径流的动态变化模拟和监测提供科学参考。     

基于支持向量机的石羊河流域径流模拟适用性评价

基于VC维和结构化风险最小理论的支持向量机方法因具有较好的学习和泛化能力而在预测预报领域得到广泛的应用。文中选取当月平均降水量、上月平均降水量以及当月平均相对湿度、平均最高气温和平均最低气温五个预报因子,采用Gridsearch算法优化参数,建立了基于支持向量机的月径流预报模型,并将其应用于石羊河流域八个子流域,定量分析其适用性。结果表明:模型在率定期和验证期模拟的平均Nash-Sutcliffe效率系数分别为0.831和0.806,相对误差分别在6%和5%以内;除个别峰值模拟较小之外,流量序列整体模拟效果较好;模型在丰水时段模拟值小于实测值,枯水时段模拟值大于实测值,在平水时段和枯水时段的模拟效果要优于丰水月份。因此,支持向量机模型在石羊河流域具有较好的适用性,可用于该流域的中长期水文预报。     

窟野河洪水特性及变化趋势分析

根据窟野河流域把口站温家川站1954～1990年和2006、2008年的洪水记录,运用不同洪水发生频次比较法和流量水位关系分析法等方法,分析了该流域洪水的年际变化特征和变化趋势以及年内变化特征,得出窟野河流域的暴雨洪水年际变化大,从洪水频次变化和最大洪峰流量变化可以看出,窟野河流域80年代以前洪峰流量大,洪水发生次数较多,80年代以后洪峰流量急剧减小,2008年的最大洪峰流量仅有89.9m3/s,创历史最低。显然,最大洪峰流量自上世纪80年代初开始趋于变小;而年内洪水主要发生在7～9月,与降水量分配一致。研究区最大洪水流量的变小趋势主要受汛期降水量的减小和人类水土保持活动的影响。温家川站最大洪水的流量-水位过程线主要有逆时针环、顺时针环、单一线型和"8"字形四类单一关系。逆时针环线的出现几率最大,可能受制于高含沙水流、流域地形特性和地貌组成单元等因素。     

典型干旱指数在滦河流域的适用性评价

利用1957-2010年滦河流域9个代表气象站逐月降水量资料及滦河三道河子、韩家营、承德、下板城和滦县站的1956-2000年逐月天然径流量资料,分别应用降水距平百分率、标准化降水指数（SPI）、降水Z指数及径流距平百分率,评价滦河流域干旱情况,并比较4种干旱指数的评价效果。结果表明：降水距平百分率反映干旱程度较轻;与降水Z指数相比,SPI指数能较客观地反映滦河流域干旱程度,3种气象干旱指数在滦河流域的适用性评价结果SPI]指数优于降水Z指数和降水距平百分率;而径流距平百分率的水文干旱指数评价结果与实际旱情更为吻合。但是,这4种干旱指标缺乏综合性和机理性,尚需加强降水、气温、蒸发、径流量等因素的综合考虑,提出反映干旱内在机理的指标。     

气候变化对台兰河年平均径流量的影响

以台兰河为研究对象,选用台兰水文站1957-2011年平均流量序列,采用SPSS统计软件对其55 a序列进行趋势分析。结果显示：台兰河径流与降水量的年内分配极不均匀,径流主要集中在夏秋两季,降水量集中在春夏两季,径流与降水量集中期主要分布在7月。识别和提取台兰河年平均流量时间序列的趋势函数QS(t),获得了相应的趋势回归模型;台兰河年平均流量序列存在1957-1981年、1981-1999年、1999-2011年3个时段呈递减→递增→递减变化态势;降水、气温变化是影响台兰河不同时段年平均流量变化的主要因素,年平均径流量变化趋势与气温、降水变化趋势一致。     

开都河源区径流变化的气候响应

气候变化下的山区径流时空变异特征是干旱区水文水资源研究的热点之一。本研究选择天山南坡开都河流域源区为典型研究区,基于1958-2017年大山口水文站和巴音布鲁克水文站径流数据,及巴音布鲁克气象观测数据,采用TFPW-MK趋势检验、小波分析与小波相干等方法分析径流序列的趋势、突变和周期特征及其对气候变化的响应。结果表明:近60 a来,开都河源区径流、降水、气温呈显著增加趋势,并且径流量、降水量与最高气温的增率在加快,而平均气温与最低气温的增率减缓;径流量、降水与平均气温的突变年份集中在20世纪90年代,并且均存在28 a的周期;夏季径流量增加主要受夏季升温的影响,而早春径流量增加主要与冬季降水增加、早春升温有关;在年尺度上,降水是影响开都河径流变化的主要因素,气温主要以积温形式影响着径流的变化;在月尺度上,积温与降水均与径流呈显著正相关关系,且源区上游径流较下游径流对气温变化更为敏感。     

汾河流域降水及旱涝时空结构特征

利用汾河流域39个测站1956-2000年各月降水资料,采用经验正交函数(EOF)分解技术分析年降水的空间结构特征与变化.结果表明:汾河流域年降水主要有3种典型分布类型,即"全体一致型"、"南北反相型"、"上下游与中游反相型".其中,第1种分布型占主导作用,其相应的时间序列和年均降水序列形状基本相似,趋势皆减少.此外,采用Z指数旱涝指标划分了汛期旱涝状况和等级,结果显示,汛期异常旱涝主要发生在8月和6月.     

Impacts of temperature and precipitation on runoff in the Tarim River during the past 50 years

The relationship between climate change and water resources in the Tarim River was analyzed by combining the temperature,precipitation and streamflow data from 1957 to 2007 from the four headstreams of the Tarim River (Aksu,Hotan,Yarkant and Kaidu rivers) in the study area.The long-term trend of the hydrological time series including temperature,precipitation and streamflow were studied using correlation analysis and partial correlations analysis.Holt double exponential smoothing was used to fit the trends between streamflow and the two climatic factors of Aksu River,Hotan River and Yarkant River.The streamflow of the main stream was forecasted by Autoregressive Integrated Moving Average Model (ARIMA) modeling by the method of time series analysis.The results show that the temperature experienced a trend of monotonic rising.The precipitation and runoff of the four headstreams of the Tarim River increased,while the inflow to the headstreams increased and the inflow into the Tarim River decreased.Changes of temperature and precipitation had a significant impact on runoff into the four headstreams of the Tarim River: the precipitation had a positive impact on water flow in the Aksu River,Hotan River and Kaidu River,while the temperature had a positive impact on water flow in the Yarkant River.The results of Holt double exponential smoothing showed that the correlation between the independent variable and dependent variable was relatively close after the model was fitted to the headstreams,of which only the runoff and temperature values of Hotan River showed a significant negative correlation.The forecasts by the ARIMA model for 50 years of annual runoff at the Allar station followed the pattern of the measured data for the same years.The short-term forecasts beyond the observed series adequately captured the pattern in the data and showed a decreasing tendency in the Tarim River flow of 3.07% every ten years.The results showed that global warming accelerated the water recharge process of the headstreams.The special hydrological characteristics of the arid area determined the significant association between streamflow and the two climatic factors studied.Strong glacier retreat is likely to bring a series of flood disasters within the study area.     

西伯利亚落叶松树轮稳定碳同位素对气候的响应

利用采自阿尔泰山南坡东段正格采点的西伯利亚落叶松树轮样本,建立树轮宽度年表,对比宽度年表,按照树轮稳定碳同位素研究步骤,提取树轮稳定碳同位素序列（δ¹³C）和去趋势序列（DS）。分析表明：阿尔泰山南坡东部近160 a西伯利亚落叶松树轮δ¹³C变化于-22.8‰～-25.4‰,平均值为-24.0‰,变差系数-0.017。相关分析表明：正格采点树轮宽度序列对各气候要素相关不显著;树轮去趋势序列（DS）对前期气候因子的响应也不敏感;在生长季内（5~9月）,树轮去趋势序列（DS）与富蕴气象站平均气温、平均最高气温和平均相对湿度有较好的相关性,树木生长季内的平均气温、平均最高气温与树轮去趋势序列（DS）显著正相关,6~7月平均最高气温与去趋势序列（DS）相关达到0.611（P<0.000 001);与生长季内平均相对湿度呈负相关关系,其中6~7月相对湿度与去趋势序列（DS）相关最高(r=-0.493, P<0.001),与7月降水量呈负相关关系(r=-0.459, P<0.01)。生长季内的平均最高气温和相对湿度对阿尔泰山西伯利亚落叶松树轮δ¹³C的响应最为敏感,阿尔泰山西伯利亚落叶松树木碳同位素分馏的主要控制因子为6~7月的平均最高气温,降水对树轮稳定碳同位素影响不大,相对湿度对树轮稳定碳同位素没有直接影响。     

近30 a来开都河上游径流量变化的气候响应

利用巴音布鲁克水文站1980-2010年逐日径流量观测资料,采用线性趋势分析、多元回归分析等方法,研究了近30 a来开都河上游4-9月径流量的变化特征。同时,基于同期巴音布鲁克气象站气温、降水资料,探讨开都河上游气温与降水变化对春季径流量的影响。结果显示：开都河上游年径流量在过去30 a呈明显增加趋势。其中4-6月月平均径流量没有明显变化趋势,7-9月径流量增加明显。虽然年径流量主要分布在夏季,但年最大日径流量大多发生在春季4、5月份。进一步分析表明,前期冬季降水量与当年春季增温均对春季径流量有极显著的影响。