渭河流域降雨与降雨侵蚀力变化的原因分析

研究降雨与降雨侵蚀力的时空变化特征及其原因对流域土壤侵蚀监测、评估、预报和治理具有重要意义。以干旱半干旱的渭河流域为研究对象,采用Mann-Kendall检验分析了降雨与降雨侵蚀力的变化趋势;采用启发式分割法对流域降雨量与降雨侵蚀力进行了变异诊断;采用交叉小波分析探究了ENSO(厄尔尼诺—南方涛动)、北极涛动、太阳黑子与降雨以及降雨侵蚀力的联系。结果表明:(1)降雨和降雨侵蚀力均呈下降趋势;(2)华山站和西吉站的降雨量存在变异点,华山站和临洮站的降雨侵蚀力存在变异点,渭河流域部分站点的雨量和雨力的一致性被破坏;(3)ENSO、北极涛动、太阳黑子可能会影响降雨与降雨侵蚀力的产生,其中太阳黑子的影响最强,ENSO次之,北极涛动最弱。研究结果有助于指导渭河流域黄土高原地区的农业生产、水土保持建设和生态修复等工作。     

大通河流域上游径流变化特征与突变分析

【目的】分析大通河流域上游径流变化特征,明晰其演变规律,为大通河流域水资源规划与管理提供科学依据。【方法】利用累积距平、滑动平均、R/S法、Cramer法和小波分析法等方法,对大通河上游流域径流的年内年际变化特征、趋势、突变状况及周期进行分析,并针对径流变化的成因进行了探讨。【结果】大通河上游流域径流量存在以下特点:(1)径流量年内分配不均,81.6%~87.2%的径流量主要集中在汛期;年际变化波动频繁,1956-2010年经历了"丰-枯-丰-枯"4个循环交替;(2)近半个世纪以来,大通河流域上游径流呈减少趋势,尕日得和尕大滩站径流年均递减系数分别为0.010 2和0.006亿m3/年,两站Hurst指数分别为0.70和0.58,表明径流减少趋势具有正持续性;(3)大通河上游径流在1989年出现突变,原因是1989年汛期发生大面积集中降水,因此突变不具有持续性;(4)大通河上游流域年径流量在6,18及30年左右时间尺度上周期振荡明显;(5)气候变化是大通河上游流域径流减少的主要原因,而人类活动(主要是外调水工程)直接导致了上游径流的减少。【结论】受人类活动和气候变化影响,大通河流域上游径流量已经发生明显变化,在大通河流域水资源开发利用和管理中应引起重视。     

基于EOF的淮河流域潜在蒸散发时空演变特征研究

[目的]揭示流域潜在蒸散发(ET₀)时空演变规律,阐明淮河流域ET₀变化的主要原因,为淮河流域水资源管理、干旱评估及农业用水评估和规划等提供参考研究。[方法]基于淮河流域内及其周边29个气象站点1960—2020年逐日实测气象数据,采用Penman-Monteith公式、Mann-Kendall法研究了ET₀的基本变化趋势,并运用经验正交函数分解法(EOF)分解了流域各站点组成的ET₀矩阵,得到流域年和四季ET₀气象场的时空分布结构,通过分析典型分布模态对应的时间系数揭示了流域ET₀气象场的变化规律。[结果]流域年ET₀多年均值为858.4 mm,除春季外,其他三季和年ET₀均呈下降趋势。流域年ET₀整体以同增同减、流域西北和东南区域反相变化两种空间分布模态为主,其中,模态一以1980年为界,有从“全流域高ET₀”的空间分布形式转变为“全流域低ET₀     

基于统计降尺度和CMIP5模式的泾河流域气候要素模拟与预估

为了明确变化环境下流域未来气候要素时空变化趋势及特征,该文以泾河流域为研究对象,利用流域1960-2010的逐月降水、气温和NCEP再分析等资料,建立了流域气候要素月序列降尺度模型;然后,将模型应用于CMIP5中CNRM-CM5模式下的RCP4.5和RCP8.5情景,得到了流域未来气候要素的变化趋势。主要成果如下:1)该方法对气温的模拟效果较好,降水次之;2)RCP8.5情景下泾河流域未来年均降水量是356.41 mm,小于RCP4.5情景下的374.19 mm;除冬季外,流域未来春、夏及初秋的降水将有所减少,空间分布在南北方向呈现递减趋势;3)RCP8.5情景下泾河流域未来年均温度是9.32℃,高于RCP4.5情景下的8.96℃;流域未来气温除了深冬初春降低外,其余时期尤其是夏季将显著上升,空间分布为南高北低、西高东低。对泾河流域气候要素模拟与预估表明,泾河流域未来气候演变中存在着降水减少以及极端天气事件发生的风险,这在流域未来水资源管理运行等方面应当引起重视。     

年径流丰枯分类方法的效果研究

研究年径流丰枯分类方法的效果,对流域水文分析和水资源管理具有重要意义。从年径流过程相似性、总量差异性、分布均匀性等3个方面,定义了3个对应的丰枯分类效果评价指标,即相似指数、差异指数和均布指数。根据所采用的丰枯分类指数,将年径流丰枯分类方法划分为综合指数型、关系指数型和综合关系指数型等3类,并从3类方法中各选取3种代表方法。以黑河流域莺落峡站为例,利用选取的9种代表方法对该站年径流进行丰枯分类,分析不同方法的丰枯分类效果。结果表明:丰枯分类结果对所采用分类方法的种类及内部参数很敏感,不同方法的分类结果差异明显,相同方法的分类效果也可能因地而异;定义的3种评价指标可以反映不同方法的分类效果,丰枯类别分布均匀化有利于改善分类效果;总体而言,综合关系指数型方法的分类效果最好,综合指数型方法次之,关系指数型方法最差;当年径流量和年径流过程的一致性较好时,常规方法相比综合评价方法可能具有更好的分类效果。研究结果可为合理划分流域年径流丰枯状态提供科学依据。     

基于SWAT模型的大通河流域径流模拟

【目的】采用SWAT(Soil and Water Assessment Tool)模型模拟大通河流域径流,为大通河流域水资源规划与管理提供科学依据。【方法】根据大通河气象水文、地形、土地利用、土壤类型等基础数据,以相对误差(Re)、线性拟合系数(R2)以及纳什效率系数(Ens)作为模型评价标准,研究SWAT模型对大通河流域径流的模拟效果。【结果】大通河流域月径流SWAT模拟值与实测值吻合较好,模型校准期(1978-1982年)和验证期(1983-1986年)的线性拟合系数、月径流相对误差以及纳什效率系数分别为:0.70,0.95%,0.69和0.69,-13.96%,0.68,表明SWAT模型能够较好地模拟大通河流域的月流量过程。【结论】SWAT模型可用于大通河流域径流模拟。     

基于综合评价法的年径流丰枯分类合理性分析

【目的】针对年径流丰枯分类的合理性进行研究，为流域水文分析和水资源管理提供参考。【方法】以集对分析和频率分析分别作为综合评价方法和常规方法的代表，通过构建类内相似度和类间差异度2个评价指标，定量分析集对分析分类结果的合理性；从径流丰枯类别频率分布的角度，提出丰枯类别联合分布频率、特定频率和劣优频差等概念，探讨集对分析与频率分析分类结果的差异；最后以黄河上游典型水文站唐乃亥站为例，对其年径流丰枯分类问题进行实证研究。【结果】对黄河上游唐乃亥站而言，与频率分析相比，集对分析使年径流类内相似度和类间差异度分别提高1.3%和6.6%，也使平水年的频率增加10%；平水的劣优频差相比其他非平水类别的劣优频差减少3.3%~8.0%；从平水到特枯（特丰），丰枯类别特定频率与理论频率的相关系数从0.95减小到不足0.60。【结论】综合评价方法不仅可以提高同类年径流过程的相似性，而且还可以增大不同类年径流过程的差异性，分类结果更加合理。     

“课程思政”理念在水利类高校实践课程中的教学改革与探索——评《测量学教程》

“课程思政”教学改革是全面贯彻落实全国高校思想政治工作会议精神,落实立德树人根本任务、提升人才德智体美劳综合素质的重要途径。水利事业关乎国计民生,如何利用实践课程开展“课程思政”教学改革,培养德才兼备的水利人才对新时代中国特色社会主义水利事业的建设和发展尤为重要。工程测量是我国高校水利类专业开设的一门专业基础课程,其教学内容多样,教学实践平台丰富,具有专业性强、理论与实践密切联系等特点。本文结合《测量学教程》一书,以“课程思政”建设为切入点,深入挖掘其中蕴含的思政元素,坚持有机融入,以充分发挥实践课程育人育德的关键作用。