黄河上游天然径流变化特性分析

利用黄河上游唐乃亥水文站1956~2012年57年的径流时间序列资料,采用统计分析法、趋势分析法、Mann-Kendall非参数检验法和小波分析法分析了黄河上游径流年内分布特征、径流年际变化趋势、突变特征及其周期性。结果表明:黄河上游多年平均径流量为627.9m~3/s,径流在年际间表现出较大的差异性,极值比K达到3.1;径流在年内分布不均匀,其中7~9月三个月的径流占全年径流量的46.75%;年径流量总体呈下降趋势,下降率为2.65m~3/s/年;黄河上游年径流量在1992年发生突变,突变前后年平均径流量分别为666.05m~3/s和545.75m~3/s,相差120.3m~3/s;黄河上游径流变化存在着多层次的时间尺度结构,径流演变的第一和第二主周期分别为12年和22年,它们控制了流域径流的演变过程。     

疏勒河出山径流量变化特征及趋势分析

根据疏勒河出山径流量代表站－昌巴堡水文站及相邻气象台站的观测资料，采用滑动平均、逐步回归和频谱分析等方法，对疏勒河出山径流量年际动态变化特征进行了分析研究，并在此基础上对其未来变化的趋势进行了预测。     

气候变化对秃尾河流域径流量的影响

为探讨秃尾河流域径流量对气候变化的关系,利用秃尾河流域1970～2005年36 a来的气温、降水和天然径流量数据,对该流域气温、降水和径流量年际和季节性的变化特征及趋势进行了分析,研究了气候因子与径流量的相关性.研究结果表明:秃尾河流域年平均气温呈现明显升高趋势,以冬季升温为主；年降水表现为缓慢减少趋势,降水减少主要表...     

近51年西柳沟流域水沙变化特征分析

选取1960-2010年西柳沟流域降水、径流与输沙资料,采用滑动平均法、Mann-Kendall趋势分析及突变检验法、滑动t检验方法及距平法等方法,分析了西柳沟流域近51年水沙的变化趋势和突变。趋势分析表明,降水量年际变化呈缓慢的上升趋势,径流量与输沙量年际变化呈显著下降趋势。突变分析表明,降水量序列没有出现突变,径流量与输沙量序列在下降过程中出现突变,但突变年份不一致,径流量发生在2004年,输沙量发生在2000年。     

黄河上游高寒区河流水温变化特征及影响因素研究

探讨河流天然水温时空变化特征及其影响因素,为未来水资源规划和河流生态系统健康提供科学依据。基于黄河上游鄂陵湖～循化水文站河段各水文站1958-2008年水温资料,采用线性趋势分析和标准化距平分析,研究了该河段河道天然水温的时空变化特征;选取与水温同步系列的4个气象站1959-1997年气象资料,采用非线性Mann-Kendall检验方法分析其变化趋势,并对气温、降雨等水温变化敏感因素进行线性相关分析。结果表明:1)研究河段年内水温分布发生明显变化主要集中于暖季的5-10月份,黄河沿下游三站河道水温年际间均呈现较为明显增温趋势,但唐乃亥站下游两站河道水温却呈现降温趋势,开发河段水温变化的人为扰动影响远大于自然环境;2)天然河流的热异质性受气象、河流条件以及所处地理环境等因素影响,其中以降水和气温影响较大。     

三江源区径流量变化特征与人为影响程度

应用降水量、气温、蒸发量和径流量的实测统计数据,运用Excel,SPSS软件进行多元线性回归分析,研究三江源区天然径流量变化,并评价其人为影响程度.结果表明:该区径流量变化具有超前性,是径流变化的启动区,气温和降水量具有增加径流作用,蒸发量具有削减径流作用,1982年以前径流量的人为影响较小.1983年后径流的人为影响程度具有增大趋势,吉迈和唐乃亥人为影响程度都低于50%,黄河沿多数年份人为影响程度为50%-80%.黄河源区影响径流量变化的主导因素在东部,是自然因素;西部是人为因素,即径流量的人为影响存在西强东弱的区域差异,越靠近源头地区径流量的人为影响越强烈.     

呼图壁河径流过程对气候变化的响应

为了研究呼图壁河径流过程对气候变化的响应,文中对石门水文站和呼图壁县气象局1978～2011年日径流、降水、温度数据进行了统计分析,采用Mann-Kendall法对年天然径流进行了突变趋势检验,并将变点前后的径流量与流域气温、降水进行相关性分析,得出:(1)年径流量在1987年发生突变,变点前呈下降趋势,变点后呈上升趋势,其中1998～ 2004年上升显著.(2)变点后径流量年际变幅增大、枯水年变少;径流量年内变化不均匀、变幅大.(3)温度、降水与径流量均呈正相关,相关系数均在0.58以上,且温度对径流变化的贡献率更大,这说明高山冰雪融水是呼图壁河的主要补给方式,随着高山区冰雪储量的减少,呼图壁河的生态安全将会受到很大威胁.     

近60a黄河流域地表径流变化特征及其与气候变化的关系

利用气温、降水量和NCEP/NCAR地表径流资料,运用线性趋势系数、相关系数和不规则区域网格化方法,研究了近60a来黄河流域地表径流的变化及其与气候因素的相关关系。结果表明:1951-2010年整个黄河流域均为升温趋势,北部升温幅度高于南部;降水量正趋势主要位于黄河源区,中、下游地区为负趋势;地表径流变化在黄河源区(处于青藏高原)和河套北部(阴山南麓)呈现为增加趋势,其余广大的地区呈现为减少趋势;从不同年代的地表径流来看,不论是黄河源区还是广大的中、下游地区,上世纪60年代的径流量均是最高的,而二十一世纪10年代径流量是最低的;从整个流域来看,径流量与气温和降水均有较好的相关性。在黄河源区以外的流域内,降水与径流的关系好于气温,而在黄河源区则相反,不同区域差异的原因有待进一步研究。     

近50年来悖牛川径流变化及影响因素分析

利用新庙水文站的实测降水、径流资料,采用数学统计、M-K秩相关系数、R/S分析、降水-径流双累积曲线法等多种方法,分析了悖牛川河径流年际变化特征、径流变化趋势、降水和人类活动对径流变化的影响.结果表明:1)总体上,悖牛川流域多年径流变化呈下降趋势,20世纪末以来尤为明显;2)受降水和人类活动影响,径流量年际变化过程经历了3个阶段,其转折点分别是1979和1997年.降水对径流的影响呈减小趋势,影响率由1979-1996年的67.97％下降到1997-2010年的13.54％;人类活动对径流的影响呈显著增加趋势,影响率由1979-1996年的32.03％迅速上升到1979-2010年86.46％,成为影响径流变化的主导因素.3)新庙站径流量的Hurst指数为H=0.8735,表明未来一段时间内悖牛川径流量变化有持续递减的特征.     

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.     

黄河宁-蒙河段流量变化及周期研究

采用小波分析法,对黄河宁夏-内蒙古河段青铜峡站和头道拐站46 a(1961-2006年)的流量资料进行多时间尺度分析。结果表明：不同频域尺度下2站流量随时间的变化具有同步性。通过进一步分析小波方差图,确定了黄河宁-蒙河段年均流量具有18 a和31 a的主周期变化规律。对其结果进行小波系数过程线的检验,得到2站流量丰枯变化趋势,并预测今后一段时间内宁-蒙河段流量将处于偏枯期。流量变化的主要因素除了降水量减小和用水量增加外,水库的运行也起到关键作用。此成果可为黄河上游的水资源保护和预测及宁-蒙河段水沙防治工作提供参考依据。     

新疆塔城地区中小河流径流成因分析及预测

以塔城地区乌拉斯台河为例,根据其年径流量(1966-1995年)序列的长期变化特征,提出了时间序列分解预测模型,即将年径流系列分解为趋势项、周期项、随机项,通过对其各项进行识别、提取,再将各项线性叠加,从而建立年径流量预测模型.从模型的识别过程可得,乌拉斯台河年径流具有不显著的递增趋势和明显的周期变化,同时具有一定的随机性.从模型的检验来看,所建模型具有较好的适应性和预报精度,并且拟合效果较好,说明这种预测方法有一定的实用性.     

基于EMD的洮河年径流量变化多时间尺度分析

在分析小波变换不足之处的基础上,提出了水文时间序列多分辨率分析的EMD方法,并将其应用于洮河天然年径流量时序波动特征的多时间尺度研究。结果表明其年径流量变化存在准2~6年、准8~10年、准26年的波动周期,并分析了各分量的趋势变化。EMD方法作为一种全新的非线性、非平稳信号处理理论,可以更精确地提取水文时序中不同波动周期的分量,在水文水资源系统变量的分析及预测中具有广阔的应用前景。     

Runoff characteristics and its sensitivity to climate factors in the Weihe River Basin from 2006 to 2018

Exploring the current runoff characteristics after the large-scale implementation of the Grain for Green (GFG) project and investigating its sensitivities to potential drivers are crucial for water resource prediction and management. Based on the measured runoff data of 62 hydrological stations in the Weihe River Basin (WRB) from 2006 to 2018, we analyzed the temporal and spatial runoff characteristics in this study. Correlation analysis was used to investigate the relationships between different runoff indicators and climate-related factors. Additionally, an improved Budyko framework was applied to assess the sensitivities of annual runoff to precipitation, potential evaporation, and other factors. The results showed that the daily runoff flow duration curves (FDCs) of all selected hydrological stations fall in three narrow ranges, with the corresponding mean annual runoff spanning approximately 1.50 orders of magnitude, indicating that the runoff of different hydrological stations in the WRB varied greatly. The trend analysis of runoff under different exceedance frequencies showed that the runoff from the south bank of the Weihe River was more affluent and stable than that from the north bank. The runoff was unevenly distributed throughout the year, mainly in the flood season, accounting for more than 50.00% of the annual runoff. However, the trend of annual runoff change was not obvious in most areas. Correlation analysis showed that rare-frequency runoff events were more susceptible to climate factors. In this study, daily runoff under 10%-20% exceeding frequencies, consecutive maximum daily runoff, and low-runoff variability rate had strong correlations with precipitation, aridity index, and average runoff depth on rainy days. In comparison, daily runoff under 50%-99% exceeding frequencies, consecutive minimum daily runoff, and high-runoff variability rate had weak correlations with all selected impact factors. The sensitivity analysis results suggested that the sensitivity of annual runoff to precipitation was always higher than that to potential evaporation. The runoff about 87.10% of the selected hydrological stations were most sensitive to precipitation changes, and 12.90% were most sensitive to other factors. The spatial pattern of the sensitivity analysis indicated that in relatively humid southern areas, runoff was more sensitive to potential evaporation and other factors, and less sensitive to precipitation.     

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。     

近50年来霍林河流域径流量演变规律研究

霍林河是松嫩平原西部地区科尔沁、向海和查干泡湿地的重要补给水源,选取流域内3个代表站的径流实测资料,对50年来流域年径流量、雨季径流量、枯季径流量和基流径流量的演变规律进行分析。径流量年均序列的db3小波函数多分辨率分析表明,期间流域径流量总体呈下降趋势;“距平累积法”将径流量序列分为3个阶段,1965年以前径流量偏多阶段,1965~1985年的偏少阶段和1985年以后的偏多阶段;1985年以后流域径流量较强的增长趋势变化用Mann-Kendall非参数检验法检测达到突变水平,增长突变发生在1985~1990年;Morlet小波分析表明,不同类型径流量主要存在3个尺度的周期变化,预测在未来几年流域将逐渐进入较大尺度的枯水期之下的较小尺度的相对丰水期。     

石羊河下游年径流序列的变异点分析

为了较准确地判断人类活动对石羊河径流的干扰点,利用重新标度极差分析法(R esca led R angeA na lys is),对下游红崖山水库1956~2000年的入库径流序列进行了分析。结果表明,径流序列变异年份为1977年,以其为分界点的前后两个序列的统计特征值及回归方程均具有明显的差异,这与石羊河流域水土资源开发利用情况基本一致,说明变异点分析结果符合实际。由此可见,自从20世纪70年代后期,自然条件已不是影响石羊河下游径流变化的主要因素,而上中游人类活动对径流起着主导作用。     

Glacier mass balance and its impacts on streamflow in a typical inland river basin in the Tianshan Mountains,northwestern China

Glaciers are known as natural 'solid reservoirs', and they play a dual role between the composition of water resources and the river runoff regulation in arid and semi-arid areas of China. In this study, we used in situ observation data from Urumqi Glacier No. 1, Xinjiang Uygur Autonomous Region, in combination with meteorological data from stations and a digital elevation model, to develop a distributed degree-day model for glaciers in the Urumqi River Basin to simulate glacier mass balance processes and quantify their effect on streamflow during 1980-2020. The results indicate that the mass loss and the equilibrium line altitude (ELA) of glaciers in the last 41 years had an increasing trend, with the average mass balance and ELA being -0.85 (±0.32) m w.e./a (meter water-equivalent per year) and 4188 m a.s.l., respectively. The glacier mass loss has increased significantly during 1999-2020, mostly due to the increase in temperature and the extension of ablation season. During 1980-2011, the average annual glacier meltwater runoff in the Urumqi River Basin was 0.48×10⁸ m³, accounting for 18.56% of the total streamflow. We found that the annual streamflow in different catchments in the Urumqi River Basin had a strong response to the changes in glacier mass balance, especially from July to August, and the glacier meltwater runoff increased significantly. In summary, it is quite possible that the results of this research can provide a reference for the study of glacier water resources in glacier-recharged basins in arid and semi-arid areas.     

黑河莺落峡年径流量时序变化的趋势特性及丰枯演化规律研究

黑河是我国一条重要的内陆河,对黑河流域年径流量的变化特征进行深入研究,具有重要的现实意义。文中应用Kendal趋势检验法、R/S分析法、条件概率分析法和M arkov过程基本的理论,对黑河上游莺落峡水文站1945~2000年实测年径流量时序变化的趋势特性及丰枯演化规律进行了研究。结果表明:莺落峡年径流量变化具有如下主要规律:呈增加趋势,但是并不显著;变化存在正的持续性,预计进入21世纪后将继续呈微弱增加趋势;无论何种长度的连续年数,都是连枯的概率最大、连平的概率次之,连丰的概率最小;径流枯水状态的自保守性最强,平水状态的自保守性次之,丰水状态的自保守性最弱;无论处于何种初始状态,径流向枯水状态转移的概率最大,向平水状态转移的概率次之,向丰水状态转移的概率最小。在径流的长期演化过程中,枯水状态的出现机会占有优势,平水状态和枯水状态的出现机会相同。     

嫩江径流年内变化特征分析

在气候变化和人类活动的影响下,嫩江径流年内分配特征也发生了一些变化,直接影响人类开发利用和生态环境建设,根据嫩江石灰窑、同盟、江桥、大赉四个水文站1956~2006年月径流资料,分析了嫩江年内分配不均匀系数、完全调节系数、集中度、集中期及变化幅度特征。结果表明:1970~1979年(石灰窑除外)无论是年内分配完全调节系数还是年内分配集中度都比较小,径流分配比较均匀。1980年后,年内分配不均匀性增加,集中度也增大。就空间而言,由上游向下游,年内分配不均匀系数逐渐减小、集中度也逐渐减小,集中期后延,嫩江流域月径流量变化幅度不大,总体来看,下游的大赉站变化幅度明显大于中、上游。且中、上游1970~1979年变化幅度较大。