1960-2017年珠江流域下游径流年际与年内变化特征

[目的]分析1960—2017年珠江三角洲顶点径流年际、年内变化,为合理利用流域水资源提供参考。[方法]年际变化运用径流年际变差系数(C_v)、M-K趋势分析、Morlet小波分析等方法分析,年内变化运用集中度(期)、径流等值线法等方法分析。[结果]珠江三角洲顶点主要水文站径流年际变率较小。1960年以来研究区主要水文站径流量总体并未发生显著变化;径流量距平百分率K_i显示西、东江流域旱涝灾害发生较均匀且发生率较低,北江流域易发生洪涝灾害;珠江流域西、北、东江径流基本存在25～32,10～20,4～10 a的周期变化。珠江流域径流年内分配极不均匀,年径流集中度(RCD_(year))北江和东江略低于西江,近年来集中度都有减小趋势。北江最大径流最早出现,在5,6月份交替,东江最大径流在6,7月份交替,西江最大径流主要出现在7月份。[结论]珠江流域下游地区近60 a径流量并未发生明显的下降或上升趋势,但径流年际与年内变化仍十分明显,变化的主要原因为流域水库修建等剧烈的人类活动。     

汀江河流泥沙及其变化规律分析

本文应用水文站的泥沙资料，分析汀江河流输沙量的地区分布和年内、年际变化规律及变化趋势，并对形成这些规律及变化趋势的影响因素进行了探讨。     

大通河干流径流变化与预测分析

[目的]探究大通河干流径流演变特征规律及未来变化趋势之间的联系,为大通河流域水资源合理利用提供参考。[方法]选取1977—2022年青石嘴、天堂、享堂、连城水文站逐月径流量资料作为基础数据,利用不均匀系数、集中度、相对变幅3个指标分析径流年内变化;采用M-K检验、滑动t检验、小波分析等统计学方法分析径流年际变化趋势;运用灰色预测模型对未来径流变化趋势进行预测。[结果]（1）大通河干流径流从年内分配过程来看,受人类活动（工程调蓄）的影响,径流的年内分配更趋于均匀化,但总体上还是呈单峰分布;（2）从径流变化趋势性来看,4站5年滑动平均序列均表现为缓慢增加减小波动变化,整个径流序列有明显的丰枯交替变化特征;空间上1977—2022年,到达下游径流量由25.90 m³/s增加到27.09 m³/s;（3） 4站全年和四季均表现出正持续性;青石嘴站、天堂站、连城站、享堂站突变点分别为1989年、2010年、1998年、1980年、2018年、1994年;（4）大通河干流径流具有多时间特征尺度周期,周期振荡主要集中在1980s—2000s;（5）对2023—2026年径流量进行预测,发现大通河上游径流呈上升趋势,下游呈下降趋势。[结论]径流模拟预测结果与持续性分析结果一致,未来天堂站继续保持上升的变化趋势,连城站保持较弱的下降趋势,享堂站保持较强的下降趋势。     

新疆开垦河流域径流变化特征分析

根据新疆开垦河水文站的多年实测径流资料,利用方差分析法、回归分析法和Mann-Kendall秩次检验法等,分析了开垦河径流的分配和年际变化的特征.结果表明:开垦河径流年内分配较均匀;43 a的径流统计中,83.7%的年份径流集中度>50%,表明径流补给来源以雨水和高山冰雪(季节性积雪)融水为主.季节性积雪融水量占高山冰雪融水量和雨水量总和的比重在逐年增加.流域径流量主要集中在汛期(4-9月),最大径流量出现在6月,且汛期径流量占年径流量的比重逐渐增加.同时,春季径流量高于冬季.径流量年际变化平缓.呈微弱上升趋势,年径流变差系数仅为0.23;径流量代际变化特征明显,20世纪80年代由枯水期转向丰水期,但未发生突变;流域年径流量有较明显的周期成分,其显著周期为3,14,16,19 a.     

1961-2010年怒江流域降雨时空变化

在全球变暖的背景下,为探讨高原水系水资源的重分配利用,选取怒江流域作为研究对象,研究怒江流域的降雨时空变化。基于怒江流域13个雨量站点中6个站点的50 a降雨数据,采用反距离权重插值法、Kendall非参数检验、线性回归法对流域内年际降雨特征、年内强度特征和极端降雨事件进行了分析。结果表明:怒江流域上游（青藏高原东南区）降雨量小,年内降雨集中性总体趋势减弱;流域中游（青藏高原与云贵高原过渡区）降雨量较为丰富,年内降雨强度趋势上升;流域下游（云南泸水县六库以南区）降雨量最为丰沛,降雨集中性趋势平稳;流域内3片区极端降雨事件均呈上升趋势。综上所述,西藏地区应当注意保水、节水,西藏云南交界过渡区注意预防水土流失与水土综合治理,流域内云南剩余地区应当注意防洪与泥石流治理。     

洮河干流径流量变化趋势分析

河流径流量变化是对区域气候和下垫面变化的综合反映,了解和认知其变化对流域水资源开发具有重要意义。根据洮河流域上、中、下游的下巴沟、岷县、李家村、红旗四个控制水文站点实测月、年径流量资料,运用不同指标对洮河干流径流量的变化规律和趋势进行了分析,并采用最新的经验模态分解法进行佐证。结果表明:50年代至今,洮河流域径流量年内分配不均匀性越来越低,上游向下游逐渐由均匀向不均匀变化;该流域径流量年际变化大,总体表现为逐渐减小的趋势,丰平枯水年交替出现;洮河上游、下游径流量年际变化稳定,中游有部分支流汇入,径流量年际变化剧烈。洮河径流过程与降雨过程呈对应关系,径流量随雨量的变化而变化,径流量有滞后现象。     

湖南省近50年降水特征分析

利用湖南省21个站点1961—2010年的日降水量数据和数理统计方法分析了近50 a湖南省年、季、月降水特征,以期为水资源的开发和防洪等提供数据参考。结果表明:（1）湖南省降水量主要集中在4—8月,占全年的63.09%;春夏两季多雨,约占全年降水量的36%和35%,秋冬两季少雨,仅占17%和12%。（2）降水最大年份2002年达1 964.95 mm,最小年份1974年仅为1 104.19 mm,各年代年平均降水量比较接近,介于1 354.00~1 513.08 mm之间;（3）全省多年平均暴雨量为305.75 mm,主要集中在5—8月,50 a年平均暴雨发生次数为4.1次;年暴雨量最大值为572.07 mm,出现在2002年,而最少的年份仅有150.12 mm,出现在1985年。总之湖南省降水量和暴雨量年内分布不均匀,季节变化明显,年际变化幅度较大,应按降水时空特征合理利用水资源且做好防洪措施。     

基于SPEI的1961-2012年东北地区干旱演变特征分析

基于1961-2012年东北地区65个气象站逐日降水、气温、相对湿度、实际水汽压、风速和日照时数资料,计算标准化降水蒸散指数（SPEI）,并对SPEI指数评价实际干旱的能力进行验证,采用M-K趋势检验和正交经验分解函数等统计方法,分析近52a东北地区年、季尺度的干旱演变特征.结果表明：SPEI指数可以表征东北地区的干旱特征;1961-2012年,全区年SPEI指数呈现明显的阶段性特征,20世纪60年代后半段、70年代后半段和90年代后半段-21世纪初的3个时段发生了连续干旱,中西部地区是干湿变化异常敏感的地区.东北地区春季干湿状况变化趋势不明显,但在2003年以后出现变湿态势,夏、秋季有不显著的干旱化态势,20世纪90年代中期以后秋季干旱化态势明显增强,黑龙江省西南部和吉林省西部地区秋旱加强态势较其它地区明显;冬季21世纪全区趋于变湿,变湿态势较明显的地区位于吉林省中西部和辽宁省北部.     

1961-2015年雅鲁藏布江流域径流演变规律分析

基于雅鲁藏布江流域奴下水文站1961-2015年逐月径流量资料,采用启发式分割算法识别径流突变年份,继而采用Mann-Kendall非参数检验分析径流的长期变化趋势,应用集中度和集中期研究径流的年内变化规律。结果表明:(1)年径流量呈现先减少后增加的变化趋势,且转折点为1992年,即年径流量在转折点前以2.715 mm/a的速率呈现显著的下降趋势,但在转折点后呈现不显著的上升趋势;(2)湿润季径流量占全年径流量的71.6%±4.4%,主导着雅鲁藏布江流域的年径流量变化过程,而在转折点后干旱季径流的变化是年径流呈现增加趋势的另一个重要原因;(3)雅鲁藏布江流域的径流年内分配规律呈“坦化现象”,即径流量最大值出现时间推迟且年内分配更加均匀,这可能归因于该地区植被覆盖状况的恢复和改善。研究结果可以进一步识别气候变化和下垫面在径流变化过程中的作用奠定良好的基础,为区域生态环境可持续发展提供建议和指导。     

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。     

沂河流域水沙变化趋势及成因分析

为了揭示变化环境下沂河流域径流量和输沙量减少的原因,选取反映该流域水沙变化趋势的代表水文站——临沂站,利用50余年来的实测年径流量及年输沙量资料,采用滑动平均法、Mann-Kendall非参数秩次相关检验法,对该流域水沙变化趋势进行了研究。结果表明:在一定显著性水平下,沂河流域径流量与输沙量在多年变化中均呈明显下降趋势。最后,针对影响水沙变化的降水与人类活动因素,应用不同时段的雨—水—沙关系,定量计算了不同时段的水沙衰减量以及由于雨水衰减影响和水土保持影响的减沙量所占比重。针对临沂的实际情况,应继续加强水土保持工作,实施流域综合治理。     

基于SHAW模型的长江源区水能平衡研究

基于长江源唐古拉地区2020—2021年土壤水热及气象数据,运用SHAW模型对土壤温湿度进行模拟,计算土壤水量平衡和地表能量平衡特征。结果表明：(1)土壤温度的模拟效果优于土壤湿度,温度模拟NSE(纳什效率系数)>0.93,R2>0.97,土壤湿度模拟NSE均值>0.61,R2均值>0.79,模拟结果具有一定可信度;(2)水量平衡各分项具有明显的冷暖季变化特征,降水和深层向上补给构成水分收入,分别占86.4%与13.6%,深层渗漏、蒸散发、土壤储水和地表积水构成水分支出,分别占36%、49.1%、14.4%、0.5%;(3)地表能量平衡冷暖季交替变化,净辐射、潜热通量与土壤热通量暖季增大冷季减小,感热通量呈现相反的趋势,季风活动与冻融作用成为影响净辐射收支的关键因素。模拟期内日净辐射均值为46.48W/m2,32.7%转化为显热通量,65.1%转化为潜热通量,土壤热通量占比仅为0.3%。     

汉江与嘉陵江源区土壤团聚体分布特征及机制研究

以汉江与嘉陵江源区黄土母质上发育的土壤为研究对象,通过对土壤团聚体和理化性质的试验分析和数据解析,研究了两地土壤团聚体的分布规律及发生机制。结果表明:(1)汉江源区(LJH)团聚体的R 0.25、MWD、GMD值由A层的83.73%,2.17和1.11分别降为C层的59.18%,0.40和0.26,嘉陵江源区(YJS)由A层的69.72%,1.03和0.46降为C层的56.55%,0.52和0.27,分形维数(D)则随土层深度的加深而增大,即前者的D值由A层的2.46增为C层的2.53,后者由A层的2.50增为C层的2.57,表明土壤团聚体稳定性随土层深度增大而减弱,其中>2,1~2 mm团聚体对保持土壤的稳定性具有重要贡献。(2)土壤有机质、铁铝氧化物和颗粒组成中的粉粒是促进土壤大团聚体形成并维持其稳定性的重要影响因素,而SiO 2、K 2O、黏粒、砂粒和碳酸钙在不同土壤环境中对团聚体稳定性起到截然相反的作用,即前三者在LJH剖面中对团聚体稳定性不利,在YJS剖面中反而有利于维持其稳定性,后两者促进LJH剖面团聚体形成,却破坏YJS剖面稳定性,Na 2O水溶解后则对团聚体具有分散作用。(3)汉江源区的土壤,A层团聚体稳定性强于嘉陵江源区,粉粒、有机质和铁铝氧化物为其主导因素,Bt层土体致密,通透性弱,不利形成团聚体,稳定性弱于后者,C层为母质层,两地团聚体稳定性皆较差,其不同发生层之间土体稳定性的差异要大于嘉陵江源区。     

黄河下游典型潮土区玉米地径流氮素流失特征

[目的]揭示自然降雨过程中黄河下游潮土区农田氮素随地表径流的流失特征,为地表径流水质预测及农业面源污染防控提供参考。[方法]采用定位试验的方法,在黄河下游典型潮土区进行夏季不同降雨条件下玉米地径流水质的连续监测,并分析了径流中TN(总氮)、DN(溶解态氮)、NN(硝态氮)和AN(铵态氮)的浓度变化过程、流失水平与强度及其影响因素。[结果](1)不同形态氮素浓度的峰值均出现在径流过程的前期,之后随降雨的持续,浓度曲线整体上呈下降的变化趋势;(2)径流中TN,DN,NN的EMC(次降雨事件污染物平均浓度)均超过或接近地表水Ⅴ类水质标准(2.00 mg/L),其中TN的EMC随降雨强度的增大依次是Ⅴ类水质标准的1.75,1.72,1.91,2.01倍,表明研究区域已存在明显的氮素污染风险;(3)径流中TN的流失以DN为主,而NN又以DN为流失主体,二者的EMC贡献率分别为56.75%～80.99%和72.78%～81.39%,并且在中、小降雨条件下贡献率更大;(4)TN,DN,NN,AN的流失强度和流失率均随降雨强度的增大而增大,各形态氮素流失强度和流失率的平均值分别为366.06,227.38,170.17,35.47 g/hm²和39.55,24.30,18.07,7.46 g/(h·hm²);(5)Pearson相关分析结果显示:径流量和TSS(悬浮物)对AN浓度的影响较小,但对TN,DN,NN浓度的影响却十分明显; 其中,中、小降雨条件下TN,DN,NN浓度与径流量之间均存在显著的正相关关系(p<0.05),且在小雨条件下相关性更为显著(p<0.01); 大、暴雨条件下,TN浓度受到径流量和TSS的双重影响(p<0.05),且降雨强度越大,影响越强烈,但二者对DN,NN浓度的影响却并未达到显著水平。[结论]黄河下游潮土区夏季玉米地径流中各形态氮素的流失特征存在明显差异,可根据降雨强度的大小采取适宜的氮素流失防控策略,且控制径流并减少水土流失对提高氮素流失防治效率具有十分重要的意义。     

长江三峡花岗岩地区优先流对渗流和地表径流的作用

为研究长江三峡花岗岩地区优先流对渗流和地表径流的影响,以长江三峡地区曲溪小流域作为试验用地,选择适当的土壤剖面作为观测剖面。采用自记流量计测量了优先流、渗流和降雨过程。在小流域出口处设置90°薄壁三角堰和水位计记录了地表径流过程,分析了优先流和渗流、地表径流之间的关系。结果表明,在同等降雨条件下,优先流晚于渗流出现,早于渗流停止。优先流流量在剖面渗流总量中的比例可达2.40%～48.72%。优先流水分通量最大可达剖面渗流水分通量的17200倍,会在很大程度上增加土壤水分运动通量。在同场降雨中,优先流的介入使得渗流流量峰值出现时间提前。优先流的出现导致地表径流峰值出现时间延迟,洪水历时过程延长。前期影响雨量及产流次雨量较小时,优先流与地表径流之间相互影响较大。     

长江上游流域径流变化

分析长江上游流域5个主要控制站：金沙江屏山、岷江高场、嘉陵江北碚、长江上游干流寸滩及乌江武隆的月流量变化。结果表明,高场和北碚站的径流显著减少,寸滩站径流则稍微减少。从年内分配上看,9-11月份减少较多。寸滩站径流减少主要受岷江和嘉陵江流域降水量减少和人类活动的影响。