基于小波变换和GRNN神经网络的径流模型在雅砻江流域中的应用

对雅砻江甘孜站控制流域月降水量和气温做 Harr小波变换 ,并作为 GRNN神经网络的输入 ,对雅砻江甘孜站径流进行模拟和预测验证 ,效果较好。但该模型对气温变化不敏感。故应用不引进小波变换的 GRNN神经网络模型 ,并采用全球变化成果 ,在不同的气候情景下 ,对甘孜站径流进行预测。结果表明 ,在未来一段时间内 ,甘孜站径流量会有一定程度的增加。径流量对气温的响应不同于西北内陆河流域 ,原因是该流域月径流量随气温的升高而增加。可利用该模拟对甘孜站径流进行反延或预测 ,并利用甘孜、温波二站径流量关系 ,计算温波站径流量 ,为南水北调工程径流设计服务     

阿克苏河径流量时间变化特征及成因分析

运用多种统计方法,对1957-2003年塔里木河最大的源流--阿克苏河年径流量序列进行分析,发现阿克苏河年径流量序列呈明显的上升趋势,大致以4 a左右的周期均匀变化.年径流量作为气温上升的滞后反应,20世纪90年代以来快速增加.通过普查相关和引用积雪卫星遥感资料分析,前期山区降水和气温的年际变化是造成河水径流量稳定变化的主要原因,由气温变化导致的山区积雪融水是阿克苏河径流的重要补给来源.夏季的气温、降水的突然变化是引起径流量突然增大甚至引起洪水的主要原因.     

坡度对黄土坡面径流溶质迁移特征的影响

通过田间模拟降雨试验,分析了坡度对坡面物质迁移特性的影响.结果显示,坡度对坡面物质迁移的影响十分显著;降雨强度一定时,坡度达到15°左右时,径流量达到最大;坡度对径流养分流失量的影响是通过径流量起主导作用,径流量大相应径流携带养分流失总量增加.利用幂函数对径流溶质浓度变化过程进行了拟合,结果显示幂函数可以很好反映田间坡面溶质随地表径流变化过程,说明在侵蚀环境下径流溶质浓度变化过程符合幂函数.     

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。     

1957—2015年叶尔羌河流域气候变化特征及其径流响应

根据流域内气象、水文站点的长期观测数据,利用线性趋势、相关系数、累积距平、Mann-kendall(M-K)突变检验等方法分析不同区域的干、湿季气候变化特征,并假定不同的气候情景组合,分析径流对气候变化的响应程度。结果表明:(1)1957-2015年4个单元气温和降水量呈增加趋势;除上游外,相对湿度、平均风速和大风日数呈减小趋势,流域径流量呈增加趋势。(2)气温在1996年发生突变;降水量未出现明显突变点;相对湿度在2005年左右发生突变;除下游外,平均风速在1983年发生突变;径流量于1993年发生突变,突变后径流量增加了9.08×10^8m^3。(3)相关性分析显示,流域径流量与湿季平均气温、平均最低(最高)气温呈极显著正相关,与湿季平均风速、大风日数和相对湿度呈负相关,除上游径流与干季降水量呈正相关外,其他区域与降水量呈负相关。(4)敏感性分析表明,当降水量不变,气温升高1℃,径流量增加9.06%;当气温不变,降水量增加10%,径流量减小1.67%,这主要与径流组成有关。流域77.4%的径流量来自雪冰融水补给,当降水量增加时,气温降低,减少了冰川积雪的融化,因而流域径流与气温呈正相关,与降水量呈负相关,且对气温变化更敏感。     

用经验径流系数推算全球径流深度分布场

通过回顾110 a的全球径流量估算历史,以中国为样本区域,通过求算样本区域的径流系数,利用最小二乘法回归得出了径流系数经验公式。基于径流系数经验公式和高分辨率降水深度图,利用地理信息系统绘制了全球水资源的高分辨率空间分布场,计算得出全球（不含南极洲）径流量为47 884 km^3,平均径流深度为359 mm;内流区径流量为1 663 km^3,平均径流深度为58.4 mm。将31个内流区径流量的计算结果与有关文献进行比较,发现下垫面蒸发和人类利用耗散对地下径流及地下水增量变化在水资源核算中的重要性,计算得出的内流区径流量与实际值较为接近。     

基于SWAT模型的开都河流域径流模拟

在遥感和GIS技术支持下,应用SWAT(Soil and Water Assessment Tool)分布式模型对开都河流域1988-2009年逐月径流进行模拟。结果表明:模拟结果与实测径流较吻合,校准期(1990-2000年)效率系数为0.58,平均相对误差为-5.7%,线性拟合度为0.8,验证期(2000-2009年)的结果与校准期接近,均达到了模型的评价标准,结果具有一定的可信度,SWAT模型适用于开都河流域的径流模拟;季节性融雪是研究区径流形成的重要组成,结合研究区的特性,确定了研究区的各项积雪/融雪参数,提高了冬春季节径流模拟的准确性。     

小流域水量水质综合模型模拟研究

水箱模型也称Tank模型,是应用较为广泛的流域水文模型,模型将复杂的降水径流过程简单概化为流域的蓄水与出流关系进行模拟。针对皂河小流域的降水、径流和水循环等水文特性,建立了4层串联水箱模型,模拟流域的降水径流过程,计算流域径流量,并结合河流水质模型,综合模拟河流流量及主要水质指标变化。结果表明:各项指标的模拟值与实测值吻合较好,说明水箱模型用于小流域的径流模拟结果较为准确,可与水质模型耦合使用,综合模拟小流域的水文水质变化。     

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。     

石羊河流域径流量分布特征及对气候变化的响应——以西营河为例

利用1961-2009年石羊河流域西营河径流量和气象资料,分析了近49年来径流量变化趋势、年内分配特征及与气象因素的内在关系.结果表明:近49年来西营河径流量总体呈减少趋势,冬、夏季减幅大于秋、春季;90年代四季径流量衰减明显,特别是年、春、夏季径流出现明显突变;年径流量补给主要以汛期雨水补给为主,雨水补给比例在逐渐增加,冬季积雪融水对径流量的补给比例在减少;流域内降水量呈较小的增加趋势,但是夏季降水增幅不明显.气温呈明显升高趋势,特别是冬季气温趋势系数最大,受其影响蒸发量均呈增大趋势;径流量与6-9月降水量呈显著正相关,但与7、8月气温、蒸发呈显著负相关.分析了未来气温、降水变化在不同情形下对径流量的可能影响,表明气温对径流量的负效应占据着主导作用,汛期气温的升高且伴随着蒸发的增大使年总径流量减少,气候变暖总体不利于流域径流量的增加.     

模拟降雨条件下苏南黄壤产流起始时间及影响因素研究

运用人工模拟降雨装置研究了暴雨条件下苏南典型丘陵土壤上纯草、纯灌、灌草3种经营模式下坡度、降雨强度、土壤前期含水量、植被覆盖度对开始产生径流时间的影响。研究表明:纯草模式下影响开始产流时间的最主要因子为土壤前期含水量,同时建立了3种植被组合下影响开始产流时间的多因子回归方程。通过方程,由植被覆盖度、坡度、土壤前期含水量和降雨强度四个易于获得的因子可预测不同植被组合下开始产生径流的时间。     

天山北坡典型内陆河流域积雪年内分配与年际变化研究——以玛纳斯河流域为例

以500m分辨率的MOD10A2积雪遥感影像和气象站点数据为基础,以积雪覆盖率和初雪日与积雪日数为变量对玛纳斯河流域积雪的年内分配(2007年10月-2008年9月)与年际变化(1960年-2006年)进行了分析探讨.结果表明:水文年内玛纳斯河流域积雪变化较大,北部开阔的河谷地带积雪覆盖呈现明显的季节性变化;南部山区海...     

雨强和植被覆盖度对典型坡面产流产沙的影响

应用先进的UGT水蚀测量仪,研究黄土高原祖厉河流域雨强和植被覆盖度对典型坡面产流产沙的影响。结果表明:黄土高原半干旱区间隔为15min的产流量、径流含沙量和产沙量与15min雨强具有相同的增减趋势,呈三次曲线关系y=b0+b1x+b2x2+b3x3。7种雨强条件下,人类扰动撂荒地的产流量、径流含沙量和产沙量均明显大于植被自然恢复的撂荒地,覆盖度20%的撂荒地是覆盖度35%撂荒地的平均径流系数的2.35倍,径流含沙量的4.48倍,产沙量的14.06倍。相对于受到扰动的撂荒地,植被自然恢复的撂荒地水土保持效益显著。     

Monitoring and analysis of snow cover change in an alpine mountainous area in the Tianshan Mountains,China

Estimating the snow cover change in alpine mountainous areas(in which meteorological stations are typically lacking) is crucial for managing local water resources and constitutes the first step in evaluating the contribution of snowmelt to runoff and the water cycle. In this paper, taking the Jingou River Basin on the northern slope of the Tianshan Mountains, China as an example, we combined a new moderate-resolution imaging spectroradiometer(MODIS) snow cover extent product over China spanning ...     

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.     

Long-term variations in runoff of the Syr Darya River Basin under climate change and human activities

In this study,we analyzed the hydrological and meteorological data from the Syr Darya River Basin during the period of 1930–2015 to investigate variations in river runoff and the impacts of climate change and human activities on river runoff.The Syr Darya River,which is supplied by snow and glacier meltwater upstream,is an important freshwater source for Central Asia,as nearly half of the population is concentrated in this area.River runoff in this arid region is sensitive to climate change and human activities.Therefore,estimation of the climatic and hydrological changes and the quantification of the impacts of climate change and human activities on river runoff are of great concern and important for regional water resources management.The long-term trends of hydrological time series from the selected 11 hydrological stations in the Syr Darya River Basin were examined by non-parametric methods,including the Pettitt change point test and Mann-Kendall trend tests.It was found that 8 out of 11 hydrological stations showed significant downward trends in river runof f.Change of river runoff variations occurred in the year around 1960.Moreover,during the study period(1930–2015),annual mean temperature,annual precipitation,and annual potential evapotranspiration in the river basin increased substantially.We employed hydrological sensitivity method to evaluate the impacts of climate change and human activities on river runoff based on precipitation and potential evapotranspiration.It was estimated that human activities accounted for over 82.6%–98.7%of the reduction in river runoff,mainly owing to water withdrawal for irrigation purpose.The observed variations in river runoff can subsequently lead to adverse ecological consequences from an ecological and regional water resources management perspective.     

Hydrological and water cycle processes of inland river basins in the arid region of Northwest China

The increasing shortage in water resources is a key factor affecting sustainable socio-economic development in the arid region of Northwest China(ARNC). Water shortages also affect the stability of the region's oasis ecosystem. This paper summarizes the hydrological processes and water cycle of inland river basins in the ARNC, focusing on the following aspects: the spatial-temporal features of water resources(including air water vapor resources, runoff, and glacial meltwater) and their driving forces; the characteristics of streamflow composition in the inland river basins; the characteristics and main controlling factors of baseflow in the inland rivers; and anticipated future changes in hydrological processes and water resources. The results indicate that:(1) although the runoff in most inland rivers in the ARNC showed a significant increasing trend, both the glaciated area and glacial ice reserves have been reduced in the mountains;(2) snow melt and glacier melt are extremely important hydrological processes in the ARNC, especially in the Kunlun and Tianshan mountains;(3) baseflow in the inland rivers of the ARNC is the result of climate change and human activities, with the main driving factors being the reduction in forest area and the over-exploitation and utilization of groundwater in the river basins; and(4) the contradictions among water resources, ecology and economy will further increase in the future. The findings of this study might also help strengthen the ecological, economic and social sustainable development in the study region.     

基于格网的青海省雪灾综合风险评估

为了快速、准确地评估青海省区域雪灾的监测精度和雪灾风险等级,基于气象灾害风险度评估的理论和方法,选取了诱发青海省雪灾发生的社会经济、畜牧和气象等致灾因子,通过Matlab软件编程和Arc GIS空间分析相结合的方法,较为系统地分析了青海省雪灾风险度因子的空间分布及雪灾综合风险等级特征。结果表明:除人均GDP和牲畜数量外,积雪深度、可利用草场面积和牧草产量的空间分布格局与雪灾综合风险基本一致;且雪灾综合风险高发区主要集中于青南牧区和东北局部地区,其中主要以玉树、杂多、称多、囊谦、唐古拉、玛沁、达日、甘德、门源和祁连局地为主,西北部柴达木盆地和东部农业区处于低等风险水平,而其余地区处于中等水平。     

哈密地区冰川变化趋势分析

雪冰融水是哈密地区地表径流的一种主要方式。受全球气候变暖的影响,哈密地区的冰川处于加速融化的阶段,水资源成为哈密地区发展的主要瓶颈。通过对哈密地区冰川物质平衡、面积、厚度、冰川区水文气象等参数的观测,预测冰川水文和水资源的变化,为更好地利用好哈密地区有限的水资源,为可持续发展,提出应对措施。