黄土丘陵第Ⅲ副区典型流域水沙演变过程及其驱动因素分析

流域水沙演变过程是构建区域水土流失模型及评价水土保持措施效益的基础。为探讨气候与下垫面变化对流域水沙变化的影响,以黄土丘陵沟壑区第Ⅲ副区罗玉沟流域为例,采用水文要素累积距平、Mann-Kendall趋势性检验和双累积曲线等方法,分析了1986—2010年间流域水沙关系演变过程及驱动因素,并定量分析了驱动因素的影响。结果表明:1)流域径流量在1993年发生突变,其中1994—2010年(后期)较1986—1993年(前期)不同降水水平年的径流量和输沙量减少率大多超过50%;2)土地利用结构优化可改变流域水沙过程和水沙量,而沟道淤地坝工程的运行改变了水沙搭配关系,使流域单位径流输沙量显著降低;3)降水和土地利用变化对流域径流减少贡献率分别为18.48%和81.52%;降水和土地利用变化对泥沙减少贡献率则分别为27.15%和72.85%。     

黄土丘陵第Ⅲ副区典型流域水沙演变过程及其驱动因素分析

流域水沙演变过程是构建区域水土流失模型及评价水土保持措施效益的基础。为探讨气候与下垫面变化对流域水沙变化的影响,以黄土丘陵沟壑区第Ⅲ副区罗玉沟流域为例,采用水文要素累积距平、Mann-Kendall趋势性检验和双累积曲线等方法,分析了1986—2010年间流域水沙关系演变过程及驱动因素,并定量分析了驱动因素的影响。结果表明:1)流域径流量在1993年发生突变,其中1994—2010年(后期)较1986—1993年(前期)不同降水水平年的径流量和输沙量减少率大多超过50%;2)土地利用结构优化可改变流域水沙过程和水沙量,而沟道淤地坝工程的运行改变了水沙搭配关系,使流域单位径流输沙量显著降低;3)降水和土地利用变化对流域径流减少贡献率分别为18.48%和81.52%;降水和土地利用变化对泥沙减少贡献率则分别为27.15%和72.85%。      

气候变化和人类活动对丹江流域泥沙变化影响的定量分析

以丹江流域9个气象台站的降水资料和荆紫关水文站实测的径流、泥沙数据为基础,运用Mann-Kendall非参数趋势检验法、Pettitt变点检测法分析了丹江流域1980²009年的径流量、输沙量和降雨量的变化趋势,检测了输沙量的突变点,并使用水文分析法定量分离了气候变化和人类活动对流域输沙量的影响。结果表明:丹江流域径流量、输沙量均显著下降,降雨量有不显著的下降趋势;输沙量在1989年发生突变,与基准期19802009年的径流量、输沙量和降雨量的变化趋势,检测了输沙量的突变点,并使用水文分析法定量分离了气候变化和人类活动对流域输沙量的影响。结果表明:丹江流域径流量、输沙量均显著下降,降雨量有不显著的下降趋势;输沙量在1989年发生突变,与基准期1980¹989年相比,丹江流域19901989年相比,丹江流域1990²009年的径流量、输沙量以及降雨量分别减少了57%、57%和11%。输沙量和径流量相关性较高(R2009年的径流量、输沙量以及降雨量分别减少了57%、57%和11%。输沙量和径流量相关性较高(R²=0.47),而与降雨量的相关性相对较低(R2=0.47),而与降雨量的相关性相对较低(R²=0.28),降雨对输沙量的直接作用较小。气候变化对丹江流域的输沙量的变化起主导作用(60%),但人类活动的作用仍不可忽视(40%)。     

气候变化和人类活动对丹江流域泥沙变化影响的定量分析

以丹江流域9个气象台站的降水资料和荆紫关水文站实测的径流、泥沙数据为基础,运用Mann-Kendall非参数趋势检验法、Pettitt变点检测法分析了丹江流域1980~2009年的径流量、输沙量和降雨量的变化趋势,检测了输沙量的突变点,并使用水文分析法定量分离了气候变化和人类活动对流域输沙量的影响。结果表明:丹江流域径流量、输沙量均显著下降,降雨量有不显著的下降趋势;输沙量在1989年发生突变,与基准期1980~1989年相比,丹江流域1990~2009年的径流量、输沙量以及降雨量分别减少了57%、57%和11%。输沙量和径流量相关性较高(R~2=0.47),而与降雨量的相关性相对较低(R~2=0.28),降雨对输沙量的直接作用较小。气候变化对丹江流域的输沙量的变化起主导作用(60%),但人类活动的作用仍不可忽视(40%)。     

吉林地表水资源对气候变化的响应

[目的]研究吉林地表水资源对气候变化的响应。[方法]利用1960～2000年吉林省45个气象站的月平均气温和降水资料,以及松花江辽河流域56个水文站的逐月径流量资料,分析了该地区41年来地表径流变化及其对气候变化的响应。[结果]松辽流域径流量在20世纪60～70年代径流量呈持续偏少状态,80年代开始年径流量缓慢增加,进入90年代,年径流量有明显的波动变化,但整体趋于减少;EOF分析表明,松辽流域径流量自南向北逐渐减少的趋势,中心梯度较小,径流变化分布均匀;MK突变检验结果显示,80年代前和90年代后期松辽流域年径流量具有较大波动。吉林省地表径流量对气温、降水变化的响应较明显,表现出较强的相关性,且有一定的滞后性。在分析主要江河流域径流量与气象要素变化关系基础上,建立了流域地表径流量与气象要素之间的统计预测模型,得到的径流预测值与实测值相关性较好,根据气象要素的变化可以对相应流域地表径流量的变化进行预测评估。[结论]该研究为吉林地表水资源的开发和利用提供理论依据。     

凌河保护区水量综合管理研究——凌河流域水沙特性分析

通过对凌河流域代表水文站的实测径流量和输沙量分析,得出凌河流域的水沙变化规律.探讨了凌河流域典型水文站(朝阳水文站)流域径流量、输沙量和含沙量的年内和年际变化趋势,比较了不同水文站径流量、输沙量和含沙量的年际变化.同时,探讨了凌河流域径流量、输沙量的沿程变化规律,并对大、小凌河流域的径流量和输沙量等水沙特性进行了比较.结果表明,凌河流域径流量和输沙量年内分配不均,多集中于汛期(6～9月),且年际变化较大,径流量随沿程增大;而输沙量在山丘区随沿程增大,到达平原区随沿程减小.     

江西省“五河”流域水文特征初步研究

对江西省"五河"流域(赣江、抚河、信江、饶河和修河)的水文特征,包括降水、地表水资源、水位、人湖流量、人湖输沙量等进行分析.结果表明:"五河"流域降水充沛,但年内分配不均,其中信江流域降水最为充沛,但年内差异系数较大;修河流域降水量最小,但年内差异系数最小;地表水资源丰富,但由于人口基数不同,水资源丰富的信江流域人均水资源却最低;洪水通常出现在6月,差异并不明显;各水系径流量略有增加,年内变化显著,最大月份是最小月份的几倍到几十倍;近年来人湖输沙量波动下降;据单位面积水土流失状况分析,抚河流域较为严重,信江流域2006年有所加重.     

无定河流域1961～2012年水沙变化归因分析

为探究在气候变化和人类活动共同影响下的水沙变化问题,基于无定河流域1961~2012年的水文气象数据及水土保持措施数据,分析了流域径流泥沙的变化,并定量分解了气候变化及人类活动对流域径流泥沙影响的贡献率。结果表明:1961~2012年无定河流域径流量、输沙量均显著减小;径流量和泥沙量的突变分别发生在1986年和1978年。根据弹性系数法和敏感性分析法得出人类活动对径流减少的贡献率分别为78.75%和79.02%,气候变化的贡献率分别为21.25%和20.98%。根据累积量斜率变化率方法得出人类活动与气候变化对输沙量减少的贡献率分别为87.78%和12.22%。     

气候变化下石羊河流域水资源特征分析

基于5个气象站点30年气象观测资料和近10年的水资源数据,运用数理统计方法分析了石羊河流域水资源特征,结果表明,1981～2010年石羊河流域增暖明显,上游年降水量显著减少,石羊河主干流径流量呈季节性变化;地下水位趋深,北部荒漠地区持续下降;水资源总量以0．8809亿m3／a的速度减少,且对降水的敏感度明显高于对温度的反映,水资源开发利用形势非常严峻。     

无定河流域1961～2012年水沙变化归因分析

为探究在气候变化和人类活动共同影响下的水沙变化问题,基于无定河流域1961²012年的水文气象数据及水土保持措施数据,分析了流域径流泥沙的变化,并定量分解了气候变化及人类活动对流域径流泥沙影响的贡献率。结果表明:19612012年的水文气象数据及水土保持措施数据,分析了流域径流泥沙的变化,并定量分解了气候变化及人类活动对流域径流泥沙影响的贡献率。结果表明:1961²012年无定河流域径流量、输沙量均显著减小;径流量和泥沙量的突变分别发生在1986年和1978年。根据弹性系数法和敏感性分析法得出人类活动对径流减少的贡献率分别为78.75%和79.02%,气候变化的贡献率分别为21.25%和20.98%。根据累积量斜率变化率方法得出人类活动与气候变化对输沙量减少的贡献率分别为87.78%和12.22%。     

气候变化背景下石羊河下游径流特征

利用近50年石羊河下游蔡旗水文站径流观测资料和该站上游凉州、古浪、乌鞘岭、永昌4个气象站气温、降水、蒸发量观测数据,运用累计距平、Mann-Kendall(M-K)突变检验、Morlet小波分析和皮尔逊相关系数法分析气候变化背景下石羊河下游径流量的变化特征。结果表明,石羊河的径流变化存在2年、4年、22年变化周期,其中以22年时间尺度径流的变化最为明显,径流量在该尺度上表现为丰水期-枯水期-丰水期-枯水期-丰水期交替变化,截至2017年,径流量表现持续增加趋势。流域内气温、蒸发量呈上升趋势,降水量变化趋势平稳,三者变化周期较一致,在2年、3年、4年、5年、20年、22年等年际和年代际尺度上,径流量变化与气温、蒸发量变化呈显著负相关关系,且时间尺度越大相关性越强;降水量在年际和多时间尺度上对径流量变化有一定影响,但2-5年时间尺度上无明显相关性,20年、22年时间尺度上却呈显著负相关关系,说明石羊河径流量变化可能还与除气候变化外的人类活动等其他因素有很大关系。     

潮白河上游1961—2005年径流变化趋势及原因分析

基于潮白河上游流域内的气象资料和水文资料,利用时间序列对比法分析了1961—2005年该流域年径流变化特征和变化趋势,研究了气候变化和人类活动因素对径流变化的影响,揭示了流域径流变化的成因。结果表明:潮白河上游径流的年内分配极不平衡,年际变化大;年径流量总体上呈现出明显减少的趋势,20世纪90年代的流域径流量平均值仅为60年代的75.8%,减少幅度较大。通过分析认为:降水、气温变化不是造成年径流量显著下降的主要影响因素,流域径流量的减少在很大程度上受水资源利用、土地利用、修建水库以及跨流域调水等人类活动因素的影响。     

基于Markov的山西岔口小流域土地利用变化预测

为了探究验证土地利用覆被变化是山西岔口小流域水土流失的主要风险源,以流域2008和2010两年的矢量化土地利用现状图为数据,提取分析土地覆被变化数据构建马尔科夫模型,利用转移概率矩阵对流域2020年的土地利用覆被变化做出了预测。结果表明,按照目前趋势发展,坡耕地和裸地面积会不断减少,到2020年分别减少至1348.81hm2和763.54hm2;乔木林和梯田的面积则会逐步增加到3985.74hm2和1339.65hm2。耕地改良和退耕还林还草工程将取得实质性成果,流域生态将得到逐步恢复,水土流失将有效减少。     

松花江水沙变化态势与影响因素

松花江流域的水沙变化将在很大程度上影响流域内人类的活动。本文利用累积曲线法、M-K次序分析法和有序聚类法就松花江各主要支流1955?2013年的水沙变化特征进行研究,结果表明:松花江干流及嫩江的年径流量显著减少,主要支流第二松花江没有明显的变化趋势;第二松花江年输沙量明显减少,干流和嫩江有显著的变化趋势。结合松花江各支流水沙变化的特征,分析了松花江气候降雨、植被覆盖与水土保持、水库建设和过度建设对水沙变化的影响。     

28年吴起县水文特征分析

本研究根据该县1980～2007年水文站的观测资料,经过统计计算,对降水、蒸发、径流、输沙量等因子的变化规律进行了详细分析.结果表明:28 a间该地区8月份的平均降水量、径流量和输沙量最大,而5月份的蒸发量最大;夏季的降水量、径流量和输沙量明显高于其他几个季节,春季和夏季的蒸发量相差不大,均高于秋、冬季;降水量年际变化总的趋势是上升的,而蒸发量、径流量和输沙量均有不同程度的减少.此结果为探讨水文特征与森林植被之间的关系,给吴起县植被建设提供理论依据.     

澧水流域径流泥沙变化及驱动力研究

为了掌握澧水长时间序列的径流泥沙演变规律,运用Pearson相关系数法对1955~2009年澧水年径流量和年输沙量进行分析。结果表明,近55年来澧水年径流量没有发生明显变化,而年输沙量呈显著下降趋势,年输沙量在1983年发生了突变。通过分析降雨、径流及输沙量之间的变化关系,在1955~2009年澧水年降水量无明显变化的情况下,人为因素是年输沙量显著减少的主要因素,水土保持综合治理和水利工程拦沙使澧水入洞庭湖泥沙量每年相应减少约459.03×107kg。     

山西省吉县清水河流域森林动态变化对水沙影响的初报

我们使用流域内(黄河中游河龙区清水河流域水文站断面以上425km~2)不同时期航片,判读出森林的动态变化。然后依据27年的水文资料,分析森林的动态变化对径流、泥沙的影响。研究表明:由于森林面积的增加以及土壤下渗和蒸发散的增加,年径流量、枯水期流量、洪峰流量以及悬移质输沙量都不同程度地减少。     

基于AnnAGNPS模型的三峡水库生态屏障区径流与土壤侵蚀的变化

利用调查统计和生态产业化工程建设数据,基于GIS技术和AnnAGNPS模型预测三峡水库生态屏障区7条典型农林小流域4种情景模式下径流和土壤侵蚀的变化。结果表明,与2000年相比,2020年7条流域地表径流量将平均减少40.7 mm,土壤侵蚀量将减少5.41 t·hm^-2;流域径流量与坡度呈显著正相关性(p<0.05),与林地面积比率呈显著负相关性(p<0.05),与农地比率相关性不显著; 土壤侵蚀量与林地面积呈显著负相关性(p<0.05),与农地面积呈显著正相关性(p<0.05),土壤侵蚀量空间变异系数均值为160%,为径流量的4.35倍,土壤侵蚀影响因素的不确定性远多于径流量;三峡水库屏障区实施退耕还林和生态产业化工程建设后,水土保持功能持续增强。利用AnnAGNPS模型输出的方法能较为客观地计量流域尺度径流量和土壤侵蚀量,但该方法所需数据量庞大,可能会限定其他地区的推广。     

渭河陕西段水情对气候变化的响应

根据20世纪中期以来渭河降水、径流、泥沙、洪水等方面的资料,对陕西省渭河的水情动态变化进行了统计分析,并对水情变化的主要原因进行了探讨,以揭示其对环境因素的响应关系。结果表明,渭河流域水沙输送主要集中于降水量较大的汛期,年内分布相对集中;年际变化较大,20世纪50～90年代期间径流量和输沙量总体均呈下降趋势,90年代径流量下降明显;洪水演变出现新的特点;流域径流量、输沙量、洪水等水情要素与气候变化之间存在密切的响应关系。     

基于HHT和DFA的文峪河径流趋势分析与预测

【目的】文峪河是山西省吕梁地区的重要水源地之一,研究其径流量变化可为整个吕梁地区的水安全保障体系建设和区域社会经济规划与产业布局提供决策支持。【方法】应用Hilbert-Huang变换(HHT)方法、非趋势波动分析方法(DFA)以及BP神经网络预测方法,对文峪河中长期天然径流序列的周期变化特征、分形特征进行非线性分析,探讨了影响径流形成的降水、气温等气候要素对文峪河径流演变的影响,并进一步分析了厄尔尼诺现象、太阳黑子活动与文峪河径流变换的响应关系。以EMD分解结果和标度不变性为依据,对径流未来的演化发展趋势进行预测,并分析了未来流域水安全的态势。【结果】文峪河径流序列存在准2年、准4年、6～7年和13～14年的周期变化规律;文峪河径流变化受气候要素影响强烈,与厄尔尼诺现象、太阳黑子数存在良好的响应关系;文峪河年径流序列具有分形结构特征和趋势增强特征。【结论】未来文峪河年径流存在一个持续的缩减趋势,2050年文峪河水库坝址处的径流量可能将缩减至0.5亿m3左右,比坝址处多年平均径流量减少近65%,流域水安全局势堪忧。