沈阳地区水资源平衡及变化特征分析

使用沈阳东陵区气象局1951-2010年的月平均气温、月降水量序列资料,用高桥浩一郎陆面蒸发经验公式估算蒸发量;采用Mann—Kendall秩次相关检验和线性趋势等分析方法,分析了降水量、蒸发量和水资源平衡变化特征。结果显示：在农作物生长季期间自然降水资源趋势明显减少,气候倾向率为-2．1162mm／a;蒸发量呈微弱减少趋势;水资源平衡降蒸差在下降,气候倾向率-1．7905mm／a。夏季水资源丰富,秋季次之,春季和冬季最少。降水量、蒸发量和降蒸差各月变化趋势呈一致性,其中1月最小,7月最大。气候变暖引起自然降水量的减少,造成水资源平衡的下降,从而存在农业供水不足和干旱的威胁,农业项目及农作物调整和布局势在必行。     

近58年来宁夏可利用降水量多时间尺度变化特征分析

依据宁夏1951—2008年月降水及气温资料,计算了可利用降水序列。运用地统计方法、小波分析法及气候趋势系数等方法分析了宁夏近58年来可利用降水量的空间分布及多时间尺度变化特征。结果表明,宁夏多年平均可利用降水量68.5mm,自北向南依次增大;7—9月占全年的69.14%～77.48%;夏季可利用降水量占年值57.81%～67.44%,秋季次之(19.87%～27.27%),冬季最小;存在3年、6年与10年振荡周期;未来,宁夏大部分地区陆面蒸发呈增加趋势,增幅0.516～6.796mm/10a,且自北向南依次增大;各地年、夏季及秋季可利用降水量均呈减少趋势,中部干旱带减幅最大(9.839～15.779mm/10a),北部引黄灌区以5.784～8.477mm/10a幅度减少,南部山区则以6.741～8.229mm/10a的幅度减少。     

1960―2019年山西右玉降水、气温及蒸发量变化特征分析

【目的】研究气候变化背景下右玉县降水、气温和蒸发量的变化规律,以合理利用气候资源。【方法】采用右玉县1960—2019年逐月降水量、气温、蒸发量数据,利用距平分析法、线性倾向估计法以及Mann-Kendall检验法,对该地区的降水量、气温和蒸发量进行了系统分析。【结果】右玉县降水量呈增多趋势,气温呈增高趋势,蒸发量呈减小趋势;通过Mann-Kendall突变检验法和滑动t检验确定1994年为气温序列上升突变点,降水序列未发生突变,2002年为蒸发量序列的减少突变点。【结论】研究结果可为农业灌溉、生态环境质量改善等提供科学的参考。     

河北省近50年气候变化对水资源的

利用河北省境内68个气象站、105处水文站1956~2000年近50年的气象、水文、水资源评价数据,分析了气候要素变化对水资源量的影响。从年代上看,河北省年平均气温总体上呈现上升趋势,平均每10年升高0.3~0.4℃;年平均蒸发量呈现下降趋势,平均每10年下降62 mm;年平均降水量逐渐减少,平均每10年减少15mm 。全省多年平均水资源量为204.9×108m3,总体来看水资源量呈逐渐减少的趋势。水资源量随降水量的减少而减少,随气温的升高而下降,用回归方法建立的水资源量与气象要素之间的数学模型为对数型非线性模型。通过灵敏度分析,降水量变化对水资源量的影响明显大于气温、蒸发量变化对水资源量的影响。根据未来气候变化对水资源量的预测,2030年河北省降水量增加4%～12%、气温升高1.1～1.4℃条件下,全省水资源量为200.9~232.3×108m3;2050年河北省降水量增加4%～14%、气温升高1.7～2.2℃条件下,全省水资源量为194.3~221.2×108m3。     

对近50a云南降水量的时空变化特征分析

利用云南省124个国家气象站1961-2010年的月降水量资料,运用倾向率分析和EOF分析方法,研究了云南最近50a来降水量变化的基本特征。通过倾向率变化分析表明:云南冬季降水量倾向率呈东部和北部为正,西南部为负的分布趋势,变化幅度在4个季节中最小;春季大部地区降水量呈增加的趋势,增加的幅度西部地区大于中东部地区;夏季全省大部倾向率均为负;但倾向率数值各地差异较大;秋季云南西北部降水量有增加而东南部降水量减少的趋势。EOF分析表明:第1主分量序列可表征云南年降水量变化趋势,1999和2001年是近50a云南降水量最多年份,2009年是最少的年份。近50a来第1主分量波动下降,表明云南年降水量呈减少趋势;第2特征向量在云南西北部为负,东南部为正,对应的第2主分量也呈波动下降的趋势变化,表明近50a来云南西北部降水增加、东南部降水量减少,这与云南秋季降水量的变化特征相符。     

1986年以来黄河上游可利用降水量变化及对径流影响分析

以黄河上游兰州以上历年逐月可利用降水量为基本资料,分析确定1986年为近57年变化转折点,进而统计分析了1986年以来汛期可利用降水量较前期的时空变化,并依据天然径流量与其的关系,建立天然径流量计算公式,计算分析了可利用降水量变化和其它因素对径流量的影响。主要结论为:(1)可利用降水量年际变化特点有:①近57年总体呈减少趋势,并有前期偏多,中期基本正常和近期明显偏少的阶段性特点;②1986年前以正距平居多,之后则以负距平为主。(2)近期较前期变化特点有:①全年总量减少,主要由汛期总量明显减少所致;②尽管非汛期11、12、1、4月有所减少,但因2、3月显著增多使得其总量相对增多;③不同月份差异甚大,如5、10月变化不大,6月有所增加,7~9月明显减少;④夏秋季明显减少,冬春季有所增多;⑤中南部普遍减少20~60 mm;⑥北部湟水流域变化不大;⑦西北小部分有所增加。(3)时段不同,可利用降水量变化和其它因素对径流的影响幅度不同:①20世纪80年代后期不及其它因素的影响显著(二者影响幅度比为2∶8);②20世纪90年代和近8年影响相对较为显著,二者影响的幅度比为3∶7。     

西安市可利用降水量特征分析及预测

根据西安市降雨数据,计算和分析了可利用降雨量特征,并采用线性分析方法、Mann-Kendall法和有序聚类法对西安市1951—2014年可利用降水量进行了趋势和突变分析,建立了西安市可利用降水量加权马尔科夫链预测模型。结果表明,西安市可利用降水量年际变化明显,呈多年丰枯交替变化,但整体为减小趋势,可利用降水量年内主要随季节变化;突变分析表明西安市可利用降水量在1957年、1966年、1974年和1983年发生突变;经过实际值与预测值的对比验证,表明采用滑动平均加权马尔科夫链模型对西安市可利用降水量预测误差较小,并对西安市2015年和2016年可利用降水量进行了预测,预测值分别为100.04 mm和123.43 mm。     

变化环境下农业需水量演变趋势及驱动力

根据宝鸡峡灌区11个气象站近30 a的气象及近20 a种植面积资料,分析了气候及作物种植结构的变化特征,计算了作物需水量和农业需水量,研究了灌区农业需水量的演变趋势,并利用主成分回归分析法揭示了影响农业需水量变化的驱动因素.结果表明:灌区气温呈显著上升趋势,相对湿度和风速呈显著下降趋势,蒸发量和日照时数略有增多,降水量有所减少.灌区农业种植结构变化较大,粮食作物与经济作物种植面积比例显著降低,由1991年的4.08减小为2010年的1.83;粮食作物与农作物总播种面积比例也呈下降趋势,由1991年的0.46减小为2010年的0.40.灌区小麦、玉米、油菜、棉花等4种主要作物需水量呈递增趋势,其中油菜需水量递增速率最快,约为3.558 mm/a;灌区农业需水量呈递减趋势,其递减速率为3.35×107m3/a.影响农业需水量变化的主要驱动因素为种植面积、降水量和蒸发量.降水量的减少和蒸发量的增多使得作物需水量明显增多,而农作物种植面积的减少,引起农业需水量的显著减少.     

变化环境下灌区地下水动态演变趋势及驱动因素

以陕西省宝鸡峡灌区为研究区,从地下水系统与外部环境的关系出发,运用了线性趋势回归检验、Kendall秩次相关检验及Spearman秩次相关检验3种统计水文学方法,分析了近30 a(1981—2010年)灌区变化环境因素——降水量、蒸发量、地表水灌溉量及地下水开采量的变化趋势,结果表明:灌区降水量呈不显著下降趋势,平均年降水量倾斜率为-2.900 mm/a,而蒸发量呈波动上升趋势,平均年蒸发量倾斜率为3.270 mm/a,降水量和蒸发量两者具有互逆变化特征;灌区地表水灌溉水量呈显著下降趋势,而地下水开采量呈不显著下降趋势.基于GIS技术和地统计学方法,研究了灌区地下水位动态的时程演变趋势和空间分布特征,研究表明:1995—2005年,灌区西北部地区地下水位有明显下降趋势,10年间下降约7~8 m,中部乃至东南部也有小幅度的下降,下降不足1 m;2005年以后,灌区内仅在渭河北岸的武功、兴平南部及咸阳中南部有小幅度下降趋势.通过灰关联分析方法,识别了灌区地下水位动态变化的主要驱动因素,得知各影响因子的关联度都较大,均在0.5以上,且塬上灌区与塬下灌区地下水位动态变化的主要人类活动驱动因素分别为地表水灌溉和地下水开采.     

1961-2013年贵州省干燥度变化及其影响因素

基于贵州省气象数据,运用干燥度指数、FAO56 Penman-Monteith 法、ArcGIS空间插值法在分析降水量和蒸发量变化基础上,探究了贵州省1961—2013年干燥度指数变化规律及降水量和蒸发量对其影响。结果发现:53年间贵州省年降水量呈下降趋势,而潜在蒸散量呈增加趋势,这使得全省干燥度指数呈增加趋势;受降水量和潜在蒸散量变化空间格局的影响,贵州省干燥度指数的空间格局为由南向北递增。     

元阳哈尼梯田降水和蒸发量变化特征及趋势分析

根据元阳县1958-1996年各月的降水量和蒸发量统计资料,运用回归分析、Mann-Kendall非参数检验、小波分析方法进行研究,分析了元阳哈尼梯田39a来降水量和蒸发量的变化特征及变化趋势。研究结果表明：哈尼梯田年内降水量分配不均;年际降水量变化大,经一元线性回归分析和Mann-Kendall非参数检验,发现哈尼梯...     

汉江流域水文序列变点分析

利用1961~2000年汉江流域15个测站的月径流量、月降水量和月平均气温资料,分析了水文序列的正态分布性和非正态序列的正态化,采用里和海哈林法等分析了流域径流、降水和气温的变异性。结果表明,在汛期时,汉江流域降水和径流的变点年份基本一致;枯水期时,变点年份不一致。主要原因是丹江口水库的调节作用,对汉江中下游径流量的影响枯水期远远大于汛期。而气温与径流的变点年份相差较大,表明汉江径流量变异的主要因素不是气温,主要受降水和水库调节的影响。     

青海湟水流域气温与降水时空变化特征

为了分析青海湟水流域气温与降水的时空变化特征,选取流域13个气象站点1959―2006年逐日降水与气温资料,用Mann-Kendall突变检验、小波分析等方法研究了气温与降水时空变化特征。结果表明,流域多年平均年降水量在年内分配极不均匀,降水量在春季和冬季有增加趋势,夏季和秋季有减少趋势;降水量以2.13 mm/10 a的速率减少。流域多年平均气温和月平均气温均呈升高趋势,年平均气温以0.348℃/10 a的速率升高。降水和气温空间分布极不均匀,流域西北和东南地区降水量较少,中部地区降水量较多;流域多年平均气温自西北地区到东南地区逐渐升高。年降水系列的突变点在2001年,第一主周期为3 a,第二、第三主周期分别为8 a和15 a;年平均气温系列无突变点,第一主周期为25 a,第二、第三、第四主周期分别为8 a、15 a和3 a。     

荆门和桂林灌溉试验站蒸发皿蒸发变化规律及其影响因素的初步分析

以湖北荆门灌溉试验站和广西桂林灌溉试验站的蒸发皿蒸发和气象要素实测资料为例,采用线性趋势线法分析蒸发皿蒸发量的变化趋势以及气温、降雨量、风速、日照时数、日较差和相对湿度等6个气象因子的变化趋势,采用单因素相关分析和多元线性回归分析,研究了气象因子对蒸发皿蒸发的影响。分析结果表明,荆门灌溉试验站1973~2003年蒸发皿蒸发呈下降趋势,其主要影响因素是相对湿度的增大、风速的减小和日较差的减小,桂林农田灌溉试验站1980~2003年蒸发皿蒸发呈上升趋势,其主要影响因素是日较差的增大。     

基于Prophet模型的湖北省月降水量预测

为提高降水量的预测精度,建立了基于Prophet算法的降水量时序预测模型.使用湖北省1960年1月-2006年5月的月降水量资料,对2006年6月-2017年12月共139个月的月降水量进行预测,并与传统的SVR、BP以及ARIMA预测模型进行对比,以探讨该模型在降水量预测中的可行性.实验结果表明:在湖北省各站点降水量...     

基于集对分析的华北地区气温、降水组合空间分布规律研究

区域气温、降水的空间组合分布特征对农业生产和资源利用具有重要影响。基于1960-2019年华北地区40个气象站逐日降水量和平均气温数据,采用标准化降水量指数(SPI)确定不同降水年型(涝年、正常、旱年),采用积温距平确定不同温度年型(高温、平温、低温),利用集对分析法分析华北地区60年间的气温、降水组合空间分布规律。结果显示:研究区高温年较多的站点低温年发生频次也较高,总体而言在中部地区高温年发生频次较低;涝年发生频次在研究区北部和东部地区较高,不同站点之间差异较高温年和低温年小,但同样空间分布无明显规律;温度和降水的联系度在空间上具有明显的由西南部地区向北部和沿海地区降低的趋势,产生的主要原因是北部和沿海地区高温干旱和低温洪涝这两种对立特征年型发生频率较高。研究结果对于了解研究区水热分布状况,指导防灾减灾、农业规划布局等具有一定的意义。     

龙川江流域农业灌溉需水变化趋势分析

利用龙川江流域内南华、楚雄、牟定、大姚、姚安、元谋、永仁共7个气象站1961—2007年的逐月气象资料和楚雄、蜻蛉河和元谋等灌区的1961—2007年的农业综合灌溉定额系列,运用Mann-Kendall法,研究了流域内的主要气象因子、参照作物腾发量ET0、农业综合灌溉需水定额的变化趋势。结果表明,除大姚站外月最高温度是龙川江流域ET0变化的主导因素。近50年来龙川江流域降水量增多、湿度增大,导致除南华外的其余站点年ET0显著降低,农业综合灌溉需水定额也呈下降趋势。