黑河流域40多年来生态环境变化驱动力分析及对策

结合黑河流域40多年来水文,社会经济等方面的资料,采用趋势分析法估算人为因素对流域地表径流的影响,通过相关和主成分分析等数学方法分析人类活动诸因子与流域地表径流之间的关系。研究结果表明:随着从上游至中下游的顺序,各水文站年径流量差积曲线先上升,而后呈长时期连续下降的趋势,而且顺河流方向越往下,曲线的坡度越明显,即径流量减少的趋势越明显,但黑河干流上游地表径流在过去的几十年里并没有减少,且有一定程度的增加,这说明各水文站径流的差积曲线主要是由于人类活动的影响,导致下游生态环境受损。     

2000-2004年黑河流域生态调水

黑河流域是河西走廊和内蒙古高原西部著名的粮仓和绿洲。随着气候和人类活动等各种因素的影响,特别是中下游地区水资源配置严重失衡,导致下游荒漠化和沙漠化日趋严重,生态环境急剧恶化,下游额济纳地区已成为我国北方地区沙尘暴的沙源地之一,危害之广,波及西北、华北,乃至更广大地区。对此,党中央、国务院十分重视,多次指示加强管理,治理黑河。从2000年开始一场以水资源合理配置为核心的黑河干流水量统一调度以及流域综合治理全面启动,本文主要阐述2000-2004年水量调度情况,对中下游地区调度前后水文、气象资料作对比分析,以期引起社会各界了解、重视,进一步做好黑河水量统一调度工作和水文监督、监测工作。     

西北内陆盆地环境变化对水资源影响分析

本文按照西北地区内陆盆地水资源系统特征,系统分析了全球气候环境变化对山区地表径流的影响,人类活动引起的水文环境的变化对流域水资源分配、流域水资源功能等方面的影响。提出气候环境变化对出山地表径流量的影响程度取决于河流的补给类型,并分析了不同补给类型河流受气候环境变化的特征;人们过度采伐山地森林,使流域上游涵养调蓄地表径流的功能降低,人们修建水利设施改变了地下水与地表水的相互转化关系,使流域上、中、下游之间的水资源分配发生了很大变化,从而造成中游水土资源功能退化,下游生态功能减弱。     

洮儿河沿岸地区水利工程建设的生态水文影响初探

水利工程建设在获得社会经济利用的同时也对生态水文问题造成明显的负面影响,在干旱半干旱地区此类问题尤为显著。本文分别探讨了洮儿河沿岸地区三类水利工程即水库、防洪堤和灌渠对于流域生态水文的影响,主要体现在:(1)减少水库下游河流径流量,加重下游水资源短缺问题;严重影响下游沼泽湿地水文,导致湿地退化(2)灌渠建设使地下水位抬升,加重土壤次生盐渍化问题;(3)防洪堤修建改变湿地水质,增大其矿化度和碱度。     

塔里木河流域生态环境恶化的水文效应

塔里木河是我国最大的内陆河。 4条源流出山口多年平均天然径流量 2 2 4 .9× 10 8m3 (195 7～ 2 0 0 1年 )。在全球变暖的大背景下 ,塔里木河流域山区气候出现变暖增湿的趋势 ,2 0世纪 90年代径流量达 2 4 1.9× 10 8m3 ,增幅 7.6 %。由于源流区人类开发利用水资源的影响 ,使得补给塔里木河干流的水量不断减少 ,水文条件改变 ,造成干流上、中游段耗水严重 ,导致下游生态与环境急剧退化。自 2 0 0 0年以来 ,实施的从开都河—博斯腾湖向下游绿色走廊应急输水 ,已使下游生态环境开始恢复生机。     

黑河流域出山径流模拟

国际水文科学协会已提出针对干旱半干旱区的"无资料地区的水文预测"项目。水已成为制约西北干旱半干旱区社会经济发展和生活改善的主要因素。预测全球变化和人类活动下的水循环过程和水资源变化格局是重要的。文中以黑河上游为研究区,应用IHACRES模型模拟黑河上游降水-径流过程。结果表明:IHACRES模型可以较好地模拟研究区的日出山径流量;率定期确定性系数达0.766,验证期确定性系数为0.71;确定黑河上游地区的基流指数为0.539;黑河上游经莺落峡水文站向中游输送水量为14.9亿m3,其中地表径流与基流分别占46.1%和53.9%;模型模拟受流域面积大及降雪等因素影响,使模拟精度降低;最后指出IHACRES模型适合缺乏资料地区水文模拟的研究。     

气候变化对干旱缺水区中尺度流域水文过程的影响

基于1997-2003年的气象水文资料,选择了黄土高原泾河流域上游,对半分布式生态水文模型SWIM进行了率定和验证,并以流域历史气象条件为基准,固定其它气候因素不变,针对单一气候因素变化(降水或温度)进行了情景模拟,分析、评价了降水和温度对流域径流量、蒸散量和土壤蓄水量各水文过程的影响。结果表明:流域降水量增加(减少),年径流、蒸散及蒸散分量、土壤蓄水量均增加(减少),且降水转化为各水量平衡分量的比例大小依次为径流量(蓝水)>蒸散量(绿水)>土壤蓄水量;流域温度升高,蒸散及其分量随之增加,但径流和土壤蓄水量则随之相应减少。研究结果对于变化环境下的干旱区流域水资源管理具有一定的意义。     

张掖市水环境演化对黑河下游绿洲生态的影响与对策

绿洲是干旱区特有的地理景观,有水成绿洲,无水变荒漠。黑河下游的额济纳绿洲极度干旱,黑河是其唯一的水源。然而由于中游张掖市人口的迅速增长和工农业大规模发展,加上对水资源的不合理开发利用,导致正义峡径流量日益减少,额济纳绿洲的生态环境急剧恶化。本文着重论述了黑河中游张掖市水环境的现状及其对下游额济纳绿洲生态的影响,并提出了相应的对策。     

内蒙古巴拉格尔河径流变化的驱动因素

基于巴拉格尔河流域1959—2015年的水文、气象和社会经济等数据,采用累积距平法、改进的Mann-Kendall趋势检验法和累积量斜率变化率比较法等,定量分析了年代、水文年、季和月尺度下的径流变化规律及主要驱动因素。结果表明:巴拉格尔河流域径流量在各时间尺度均呈现显著减少趋势,而各气候要素的波动变化趋势不明显,流域内社会经济快速发展,人类活动显著;径流量在2000年代最小,相对于1960年代来说减少了74.78%;流域径流变化最显著的突变点为1998年,变化期(1999—2015年)与基准期(1959—1998年)相比,该流域气候波动对径流减少的贡献率仅为28.86%,而人类活动对径流减少的贡献率达到71.14%,因此,人类活动是引起径流量减少的主要驱动因素。     

黑河流域水资源开发利用现状及存在问题分析

本文根据有关资料对黑河流域水资源的数量、分布与变化特征进行了较为详细的阐述 ,并且从可持续发展的内涵出发 ,分析了该地区水资源开发利用中出现的问题及对策。结果表明 ,黑河流域水资源开发利用中所出现的种种问题固然与西北内陆地区气候干旱等先天不利条件有很大的关系 ,但最主要的原因还是人类对水资源的开发利用不当所造成的。因此 ,必须改变传统的以牺牲生态环境为代价的经济发展模式 ,社会经济发展应充分考虑流域水资源的制约条件。     

Spatio-temporal variation of hydrological drought under climate change during the period 1960–2013 in the Hexi Corridor,China

In recent years, climate change has been aggravated in many regions of the world. The Hexi Corridor is located in the semiarid climate zone of Northwest China, which is particularly affected by climate change. Climate change has led to the spatial and temporal variations of temperature and precipitation, which may result in hydrological drought and water shortage. Thus, it is necessary to explore and assess the drought characteristics of river systems in this area. The patterns of hydrological drought in the Hexi Corridor were identified using the streamflow drought index(SDI) and standardized precipitation index at 12-month timescale(SPI12) from 1960 to 2013. The evolution of drought was obtained by the Mann–Kendall test and wavelet transform method. The results showed that both the mean annual SDI and SPI12 series in the Hexi Corridor exhibited an increasing trend during the study period. According to the results of wavelet analysis, we divided the study period into two segments, i.e. before and after 1990. Before 1990, the occurrence of droughts showing decreased SDI and SPI12 was concentrated in the northern part of the corridor and shifted to the eastern part of the corridor after 1990. The probability of drought after 1990 in Shule River basin decreased while increased in Shiyang River basin. The wavelet analysis results showed that Shiyang River basin will be the first area to go through the next drought period. Additionally, the relationships between drought pattern and climate indices were analyzed. The enhanced westerly winds and increased precipitation and glacier runoff were the main reasons of wet trend in the Hexi Corridor. However, the uneven spatial variations of precipitation, temperature and glacier runoff led to the difference of hydrological drought variations between the Shule, Heihe and Shiyang River basins.     

武威地区清代-民国时期干旱灾害特征研究

通过对历史文献资料的搜集与整理,利用统计分析和小波分析的方法,对武威地区清代-民国时期干旱灾害的等级序列特征、年代际变化、季节变化、周期变化及成因进行了研究。结果表明:武威地区清代-民国时期共发生旱灾70次,平均每4.4年发生1次。干旱灾害以中度旱灾为主,占旱灾总次数的60%,其次是大旱灾,占旱灾总次数的20%,轻度旱灾和特大旱灾发生频率较低,各占旱灾总次数的14.3%和5.7%。清代-民国时期武威地区干旱灾害呈现先增加后减少再增加的趋势。旱灾在季节上以夏旱次数最多,其次为夏秋连旱。旱灾存在5～8a周期、8～10a周期、15a周期、20～25a周期、50a周期。清代-民国时期旱灾的发生是人类活动与气候变化共同作用的结果。     

黑河流域近2000年的旱涝与降水量序列重建

黑河流域有大量近2000年来旱涝史料记载资料,通过提取和处理旱涝记载信息,建立近2000年来的旱涝等级序列。利用统计分析得到黑河流域近2000年来旱涝阶段。近40年旱涝灾害与降水量具有较高的负相关性,相关系数为-0.892,建立旱涝等级与降水量距平百分率关系,依据黑河流域近2000年的旱涝序列重建2000年来降水量序列。得到结论:从1～5世纪降水量不断增加,5～15世纪降水量不断减少,15～20世纪降水量不断增加。     

典型干旱指数在滦河流域的适用性评价

利用1957-2010年滦河流域9个代表气象站逐月降水量资料及滦河三道河子、韩家营、承德、下板城和滦县站的1956-2000年逐月天然径流量资料,分别应用降水距平百分率、标准化降水指数（SPI）、降水Z指数及径流距平百分率,评价滦河流域干旱情况,并比较4种干旱指数的评价效果。结果表明：降水距平百分率反映干旱程度较轻;与降水Z指数相比,SPI指数能较客观地反映滦河流域干旱程度,3种气象干旱指数在滦河流域的适用性评价结果SPI]指数优于降水Z指数和降水距平百分率;而径流距平百分率的水文干旱指数评价结果与实际旱情更为吻合。但是,这4种干旱指标缺乏综合性和机理性,尚需加强降水、气温、蒸发、径流量等因素的综合考虑,提出反映干旱内在机理的指标。     

渭河流域陕西段近50年生态环境演变

渭河是陕西的"母亲河",其中下游的关中平原是中华民族的发祥地之一,开发历史久远。随着人类对水资源开发利用的增大,流域生态环境遭到破坏,生态灾害频繁发生。通过对该流域各地理要素近50年的分析比较得出,该流域的生态问题主要有水资源短缺、水污染严重、下游河道淤积、水土流失严重、土壤盐碱化、洪涝灾害突出等。同时各生态问题之间有相互关联性、积累性等特点。该流域的经济发展应从改善现有的生态环境问题出发,从公众意识、水利建设、水污染治理、水土保持等方面入手,根据该流域资源特点发展流域经济,使经济走可持续发展之路。     

基于核熵成分分析的综合干旱指数的构建与应用

针对传统单变量干旱指数难以全面表征干旱及部分综合干旱指数难以反映多变量之间的非线性关系等问题，采用标准化降水蒸散发指数（SPEI）、标准化径流指数（SRI）及标准化土壤湿度指数（SSMI）3个单变量指数分别表征气象干旱、水文干旱和农业干旱，利用核熵成分分析法（KECA）构造综合干旱指数（SMDI），采用M-K趋势检验、小波分析及典型历史旱情验证等方法分析干旱的时空变化特征以及干旱指数的适用性。以黑河流域中上游为例，结果表明：研究区全年77.6%的区域表现为干旱不显著加重的趋势；在流域尺度上，干旱存在43 a的长周期，15~23 a的中周期，3~8 a的短周期；20世纪90年代夏、秋两季及21世纪以来春、冬两季干旱发生频率较高，且整体夏旱发生频率最高；1969年春、1997年秋和2009年冬的典型历史旱情验证表明SMDI优于其他3种单变量干旱指数。说明基于KECA构建的SMDI是一种有效的干旱监测指数，在黑河流域中上游干旱监测中有好的适用性。     

新疆天山北麓奎屯河流域径流变化特征研究

奎屯河流域水资源总量为17.83×108m3,其中地表径流量为16.21×108m3,占水资源总量的90%以上。因此,研究径流补给来源及变化特征有助于掌握水资源的变化趋势,为水资源的开发利用提供可靠的依据。本文采用奎屯河流域各水文站径流系列资料,选取变差系数、年际极值比、集中度、集中期等参数,分析了奎屯河流域径流补给特性、来源、年内分配规律及年际变化特征。分析结果表明:奎屯河流域径流补给具有地带性和多样性特点,补给来源主要以冰川融水和雨水补给为主;年内分配极不均匀,集中程度高;年际变化相对稳定,变幅小,多年呈微弱增加趋势。