祁连山区气候变化与流域径流特征研究

用气候学、水文学及统计学方法,分析了国家级祁连山森林生态站长期定位监测数据,气温、降水对流域径流的影响关系,据此研究了该流域水热条件下流域径流,分析得出试验流域多年平均降水量为354.3mm,年平均气温为1.6℃,年平均出山径流为118.2mm,径流系数为0.33;随着季节温度的升高,径流量呈增加之势,反之亦然;随季节降水量的增加,径流量同时也呈增加的趋势。研究表明了温度、降水与流域出山径流量密切相关,为不同季节气候变化对流域径流的影响提供科学依据。     

黄土区土质道路径流水动力学参数的灰色关联度分析

黄土区土质道路路面侵蚀是该地区土壤侵蚀中的重要形式之一,为了探讨其土壤剥蚀率与径流水动力学参数的相关关系,以便为该地区道路土壤侵蚀预报模型的建立提供帮助,采用室内人工降雨及放水冲刷实验、灰色关联度分析方法研究了裸露土质路和植草土质路的径流水动力学参数与土壤剥蚀率间的关系,结果表明:1)在15°坡度、不同雨强条件下,可根据径流量或水流功率计算土壤剥蚀率;2)在2mm.min-1雨强、不同坡度条件下,可根据水流功率或坡度计算土壤剥蚀率;3)在降雨加放水冲刷试验条件下,裸露土质路的土壤剥蚀率可通过径流水深或径流流速计算得出,而植草土质路的土壤剥蚀率可通过过水断面单位能量或径流量计算得出。因此,在无汇水条件时,根据径流水流功率计算土壤剥蚀率较为合理;在有汇水条件时,采用径流量计算土壤剥蚀率较为合理。     

冬雨型河流河川径流量对气候变化的响应

为能够较好的认识气候变化对冬雨型河流河川径流量的影响,更好的指导冬雨型河流水资源的合理开发利用,基于收集的水文气象资料,在分析研究区水文特性及气候变化规律的基础上,通过构建的三水源新安江水文模型及设定的不同气候情景,探讨了冬雨型河流河川径流量对气候变化的响应。结果表明:瓦赫什河降水主要发生于冬春季,夏季降水量偏少,降水对径流影响不大,气温的高低直接决定着瓦赫什河的河川径流量;山区与平原区降水均呈弱的增加趋势,气温均呈升高趋势,相对而言,平原区气温升高趋势比山区更明显;通过所构建水文模型及设定不同的气候情景可以看出,对于冬雨型河流在区域研究区气温的变化比降水量变化对河川径流量影响更加敏感,气温升高河川径流量增多明显;逐月平均径流以4月、5月和10月对气候的变化最为明显,其中以4月和10月增多最显著,以5月径流减少最明显。     

绿洲耗水对阿克苏河流域地表径流的影响

利用高分辨率辐射计获得的遥感资料提取研究区的归一化植被指数（NDVI）数据,干旱区绿洲NDVI对径流响应敏感,根据经验,NDVI>0.2区域识别为绿洲,进一步提取绿洲范围内的NDVI累计数据,将其作为以农业活动为主的人类活动综合因素,结合径流资料,分析了1982-2006年阿克苏河流域绿洲耗水和地表径流之间的关系。结果表明：1982-2006年阿克苏河流域出山径流量相对研究初期增加21.4%,同期,绿洲耗水量相对增加53.2%,绿洲NDVI累计相对研究初期增加35.3%,绿洲面积增加33.4%;阿拉尔站径流量、绿洲耗水与绿洲来水量均呈正相关,表明中游绿洲扩张消耗的出山径流量增加;绿洲NDVI累计自河道向两侧变化剧烈程度逐步加强。同时,绿洲NDVI累计整体上从绿洲边缘向绿洲内部增加趋势逐步加强;考虑绿洲降水情景,NDVI累计和绿洲面积的相关性均大于未考虑绿洲降水情景,表明降水对绿洲起到了支撑、维护作用,对绿洲面积的贡献为25.2%。对比冰川径流、出山径流和流域降水的变差系数(C_v),加上冰川径流对绿洲面积的贡献为33.4%,表明冰川径流有调节出山径流量和维持绿洲规模相对稳定的作用。     

气候变化和人类活动对干旱区内陆河径流量的影响——以新疆玛纳斯河流域肯斯瓦特水文站为例

近55 a来,新疆玛纳斯河流域肯斯瓦特水文站年径流量呈增加趋势,为了研究气候变化和人类活动影响下肯斯瓦特径流的变化规律,利用肯斯瓦特水文站1955-2010年数据资料,采用线性回归、趋势分析及滑动平均等方法,分析肯斯瓦特站的径流和气候变化特征,并运用Mann Kendall和累积距平法识别出径流变化过程中1995年为其突变年份,降水量变化过程中突变年份为1997年,而蒸发量突变年份为1996年。利用统计分析法分析了1955-1995年和1996-2010年2个时期的累积径流量、降水量和蒸发量与年份之间的线性关系。采用累积量斜率变化率比较法,计算得出肯斯瓦特站降水量增加对径流量增加的贡献率为59.64%,蒸发量增加对径流量增加的贡献率为31.83%,人类活动对径流量增加的贡献率为8.53%,表明气候变化是影响径流量变化的主要因素。     

黄土丘陵沟壑区不同空间尺度地貌单元产流时间尺度特征

以黄土丘陵沟壑区桥沟流域为原型观测流域,利用流域内的水文站网、不同地貌单元大型径流场等观测设施,分析了不同空间尺度地貌单元在年、次降雨时间尺度下的产流特征。结果表明:在年时间尺度上,不同空间尺度地貌单元多年平均径流量表现为:梁峁坡沟谷坡坡沟系统一支沟二支沟全流域,而多年平均径流模数,随着空间尺度的增加,径流模型呈现"增加-峰值-减少"的趋势;在次降雨时间尺度上,当空间尺度由坡面尺度增加到流域尺度时,径流系数急剧减小,坡面尺度的径流系数是流域尺度的3.4倍,但在同一空间尺度范围内,径流系数在不同的地貌单元呈现波动变化。     

渭河流域气象及水文旱涝演变规律分析

降水是径流的基本来源,分析极端旱涝条件下降水与径流之间演变规律的异步性,可有效表征径流丰枯变化对人类活动的响应。基于渭河流域降水、径流资料,采用泰森多边形法计算渭河流域面降水量及12个月标准化降水指数(SPI12),对比典型频率下SPI12的空间分布特征及其对径流系数的影响;采用经验正交函数和时间序列分析法挖掘SPI12和年径流量的演变规律,对比演变规律的同步及异步变化特征。结果表明:在25%、50%、75%频率下,流域面降水量分别为582.5 mm、518.6 mm、467.5 mm。SPI12第一主成分减少趋势显著,自1991年7月开始突变,于1962-09(1962年9月,下同)—1969-07—1983-02—1985-08—1991-07—1999-12呈现湿润~正常~湿润~正常~干旱状态。渭河年径流量呈显著减少趋势,自1989年开始突变,且分别于1950—1968和1982—1993年经历湿润和正常阶段,于1970—1974、1976—1980、1994—2007年经历干旱阶段。以流域内大规模水利、水土保持措施及城市化等为代表的人类活动使流域年径流量较SPI12第一主成分突变年份提前,使二者于1970—1996年间旱涝类型不匹配,年径流量相对SPI12第一主成分呈现旱化趋势。     

近60a黄河流域地表径流变化特征及其与气候变化的关系

利用气温、降水量和NCEP/NCAR地表径流资料,运用线性趋势系数、相关系数和不规则区域网格化方法,研究了近60a来黄河流域地表径流的变化及其与气候因素的相关关系。结果表明:1951-2010年整个黄河流域均为升温趋势,北部升温幅度高于南部;降水量正趋势主要位于黄河源区,中、下游地区为负趋势;地表径流变化在黄河源区(处于青藏高原)和河套北部(阴山南麓)呈现为增加趋势,其余广大的地区呈现为减少趋势;从不同年代的地表径流来看,不论是黄河源区还是广大的中、下游地区,上世纪60年代的径流量均是最高的,而二十一世纪10年代径流量是最低的;从整个流域来看,径流量与气温和降水均有较好的相关性。在黄河源区以外的流域内,降水与径流的关系好于气温,而在黄河源区则相反,不同区域差异的原因有待进一步研究。     

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。     

黄土高原沟壑区小流域水土流失治理对径流的效应

本文用小流域平行对比观测法,分析了黄土高原沟壑区典型小流域水土保持对流域地表径流量及暴雨产流过程的影响,表明：（１）在黄土高原沟壑区,水土流失综合治理减少小流域产洪次数,降低了流域地表径流模数和径流系数,尤其以少雨年最显著;（２）使小流域地表径流模数的年际变率增大;（３）在洪水产理措施区土壤水分含量降低,根据生物气候、土壤及区域拦蓄水量特征,推测黄土高原沟壑区,以造林为主的水土保持措施拦蓄径流的作用难以使地表径流转化为地下径流或增加地下水。     

半干旱地区霍林河流域径流演变及其影响机制研究

霍林河流经内蒙古东部和吉林西部 ,处于生态环境脆弱带上 ,是半干旱气候条件下具有典型意义的内流河 ,其径流特征及演变规律对区域环境演化和水资源开发利用具有重要影响。本文通过对霍林河近半个世纪以来径流资料的分析 ,采用 Kendall趋势分析及关联度分析定量研究了径流演变的规律 ,分析了径流变化的驱动机制及对生态环境的影响。结果表明在气候干旱化和人类活动的双重影响下 ,霍林河径流演化具有阶段性、突变性和非线性的特点 ,流域水土资源的不合理开发是导致水文情势变化、水域功能消退的主要驱动力。探讨内流河径流演变的规律对区域生态环境的影响以及水资源合理开发利用具有积极现实的意义 ,为区域资源的合理开发和社会经济可持续发展提供科学依据     

黄河流域径流演变的持久性测度

把握径流波动规律、对径流演变趋势做出准确判断,是当前水文学研究的有益课题。综合考虑径流序列演变的时变性、随机性和非线性特点,引入R/S分析法及其时变Hurst指数,并以黄河干流为例,深刻描述了径流时间序列演变过程的持久性测度。计算结果表明:黄河干流径流时间序列在时间和空间分布上具有分形特征,径流演变存在状态持续性及其内在的周期循环长度,从而为河川径流的非线性和复杂性研究提供了新的研究视角和实证结论。     

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。     

洮河流域径流变化特征分析

分别选取洮河流域岷县站、李家村站和红旗站1945~2001年、1957~2001年和1957~2001年的月平均径流资料,采用Mann-Kendall趋势检验法来检验径流的趋势变化,结果表明:近半个世纪以来,洮河流域的径流呈现出明显的减少趋势。应用功率谱分析方法,得出了洮河流域不同径流序列的变化周期。     

图们江干流区间流域径流变化特征

以图们江干流区间为研究对象，应用Mann-Kendall非参数检验法分析干流区间4个水文站点径流年际与年内变化趋势。在此基础上，采用R/S分析方法分析年径流、季节径流和月径流变化趋势在未来的可持续性，利用Mann-Kendall突变检验方法分析各水文站点年径流、季节径流和月径流发生突变的年份。结果表明：图们江干流区间各水文站径流年际和年内变化趋势均与干流径流变化趋势一致，呈下降趋势，非汛期径流下降的贡献主要来自春季和冬季径流的下降；Hurst指数表明，上游径流变化趋势的持续性最强，下游的持续性相对较弱；1985年是图们江干流区间年径流发生突变的年份，且降水量也发生了变化，可以推测降水量可能是径流不断减少的重要因素。     

新疆玛纳斯河径流时间变化特征及其趋势分析

依据新疆玛纳斯河肯斯瓦特水文站近46年实测月径流量资料,采用Morlet小波分析,径流集中度、轮次分析、游程检验、极差分析、气候趋势系数法等方法分析了玛纳斯河径流系列多时间尺度变化特征及其未来变化趋势。结果表明:玛纳斯河年径流系列存在7年及25年主周期;极限枯水历时达8年,平均缺水4.40m3/s;单独丰水年概率高于单独枯水年概率,发生3年及以上连枯年概率均高于连丰年,易发生持续干旱;玛纳斯河年径流和夏季径流显著增加(P=0.01),幅度分别为2.24m3/(s·10a)及7.45m3/(s·10a),夏季径流增加尤为明显;秋季和冬季径流也呈现增加趋势(P=0.05),幅度分别为0.45m3/(s·10a)及0.49m3/(s·10a)。     

近50年玛纳斯河流域径流变化规律研究

玛纳斯河流域上游山区形成的径流是供给中下游平原区和玛纳斯绿洲的重要水源.文中利用玛纳斯河上游2个水文站和4个雨量站1956～2006年系列径流和降水资料,利用多种指标和小波分析法分析径流年内、年际变化特征.结果表明:玛纳斯河上游流域径流年内分配不均匀,主要集中在6～8月份,占多年平均流量的66.9%～70.3%;径流年...     

利用多条树轮重建黑河上游地区540年径流量

通过黑河上游不同地区的多条树轮年表及该区域降水量、气温和径流量的统计分析,探讨了黑河上游地区树木年轮与径流量的对应关系,重建了黑河上游地区自1450年以来径流量的变化,并进行了变化特征分析,结果表明:径流量的枯水年份稍高。统计得到13个丰水段,累计年份273年,约占总年数的50.6%,相应的枯水段12个,累计年份267年,约占总年数的49.4%,并发现降水量的变化趋势与径流量的变化趋势一致。径流量的中、短周期(45、39、34、3、2a)变化明显。     

区域平均雨量估算对径流模拟精度影响问题的研究

较大流域的降水通常具有时空分布不均匀的特点,往往在雨量站较少情况下采用测站范围以内的降水量均化值对径流进行模拟精确偏低。本文分别采用分块法、单元格点法以及DEM法计算区域平均降雨量,并在此基础上建立潘家口水库来流预测模型。比较模型的模拟结果发现,以DEM法计算区域平均雨量值作为预测模型的输入所模拟的效果优于另外两种区域平均雨量计算方法,且预测结果令人满意。     

准噶尔盆地莫索湾龟裂地径流的研究

准噶尔盆地是北疆的主要平原荒漠草场,牧草资源丰富。然而这些草场不同程度的缺乏人畜饮水,在有水源的地段虽然能放牧利用,但广大的缺水或无水草场,尚未能放牧利用。为了解决该类部分草场人畜饮水与建设人工草地的水源,1980-1986年,我们在准噶尔盆地南缘莫索湾对龟裂地径流进行了研究。龟裂地径流的利用不但对开发该盆地的荒漠草场资源有重大作用,而且对绿洲边缘建立防风固沙林及改善荒漠生态环境都具有重要的作用。现介绍如下。