气候变化对黑龙江省七星河径流驱动的影响

利用1961—2013年保安和宝清气象、水文监测资料,基于水量平衡方程,采用相关、趋势和突变检测等方法,分析七星河流域中游区段降水、气温、蒸发及其对径流驱动的影响。结果表明,近53年来保安与宝清降水量变化基本一致;七星河与挠力河中游段两径流量变化趋势一致。降水成为驱动径流变化的主要因子之一,水稻种植面积扩大和水利工程发展也是驱动径流变化的另一原因。蒸发从1988年开始发生了转折性变化;蒸发对径流驱动的影响主要表现在1961—1987年。宝清气温与保安径流呈反向变化趋势;突变前(1961—1987年)为低温时段,突变后(1988—2013年)为较高时段;气温变化虽不能对径流变化直接产生驱动影响,但却能起到加速或减少蒸发的驱动作用。     

东江流域径流演变规律研究

为了分析研究东江流域径流的演变规律,为流域的水资源可持续发展提供依据.采用模糊带权马尔科夫链原理,累积距平曲线-滑动t检验联合识别变点法,坎德尔(Kendall)秩次检验法等3种,对东江(博罗站)1963～2005年长系列径流序列进行分析.结果表明:预测2004为偏枯,2005年为正常年份;径流突变发生在1974年;径流年际变化不大.说明东江流域径流序列基本趋于稳定不显著增长趋势.     

气候因素对白洋淀上游主要河流径流的影响

采用Mann-Kendall(M-K)检验法、小波分析及R/S分析法,对白洋淀上游主要河流1986—2015年3个典型水文站点径流及降雨、气温的年际变化趋势、突变点、周期变化和持续性等演变规律进行分析,并探讨径流对降雨、气温的响应关系。结果表明:流域上游3个水文站点年径流均呈下降趋势,周期变化呈大-小-大趋势,且未来一段时间年径流仍将处于减少趋势。紫荆关站不存在突变点,倒马关站突变点发生在1994和2009年,阜平站突变点发生在2006年。流域上游年降雨量也呈下降趋势,但下降趋势不明显,其变化率为1.68/(mm·年~(-1));年均气温呈上升趋势,变化率为0.05℃/年。通过突变检验分析可知年降雨量没有明显的突变点,气温突变点发生在1993年。年降雨量和年均气温第一主周期分别为13年和14年。未来一段时间降雨、气温Hurst指数分别为0.69和0.75,流域会延续降雨量减小、气温升高的趋势,且持续性较强。通过演变规律分析得出气温变化影响径流量的大小,而降雨周期变化对径流周期影响更显著。     

黑河上游径流演变规律及其变化原因分析

【目的】分析黑河流域径流演变规律及其变化原因,为区域水资源优化配置提供依据。【方法】本文采用MK检验法、Morlet小波函数法、基于水热条件变化原理的累积量斜率变化率比较法等方法,分析黑河上游出山口莺落峡河川径流演变的多时间尺度复杂结构;以径流突变年份为转折点分割序列,量化气候因子和人类活动对径流变化的影响程度。【结果】年径流突变点为2005年,突变后呈显著增加趋势;径流变化的第一主周期为24 a,最近丰水期为2009～2018年;流域内气候变化对径流变化的贡献率为70.2%,人类活动贡献率为29.8%。【结论】2019年后莺落峡径流丰枯情况可能发生转变,气候变化是径流增加的主导因素,研究结论可为流域径流演变规律及水资源优化配置提供理论支撑。     

杂谷脑河径流趋势及周期变化特征的小波分析

该文基于四川岷江上游桑坪、杂谷脑两个水文站1962—2002年的月径流实测资料,采用小波理论分析杂谷脑河流域径流变化趋势及其周期特征. 选用db3小波函数对标准化径流序列进行多分辨分析,其低频重构序列显示该流域径流变化呈递减趋势,并且植被平均状况较差的区域相对植被平均状况较好的区域径流下降趋势明显,变化剧烈,证明了森林植被的水源涵养功能及调节能力,植被恢复与更新有助于改善流域的水文状况.另外,除森林对径流影响较大外,人类活动如灌溉、水电站等也是引起流域径流量递减的重要原因.选用复Morlet小波函数对标准月径流序列进行连续小波变换,根据小波方差图可以确定,杂谷脑站上游径流过程存在6 a左右的显著周期,桑坪站上游径流过程存在7～8 a的显著周期. 研究结果表明,小波变换是分析非平稳随机时间序列的有效工具,在水文水资源领域应用潜力很大.      

基于SWAT模型的岷江上游流域土地利用变化对径流的影响

定量评估土地利用对水文过程的影响,对水资源规划和管理具有重要意义。本研究的主要目的是定量评估成都岷江流域径流对土地利用变化的响应机制。以成都岷江流域作为研究对象,基于GIS技术构建CMADS驱动下的SWAT模型来展开逐月径流模拟,并结合情景设置法,分别模拟研究区内不同土地利用情景下的径流过程,定量分析不同土地利用变化对流域径流产生的影响。结果表明：（1）林地、草地、耕地是成都岷江河流域的主要土地利用类型,随时间推移,仅有林地呈少量下降,草地面积保持不变,其余土地利用类型均有少量提高,其中建设用地、未利用地的年变化速率最快;（2）构建了适用于成都岷江流域的SWAT模型,率定期和验证期R2和NSE系数均在0.7以上,经过参数率定后的SWAT模型径流模拟效果较好,适用性高;（3）以2020年的土地利用现状为基准年,排除其他干扰因素,采用极端土地利用情景法,结果表明耕地具有增加径流的作用,林地和草地均具有拦截径流的作用,其中林地的截流作用更为明显。本研究可为指导该流域和类似流域的管理决策提供参考。     

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%。     

基于LM-BP神经网络的天然年径流一致性修正研究

【目的】人类活动改变流域下垫面条件而导致河川径流发生变化,为保证径流系列的一致性,需进行天然径流系列一致性修正。【方法】基于武山水文站 1956～2016 年天然径流量,采用 R/S 分析、曼-肯德尔、斯波曼秩次相关等方法分析天然年径流变化趋势和突变点,并应用 LM-BP 神经网络预测模型对突变点前的序列值进行一致性修正,建立输入变量为多个影响因子的天然年径流预测模型。【结果】与传统降水径流法相比,通过一致性修正方法分析得出武山水文站 1956～2016 年天然年径流量值为 4. 422 亿 m³,结果基本合理。【结论】采用 LM-BP 神经网络一致性修正的方法,修正后的径流系列更具代表性、可靠性,可为水资源管理、防汛抗旱提供科学依据。     

气候变化与人类活动对博斯腾湖入湖径流影响的定量分析

[目的]研究气候变化和人类活动对新疆博斯腾湖流域的影响,将有助于提高气候变化条件下对水文过程的认识,对探讨流域资源的综合开发利用和开展建设节水型社会等都具有重要意义.[方法]基于博斯腾湖流域49年(1960～2008年)的入湖流量、温度、降水和大山口径流资料,利用Mann - Kendall秩次相关法进行趋势检验,同时应用滑动T检验及YAMAMOTO检验信噪比突变点检测方法对入湖径流量近49年的实测径流量进行突变点分析.[结果]研究发现流域降水、温度和大山口径流量增加趋势显著,而入湖径流量呈现不显著的增加趋势;1960～2008年间有两次突变发生,分别在1973年和1987年;将1973年之前作为基准期,并以之为界分为两部分,利用1960 ～ 1972年资料建立气候因子与径流量的多元回归关系,同时利用1973年之后的气象数据代入该关系式就能得到天然情况的径流序列,进而定量分离气候变化和人类活动对径流的影响并评估其强度.分析表明,人类活动对博斯腾湖流域的入湖径流量的影响强度呈增加趋势.[结论]为保证流域农业生态环境和入湖径流的稳定及可持续发展,应合理分配地表水资源,减少人类活动对地表径流的影响,确保人湖径流量.     

滹沱河上游径流演变及其影响因素分析

【目的】通过分析滹沱河上游流域的水文气象变化特征,从气候变化和人类活动两方面定量探讨径流变化的影响因素,为区域水资源的优化管理、规划和决策提供理论基础.【方法】采用Mann-Kendall趋势和突变检测法、流量历时曲线法和水文敏感性分析法.【结果】1957～2013年,滹沱河上游径流呈现显著的减少趋势,减少量0.15×10~(8 )m~3/a.径流的年际变化序列在1979年发生突变,突变前后年径流均呈减少趋势.与1957～1979年相比,1980～2013年径流的减少趋势有所减缓,仅为之前的38%,而多年平均径流的减少量超过50%.同时流量历时曲线存在明显下移,径流的年内分配更加趋于均匀,季节变化的差异减小.基于水文敏感性分析法,1980～2013年流域径流减少有26.7%归因于气候变化,而有73.3%归因于人类活动.【结论】1957～1979年,降水减少可能是引起滹沱河上游流域径流迅速减少的主要原因;而1980～2013年径流减少的主因则为工农业耗水和城镇生活用水的激增,即人类活动是滹沱河径流减少的主因.