1956—2021年疏勒河流域主要河流出山径流变化及成因分析

基于1956—2021年疏勒河、石油河和党河出山口水文站的实测径流量和托勒气象站以及再分析气象数据,采用Sen’s slope估计法、Mann-Kendall检验法,分析了3条河流径流变化特征及其成因。结果表明:(1)1956—2021年3条河流出山径流量变化均为增加趋势,其中疏勒河和党河为显著性增加趋势,石油河为非显著性增加趋势。(2)3条河流突变年份分别在1998年、2007年和1982年,突变后径流量显著增加,疏勒河变化率为60%,石油河和党河大约为20%。(3)疏勒河和石油河径流量在2000s后为研究时段丰水期,而党河在1980s后缓慢增加并在2020s初出现历史丰水值。(4)受波动性降水增加和1986年后加速上升的气温所引起冰川加速消融等原因的共同影响,3条河流出山径流量的年平均和各季节流量均为增加态势。     

近40年来托木尔峰南部地区气候及水文环境变化特征

西天山托木尔峰南部地区1987年以来出现了气候由暖干向暖湿转变趋势,在温度大幅上升的基础上,降水量和冰川融水量持续增加,相应的水文与生态环境也发生了显著的改善。本文在综合分析区域内水文、气象观测资料的基础上,对托木尔峰南部地区近40年来气温、降水以及径流量变化的基本趋势、不同海拔高度气温、降水变化差异,以及同一流域山区和平原区径流量变化的差异进行了深入分析。研究表明,受水汽输送途径和研究区地形地貌的影响,区域降水主要集中在托木尔峰南部山区;气候转型的原因是和北大西洋向东输送的水汽增加、西风气流加强有关;海拔2000m左右区域1987年以来气候向暖湿转化最为明显;近40年来由于气温升高,导致冰川消融补给河流量增加15%,但由于人类活动和粗放农业的发展,区域耗水量不断增加,导致塔里木河径流量不断减少,中下游生态环境急剧恶化。     

新疆北部汛期降水的变化特征

基于新疆北部1961-2007年43站逐日降水资料,分析汛期降水的变化特征。结果表明：小雨、中雨和大雨的降水日数和降水强度均呈增加和增强的趋势,大雨日数和强度变化显著,尤其在2000年以后。进一步的研究发现,湿时期（1987-2007年）相对干时期（1961-1986年）,新疆北部汛期的总降水量均是增多的,北疆西北部降水量的增多主要是由于小雨和中雨的增加所致,而天山山区及其北麓,伊犁河谷地区降水量的增多是由大雨增加主导。极端干旱事件呈减少趋势,尤其在近10 a处在低发期,极端湿润事件呈增多趋势。     

半干旱草原型流域径流变化特征及其影响因子定量分析

研究引起径流变化的主要驱动因子对流域水文水资源与生态相关研究具有重要的指导意义。以典型草原型流域-锡林河流域1970-2014年径流及气象数据为基础,采用Mann-Kendall法、弹性系数法定量分析了气候变化及人类活动对径流变化的贡献程度。结果表明:近45a来锡林河流域年径流量呈显著下降的趋势,在1979、1986和1998年发生突变。1980-1986年人类活动对径流减少的贡献率为46.57%;1987-1998年人类活动对径流增加的贡献率高达91.46%,气候变化的贡献率仅为8.54%;1999-2014年人类活动对径流减少的贡献率为66.16%。整体而言,人类活动是锡林河流域径流变化的主要驱动力。     

新疆叶尔羌河源流区气候暖湿化与径流的响应研究

应用卡群水文站和塔什库尔干气象站1961-2006年的观测资料,分析了叶尔羌河流域源区气温和降水的变化特征以及径流对气候变化的响应。结果表明:近46 a来叶尔羌河源区气温总体呈上升趋势,而降水量呈增加的趋势;对气温与降水序列进行统计检验,得出该地区气温增加的趋势显著,降水增加的趋势不显著,气温的增加趋势大于降水。气温是叶尔羌河源区径流量变化的主要影响因素,夏季平均气温与年径流量的相关系数最大,为0.81。与新疆地区其他河流不同的是,7-8月降水量与年径流量呈负相关的关系,相关系数为-0.57;在降水量不变的情况下,径流量随气温升高而增加;在气温不变的情况下,径流量随降水量的增加而减少。     

陕西省1980-2006年气候变化时空特征研究

基于陕西省1980-2006年97个气象站点地面观测的降水和气温数据分析近27年陕西省气候变化的时空特征。结果表明：（1）陕西省年平均气温和降水量空间分布格局均呈随纬度增加而逐步减少,陕西省南部水热条件明显好于北部。（2）近27年来陕西省年平均气温上升趋势明显,平均每年上升0.0566℃,陕北增温幅度略高于陕南;降水量...     

近50a西北干旱区降水量变化差异分析

利用近50a西北干旱区21个代表站点的逐月降水量资料,通过逐月降水量趋势系数和对西北干旱区降水量变化贡献最大的月份的比较,深入分析近50a西北干旱区降水量变化的差异,从而得到以下结论:(1)降水量变化具有明显的季节差异。西北干旱区春季降水量变化较为复杂;夏季除了新疆西北部降水量减少趋势外,其他地区降水量都以增加为主;秋季形成了从南到北降水量依次增加的格局;冬季在新疆东部、南部和河西走廊的降水量有减少趋势,新疆西北部和柴达木盆地降水量以增加为主。(2)对夏半年降水量增加贡献最大的月份主要在7月,在新疆东部、南部和柴达木盆地。冬半年降水量增加贡献最大的月份主要在3月,在新疆西部、南部地区、河西走廊和柴达木盆地。     

新疆呼图壁河径流时间序列分析

基于呼图壁河石门水文站1956—2011年的年径流数据,采用Morlet小波分析和R/S分析方法,对新疆呼图壁河流域径流周期、变化特征和未来趋势进行分析和预测。研究结果表明:(1)通过对呼图壁河1956—2011年径流量的分析发现,径流时间序列存在5 a、10 a、18 a和28 a左右的震荡周期,18 a尺度震荡周期最强,其次是28a尺度。18 a时间尺度上的震荡在56 a研究时段内均较强,且存在4个丰水期和5个枯水期;28 a震荡周期在56 a尺度时段内相对较强,存在3个丰水期和3个枯水期,目前处于偏丰期;(2)利用R/S分析呼图壁河径流量序列,Hurst指数为0.6442,存在明显的赫斯特现象,这就意味着未来一段时间的径流量与过去具有同样的增加趋势。     

近40年来山西省湿地景观格局变化分析

在遥感和GIS技术的支持下,应用1975-2014年四个时间段的卫星遥感数据,在1:5万目视解译的基础上,通过选取斑块数量、斑块面积、斑块平均面积、多样性、优势度和破碎度等具有典型生态意义的景观格局指数,较系统地分析了山西省湿地景观空间格局的变化特征。结果表明:40年间山西省湿地总面积减少了431.16km~2,年均减少10.78km~2,同时湿地退化速率明显加快,其中2007-2014年湿地年均减少面积是1975-2000年的3倍;40年来湿地景观多样性下降,优势度增加,破碎度指数先增加后持续减少,2000年以来湿地空间分布格局趋于集中;河流湿地是山西省湿地景观的主导类型,1975-2000年,河流湿地面积减少、斑块数量增加,呈破碎化发展,而2000-2007年,大量的小湿地斑块出现了消亡现象,河流湿地破碎化程度降低;随着人类活动干扰强度的增强,人工湿地所占面积比例逐渐提升,优势度指数增大,表明人类活动对山西省湿地景观格局变化的影响程度较大。     

近16年渭河下游河流湿地变化分析

基于河流景观生态学原理,在RS和GIS技术的支持下对2000,2005,2010和2015年的遥感数据进行了处理分析。结合华山站水文数据和渭南市社会经济发展指标探讨了2000年以来渭河下游河流湿地的变化特征。结果表明:2000-2015年间,渭河下游河流湿地面积整体呈缩减趋势,总面积减少242. 01km~2(-11. 51%);各河流湿地类型中,河道面积逐年小幅增加,总面积增加了215. 2km~2,边滩和江心洲面积整体呈减少趋势,16年来分别减少425km~2、4. 85km~2,人工湿地16年来增加了17. 73km~2;湿地分形维与周长和潼关高程的关系表明,河流湿地演化呈破碎化态势;流域内降水量、年径流量和输沙量的变化是影响河流湿地变化的主要自然因素,社会经济发展是最直接的人文因子,主要包括工农业发展导致的需水量增加,边滩开垦以及河堤加固导致的水系统稳定性降低和功能退化。     

新疆降水与环流场演变研究

通过分析南、北疆地区近50a来的降水演变特征,将南、北疆地区降水多寡典型年份对应的500hPa高度场和海平面气压场的距平进行合成,讨论了多雨和少雨期大气环流的气候背景特征。结果表明,近20多年南、北疆降水较20世纪60-70年代均有显著增加。南、北疆夏季降水与大气环流之间亦存在一定的联系,尤其是乌拉尔山高压脊的增强明显有利于南、北疆降水。     

全球变暖情境下天山山区水循环要素变化的研究

根据有关水文气象台站的观测资料,分析了1960~2005年来天山山区气温、降水、径流的变化。结果表明:受全球升温的影响,自上个世纪80年代以来天山山区气温明显升高,近十年来增温幅度最大;天山南坡降水增加幅度高于天山北坡,尤其是天山南坡西段是近十年降水增幅最大的区域。大多数水文站出山口径流量呈现增加的趋势。天山南坡从上个世纪80年代后期开始增加,天山北坡径流1996年后增加显著。近十年来天山南坡中西段河流出山径流量增加幅度在30%以上,并且春、夏、秋、冬四季径流量都呈增加趋势。相对来说,春夏两季天山南坡以降水补给为主的小河径流增加幅度较大;秋季天山山区受冰川融水补给的河流径流增幅较大;受冬季气温升高的影响,冬季天山南北坡的河流径流增幅都较大。     

滦河流域径流的长期演变规律及其驱动因子

根据滦河主要代表站三道河子、潘家口水库、滦县1956-2008年天然径流资料,应用Mann-Kendall趋势检验、功率谱分析等数理统计方法,分析滦河径流的历史演变规律。同时,选用代表气象站1957-2008年气象资料以及1985-2000年土地利用数据,对径流变化的驱动因子进行分析。结果表明：滦河径流整体上呈减少趋势...     

近30年新疆降水量及雨日的变化特征分析

利用新疆1971-2006年98个气象站的逐日降水资料,研究了新疆年和四季降水量及雨日的气候变化特征。结果表明：新疆多年平均年降水量及雨日的空间分布均为北疆大于南疆,山区大于平原,二者长期变化的空间分布相似程度较低,有些地区甚至完全相反。南疆大部地区降水量的增加主要是由于雨日增加而造成的;北疆大部地区降水量的增加主要是...     

近50年新疆冬季热量资源时空变化

利用新疆101个气象站1961—2010年的逐日平均气温和逐年极端最低气温资料,使用线性趋势和Mann-Kendall法对最冷月1月平均气温、年极端最低气温、冬季负积温和越冬期日数等冬季热量要素变化趋势、突变特征进行分析,采用混合插值法,在ArcGIS平台上完成基于数字高程模型(DEM)数据的各热量要素多年平均值和突变前后变化量的空间分布式模拟。结果表明：(1) 新疆1月平均气温、年极端最低气温总体呈现“南疆高,北疆低;平原和盆地高,山区低”的特点,冬季负积温和越冬期日数总体呈现“南疆少,北疆多;平原和盆地少,山区多”的分布格局。(2) 在全球变暖背景下,1961—2010年新疆冬季热量资源呈明显的增多趋势,并且1月平均气温和年极端最低气温分别于19 79年和1980年发生了突变性的升高,冬季负积温和越冬期日数分别于1986年和1998年发生了突变性的减少。突变年前后,1月平均气温和年极端最低气温上升幅度的空间分布总体呈“从东南至西北递增”的格局,冬季负积温减少幅度的空间分布呈“由南向北递增”的特点,越冬期日数减少幅度的空间分布呈“南疆大,北疆小;盆地大,天山和阿勒泰山区小”的格局。     

皇甫川流域水沙变化及驱动因素分析

皇甫川流域地处黄河中游典型的多沙粗沙区,该区域的水沙变化对黄河下游水沙情势的改变具有重要指示意义。利用双累积曲线确定1954-2010年皇甫川流域水沙变化的典型时段,对其趋势进行分析,并基于20世纪50年代以来水利水保措施的实施来剖析流域水沙变化的驱动因素。结果表明：皇甫川流域水沙的演变过程可划分为4个典型时段,即1954-1978年、1979-1987年、1988-2002年、2003-2010年。1954-1978年,流域治理度低,受人类活动影响较小,为水沙的自然变化时段;1979-2010年水利水保措施的减水减沙效应不断增大,双累积曲线法计算的减水减沙效应分别为41.8%和49.7%,径流/输沙系数还原法计算的减水减沙效应分别为44.7%和48.3%。     

新疆暖季短时强降水特征

基于新疆105个地面气象观测站2005—2015年5—9月逐时降水观测资料,分析短时强降水的时空分布特征和降水贡献率。结果表明:新疆暖季短时强降水频次分布,具有北疆多于南疆,山脉坡面多于谷地和沙漠的特点,但短时强降水的降水贡献率南疆反而高于北疆。短时强降水高频区位置由春到秋的季节性南北推移与太阳辐射和副热带锋区的南北推移密切相关;北疆和南疆短时强降水频次的月、旬分布均呈单峰形,但两者变化形态却有所不同,前者迅速增强、迅速减弱,后者迅速增强、缓慢减弱。全疆平均短时强降水频次的日内变化有3个峰值,主峰在午后(18:00—19:00),次峰在前半夜(22:00)和清晨(08:00),北疆与之相同,南疆3个峰值时间和强度均与之存在显著差异。