祁连山森林复合流域径流规律研究

祁连山是由森林,草原,冰川构成的复合生态系统,建立固定试验区长期（22a)进行径流规律研究表明,该区林地很少地表径流,草地不同程度均有地表径流发生,河川径流年动态受降水和气温影响,一个水文年径流过程以月为时间单元划分为3个时期,森林植被的影响贯穿于径流全过程,减少地表径流,延长径流历时,消洪补枯,涵养水源,而且不减少河川径流总量,据此,提出对祁连山水源涵养林要实施可持续发展的经营战略,不断扩大森林面积,提高森林覆被率,进一步改善生态环境。     

长江三峡地区森林变化对径流泥沙的影响

针对长江三峡地区森林变化及降雨、径流及泥沙运动的特点,采用流域自身对比法,在长江三峡库区选择了雾渡河流域的森林、径流及泥沙等观测数据,研究径流及泥沙运动特性.分析研究了森林变化与年径流量、枯水期径流量、洪枯比及年输沙模数间的关系.结果表明,在雾渡河流域内,森林覆盖率每减少1个百分点,年径流深增加3.55 mm,枯水期径流深减少4.61 mm;活立木总蓄积量每减少1万m3,年径流深增加3.75 mm;枯水期径流深减少4.87 mm.森林覆盖率每减少1个百分点,洪枯比增加0.83,年输沙模数增加67.5 t/(km2·a);活立木总蓄积量每减少1万m3,洪枯比增加0.88,年输沙模数增加71.3 t/(km2·a).     

2009年度冷泉水土保持监测简报

据冷泉水土保持监测站2009年度观测资料,4~10月共有40 d降水,总降水量404.3 mm。月降水量最大的是5月,占观测时段内总降水量的27.33%;7月次之,占观测时段内总降水量的26.91%。最大日降雨量为54.5 mm,出现在7月20日,也是惟一的一次侵蚀性降雨。年浑水径流总量6.60 m3,清水径流总量5.43 m3;平均径流深6.03 mm,径流系数0.11,径流模数6 033.3 m3/km2。小区产沙量5.1~70.9 kg,总产沙量237.1 kg;除Ⅰ、Ⅱ两个小区外,径流场各小区的平均土壤侵蚀模数为263.0 t/km3,冲刷深度为1.95 mm。     

1960—2010年窟野河年径流量变化趋势及其影响因素

基于窟野河把口站温家川水文站1960—2010年的水文资料,应用Kendall秩相关系数、R/S分析法、小波分析、降水-径流双累积曲线法、Mann-Kendall突变检验法等多种数值统计方法,分析了窟野河径流量年际变化特征及趋势,以及降雨和人类活动对径流变化的影响。结果表明:1960—2010年窟野河径流量呈现显著递减趋势,递减率为1.358亿m3/10a;Hurst指数为0.533>0.5,表明未来一段时间内变化趋势与现在基本相同;51年间降雨量年际变化较大,1978年之前变化较平稳,1978—2006年显著下降,之后又有所上升;径流量变化受降雨影响较大,但在1978年以后,随着水保措施的实施和煤炭的大规模开采,人类活动成为影响径流变化的重要因素。     

近55年来滹沱河山区水资源变化规律与影响因素

通过分析滹沱河山区自然地理背景和经济发展情况,可将其划分为3个水资源区:界河铺以上区域(Ⅰ区为成水用水环境)、界河铺至济胜桥之间区域(Ⅱ区为用水环境)、济胜桥以下至南庄区域(Ⅲ区为成水环境)。利用20世纪50年代以来水文、气象数据,探讨了近55a以来滹沱河山区分区水资源演变规律。结果表明:滹沱河山区地表水资源逐年减少,70年代是该区正负距平的转折时期、地下水主要表现在Ⅰ、Ⅱ区忻定盆地地下水位逐年下降,平均每年下降1.04m,且超采区面积有所增大;滹沱河山区水资源的减少是由气候变化与人类活动共同影响的。1980—2010年气候变化、水保活动、水利活动影响约分别占整个径流减少量的38.6%,26.4%,35.0%,人类活动合计约占61.4%;由于气候变化使Ⅰ区、Ⅱ区、Ⅲ区水资源分别以平均每年0.88%,0.61%,0.41%(算术平均)的速度减少;人类活动使Ⅰ区、Ⅱ区、Ⅲ区水资源分别以平均每年1.31%,1.14%,0.71%的速度减少,气候变化与人类活动对水资源变化影响程度具有相同明显的规律性:即从源头向下游影响程度逐渐减小;人类活动的2种方式具有明显区域差异性,水保活动影响程度大小顺序为Ⅲ区Ⅰ区Ⅱ区,水利活动影响程度大小顺序为Ⅱ区Ⅰ区Ⅲ区。     

南小河沟流域不同措施处理下的水土流失规律

以南小河沟流域长期定位试验场为研究对象,研究了10种不同措施处理下水土流失规律。结果表明,泥沙流失量与径流量变化规律并不一致。一般坡度越大,侵蚀量的增量越大。由于坡度越大,需要坡长越长才能和坡度较小的的坡面受水面积相等,这时即使因为坡度加大,入渗率减少,但实际入渗水量也有较大增加,即坡面水流的径流量并不会随着坡度的加大而无限的加大,20°为径流量临界坡度;采用水平阶整地的油松沙棘混交林地,植被覆盖度达到65%,水土流失治理效果显著,平均含沙量2.377kg/m3,比裸地减少了57.77%以上;平均径流量0.121m3,比裸地减少了19.74%以上;以生物措施为主进行水土保持治理的杨家沟小流域与原始生态环境下的董庄沟小流域相比较,2012年侵蚀模数减少了2 589.95t/(km2·a)。     

基于LUCC的冀北土石山区东北沟流域土壤侵蚀时空变化分析

 在GIS技术的支持下,利用气候、土壤、植被盖度、DEM、土地利用现状调查和影像等数据,揭示东北沟流域土地利用和土壤侵蚀变化特点,明确土地利用类型与土壤侵蚀的关系。结果表明：1）近20年来流域土地利用变化剧烈,林地增加,草地、耕地和难利用土地减少,林地和草地之间及其内部转化较为明显;2）土壤侵蚀模数由1990年的5136.13t/(km2·a)减小到2009年的1823.30t/(km2·a),土壤侵蚀强度明显减弱,土壤侵蚀由轻度侵蚀(32.78%)和中度侵蚀(28.49%)为主减弱到以微度侵蚀(42.16%)和轻度侵蚀(33.25%)为主;3）不同土地利用类型的平均土壤侵蚀模数均有大幅度的下降,其差异也比较明显,林地、居住建筑用地的侵蚀强度较小,难利用土地土壤侵蚀强度较大。难利用土地是今后水土流失治理的重点区域。     

窟野河水沙变化及驱动力分析

利用窟野河入黄控制站——温家川水文站1956-2012年降雨、径流、洪水、泥沙实测资料,采用线性趋势分析、滑动平均、累积距平、R/S分析、双累积曲线法等多种方法,分析了窟野河水沙变化特征,降水和人类活动对径流及输沙的影响。结果表明:1总体上,窟野河径流量和输沙量呈持续下降趋势。21世纪初,年径流量和输沙量下降显著,其值分别为多年均值的34.4%和5%;2受降水和人类活动影响,径流量和输沙量年际变化过程经历了3个阶段,其转折点分别是1979年和1997年;3降水对径流量和输沙量的影响越来越弱,而人类活动对其两者的影响日益增强,成为影响径流和输沙的主导因素;4温家川站径流和泥沙的Hurst指数分别为0.876 7和0.803 9,表明未来一段时间内窟野河径流量和输沙量变化趋势将与过去保持同一势态,有持续递减的特征。正确认识水沙变化特性及产生的原因可为流域水资源合理开发和综合治理提供科学依据。     

变化环境下洮河流域径流变化归因

变化环境下干旱区河川径流锐减,定量分析不同驱动要素对河川径流的影响对流域治理具有重要意义。以黄河上游洮河流域为例,采用水文模拟途径,定量分析了气候变化和人类活动对径流变化的贡献。结果表明:(1)近60年来,洮河流域径流下降趋势显著,平均线性递减率为-1.38 mm/a,实测径流系列在1986年产生突变,1986年以来实测径流量较前期减少28.5%;(2) SWAT模型可以较好地模拟洮河流域的天然径流过程,纳什效率系数NSE和决定系数R~2均超过80%,相对误差RE小于7%;(3)气候变化和人类活动对径流变化的贡献率分别为58.9%和41.1%,气候变化是径流减少的主要原因,但人类活动的绝对影响有增大趋势。     

淮河上游径流演变规律及其对气候驱动因子的响应

[目的]研究淮河上游径流的变化趋势及其对气候驱动因子的响应,为防洪防汛,水资源的合理规划管理及区域社会经济可持续发展提供决策依据。[方法]基于1975—2014年淮河上游的年平均流量、降水、蒸发数据,使用时序分析、交叉小波分析法和弹性系数法,分析河川流量和气候要素的变化趋势及周期性特征,探讨淮河上游径流对气候驱动因子的响应状况。[结果](1)淮河流域上游河段流量、降水量呈不同程度的减少趋势,递减率分别为3.8m3/(s·10a)和26.3mm/10a,而潜在蒸散发量的变化趋势不明显。(2)淮河流域上游流量的周期变化主要是6~12a的年际变化,年降水量在2a左右的年际变化周期与年潜在蒸散发量的基本一致。年流量和年降水量、潜在蒸散发量的显著相关区域均主要分布于20世纪90年代以后。(3)通过定量估算气候因子对流量影响,发现年降水和年潜在蒸散发对流量的弹性系数εP和εEo分别为2.30和-0.47。年流量与降水量关系密切,而与潜在蒸散发的关系不大,未来降水的变化是影响水资源变化的主要因素。[结论]在气候变化、流域下垫面和人类活动的综合影响下,河川径流的年内分配均匀度发生着相应变化。     

黄土高原泾河流域梯田对河道径流及生态基流影响

[目的]定量分析泾河流域梯田建设对河道径流、生态基流的影响程度,为流域梯田建设提供一定理论支撑。[方法]采用合作开发的嵌入梯田模块的SWAT(soil and water assessment tool)模型模拟河道径流量。[结果]嵌入梯田模块的SWAT模型在模拟河道径流时可满足模型模拟精度的要求;随着梯田面积增加,河道年径流量减少,生态基流保障程度提高,年、月生态基流不满足天数降低;梯田的年平均减流量为4.25×104 m3/(km2·a);梯田具有蓄洪补枯作用,且对丰水期的调控效果高于枯水期,对河道生态基流的影响为:枯水期平水期丰水期。[结论]嵌入梯田模块的SWAT模型在该流域具有较好的适用性,提高流域内梯田面积是滞洪补枯的有效手段之一,在一定程度上保障了河道生态基流。     

高寒山区冰川河流悬移泥沙的输移特征

[目的] 分析不同区域冰川河流的水沙关系、输沙量及其对气候变化的响应,并对泥沙侵蚀强度进行评估,为高寒山区冰川河流的水沙动态研究提供理论基础。[方法] 选取绒布河和科其喀尔河作为研究对象,在消融期间（2018年5—10月）对冰川河进行野外观测和水样采集。考虑气温和降水的影响,采用水文模型法对绒布河径流量进行模拟,结合水沙关系曲线、泥沙滞后环及回归模型对冰川河流的悬移泥沙输移及其影响因素进行分析。[结果] 气温是影响高寒山区冰川河流悬移泥沙运输的主要因素;绒布河和科其喀尔河消融期的径流模数约7.36×10⁵,6.82×10⁵ m³/（km²·a）,输沙模数分别为200 t/（km²·a）和890 t/（km²·a）。[结论] 绒布冰川对气候变化更加敏感,消融强度大,泥沙主要来源于融水与降水对河道底部与坡面的侵蚀,但是可侵蚀沉积物和水力条件不足,造成该地区输沙模数低于其他冰川;科其喀尔河地处西北干旱区,泥沙输移量主要是由泥沙来源决定的,随着气温的升高,大量冰碛物被输送到下游,侵蚀强度明显高于其他大多数冰川。     

昕水河流域径流变化及其对气候和人类活动的响应

开展流域尺度气候变化和人类活动对径流的影响研究是科学制定流域综合管理规划,并实现流域可持续管理的基础。以黄土高原丘陵沟壑区的典型流域——昕水河流域为研究对象,结合流域多年(1958—2015年)气象水文数据,采用M-K趋势检验法分析年降水、年潜在蒸发散和年径流量的变化趋势,运用双累积曲线法分析年径流量序列的突变年份,并根据生态水文分析法与水量平衡原理定量解析流域尺度气候变化和人类活动对年径流的影响。结果表明:1958-2015年,流域年径流量变化呈显著下降趋势(Z=-5.84,p<0.0001),而降水(Z=-0.72,p=0.31)和潜在蒸散发(Z=-0.5,p=0.88)变化趋势不显著。双累积曲线法表明径流量突变点为1974年和2000年,其中,1975—2000年间影响径流减少的主要因素是气候变化,气候变化导致径流量减少的贡献率为73.14%,土地利用方式仅为26.86%;而2001—2015年土地利用变化是影响径流减少的主要原因,其贡献率高达103.81%,可见土地利用变化已成为昕水河流域径流量变化的主要驱动因素。在今后的流域治理中,需合理制定土地利用方案,实现昕水河流域水土资源协调发展。     

长江源区沱沱河流域1961-2011年径流特征及其对降水的滞后效应

[目的]分析51 a来长江源区沱沱河流域径流量在降水的年代、年代际、季节等时间尺度上的变化,以及径流对降水的滞后效应,为流域水资源管理和利用提供理论依据。[方法]利用1961-2011年长江源区沱沱河流域沱沱河水文站和气象站的径流量和降水数据,在此基础上结合累积距平、变差系数、集中度、集中期等统计方法开展分析研究。[结果]沱沱河流域51 a来年际及四季径流量均呈增加趋势,其中年际、春季、夏季增加显著,气候倾向率分别为1.00×10⁸ m³/10 a,6.00×10⁶ m³/10 a,6.30×10⁷ m³/10 a;径流量和降雨量主要集中在5-10月,尤其集中在7月下旬至8月中旬之间。径流量与降水之间存在极显著的相关性;径流对降水均具有滞后效应,多年平均滞后时间为10 d左右,且滞后天数随着时间的推移呈扩大趋势。[结论]近51 a来研究区径流量和降水量的变化趋势均呈增加趋势,径流对降水具有10 d左右的滞后效应。     

渭河流域径流变化趋势及其影响因素分析

降水是产生土壤侵蚀的主要原动力.以豫西土石山区的汝阳县和黄土丘陵区的嵩县为例,通过对实测的雨强、坡度等水土流失因子的观测和研究,初步探讨了降水变化对不同下垫面(梯田、林地、坡耕地、荒坡)造成的水土流失之分异影响,并推求出组合方程式表达其影响规律.结果表明,荒坡和坡耕地的蓄水作用最差,梯田和林地的蓄水功效则较高.在小流域治理过程中,应当把梯田、林地以及配套的沟道整治工程等作为重要的雨水存贮措施.     

黄河流域水土保持减水定额研究

 流域年径流量是水资源评价与合理配置利用的重要依据,而水土保持减水定额又是估算水土保持对河川年径流量影响的基础。综合分析了水土保持减水作用现有主要研究成果,在对黄河上中游进行生态环境建设分区的基础上,采用小流域综合治理法,计算出黄土丘陵沟壑区、黄土高塬沟壑区、土石山区的水土保持减水定额依次为245.5、118.5、471.9m3/hm2,并提出了推求黄河流域水土保持减水量的有效途径。     

汀江流域长汀段水沙变化特征及其影响因素

河流水沙变化直接反映流域的生态环境状况和土壤侵蚀程度.为探讨南方典型水土流失治理区水沙变化特征及其驱动机制,以汀江流域长汀段1982年1月至2014年12月径流、输沙数据为研究对象,采用CEEMDAN法、Mann-Kendall检验法、Pettitt检验法及构建水沙关系模型分析水沙的变化特征,通过双累积曲线法定量研究降...     

径流季节变化对清水河河道生态环境需水量的影响

[目的] 估算清水河河道生态环境需水量,为保证清水河发挥其正常生态功能以及流域内水资源的合理配置提供依据。[方法] 通过对清水河流域用水情况实地调查,在分析整理多年水文统计资料的基础上,考虑生态用水安全,根据清水河径流随降水时间的季节性变化特点以及流域多年水文变化特征,在空间上选取清水河干流的不同断面计算河道生态环境需水量。针对需要满足河流不同生态功能要求,分别采用Tennant法、面积定额法,90%保证率最枯月水量法等方法计算河道基础生态需水量、蒸发需水量、输沙需水量以及水体自净需水量。[结果] 清水河河道生态环境需水量包括基础生态需水量、蒸发需水量、输沙需水量及水体自净需水量,年需水总量上游段为6.29×10⁶ m³,中游段为6.57×10⁷ m³,下游段为1.65×10⁸ m³。[结论] 清水河河道生态环境需水量与泥沙含量和水质有直接关系。泥沙含量高是清水河河道生态环境需水量高的最主要因素。     

Dynamics of Runoff and Suspended Sediment Transport in a Highly Erodible Catchment on the Chinese Loess Plateau

Runoff is the key factor to understand the land degradation causing high risk of soil erosion and can reduce the water available for human societies and ecosystems. The dynamics of runoff and suspended sediment transport are not completely understood. In this study, we examined the trends, breaking point and regime changes for the runoff and sediment load at different temporal scales using 50 years of continuous observational data from a highly erodible sub‐catchment with an area of 7,325 km² in the Beiluo River basin on the Loess Plateau, China. At the annual scale, the runoff and sediment load declined significantly (p < 0·05) with decreasing rates of −0·23 mm y⁻¹ and −164·9 Mg km⁻² y⁻¹, respectively. Abrupt changes in the runoff and sediment load series were detected between 1979 and 1999; thus, the data were divided into intervals of 1960–1979, 1980–1999 and 2000–2009. The flow duration curve analysis indicated increasing low‐flow values and decreasing daily runoff and sediment discharge peaks, which suggested that soil and water conservation measures reduced the volume of runoff and the sediment load. This led to a more uniform runoff regime. At the flood event scale, we investigated the relationship between runoff and the suspended sediment load based on 123 flood events, which showed clearly that the magnitude and frequency of hyper‐concentrated sediment flows decreased in 2000–2009 compared with 1960–1999. The annual erosive rainfall exhibited non‐significant changes throughout the entire study period. We conclude that soil and water conservation measures (e.g. afforestation, grassing, terraces and check dams) have played major roles in the changes in runoff and the sediment load in the Beiluo River catchment. Copyright © 2015 John Wiley & Sons, Ltd.     

1960-2017年珠江流域下游径流年际与年内变化特征

[目的]分析1960—2017年珠江三角洲顶点径流年际、年内变化,为合理利用流域水资源提供参考。[方法]年际变化运用径流年际变差系数(C_v)、M-K趋势分析、Morlet小波分析等方法分析,年内变化运用集中度(期)、径流等值线法等方法分析。[结果]珠江三角洲顶点主要水文站径流年际变率较小。1960年以来研究区主要水文站径流量总体并未发生显著变化;径流量距平百分率K_i显示西、东江流域旱涝灾害发生较均匀且发生率较低,北江流域易发生洪涝灾害;珠江流域西、北、东江径流基本存在25～32,10～20,4～10 a的周期变化。珠江流域径流年内分配极不均匀,年径流集中度(RCD_(year))北江和东江略低于西江,近年来集中度都有减小趋势。北江最大径流最早出现,在5,6月份交替,东江最大径流在6,7月份交替,西江最大径流主要出现在7月份。[结论]珠江流域下游地区近60 a径流量并未发生明显的下降或上升趋势,但径流年际与年内变化仍十分明显,变化的主要原因为流域水库修建等剧烈的人类活动。