艾比湖流域降水与径流变化特征分析

以艾比湖流域的博尔塔拉河（博河）和精河为例,基于1961-2008年的水文气象数据,运用Mann-Kendall非参数检验、线性倾向估计、小波分析等方法,分析流域内2条河流的变化趋势及周期特征,得到以下结论：（1）48年来,艾比湖流域博乐站和精河站降水量均呈现增加的趋势,其中,博乐站的线性倾向斜率为8.54mm/10年;精河站的线性倾向斜率为12.74mm/10年。（2）博河和精河年径流量均呈现极显著的增加趋势,其Z值分别为2.42和2.45,两者均通过а=0.05显著性检验。（3）艾比湖流域年降水量序列的小波系数等值线分布比较密集,存在明显的小波系数高低值中心震荡。两站年降水量在48年的时间序列中存在多个周期。（4）流域内2条河流均有明显的周期性变化,尤其以年代际周期最为显著。在每个周期中径流量又经历了几次＂丰枯＂交替。（5）博河和精河2条河流径流量与降水量的相关系数分别为0.564和0.490,均通过a=0.01的R显著性检验,表明降水是流域径流量的重要补给源之一。     

艾比湖面积变化及其径流特征变化的响应

近年来随着艾比湖湖面的不断退化,其环境问题日益严重。研究艾比湖面积变化对于艾比湖地区的生态环境保护、社会经济发展,乃至整个北疆地区的生态都有着重大的作用。利用2008—2015年逐月的高分遥感影像信息源,提取湖泊边界归一化坐标系和投影方式并以GIS工具对湖泊分析获取湖面变化信息。并提取年2013年3—10月份的艾比湖湖面边界,进行边界叠加对年内湖面动态变化进行分析。结合博乐市水文水资源局所实测的1989—2007年的艾比湖湖面面积对其年际变化进行分析。同时对博尔塔拉河和精河的1992—2012年的径流数据、降水量数据、平均气温数据进行统计,分析河流的径流特征,探讨支流径流变化对艾比湖面积变化的影响。结果表明:(1)利用湖泊动态度对艾比湖湖面面积进行分析,其部分年份有增加的时期,但是整体上呈现减少的趋势;(2)以2013年为例对艾比湖3—10月份的动态变化进行了监督,发现从3月份开始艾比湖的面积在不断减少,在10月份湖面面积最小,且大部分水体变化发生在西北方;(3)对艾比湖入湖水量与湖面面积进行统计分析,二者具有很好的相关性,相关系数R=0.71。     

艾比湖流域年径流变化特征分析

以艾比湖流域的博尔塔拉河(博河)和精河为例,基于1961-2008年的径流序列,运用累计距平法、小波分析法和滑动t检验等方法,分析了艾比湖流域年径流变化的趋势特征、周期特征和突变特征,揭示了流域径流的变化规律,得出以下结论:(1)从长时间尺度上来看,艾比湖流域博河和精河两条河流的年径流量均呈增加的趋势;从短的时间尺度上来看,流域内两条河流的径流量又表现出一定的波动性。(2)艾比湖流域河流的年径流均存在明显的周期性。(3)在20～25年的时间尺度上,两条河流均经历了一个丰枯交替;在10～20年的周期尺度上,博河和精河径流量经历了多次丰枯交替;在10年以下的周期尺度上,两条河流的周期性都比较复杂。(4)博河和精河年径流量变化趋势比较显著,两条河流均在1998年发生了一次由少到多的转折突变。     

白洋淀流域气温、降水和径流变化特征及其相互响应关系

运用Mann-Kendall趋势检验、突变检验和小波分析法,对白洋淀流域1957—2012年7个气象站点气温、降水和3个典型水文站点径流量的变化趋势、突变点及周期性变化进行了分析,并探讨了径流与降水和气温的响应关系,以期为该地区生态环境保护和水资源合理利用提供基础数据支持。结果表明,研究区年均气温呈上升的趋势,并在1988年后上升趋势增大,其中,冬季和春季的气温增幅对气温升高贡献较大;降水量变化相对复杂,整体呈波动下降的趋势,其中,夏季降水量减少幅度最大,达1.72 mm·a~(-1)。受气温升高和降水量的直接影响,典型站点径流量呈明显下降趋势,并在年际尺度上与气温呈负相关,与降水变化呈显著正相关;在年内尺度上,则与气温和降水变化呈显著正相关。夏季径流量减少幅度最大,阜平、倒马关和紫荆关站分别下降0.85 m~3·s~(-1)·a~(-1)、0.72 m~3·s~(-1)·a~(-1)和0.66 m~3·s~(-1)·a~(-1)。3个指标的周期性变化都比较明显,其中径流和降水的波动变化基本一致,表明径流对降水的响应比较突出。径流变化不仅受气温和降水的影响,还受到水利工程建设、各类农业措施等多种因素的影响。     

中西河流域降水变化与径流关系研究

根据中西河流域近40年的降水、径流资料，分析了流域的降水、径流变化及降雨与径流的关系。结果表明，中西河流域年均降水量为507．68mm，年均径流量为1．86亿m^3，年降水量离差系数为Cv=0．24，径流量离差系数为Cv=0．59。流域降水年际变化是影响径流年际变化的主要因素。     

遥感技术对流域水文特征及其径流的定量研究

在调查研究泰国青迈省Ｍae Rim流域自然地理及土壤性状的基础上，利用遥感技术和地理信息对众多因子进行综合分析处理，获得该流域的径流线号码图，径流系数图，地表径流图和洪水淹没图，并进行了洪水聚集时间的计算。     

基于SWAT模型的内蒙古锡林河流域降水-径流特征及不同水文年径流模拟研究

以我国北方寒旱区草原中典型流域——锡林河流域为研究对象,结合我国北方寒旱区草原型河流流域的气候特点、下垫面条件及水文过程的特殊性,通过分析锡林河流域近30 a的降水—径流变化特征,利用锡林河水文站的年径流频率曲线,采用一定保证率条件下的年径流量作为划分流域丰平枯水年的标准,对锡林河流域历史水文年进行划分。基于此基础,以ARCSWAT2012为操作平台,应用地理统计分析方法,对模型建立过程中所需的各数据库进行基础数据整备与参数化,分析影响模型径流模拟精度的主要参数,进行模型的参数率定与结果精度评价,分别对锡林河流域各丰、平、枯水年进行径流模拟,并对其结果进行了检验。结果表明:SWAT模型对细化流域降水—径流分配的径流模拟具有不同的精度,即平水年 > 偏丰水年 > 丰水年 > 偏枯水年 > 枯水年,体现出SWAT模型在中国北方寒旱区丰水年和平水年具有较好的可操作性。     

白龙江上游径流变化特征及其对降水和人类活动的响应

[目的]研究近50a来白龙江上游径流变化特征,并进一步分析径流对降水的滞后效应以及降水与人类活动对径流变化的影响。[方法]以1961—2010年白龙江上游武都水文站的月径流数据和白龙江上游气象站月降水量数据为基础,采用集中度和集中期、Mann—Kendall法、R/S分析法等多种数理统计方法,分析了近50a来白龙江上游径流量在年际、季节和月尺度上的变化特征,并预测了其未来可能的变化趋势。[结果]白龙江上游径流年内分配极不均匀,多年平均集中度Cd达34.92%。近50a来白龙江上游年径流量呈极显著减少趋势(p0.001),变化率为-3.942×108 m3/10a,Hurst指数为0.980.5,表明未来一段时间内白龙江上游年径流量可能继续呈减少趋势。四季和1—12月径流量均呈显著减少趋势(p0.05),年径流量在1990年发生由多到少的突变。白龙江上游径流对降水的响应存在滞后效应,且滞后时间有微弱延长趋势。近50a来白龙江上游径流系数呈显著减小趋势(p0.001),降水量转化为径流的部分逐年减少,径流系数在1990年后减少了0.14。[结论]1990年之前,白龙江上游径流变化主要受降水影响;1990年以后,人类活动逐渐成为影响白龙江上游径流变化的主要因素。     

典型对比小流域降水特征及其对径流泥沙的影响——以南小河沟流域为例

为深入了解黄土高塬沟壑区水土保持对流域径流泥沙的影响机理、特点及规律,基于小流域平行对比观测法,以南小河沟流域中杨家沟、董庄沟小流域为主要研究对象,采用统计学、双累积曲线、统计模拟、综合归因等方法研究了小流域深度治理对流域地表径流的作用和影响.结果表明:经过治理的杨家沟小流域年产流次数、泥沙量均明显减少,蓄水量显著增加...     

植被对流域水文特征响应研究

通过2001～2005年连续5年的密云水库集水区的流域水文监测数据结果表明：流域内年平均降雨量为594.7 mm,主要集中在6～8月份,占全年降水的70%～80%。表层土壤含水量年均6.8%～11.3%,年内变化与降雨量趋势基本一致,先上升后下降。随着植被的恢复,流域内产流量和产沙量逐渐降低,植被的消减率最大可达77%。流域内的多次水质抽样检验结果表明：多数水质指标都达到一类水质标准,超标指标主要是总氮和总磷。     

浑河流域降水与径流变化特征及同步性分析

为了科学预测浑河流域降水对径流的影响,利用浑河流域1956—2011年56年的逐月降水与径流资料,借助累积距平、滑动平均等方法分析了浑河流域降水量与径流量的变化趋势及时间尺度上的相关性。结果表明:（1）浑河流域降水集中在6—9月（7月最大）,径流集中在7—8月,且流域降水年内分配的不均匀性由上游至下游逐渐递增,而径流年内分配的不均匀程度总体呈现由上游至下游逐渐减小的趋势。（2）浑河流域降水量与径流量的相关系数为0.682,累积距平曲线和滑动平均曲线均显示浑河径流量与降水量的年际变化趋势是一致的,70年代之前好于70年代之后,丰水年份好于枯水年份。结合累积距平曲线和滑动平均曲线分析得出浑河流域降水量和径流量具有较高的相关性,可为浑河流域水资源的可持续利用及区域社会经济的永续发展提供科学依据。     

黄土高原昕水河流域径流变化及其对环境要素的响应

以黄土高原昕水河流域为对象,采用有序聚类等数理统计方法,诊断了近60 a来实测径流的变化及其阶段性特征,在此基础上,分析了不同阶段实测径流与气候要素之间的响应关系,初步揭示了径流演变的驱动机制。结果表明:近60 a来昕水河流域实测径流量以1965年和1979年为分割点总体呈现阶段性减少趋势,其中,21世纪以来减少尤其明显。不同阶段的年降水、径流关系有一定差异,相比而言,汛期（6—10月份）的月降水量与径流量具有相对较好的相关关系,非汛期（11—5月份）的月降水径流关系点群散乱。积雪及融雪对河川径流量的影响存在±5℃阈值,当气温介于该阈值区间,气温变化对河川径流影响较大。昕水河流域汛期产流受高强度降水支配,非汛期径流量以地下径流和融雪径流为主。人类活动对河川径流的影响有增大趋势。     

古尔图河气象水文要素变化特征与下游艾比湖生态的关系

基于1974—2014年古尔图河新渠首水文站的水文气象数据,运用累积距平法、Mann-Kendall突变检验法及小波分析法对气象水文要素的序列变化趋势、突变特征及周期变化规律进行综合分析,并论证古尔图河气象水文要素与奎屯河、艾比湖之间的关系。结果表明:(1)近40年来,气温、降水、径流均呈现先降后升的变化趋势,其年际变化率分别为7.95%,15.84%,6.68%;(2)气温在1980s末期发生突变,降水突变时间早于气温(1980s初期),径流突变时间最晚(1990s末期);(3)气象水文要素呈现多种不同尺度的振荡周期,气温、降水和径流的年代际变化周期以25~28年、17~22年、4~6年最为常见;(4)径流与气温之间存在良好的相关性,与降水的关系较为复杂;(5)奎屯河的径流变化趋势基本与古尔图河呈正相关关系,20世纪70年代初期艾比湖生态环境恶化的主要驱动因素是人类的过度开发。     

三川河流域水沙变化水文分析

根据三川河流域实测降雨、洪水、泥沙资料,在统计分析和探讨产洪产沙机理的基础上,应用数理统计学原理,通过逐步回归分析建立了降雨产洪产沙数学模型,并用之计算了三川河流域1970—1996年水土保持综合治理措施的减洪减沙效益,对三川河流域20世纪90年代水沙变化进行了重点分析,还采用另外4种水文分析方法进行了平行计算和验证,取得了比较理想和真实的结果,为全面分析流域综合治理成效提供了科学依据。对三川河流域降雨资料的系列化处理方法、径流系数变化趋势以及河道冲淤变化情况进行了分析,其研究方法对黄河中游其它多沙粗沙支流的水沙变化研究具有重要的借鉴作用。     

开都河流域极端水文事件变化及其对气候的响应

基于开都河流域1972—2012年大山口水文站及巴音布鲁克气象站资料,采用累积频率法定义极端水文事件的阈值,分析了极端水文事件频次的年内年际变化、场次分布特征及其对区域气候变化的响应。结果表明:极端水文事件具有极不稳定的特性。年内分配不均且集中度较高,极端洪水事件主要集中在7月,极端枯水事件主要集中在2月;年际变化极不稳定,且偏离正态分布的程度较高。极端洪水事件总体呈增长趋势,并在1986年发生突变;极端枯水事件则呈减少趋势,突变点为1993年。极端洪水频次与降水量相关性较高,极端枯水频次与气温的负相关性较高。     

秦淮河流域径流过程对土地利用变化的响应

土地利用变化影响了流域产汇流机制,进而改变了流域洪水响应过程,成为流域径流演变的主要驱动因素,特别是城市化流域最为明显。为深入探究快速城市化背景下土地利用变化对流域径流的影响,该研究以南京市秦淮河流域为例,利用2005、2010、2015和2020年4期土地利用数据和2003—2020年18场小时尺度洪水过程,基于HEC-HMS(hydrologic engineering center-hydrologic modeling system)平台构建秦淮河流域水文模型系统,量化变化环境下降雨径流过程对土地利用变化的响应。结果表明:1)流域不透水面积增加了99.53%,而农田面积减少了6.57%,且增加的不透水面积主要来自农田转入,占比约96.42%;2)秦淮河流域洪水过程模拟结果显示HEC-HMS模型在秦淮河适用性较好,率定期洪峰流量相对误差、洪量相对误差、Nash-Sutcliffe系数和均方根误差RMSE分别为-1.63%、-11.79%、0.854和159.73 m³/s,验证期洪峰流量相对误差、洪量相对误差、Nash-Sutcliffe系数和均方根误差RM...     

HEC-HMS水文模型在数据稀缺山区流域中的应用——以乌鲁木齐河流域为例

[目的]评价HEC-HMS分布式水文模型在干旱区资料稀缺内陆河流域洪水模拟预报中的适用性。[方法]以乌鲁木齐流域上游为例,结合流域实测水文气象资料,率定模型参数、建立并验证HEC-HMS模型。[结果]1957—2009年乌鲁木齐河上游流域13场历史洪水模拟中,HEC-HMS模型洪水模拟确定系数R2取值分布在0.67~0.87之间,洪峰流量模拟相对误差均小于15.6%,模拟精度较高。[结论]建立的HEC-HMS模型有效,模型参数的率定合理以及HEC-HMS模型在干旱数据稀缺山区流域洪水模拟中具有较好的适用性。     

黄土高原清水河流域降水-径流的响应关系

宁夏清水河流域地处黄土高原干旱、半干旱地区,选取清水河流域出口泉眼山水文站及气象站1989—2019年逐日径流和降水数据,并通过Chapman-Maxwell法对清水河流域径流时间序列进行基流分割,并将基流分割的结果应用于径流事件的分离,来探究径流事件对降水的响应特征。结果表明：(1)宁夏清水河流域降水量、径流量和基流量整体上均呈现上升趋势,经Mann—Kendall检验未发现突变显著的时间点,日降雨量10 mm以下的降水呈现增加趋势,年内降水主要分布在5—9月,占比达81.72%。(2)基于日径流时间序列,在清水河流域近30年间共分离出58次径流事件。在旱季降水总量与降雨强度显著相关,在土壤湿度和流域内水量存储条件的影响下,干旱时期的径流过程对事件前期降水响应较为敏感;在雨季,降水总量和降水强度是径流量的主要影响因素。(3)土壤水分对径流事件特征的影响具有阈值的变化,当前10天降水量未达5 mm时,峰值流量对其响应敏感。     

锡林河流域植被叶面积指数时空变化特征及其对地形因子的响应

为了摸清欧亚大陆大草原重要的组成部分锡林河流域在外界环境和人类活动干扰下植被的时空变异规律及其与地形因子的响应关系,利用遥感影像数据及基于大气阻抗植被指数(ARVI)的统计模型,反演了1985—2015年4个典型代表年份的LAI,从长时间尺度上分析了LAI的时空变化特征以及地形因子对其空间分布格局的影响。结果表明:近30 a,锡林河流域LAI总体呈上升趋势,多年平均值为0.8～1.5,从上游至下游逐渐降低。植被恢复状况空间差异明显,主要发展态势为恢复。LAI在0.78～0.82,0.82～0.86所占面积比例随着海拔、坡度的升高而降低,在东南方向上的面积占比大于其他方向;LAI在0.92～1.5,1.5～3.0所占面积比例随着海拔、坡度的升高而增大,在西、西南方向上的面积占比大于其他方向。高程对LAI的直接影响效应为0.438,远大于坡度和坡向对LAI的影响。本研究可为草原型流域陆面过程及生态水文研究提供理论基础和科学依据,对于天然生态系统的健康维持、退化生态系统的恢复重建等也具有一定的参考价值。     

天山北坡中小流域输沙量变化及其影响因素——以呼图壁河流域为例

利用呼图壁河流域石门水文站1980—2011年实测日径流量、输沙量及降水量资料,采用Mann-Kendall非参数趋势和突变检验法、双累积曲线法等,研究了呼图壁河输沙量年内和年际变化趋势及可能的突变时间,并探讨了可能引起呼图壁河输沙量变化的影响因素。研究结果表明:呼图壁河流域输沙量年内分配极不均匀,连续最大4个月(6—9月)输沙量占全年输沙量的94.61%,7月输沙量最大,占全年输沙量的60.83%;1980—2011年输沙量总体呈增加趋势,年际尺度上呈丰枯相间的周期性变化,并在1989年发生了突变。输沙量受径流量、降雨量、大型水库和水土流失等综合影响,而径流量是影响输沙量的主要因素。流域干燥的气候和较低的植被覆盖率,加上人类对上游山区煤炭资源的过度开采,使得该区域山区突发暴雨洪水时,造成输沙量的剧增。