石羊河流域径流量分布特征及对气候变化的响应——以西营河为例

利用1961-2009年石羊河流域西营河径流量和气象资料,分析了近49年来径流量变化趋势、年内分配特征及与气象因素的内在关系.结果表明:近49年来西营河径流量总体呈减少趋势,冬、夏季减幅大于秋、春季;90年代四季径流量衰减明显,特别是年、春、夏季径流出现明显突变;年径流量补给主要以汛期雨水补给为主,雨水补给比例在逐渐增加,冬季积雪融水对径流量的补给比例在减少;流域内降水量呈较小的增加趋势,但是夏季降水增幅不明显.气温呈明显升高趋势,特别是冬季气温趋势系数最大,受其影响蒸发量均呈增大趋势;径流量与6-9月降水量呈显著正相关,但与7、8月气温、蒸发呈显著负相关.分析了未来气温、降水变化在不同情形下对径流量的可能影响,表明气温对径流量的负效应占据着主导作用,汛期气温的升高且伴随着蒸发的增大使年总径流量减少,气候变暖总体不利于流域径流量的增加.     

黑河流域40多年来生态环境变化驱动力分析及对策

结合黑河流域40多年来水文,社会经济等方面的资料,采用趋势分析法估算人为因素对流域地表径流的影响,通过相关和主成分分析等数学方法分析人类活动诸因子与流域地表径流之间的关系。研究结果表明:随着从上游至中下游的顺序,各水文站年径流量差积曲线先上升,而后呈长时期连续下降的趋势,而且顺河流方向越往下,曲线的坡度越明显,即径流量减少的趋势越明显,但黑河干流上游地表径流在过去的几十年里并没有减少,且有一定程度的增加,这说明各水文站径流的差积曲线主要是由于人类活动的影响,导致下游生态环境受损。     

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。     

开都河源区径流变化的气候响应

气候变化下的山区径流时空变异特征是干旱区水文水资源研究的热点之一。本研究选择天山南坡开都河流域源区为典型研究区,基于1958-2017年大山口水文站和巴音布鲁克水文站径流数据,及巴音布鲁克气象观测数据,采用TFPW-MK趋势检验、小波分析与小波相干等方法分析径流序列的趋势、突变和周期特征及其对气候变化的响应。结果表明:近60 a来,开都河源区径流、降水、气温呈显著增加趋势,并且径流量、降水量与最高气温的增率在加快,而平均气温与最低气温的增率减缓;径流量、降水与平均气温的突变年份集中在20世纪90年代,并且均存在28 a的周期;夏季径流量增加主要受夏季升温的影响,而早春径流量增加主要与冬季降水增加、早春升温有关;在年尺度上,降水是影响开都河径流变化的主要因素,气温主要以积温形式影响着径流的变化;在月尺度上,积温与降水均与径流呈显著正相关关系,且源区上游径流较下游径流对气温变化更为敏感。     

1957—2015年叶尔羌河流域气候变化特征及其径流响应

根据流域内气象、水文站点的长期观测数据,利用线性趋势、相关系数、累积距平、Mann-kendall(M-K)突变检验等方法分析不同区域的干、湿季气候变化特征,并假定不同的气候情景组合,分析径流对气候变化的响应程度。结果表明:(1)1957-2015年4个单元气温和降水量呈增加趋势;除上游外,相对湿度、平均风速和大风日数呈减小趋势,流域径流量呈增加趋势。(2)气温在1996年发生突变;降水量未出现明显突变点;相对湿度在2005年左右发生突变;除下游外,平均风速在1983年发生突变;径流量于1993年发生突变,突变后径流量增加了9.08×10^8m^3。(3)相关性分析显示,流域径流量与湿季平均气温、平均最低(最高)气温呈极显著正相关,与湿季平均风速、大风日数和相对湿度呈负相关,除上游径流与干季降水量呈正相关外,其他区域与降水量呈负相关。(4)敏感性分析表明,当降水量不变,气温升高1℃,径流量增加9.06%;当气温不变,降水量增加10%,径流量减小1.67%,这主要与径流组成有关。流域77.4%的径流量来自雪冰融水补给,当降水量增加时,气温降低,减少了冰川积雪的融化,因而流域径流与气温呈正相关,与降水量呈负相关,且对气温变化更敏感。     

叶尔羌河流域气温、降水及径流变化特征分析

应用叶尔羌河流域的9个水文、气象站的观测资料,分析了叶尔羌河流域的气温、降水、径流的变化特征.结果显示:年代际时间尺度上叶尔羌河全流域以及帕米尔高原区、低山丘陵区、平原区在20世纪90年代以来呈明显的增暖、变湿趋势;44 a来年平均气温均呈显著的线性增加趋势,帕米尔高原区秋季温度上升最显著,平原区冬季升温最显著;帕米尔高原区与平原地区均以夏季降水的线性增湿最为显著;近50 a来,叶尔羌河流域中,仅提兹那甫河年径流量呈显著线性增加趋势,叶尔羌河年径流量虽然也呈线性增加趋势,但不显著;叶尔羌河与提兹那甫河年径流量自70年代以来呈反位相变化.     

呼图壁河径流过程对气候变化的响应

为了研究呼图壁河径流过程对气候变化的响应,文中对石门水文站和呼图壁县气象局1978～2011年日径流、降水、温度数据进行了统计分析,采用Mann-Kendall法对年天然径流进行了突变趋势检验,并将变点前后的径流量与流域气温、降水进行相关性分析,得出:(1)年径流量在1987年发生突变,变点前呈下降趋势,变点后呈上升趋势,其中1998～ 2004年上升显著.(2)变点后径流量年际变幅增大、枯水年变少;径流量年内变化不均匀、变幅大.(3)温度、降水与径流量均呈正相关,相关系数均在0.58以上,且温度对径流变化的贡献率更大,这说明高山冰雪融水是呼图壁河的主要补给方式,随着高山区冰雪储量的减少,呼图壁河的生态安全将会受到很大威胁.     

新疆艾比湖流域近40年来气候变化特征分析

本文通过艾比湖流域分布的5个气象台站有关气温、降水、蒸发的多年数据,分析了近40a来艾比湖流域的气候变化特征。结果表明:近40a来年平均气温及春、夏、秋、冬四季气温均呈上升趋势,其中以冬季最为明显;年平均降水量及春、夏、冬季降水自90年代后出现增加趋势;年及四季蒸发量呈上升趋势,但90年代的年及各季蒸发量较80年代呈减少趋势,其中以夏季最为明显。该地区近10多年来气候发生了明显的变化,主要表现在气温升高,降水增多,蒸发量却有减少的趋势。     

新疆玛纳斯河径流演变过程及驱动力分析

文中结合玛纳斯河肯斯瓦特(1956-2007a)、红山嘴站(1956-2004a)径流及流域内年均蒸发量、气温数据,利用Mann-Kendall非参数检验,小波分析和灰色系统理论,对其变化趋势、突变和周期进行分析。结果表明:肯斯瓦特和红山嘴径流量皆显著增加,突变分别发生在1996a和1997a;玛纳斯河径流变化与气温、蒸发量最为敏感,气温呈显著递增趋势且突变点在1989a,而蒸发量显著下降,但突变不明显;气温、蒸发量的主周期为11、22、4、7a和15、22a,而径流量为15、20和22a;红山嘴(1997-2004a)8a平均实测径流量比天然径流量增加了4.768×108m3,气候因子对红山嘴径流影响量为12.117×108m3,人类活动影响量为7.349×108m3,表明气候因子是驱动玛纳斯河红山嘴水文站以上径流量演变的主导因素。     

气候变化对干旱缺水区中尺度流域水文过程的影响

基于1997-2003年的气象水文资料,选择了黄土高原泾河流域上游,对半分布式生态水文模型SWIM进行了率定和验证,并以流域历史气象条件为基准,固定其它气候因素不变,针对单一气候因素变化(降水或温度)进行了情景模拟,分析、评价了降水和温度对流域径流量、蒸散量和土壤蓄水量各水文过程的影响。结果表明:流域降水量增加(减少),年径流、蒸散及蒸散分量、土壤蓄水量均增加(减少),且降水转化为各水量平衡分量的比例大小依次为径流量(蓝水)>蒸散量(绿水)>土壤蓄水量;流域温度升高,蒸散及其分量随之增加,但径流和土壤蓄水量则随之相应减少。研究结果对于变化环境下的干旱区流域水资源管理具有一定的意义。     

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。     

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。     

密云水库流域入库径流量变化特征及归因研究

运用累积距平法、小波分析和累积量斜率变化率比较法,对密云水库流域1960～ 2014年入库径流量时间序列进行研究.结果表明:1)密云水库流域入库径流量存在两个突变年份,即1979和1998年.2)1979年前流域径流量基本上呈增加趋势;1980～1998年,径流量呈先减后增的趋势;1999年后,径流量呈明显减少趋势.3)密云水库流域入库径流量序列存在7a和16a左右的震荡周期,持续时间分别为1960～ 2000年和1960～ 2014年.4)气候变化和人为活动对入库径流量影响具有阶段性特征:1979年以前,气候是影响径流量波动的主要因素;1980 ～1998年,气候因素是径流增加的原因之一,人为因素成为影响径流量减少的主要因素;1999年以后,人为活动仍是入库径流减少的主要原因;与1980～1998年相比,其对径流量减少的影响有所降低,气候变化对入库径流量减少的贡献率略有增加.     

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。     

开都河流域降水与径流年内分配特征及其变化的同步性分析

基于开都河流域巴音布鲁克气象站和大山口水文站1960-2007年的逐月降水和径流数据,文中通过采用集中度与集中期为量化指标,对开都河流域降水和径流的年内分配变化以及两者变化的同步性进行了研究。结果表明:(1)不同年代降水与径流年内分配各自具有明显的差异,80年代夏季降水量与夏季径流量显著偏小,而2000-2007年却显著偏大,同时这时期年径流量显著增多、最大径流量出现时间较其他年代有所推迟;(2)近48年来,降水量和径流量的集中度都有缓慢的下降趋势,两者的年际变化有很好的同步性。降水量和径流量的集中期有微弱的上升趋势,但它们的同步性较差;(3)不同年代冬季降水量与同期径流量变化是不同步的,而年内其他季节,径流量分配过程主要依赖于降水量变化,降水和径流峰值表现出了很强的同步性。     

新疆开都河流域近50a径流量年际年内变化及其对气候变化的响应分析

应用新疆开都河流域巴音布鲁克气象站和开都河大山口水文站近50a的逐月数据资料,通过Mann-Whitney阶段转换检验,不均匀系数等不同的方法,对开都河径流量年际年内变化及其对气候变化的响应进行了分析,结果表明:(1)近50a来,开都河径流量年际变化呈现出增长趋势,经历了三次显著的跳跃式波动,但变差系数很小,所以流量多年变化相对稳定;年径流量主要集中在汛期;四季中以冬季增长最为显著,该流域雨水和积雪融水对流量的补给在相对减少。(2)降水量是影响开都河流量的最主要的因子;夏季降水量与夏季流量的正相关性十分显著。夏季流量的增加最终决定了年流量的增加。(3)开都河流域气温的升高会使冰雪融水增加,导致非汛期流量增加,尤其秋季表现出显著的增长。     

黄河上游玛曲地区近40a蒸发量变化特征分析

利用黄河上游玛曲气象站1969-2008年的蒸发量观测资料,用线性趋势分析、小波分析及突变分析等方法,分析了玛曲近40a蒸发量的变化特征。结果表明:近40a来玛曲年蒸发量呈较为明显的减小趋势,倾向率为-44.3mm/10a,其中90年代这种减小的特征更为突出。玛曲年蒸发量存在较为明显的准10a周期变化和25a较长周期变化特征。年蒸发量在1974年发生了由高向低的突变。40a中玛曲各季节蒸发量普遍呈减小的趋势,其中尤以夏季蒸发量减小的趋势最为明显,春季蒸发量变化较平缓,减少的趋势在各季节中表现最微弱。通过对蒸发量与环境因子之间的相关关系分析表明,气温日较差和风速是影响蒸发量的最重要的因子,气温日较差和风速的明显减小,可能是引起蒸发量下降的主要原因。     

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。     

玉龙喀什河和喀拉喀什河出山径流变化及其影响因素分析

塔克拉玛干沙漠周边地区近40 a来年气温和年降水有明显的上升趋势,位于沙漠南端以西昆仑山冰雪融水和山区降水为补给的玉龙喀什河和喀拉喀什河出山径流理应上升,利用研究资料分析表明这两条河的出山径流存在下降的相反趋势,夏季温度是玉龙喀什河与喀拉喀什河径流量维持稳定的主导因子,而山区夏季降水量的减少则导致玉龙喀什河与喀拉喀什河年径流量呈现减少趋势。     

漳河上游径流变化特征及其归因分析

基于漳河上游流域周边台站的气象水文数据,综合运用Mann-Kendall突变检测、Hurst指数、流量历时曲线和气候弹性系数法等,分析了流域径流的年际变化特征和年内格局变化,探讨了气候变化和人类活动对径流减少的作用。结果表明:1955-2016年,流域径流的年际变化呈显著减少趋势,减少率为0.316×10~8m~3/a。年径流序列在1973年发生突变,突变前径流的减少趋势显著,其主要原因可能是气候变化;突变后减少趋势有所减缓,其主要原因是人类活动,具体表现为1970s-1980s的水利工程建设和土地改革兴起,1990s之后的工农业用水激增和城镇化加速推进。突变前后各月平均径流减少十分显著,相对减少率均超过70%,径流年内分布更加趋于不均,季节变化差异加大。基于气候弹性系数法,气候变化和人类活动对径流减少的贡献率分别为29.7%和70.3%。