新疆精河气温、降水与径流量近51 a变化分析

[目的]针对气候和水的变化研究已成为世界瞩目的热点,新疆属于干旱半干旱地区,对于新疆来说水资源极其重要,利用1957～2008年精河流域的气温、降水、河流年径流量数据对该流域的气候、降水、河流年径流量进行研究分析,为流域经济今后更好的发展提供服务.[方法]应用Excel软件和DPS软件对精河流域1957～2008年的气象数据及水文数据做数理统计分析.[结果]径流与降水的相关性较大,而气温对径流的影响较小,三者的年变化表现出一定的规律性.[结论]该区(1)年平均气温变化大,20世纪80年代后呈明显的上升趋势,气温时间序列的6 a周期较突出.(2)降水量波动变化大,年降水变化趋势呈波浪状分布,1957～2008年可分为三个阶段.(3)年径流量的年际变化大,与年降水量的变化趋势相似,呈波浪状.同时,年径流量会出现周期为4～5 a的稳定期.     

辽河流域水资源对气候变化的响应

运用奇异值分解（SVD）方法与MK检验方法处理了1960～2000年吉林省境内45个站的历年逐月气温资料降水资料以及辽河区水文站30个站的历年逐月径流量资料。结果表明,降水和温度的变化与径流量的变化存在着联系。降水与径流量的变化存在一定的正相关关系,而温度的变化与径流量存在一定的负相关。降水与温度都对水资源存在影响,气温的增高和降水的减少将造成径流量的减少。     

西拉木伦河流域气候与径流关系

通过分析西拉木伦河流域1995—2012年气候资料,该流域内年平均气温、蒸发量、降水量均呈波动下降趋势,西拉木伦河流域降水主要集中在夏季。该流域4月、6月、7月、8月径流总量均在65.5×10~6 m~3以上,分别占全年径流量的15.3%,12.4%,25.5%,16.4%,从9月份开始径流量随降水量的减少而骤减,西拉木伦河流域径流量年际变化较为强烈,极值比悬殊。西拉木伦河流域年径流量呈波动减少趋势,年平均径流量变化倾向率为每10年-3.4×10~8 m~3。西拉木伦河流域年径流量变化与气候条件存在着明显的正相关性,即西拉木伦河流域年径流量随着年际气温、蒸发量、降雨量的增高(或降低)而增加(或降低)。     

千河流域近50年降水变化特征及对径流量的影响

以渭河左岸较大支流千河流域为研究对象,基于长期气象观测资料,就不同时间尺度(包括月、年、10年)降水特征及其变化规律进行了分析,结合降雨量变化的分析结果,对流域径流量变化的原因进行探讨,指出降水减少是千河流域径流量减少的最直接、最主要的原因.此外,人类活动影响也起到一定的作用.     

河西地区近58年降水时空变化特征分析

[目的]分析河西地区近58年降水的时空变化特征。[方法]依据河西地区1951～2008年月降水资料,运用滑动平均、小波分析及气候趋势系数等方法,分析了河西地区近58年来降水的变化规律。[结果]河西地区多年平均降水量为130.4 mm,降水主要集中在夏季,占全年降水量的59.08%,6～9月降水量占全年的72.57%。河西地区降水年代际变化不剧烈,各年代平均降水量为120.8～139.0mm。河西地区1951～2008年降水系列存在5、10、21和32年左右的周期。未来,河西地区年、春、夏及冬季降水将呈小幅增加趋势,其中,疏勒河流域年降水增幅较大(5.231～0.062 mm/10a);黑河流域南部和东南部比西北部增幅相对较大;石羊河流域年降水增幅最小,为3.280～0.098 mm/10a。[结论]该研究可为当地社会经济与生态环境协调发展提供有益参考。     

近50年来玛纳斯河流域气候变化对可利用降水量的影响

选择1961～2009年逐月降水和温度资料,计算出玛纳斯河流域年平均蒸发量及可利用降水量。在详细分析了近50年来玛纳斯河流域降水、气温、蒸发及可利用降水量变化特征的基础上,采用灰色预测分析法对降水、气温和可利用降水量进行了模拟,并对未来5年上述要素进行了预测。结果表明,近50年来玛纳斯河流域温度、降水和可利用降水量变化基本呈上升趋势,而蒸发量则呈现出下降的变化特征。建立灰色预测GM(1,1)模型对玛纳斯河流域2010～2014年的年降水、气温及可利用降水量进行预测,发现今后5年该流域温度将继续升高,而降水量和可利用降水量将出现减少的趋势。因此,为保证水资源能满足该绿洲干旱区可持续发展的要求,必须合理规划,注重水资源的保护和合理利用。     

纳板河流域自然保护区河流水文特征分析

依据纳板河流域8个监测断面2005~2011年的流速流量水文资料以及1∶50 000地形图,对该流域的水系特征、河道特征、降水以及径流等进行分析。结果表明,河流平均比降大,从上游河段向下游河段逐渐递减,上游河段的比降为84.4‰,下游河段为10.9‰;流域降雨丰富,但空间分布不均,南部、西南部、西部的山顶和山脊附近地区降雨最多,年降水量为2 400 mm左右;径流主要受降水影响,表现出年际变化和季节变化大的特征,最大年径流量为最小年径流量的2.13倍,最大月径流量为最小月径流量的6~12倍。     

乌尔吉木伦河流域降水与地表径流关系研究

气候变化对径流的影响机制极为重要1。本文主要研究乌尔吉木伦河流域降水对地表径流影响。用SPSS软件将乌尔吉木伦河流域的两个站点:沙那水库站、富河站降水和地表径流进行相关分析,通过对乌尔吉木伦河流域降水与地表径流关系研究,分析乌尔吉木伦河流域不同降水条件下地表径流变化特点,进一步完成同期降水与径流量数学回归模型。     

大夏河流域地表水资源演变趋势及预测分析

就大夏河流域代表站自1960年～2010年的降水和1980年～2010年径流实测资料系列进行演变趋势分析,并采用灰色拓扑模型法对未来10年大夏河出口站折桥径流量进行趋势预测。演变趋势与预测分析表明：代表站的年降水均为下降,趋势不是十分明显,变幅不太大;流域内径流代表站径流量自1968年开始减少,1988年以后衰减相对严重,说明大夏河流域内的水资源问题相对比较严峻。     

淮河流域1960—2007年极端强降水事件特征

目的研究盘龙河流域极端降水的时空分布特征。方法基于盘龙河流域19个雨量站1978—2016年的日降水数据,根据百分位法定义极端降水事件,选择年极端降水量、降水时间和降水强度3个指标,利用线性回归、Mann-Kendall、小波变换及EOF分析极端降水的时空分布特征。结果时间上,过去40年盘龙河流域的极端降水量、降水时间和降水强度均呈上升趋势并在2012年发生突变;极端降水量和降水时间存在约6 a、9 a和15 a的周期变化,降水强度存在7 a和15~17 a的周期变化,15 a为3个指标的主周期。空间上,年极端降水量主要表现为全区一致型,极端降水时间和降水强度除个别站外也表现为全区一致型,总体上3个指标呈现由南向北逐渐减少的变化特征。结论受太平洋副热带高压影响,盘龙河流域尤以其南边未来的洪涝灾害更加严峻,给盘龙河流域的防洪减灾带来挑战,需进一步提高灾害风险管理和应对气候变化的能力。     

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。     

气候变化背景下的南北疆河流径流变化对比分析

选取克兰河、开都河和托什干河流域为研究区域,利用有关水文气象台站1957～2010年的观测资料,对研究区域的气温、降水与径流的变化特征及趋势进行了分析,并根据研究区域气候变化的特征与趋势及径流与降水、气温之间的关系,揭示阿尔泰山南坡克兰河、天山南坡开都河和托什干河径流对气候变化的响应及其差异。结果表明,近54年来,受山区降水、气温持续增加和上升的影响,克兰河、开都河与托什干河流域气温、降水量和径流总体呈上升趋势,特别是在1980年以后的升幅尤为显著。克兰河与开都河径流与降水量均呈正相关关系,相对而言,克兰河径流对降水的变化较开都河更为敏感,而开都河径流对气温的变化较克兰河更为敏感;托什干河径流与气温呈正相关关系,托什干河与开都河虽对气温的变化都比较敏感,但是相对而言,托什干河径流对气温的变化较开都河更为敏感。该研究为克兰河、开都河和托什干河流域水资源的合理开发利用和科学管理提供了有针对性的决策参考。     

新疆天山北部气候变化及其对径流的影响

[目的]研究新疆天山北部气候变化及其对径流的影响。[方法]利用新疆天山北部16个气象站和肯斯瓦特近51年的气象、水文实测资料,运用非参数Mann-Kendall单调趋势及突变检验、小波分析、R/S分析及周期性叠加趋势模型,对新疆天山北部气候变化及玛纳斯河的时间序列进行了分析,探讨了近51年来新疆天山北部气候及径流变化的趋势、突变、周期、未来变化趋势及气候变化对源、干流年径流的影响量。[结果]新疆天山北部气温、降水量皆呈显著性增加趋势,且其Hurst指数均大于0.5,表明未来的一段时间内仍将保持这种走势;从年代际来看,1957～1959年气温偏低,降水量偏多,为低温多雨期,60和70年代为低温少雨期8,0年代气温接近多年平均值,降水量偏少,进入90年代以后为高温多雨期,并在2000～2007年尤为显著;气温、降水量分别在19951、996年发生了1.1℃和30.2mm的显著性增多突变;气温在112、2年处周期性显著,降水量存在5、81、42、2年的主周期。玛纳斯河流域年径流量与气候因子均存在周期性与趋势性,且呈周期性波动上升趋势;该流域年径流量和气候因子存在显著的相关关系,气温与年径流量的关系比降水量更密切。[结论]该研究为新疆天山北部的水资源合理配置、生态保护和农业生产提供科学指导。     

基于土地利用变化的沂河流域景观格局与径流关系的分析

为探究流域径流量和景观格局变化的关系,基于沂河流域土地利用数据和实测径流资料,运用景观格局指数分析方法和统计分析方法在景观水平和斑块类型水平方面分析流域土地利用景观格局变化与径流量的相关关系。结果表明:1)1961—2015年,流域年径流量相比于年降水量其波动幅度及下降趋势更显著,这说明流域年径流变化除受到降水因素影响外,还受到土地利用变化等人类活动的影响。2)1975—2015年,流域土地利用类型以耕地为主,其次林地、建设用地和草地所占比例较大,再次是水域,而未利用地面积最少;土地利用变化主要表现为耕地和草地迅速减少,建设用地和林地快速增加,水域和未利用地有不同程度的增加;流域景观格局破碎化程度增大、斑块形状趋于复杂、连通性趋于减弱、景观异质性增高。3)在斑块类型水平上,径流量与斑块数量(NP)和斑块密度(PD)相关性较小,随着斑块破碎化程度的增加有先减少后增大的微弱趋势;径流量与斑块结合度指数(COHESION)相关性也较小,与最大斑块指数(LPI)有较强的相关性,随着斑块连通程度、景观优势种丰度的增加呈现先增加后减小的趋势。在景观水平上,径流量与多样性指数(SHDI)、景观形状指数(LSI)、蔓延度指数(CONTAG)显著相关,与景观分离度指数(DIVISION)的相关不显著,随景观类型多样性、斑块形状复杂度、斑块聚集度、景观分割度的增加呈现先增加后减小的趋势。     

河北燕山山区径流变化规律研究

运用河北燕山迎风区与背风区主要代表水文站1956—2005年的实测径流资料,采用Mann-Kendall统计检验方法和小波分析法来分析研究燕山山区径流的突变性及其周期性变化的趋势。结果表明:近50年来,燕山山区的迎风区与背风区年径流量均出现逐渐减少的趋势;其中背风区突变主要发生在1972、1985年,迎风区则主要在1977年发生一次较大的突变;且背风区与迎风区年径流序列均主要存在25~32,5~8年的变化周期。利用降雨和径流的双累积曲线,定量分析降雨变化和人类活动对径流的影响贡献率,得出在变化期内,人类活动和降雨对径流变化的影响贡献率分别为67.86%和32.14%,说明人类的活动是1978—2005年径流减少的主要影响因素。     

渭河陕西段水情对气候变化的响应

根据20世纪中期以来渭河降水、径流、泥沙、洪水等方面的资料,对陕西省渭河的水情动态变化进行了统计分析,并对水情变化的主要原因进行了探讨,以揭示其对环境因素的响应关系。结果表明,渭河流域水沙输送主要集中于降水量较大的汛期,年内分布相对集中;年际变化较大,20世纪50～90年代期间径流量和输沙量总体均呈下降趋势,90年代径流量下降明显;洪水演变出现新的特点;流域径流量、输沙量、洪水等水情要素与气候变化之间存在密切的响应关系。     

晋江流域径流演变规律研究

根据晋江流域安溪和石砻水文站历年径流量序列和降水序列,应用了Mann—Kendall法、集中度和集中期Morlet小波等数学方法,对该流域径流的演变规律进行了分析,研究结果表明：径流年内分配极不均匀,全年径流主要集中在5、6、7、8、9月份,占全年径流量的60％以上,冬季径流量很小,占全年平均径流量的比例不足10％;从径流年内分配的集中性来看,安溪水文站的径流年内分配集中度20世纪60年代最大为49％,其余年代均较小;从变化趋势来看,晋江上游安溪站年均径流量较稳定,基本无变化,晋江下游的石砻站年均径流量趋势变化较上游强烈,具体表现为50年代未至70年代初表现出下降趋势,90年代至今表现为上升趋势。但晋江流域水文站的年均径流量在过去的53年中均没有明显的上升或是下降趋势。     

基于EEMD分解与BOA算法优化神经网络的密云水库大阁水文站径流预测

利用R/S分析法研究密云水库潮河流域大阁水文站1969-2013年的径流数据的变化趋势，以BP神经网络为背景，EEMD分解为辅助，建立分解-重构-预测的组合模型对月径流序列进行预测，利用蝴蝶算法（BOA）优化组合模型，综合得到最优预测模型。结果表明，大阁站年、月径流序列均呈现下降趋势；对月径流序列预测，BPNN预报合格率为60.0%，不能用于预报作业，但可作为参考使用（MAE=0.406，RMSE=0.539，MAPE=0.349 7）；引入BOA算法优化BP网络参数，得到EEMD-BOA-BP模型预报合格率为83.3%，可以用于预报作业（MAE=0.257，RMSE=0.347，MAPE=0.219 5）。通过EEMD分解得到分解-重构-预测组合模型对提高模型精度有一定的作用，同时在组合模型中引入优化算法能进一步提高模型精度。     

1959～2009年土默川地区气温和降水量变化分析

应用1959~2009年土默川地区气温和降水量观测资料,对该地区的气温和降水量变化状况进行了分析。结果表明,区域内各站降水量年变化趋势不明显,但20世纪60~80年代呈下降趋势,80~90年代呈上升趋势,最近10年又处于下降趋势。该地区年平均气温一直呈明显的上升趋势,特别是近20年处于气温变暖的快速增长期,呼和浩特市区气温的升高幅度大于该地区内其他测站,上升幅度最大的是90年代,比80年代升高0.83℃;春、夏、秋季气温上升幅度相对小,而冬季气温上升幅度最大,90年代冬季变暖最为明显,比80年代升高1.35℃。呼和浩特市区年平均气温的分布表明了城市化进程对局地气温的影响。