黄土高原昕水河流域径流变化归因定量分析

近几十年来,黄土高原昕水河流域实测径流量减少显著,对区域生态环境及用水安全造成严重影响。采用水文模拟途径,还原了天然径流量系列,在此基础上,定量评估了气候要素和水土保持等人类活动对河川径流量的影响。结果表明,考虑融雪过程的水量平衡模型对昕水河流域径流量具有较好的模拟效果,率定期及检验期Nash-Sutcliffe确定性系数均在70%以上,模拟的相对误差也小于3%。径流量系列自1966年发生了较为明显的变化,1966—2010年流域径流量深较前期减少29.2 mm,其中,包括流域水土保持措施的人类活动对河川径流量变化的影响约站49.3%,气候要素变化的影响略微偏高,约占50.7%。因此,在未来流域治理及生态文明建设中,气候要素变化对流域水文水资源的影响必须引起足够的重视。     

昕水河流域水土保持战略与技术

昕水河流域位居黄河中游的东岸,山西省吕梁山南端,为我国黄土高原主要残塬沟壑分布区. 全流域包括蒲县、隰县、大宁、吉县、永和5县的40个乡(镇)和乡宁、交口的个别自然村.流域总面积4326km2,水土流失面积3217.9km2,年平均经流量1.58亿m3/s,洪水径流占60%以上,输沙量7050万t,输沙模数4714.9t/km2,水土流失严重, 造成这一地区生态失调,灾害频繁,成为当地人民贫困的主要原因.流域境内大宁、永和为国定贫困县,其余均在山西省50个贫困县之列.     

综合治理水土流失 大力发展生态农业：昕水河流域水土保持的？…

介绍了昕水河流域的基本概况,总结了水土保持治理开发了成效,提出了该流域水土保持的战略措施和治理目标。     

昕水河流域水保世行贷款项目成效分析

<正> 1 区域概况听水河流域水土保持世行贷款项目区,位于黄河山陕峡谷以东、吕梁山以西,海拔高程在1100～1300m之间,属黄土残源沟壑区,涉及山西省临汾地区的隰县、蒲县、大宁三县的大部分地区,有25个乡(镇)、218个行政村、12.3万人,总面积2187km~2,其中水土流失面积达1654km~2,占总面积的75.6%.听水河流域是黄河流域多沙粗沙的主要产区,属黄河一级支流,该流域土地支离破碎,沟壑密度4～6km/km~2,年平均输沙模数6540t/km~2,最高地区达13000t/km~2,年均流入黄河的泥沙达1300万t.严重的水土流失,使当地土地生产力逐年下降,土地面积不断减少,旱涝灾害连年发生,人民生活相当贫困,项目实施前三县年人均纯收入仅350～450元,均被国家确定为贫困地区.水土流失成为制约该流域经济发展的主要矛盾,是造成该地区贫穷落后、生态环境不断恶化的根源.因此,利用世行贷款,加大投资力度对该流域进行水土流失综合治理,不仅是减少黄河泥沙的需要,也是发展当地经济,促进农民脱贫致富奔小康的需要.     

综合治理水土流失大力发展生态农业--昕水河流域水土保持的战略措施探索

介绍了昕水河流域的基本概况,总结了水土保持治理开发的成效,提出了该流域水土保持的战略措施和治理目标.     

黄土高原藉河流域径流对气候和土地利用变化的响应

[目的]揭示黄土高原区中尺度流域径流对气候和土地利用变化的响应规律,为合理解决流域水资源利用和实现水资源的可持续管理提供理论支撑。[方法]以黄土高原藉河流域为研究对象,采用Mann-Kendall检验、距平累积曲线、双累积曲线以及分离评判法等方法进行研究。[结果](1)1962—2010年藉河流域年降雨呈下降趋势,但下降趋势不显著(p0.05);流域年径流深呈显著下降趋势(p0.001),且在1985年发生减少突变;(2)坡耕地面积减少,梯田面积增加是研究时段内流域土地利用变化的最明显特征。[结论]研究时段内土地利用变化是藉河流域径流量减少的主要驱动因素,影响贡献率为90.2%,而气候变化影响较小,贡献率仅为9.8%。     

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。     

吕梁市中西河流域径流变化特征分析及模拟

为了研究中西河流域径流变化过程,基于岔口水文站1956-2015年的年降水径流和蒸发的资料,采用线性回归法和有序聚类分析法,分析了中西河流域径流变化过程及影响因素;采用频率分析法对年降水量进行了丰枯分析;采用小波变化分析了年降水量径流量周期变化;对影响径流的因素划分阶段进行定量分析;建立多元线性径流回归模型,对1956-2015年的径流进行模拟。结果表明：中西河流域径流呈明显的减少趋势;1970-2006年,枯水年占很大比例;径流在1970年发生了突变;年降水量变化主周期为28 a,年径流量变化主周期为26 a;多元线性回归模型拟合性好,可以用于径流预测。     

修河中上游流域土地利用变化对径流的影响

[目的]土地利用的变化对流域水文过程产生了重要的影响,研究土地利用变化下的水文响应已成为水文学科研究的一个热点。[方法]以修河中上游流域作为主要研究区域,分析了35年来修河中上游流域各种土地利用类型的变化特征,并利用1987—2000年水文气象数据资料,构建了SWAT模型,通过设置1980年、1990年、2005年和2015年4种土地利用情景,定量分析了修河中上游流域土地利用变化对径流的影响。[结果]SWAT模型在研究区具有较好的适用性。1980—2015年,修河中上游流域主要用地类型为林地、耕地和草地,三者面积之和占流域的98%。其中高利用城市用地和耕地对径流的影响系数是正值,说明高利用城市用地和耕地对径流起促进作用;林地、草地对径流的影响系数均表现为负值,说明林地和草地对径流有抑制作用,且草地的抑制作用更加显著。此外,林地和草地在丰水季会减少径流,在枯水季却会增加径流,有类似海绵的作用。[结论]模拟研究土地利用变化对修河中上游流域径流的影响在合理规划水土资源、改善生态环境方面具有十分重要的现实意义。     

桐梓河流域径流对气候和人类活动的响应

径流量变化受到气候变化和人类活动两大因素共同驱动,定量剖析气候变化和人类活动对其影响成为变化环境下水文循环研究的核心科学问题.以桐梓河流域为研究对象,基于二郎坝水文站1975-2015年长时间序列的水文和气象监测数据,通过累积距平和滑动T检验分析方法诊断了流域径流量的突变特征,并应用累积量斜率变化率比较法定量评估了流域...     

基于统计降尺度和CMIP5模式的泾河流域气候要素模拟与预估

为了明确变化环境下流域未来气候要素时空变化趋势及特征,该文以泾河流域为研究对象,利用流域1960-2010的逐月降水、气温和NCEP再分析等资料,建立了流域气候要素月序列降尺度模型;然后,将模型应用于CMIP5中CNRM-CM5模式下的RCP4.5和RCP8.5情景,得到了流域未来气候要素的变化趋势。主要成果如下:1)该方法对气温的模拟效果较好,降水次之;2)RCP8.5情景下泾河流域未来年均降水量是356.41 mm,小于RCP4.5情景下的374.19 mm;除冬季外,流域未来春、夏及初秋的降水将有所减少,空间分布在南北方向呈现递减趋势;3)RCP8.5情景下泾河流域未来年均温度是9.32℃,高于RCP4.5情景下的8.96℃;流域未来气温除了深冬初春降低外,其余时期尤其是夏季将显著上升,空间分布为南高北低、西高东低。对泾河流域气候要素模拟与预估表明,泾河流域未来气候演变中存在着降水减少以及极端天气事件发生的风险,这在流域未来水资源管理运行等方面应当引起重视。     

Examination of thermal and acid hydrolysis procedures in characterization of soil organic matter

Abstract

Differential thermogravimetry (DTG), differential scanning calorimetry (DSC), and stepwise thermogravimetry (STG), together with two acid hydrolysis methods (hydrolysis with hydrochloric acid in a single step, and hydrolysis with sulfuric acid in two steps), were evaluated to determine the quality of four plant materials (Medicago sativa, Eucalyptus globulus, Quercus ilex, and Pinus halepensis) before and after mixing with a red earth. These quality indices were then compared with the same materials in the field, whether their decomposition could be predicted. All the thermal methods gave poor results. In both DTG and DSC, the presence of the mineral matrix gave rise to strong distortions in the spectra. Since the spectrum of any mixture is not simply the sum of the spectra of the two components (organic matter + mineral matter), these distortions could not be corrected by simply subtracting the spectrum of the red earth alone. STG trials also gave poor results, because the presence of the mineral matrix greatly increased the quality indices, and reduced the ability of the method to distinguish between organic matter qualities. In view of our results, the usefulness of thermal methods in the characterization of soil organic matter would seem to be restricted to certain organic horizons (L, F, and perhaps H). In contrast, methods based on acid hydrolysis were comparatively more satisfactory. Their resolution (ability to distinguish organic matter qualities) was much higher than that of thermal methods. However, they were able to distinguish carbon more accurately than nitrogen. The sulfuric acid method, unlike the hydrochloric acid method, was affected by the presence of a mineral matrix. While both methods could be improved, in their present form they seem to operate as good predictors of carbon and nitrogen mineralization.     

滇中高原不同土地利用类型产流产沙特征及影响因素——以尖山河小流域为例

[目的] 研究滇中高原山区小流域不同土地利用类型植被措施的水土保持效益,为合理种植及改善土地利用现状提供科学依据及理论指导。[方法] 以玉溪市尖山河小流域为研究区,采集研究区2012—2022年的降雨数据结合径流小区径流量和产沙量数据,研究分析次生林地、人工林地、灌草丛地、农耕地、经果林地径流量和产沙量特征及影响因素。[结果] ①径流量排序为：农耕地＞经果林地＞灌草丛地＞次生林地＞人工林地,产沙量排序为农耕地＞人工林地＞经果林地＞次生林地＞灌草丛地。相同降雨条件下农耕地较其他土地利用类型的抗侵蚀性差。②产沙量与径流量二者之间呈明显的正相关性(p＜0.01),产沙相较于产流具有滞后性,当次生林地径流量≥0.02 mm,灌草丛地≥0.46 mm,人工林地≥0.4 mm,经果林地≥0.62 mm,农耕地≥0.09 mm时才会携带泥沙。③径流量和产沙量与植被盖度、降雨特征因子之间的相关性显著(p＜0.05),与土壤理化指标中的毛管持水量、毛管孔隙度、总孔隙度之间存在显著相关性(p＜0.05),与其余的理化指标相关性不显著(p≥0.05)。[结论] 研究区内应科学设置植被类型布局,合理分配土地种植模式,科学布局农田整地。     

渭河上游气候因子变化特征及其与径流量的关系

根据渭河上游渭源等12县(区)国家基本(一般)气象站1971-2008年逐月气温、降水量、相对湿度、日照时数、风速等资料及北道水文站1971-2008年径流量资料,采用Mann-Kendall法、气候倾向率等方法,分析了气候因子变化特征及与径流量的关系.结果表明,自1971年以来,渭河上游气温以0.3℃/10 a的倾向率上升,气温的突变年为1994年.降水量呈较明显的周期变化,突变点出现在1994年及2004年.潜在蒸散以23 mm/l0 a倾向率增加,突变点出现在1993年.月径流量与降水量基本呈同步变化.年径流量以2.57×l08 m3/l0 a倾向率减少,突变点出现在1991年.径流量与气温、潜在蒸散、降水量的相关性比较显著.气温升高,潜在蒸散增加,地表水支出增多;潜在蒸散加大,降水量减少,地表水收入减少,这是径流量减少的直接原因.     

龙川江上游径流量变化及其对气候变化的响应

基于1970—2012年龙川江上游小河口水文站的径流资料和楚雄的气象资料,运用M-K法、相关系数法、累积距平法等方法,分析了龙川江上游径流量、降水量和气温的年内、年际和年代际的变化以及径流量对气候变化的响应。结果表明:龙川江上游径流量年内分配极不均,在1994年后渐趋均匀,年径流量呈不显著的波动下降趋势,而且径流量在70,80年代和2010—2012年偏枯,90和00年代偏丰;年平均气温和年降水量都呈上升趋势,但后者的趋势不明显;年降水量对年径流量的影响很明显,而年平均气温对径流量的影响较小,四个季节中春季和秋季的径流量受降雨量变化的影响较大,降水量和气温的变化对夏季径流的影响都较为明显,而冬季相反。总之,不同季节的径流量对不同气候因素的响应是不同的。     

黄河首曲气候变化及其对黄河断流的影响

利用黄河首曲气候资料和黄河上游年径流量资料以及黄河下游断流资料,分析了黄河首曲气候变化特征,气候变化对径流量的影响,黄河首曲气候变化与黄河下游断流的关系。结果表明,黄河首曲大部分区域降水量年际变化呈下降趋势,降水量的年际变化存在2~4,6~7,10~11 a的年周期振荡特征。黄河首曲气温年际变化趋势呈上升趋势,增温速度均大于全国增温速度。1983年之前气温距平以偏冷为主,1984年之后持续偏暖。唐乃亥年径流量存在4~5,14~16 a的年际周期振荡变化。降水量年际波动曲线与径流量年际波动基本一致。1990—1999年属高温少雨时段,也是径流偏枯时期。黄河首曲降水量与同期黄河下游利津站断流天数曲线呈明显的反相位分布,黄河上游关键区、敏感区气候变化对黄河水资源的影响重大。     

基于小波分析1956-2010年焉耆盆地清水河径流量季节变化规律

基于焉耆盆地清水河1956-2010年径流量实测资料,采用小波分析法,分析了清水河平均径流量季节变化规律.研究结果表明:清水河春季、夏季、秋季、冬季平均径流量分别为4.38,24.98,11.98,5.11 m3/s.清水河四季平均径流量变化趋势有较大的差别;清水河四季平均径流量的年际变化过程中存在着多重时间尺度上的复杂嵌套结构,在不同的尺度周期中,表现出不同的丰、枯振荡规律,总体表现为由小尺度无明显规律的剧烈振荡向大尺度有明显规律的振荡变化;1956-2010年四季平均径流量变化周期总体上呈现15～22 a大尺度的变化周期以及7～12,4～5 a小尺度的变化周期.     

金沙江干热河谷典型区段水土流失特征

以金沙江干热河谷典型区段不同处理坡面和林地、农地集水区为研究对象,采用坡面径流小区和集水区卡口站三角形薄壁堰实测法,在坡面径流小区和集水区土地利用现状调查基础上,通过降雨、径流及泥沙观测,分析金沙江干热河谷典型区段水土流失特征。结果表明:(1)不同处理坡面径流小区产流量、产沙量大小依次为坡耕地>自然坡面>水平阶整地>反坡台整地,表明反坡台和水平阶造林整地以及植被良好的自然坡面对地表径流的拦蓄和对泥沙的削减都起到较好效果;(2)大暴雨对集水区尺度产流产沙贡献值大,产流降雨量在4.8～27.6mm区间,农地集水区径流深小于林地集水区,大于27.6mm时,农地集水区径流深反超林地集水区,而产沙量不受降雨量影响,为林地集水区低于农地集水区;(3)径流小区尺度与集水区尺度雨季水土流失起止时间一致,集水区径流系数小于径流小区,集水区产沙量大于径流小区。     

基于IHA-RVA法的生态治理对径流演变情势的影响评估

研究流域径流演变情势及其对生态治理的响应,可为流域水资源合理利用和水生态治理提供重要指导。该文依据北洛河上游1964—2014年逐日平均流量和年降水量资料,采用双累积曲线法、双滑动平均法(MASH)和Mann-Kendall趋势检验法对径流过程变化进行了分析研究,采用水文指标变化范围法(IHA-RVA)对5组30个径流指标及其改变度进行了评估,对径流演变成因做了初步分析。结果表明：研究期内年径流呈现减少趋势,且以1979年和2002年为界可划分为基准期、水土保持治理期和生态恢复影响期;汛期流量下降较非汛期明显,减少幅度为35.6%;生态治理影响下径流指标整体水文改变度为74.35%,属于高度改变;5组30个径流指标中发生高度改变的指标占比增加,其中年极端流量组变化度最大,为94.77%。人类活动使得流域河川径流显著减少且波动性减弱,而水土保持、退耕还林(草)措施是核心驱动力。