汉江流域水文序列变点分析

利用1961~2000年汉江流域15个测站的月径流量、月降水量和月平均气温资料,分析了水文序列的正态分布性和非正态序列的正态化,采用里和海哈林法等分析了流域径流、降水和气温的变异性。结果表明,在汛期时,汉江流域降水和径流的变点年份基本一致;枯水期时,变点年份不一致。主要原因是丹江口水库的调节作用,对汉江中下游径流量的影响枯水期远远大于汛期。而气温与径流的变点年份相差较大,表明汉江径流量变异的主要因素不是气温,主要受降水和水库调节的影响。     

基于CVI指数的汉江上游流域水资源系统临界状态分析

水资源系统临界状态的出现通常导致水资源系统异常事件的发生,而现有的研究对水资源系统临界状态的判定并没有形成共识。在流域水资源量综合评估指数AWRI(Aggregate Water Resource Index)的基础上,提出临界值指数CVI(Critical Value Index)以综合评估水资源从前期演变到后期过程中的突变和异常程度,同时定义并计算CVI的阈值CVI_t作为甄别流域水资源系统临界状态的标准。以汉江上游流域为例进行计算,得到该流域1992-2017年逐月CVI指数,并借助于CVI_t判别出处于临界状态的月份。结果表明,CVI指数能够较好地反映突变性水资源异常事件的发生。利用CVI指数对流域水资源系统临界状态进行判别有利于识别流域突发性水资源异常事件并有助于流域水资源系统应急管理。     

农田流域水文响应特征分析及模型考虑

农田流域由于下垫面性质的复杂和农业管理活动对水文循环的影响,表现出了与自然流域不同的水文特征。通过对农业水文、农田水利方面的相关研究进行总结,从农田流域典型下垫面和农业管理活动2个角度,分析农田与自然流域水文响应差异,提出建立基于农田水文系统特征的分布式流域水文模型的若干考虑。     

典型岩溶流域土地利用变化的水文响应

为了研究土地利用方式变化在典型岩溶流域产生的水文响应,构建了倒天河流域的SWAT模型,利用该模型探讨了不同土地利用情景下流域流量的变化规律和子流域产水量的变化规律及其调蓄能力分析,结果表明:参数率定后的SWAT模型在模拟倒天河流域月流量过程中表现良好,模型适用于该研究区;草地转为耕地会导致流域流量增加,调蓄能力减弱;林...     

白龙江流域近40a气候变化及径流的响应

采用M-K突变检测法和小波分析法对白龙江流域近40a来气候变化特征进行分析。结果表明:白龙江流域气温变化20世纪80年代之前趋势不明显,80年代至90年代之间波动明显,呈下降趋势,90年代中后期气温年际变化呈显著上升趋势;降水量年际变化90年代中期之前上下波动趋势不显著,90年代中期以后呈下降趋势,流域气候趋于暖干化。上游气温年际变化存在7a、27a和4a尺度的周期变化,中下游武都和文县均以17a为主要周期;上游降水变化以7a和4a为第1、第3主周期,中下游的武都、文县则以25a、9a和4a为第1、第2和第3主周期。并且据相关分析得出降水量与径流量呈正相关关系,而气温与径流量呈负相关关系。     

岷江上游流域植被返青期对气候暖干化的响应特征

植被的物候变化反映了生态系统对气候变化的动态响应，是研究陆地生态系统变化的重要指标。其中返青期作为最重要的物候指标之一，其变化趋势对生态系统的水碳过程会产生重要影响。多项研究标明，返青期的变化方向和幅度取决于所在区域的气候条件。岷江上游是西南山区典型流域，植被具有明显的垂直分异特征，且其气候具有明显的暖干化趋势。采用MCD12Q2物候产品，结合气象、高程数据，运用趋势检验和相关性分析等方法研究2001-2016年岷江上游草地、混交林和落叶阔叶林返青期的时空分布特征及其对气候暖干化的响应。结果表明：2001-2016年岷江上游草地、混交林和落叶阔叶林的返青期差异较大，其均值分别为第124.5±12.5 d、105.0±14.5 d和113.2±10.5 d。3种植被类型的返青期具有明显垂直分异性，返青期都随海拔升高而推迟，且在高海拔段（>3 500 m）推迟幅度更大。在春季气候暖干化影响下，草地和落叶阔叶林的返青期均呈显著提前趋势（p <0.05），混交林呈不显著提前趋势（p> 0.05）。3种植被返青期变化趋势在垂直分布上存在3500 m海拔分界线，分界线以上返青期提...     

基于LUCC分析的流域灌溉优化水文响应模拟研究

通过济南南部卧虎山水库上游"三川"流域1988年-2014年5期LUCC的分析与分布式水文模型SWAT模拟,研究了LUCC与流域径流的关系。针对流域以农业耕作为主、耕地变化量是近年来影响流域径流减少的因素这一现实情况,利用SWAT模拟了采取新旧灌溉定额对流域出口断面径流的不同影响。结果表明,农作物灌溉定额在减少了0.17%的情况下,位于流域出口的卧虎山水库入库量增加了0.31%,此结果对提高流域尺度下节水灌溉等水资源优化配置效率、加强水库调度的科学性具有重要指导意义。     

气候变化对元江流域水文过程的影响

为探讨气候变化对元江流域水文气象的可能影响,并为防洪减灾提供参考依据,本研究基于CMIP6(Cou?pled Model Intercomparison Project Phase 6)的5个GCMs(Global Climate Model)模型,通过M-BCSD(Monthly Bias-Correct?ed Sp...     

潮河流域气候变化对径流量的影响分析

根据潮河流域戴营水文站1956-2000年历年逐月气温、降水和径流量资料,统计分析了近45年流域气候变化的基本特点,并以径流量作为自回归因子,降水和气温作为多元回归因子,建立了径流量预测的混合回归模型,分析了径流量对气候变化响应的敏感性。     

不同土地利用/覆被类型情景下清漳河流域的水文响应

清漳河流域属于水资源短缺的山区流域,为提供流域内合理土地利用优化方案和水资源调控理论依据。故以清漳河流域为研究区域构建基于SWAT(Soil and Water Assessment Tool)分布式水文模型,评价流域土地利用/覆被变化的水文响应。SWAT模型在清漳河流域具有良好的适用性,模型可以较好的模拟流域内的地表径流过程;在不同土地利用/覆被类型配置情境下,探讨地表径流及其CN值变化,分析出单一土地利用类型的产流能力,结果耕地草地林地;受近年城镇化的发展和退耕还林还草的政策影响,相对1980年土地利用/覆被情景,退耕还林情景的综合产流能力减小,城镇化情景的综合产流能力增加。     

近期气候变化对东江流域水资源的影响研究

利用东江流域主要气象及水文站点1956-2000年气温、降雨及天然径流量时间序列,采用Mann-Kendall秩次相关法检验了流域各季节及年均气温、降雨等气候要素及天然径流量的变化趋势,分析了流域气候变化特征.并利用相关分析法分析了流域气温和降水与径流的相关性,对未来50年该流域径流量的变化趋势进行了预测.结果表明:流域年均气温总体呈显著增加趋势,而年均降雨量和径流总量变化趋势不显著;全流域降雨与径流为正相关,相关系数为0.928,气温与径流为负相关,相关系数为-0.017,说明降雨与径流的关系更为密切,其在流域径流量的变化中起着主要作用.此外,剧烈的人类活动也使得这些相关性更为复杂.     

ENSO循环对汾河上游径流变化的影响

剖析气候对径流变化的影响,在区域水资源合理开发利用及科学管理等方面具有重要意义。基于汾河上游上静游站、汾河水库站、寨上站及兰村站1956-2000年径流数据及多变量ENSO指数(MEI),采用交叉小波分析方法,探究ENSO循环对汾河上游流域径流变化的影响。结果表明:MEI指数呈上升趋势,径流枯水期持续时间也随之增长,且MEI指数较大年份,径流量较少,反之径流量较大,径流序列的丰枯变化对ENSO循环有一定的响应关系;4个水文站径流量与MEI指数在20世纪70年代之前,有相同的1～4 a周期,且相关关系显著,同时在11～12 a尺度上具有较好的相关性,即ENSO循环对径流量影响较大;在20世纪70年代之后,虽然在1～3 a尺度上仍有一定的相关关系,但没有相同的显著周期,即ENSO循环对径流量影响相对减小,径流变化由气候驱动转变为气候与人类活动共同驱动模式。     

土地利用变化对雅砻江流域水文极值的影响研究

气候变化和人类活动是影响流域水文循环和水资源调配的两个主要驱动因素。雅砻江流域为我国重要的水电基地,其规划总装机容量达3 000万kW,量化分析土地利用/覆被变化(LUCC)对水文极值的影响对于雅砻江流域梯级水库群防洪调度和确保流域防洪安全具有重要的理论价值和现实意义。首先建立了雅砻江流域日尺度SWAT模型,然后采用CLUE-S模型模拟了城镇化发展情景下的土地利用空间分布,并在现状土地利用基础上进行退耕还林操作,进而模拟了3种土地利用情景(基准期、城镇化情景及退耕还林情景)下的日径流序列,结果表明:建立的SWAT模型能较好模拟和重现雅砻江流域基准期水文极值,模型率定期和验证期的Nash-Sutcliffe系数、确定性系数均在0.70以上,除洼里站的验证期外PBIAS的绝对值小于10%,模拟精度较高。城镇化土地利用情景下,城镇面积占比由0.12%增加到0.37%,耕地和未利用地面积占比略有减少;雅江站、麦地龙站及洼里站的日最大流量整体上增加,增幅依次为4.6%、3.4%及2.3%,增幅从上游至下游逐步减小。退耕还林土地利用情景下,耕地面积占比由5.43%降至2.85%,林地和草地面积占比相应增加;雅江站、麦地龙站及洼里站的日最大流量略有减少,但减少幅度十分有限,洼里站减少幅度最大,也仅为-1.2%。     

气候变化和人类活动对流域水环境的影响研究进展

全球性气候变化耦合人类活动的影响对流域水环境构成严重威胁,相关问题已成为学术界关注的热点。针对气候变化和人类活动对流域水环境的影响机理,以前人的研究成果为基础,从水环境各方面变化特征及归因分析的角度对现有研究成果进行剖析,综述了气候变化和人类活动如何通过改变水体中污染物来源、迁移转化方式、生化反应速率以及物质和能量的交换等过程,进而对流域水环境产生影响;归纳了目前关于气候变化和人类活动对流域水环境影响的已有研究方法;针对目前研究成果中表现出的问题及不足,进一步就相关方面未来的研究方向作出了展望:从过去单纯考虑流域尺度气候变化和人类活动对关键水环境要素的独立影响,目前定量化分离气候变化和人类活动对流域水环境要素的影响权重,逐步过渡到定量化分析全球大尺度气候变化和人类活动交互作用对水环境的综合影响。     

气候变化和农业发展对石羊河流域地下水位的影响

通过回归分析等方法研究了石羊河流域气候变化和农业生产发展对地下水水位的影响。研究结果认为从长期看流域内降水量、蒸发量对地下水的影响不大,武威地区降水量和蒸发量对地下水位的影响系数在0.004以内,民勤地区降水量和蒸发量的影响系数在0.001以内,影响较小;而径流量与粮食产量的变化是地下水水位下降的主要原因,武威和民勤地区径流量对地下水位的影响系数分别为1.381和6.008;并使用最小二乘回归模型确定了地下水水位用径流量和总产量表达的关系式,经验证,模型有较高的模拟精度,预测将来武威地下水水位平均每年将下降0.945 m,民勤地下水水位将下降0.919 m。     

气候变化对黑河流域典型作物灌溉需水量的影响

为研究气候变化对作物灌溉需水量的影响,在假定未来气温上升0.5~4℃,降水增加10%~30%的条件下,研究了黑河流域主要作物在不同种植条件下的作物需水量及灌溉需水量的变化。结果表明,生长期内气温每升高1℃,区域内小麦净作、玉米净作和小麦与玉米间作方式下作物需水量将分别增加3.1%(15.5 mm)、2.8%(18.5 mm)和3.0%(25.6 mm),黑河流域中游每年将增加灌溉量0.15×108m3,相当于国家给黑河干流区分水量的2.4%;降水每增加10%,灌溉需水量将分别减少1.9%(7.8 mm)2、.3%(12.4 mm)和1.8%(12.8 mm)。     

基于断面控制的汉江流域水资源模拟配置

以汉江流域最严格水资源管理为背景,基于重要的控制断面（包括重要城市断面、省界断面、生态控制断面和水利工程断面）,将汉江流域划分为28个子区,并对汉江流域水资源系统进行概化,进而建立了汉江流域水资源配置模拟模型,探讨引汉济渭工程、南水北调中线工程、引江济汉工程对汉江流域水资源配置的影响。     

变化环境下岩溶灌区水分循环响应过程研究

岩溶灌区水文特性分析中,要考虑岩溶区(覆盖岩溶区、裸露岩溶区)、非岩溶区的产汇流特点以及岩溶区和非岩溶区之间的水分转化关系。由于受岩溶区多孔隙、地上地下双重空间结构基岩的水文系统的影响以及人类活动和水管理措施的影响,岩溶灌区水分循环呈现复杂性和脆弱性的特点,对变化环境的响应十分显著。基于岩溶灌区水分循环特点,建立岩溶灌区分布式水文模型,将气候变化模型、人类活动参数化模型和分布式水文模型有机耦合,研究灌区水分循环对变化环境的响应过程,可为岩溶灌区水资源高效利用提供参考,制定农业节水、水资源调配应对策略。     

灌溉虚拟水流动特征及其对气候变化的响应

由于我国水资源的时空分布和社会需求间存在巨大矛盾,地区间农业灌溉虚拟水流动能够有效缓解不同地区的水资源短缺的矛盾,促进水资源向更高效益的产业或地区流动。采用2007年30省(区、市)区域间6部门投入产出表和北京气候中心气候系统模式输出结果,开展了地区间农业灌溉虚拟水流动特征及其对气候变化响应的研究,通过对不同气候变化情景下各省市农产品流动蕴含的虚拟水流量的计算和虚拟水流动对各省市的重要性的评价,量化全国农业灌溉虚拟水输出格局相对水资源分布、虚拟水输入格局相对经济总量分布的不均衡程度。研究发现,采用农业灌溉虚拟水流动强度、输入份额和不均衡程度等评价指标能够对地区间虚拟水流动特征进行良好评价,高虚拟水流动强度省市在气候变化条件下的虚拟水流动强度变幅较其他地区大很多;未来大部分时期虚拟水输入对具有高输入份额省市的重要性还将进一步增加;中国虚拟水输出格局与水资源分布不匹配,气候变化有加重这一状况的趋势。