长江流域降水的季节变化对流域水资源的影响研究

通过分析1961—2005年长江流域降水的季节变化与旱涝分布,发现45年来长江流域春季、秋季降水下降,而夏季、冬季降水增加,其中上游秋季和中下游夏季、冬季降水变化都通过了95%显著性检验.近年来,长江流域降水的季节分配不均,长江流域洪涝较多的时期,夏季降水一般显著增加;而干旱发生时,秋季降水一般下降显著.20世纪80年代中期以来,长江上游干旱化趋势加重,而中下游洪涝增多,这种旱涝并存的格局加剧了长江流域的旱涝灾害.     

近50年山东省蒸发皿蒸发量变化趋势及影响因素分析

以山东省境内18个国家级气象站1961～2008年逐日实测数据为基础,选用统计分析、相关分析和Mann-Kendal非参数检验等方法对近50年来山东省蒸发皿蒸发量及其影响因素的变化趋势进行分析。结果表明:近50年来山东省的蒸发皿蒸发量呈现下降趋势,下降速率为8.78mm／a;尤其在夏季和春季下降最显著;从空间分布看,蒸发皿蒸发减少量由沿海地区向内陆地区逐步加大。通过与同期太阳净辐射、风速、气温和水气压差等气象因素对比分析,认为蒸发的下降是多种因素共同作用的结果,其中主要是由太阳净辐射和风速的下降引起的。     

黑河流域上中下游潜在蒸散发变化及其影响因素的差异

通过黑河流域及其周边气象站点的气象数据,对比分析了1958~2005年黑河流域上中下游潜在蒸散发变化的不同趋势及气象因子的不同影响.黑河流域上游山区潜在蒸散发具有弱增大的趋势,主要表现为辐射项的增大;中下游绿洲潜在蒸散发具有显著下降的趋势,主要表现在空气动力学项的减小.通过相关性分析发现,太阳辐射和平均气温是辐射项的主要因素,而风速和相对湿度是空气动力学项的主要因素.气温升高对上游山区潜在蒸散发的增大具有显著影响,而风速下降对中下游绿洲潜在蒸散发的影响非常显著.     

基于SPEI的安徽省干旱时空变化特征分析

安徽省降水时空分布不均,可利用水资源量较少,干旱灾害频发,为此,对安徽省近59年的干旱时空变化特征进行分析,降低干旱灾害对区域的影响。选用研究区内1960—2018年的降水与气温数据,利用标准化降水蒸散发指数(SPEI)结合干旱站次比、干旱频率等方法对全省59年干旱时空变化进行分析。研究发现：时间上,1960—2018年干旱整体呈小幅度下降趋势,春季、夏季与秋季季节性干旱无明显趋势性变化,冬季减弱趋势显著;空间上,安徽省境内的干旱发生以轻旱与中旱为主,淮河以北地区轻旱与特旱发生频率较高,淮河以南地区中旱与重旱发生频率较高,滁州市地区年际干旱减弱趋势显著,区域内季节性干旱趋势显著。SPEI指数在安徽省干旱分析研究中具有较好的适应性。     

1960—2008年南方地区冰冻时空分布特征

利用1960-2008年南方地区240个站点结冰日值和气温观测资料,采用回归分析、累计距平、离散功率谱、相关分析等方法,结合GIS的空间分析功能,分析该地区冰冻的时空分布特征.结果表明:从时间变化特征看,1960-2008年南方地区年平均冰冻日数呈现明显减少趋势(其中1960-1986年缓慢增加,1987-2008年则...     

玉树站太阳总辐射变化特征及对气候变化的影响

对玉树站1961—2010年实测太阳总辐射资料分析表明,玉树太阳总辐射50年来呈逐渐减少的趋势.方差分析表明,玉树站的太阳总辐射突变点出现在1978年,此前总辐射量呈增加趋势,1978年以后,总体呈减少趋势,太阳总辐射处于相对偏少的时段,突变年后比突变年前平均年总辐射量减少了583.89MJ/m2.玉树各月总辐射减少幅度各不同,8月减少幅度最大,6月减少幅度最小.日照时数的变化趋势与太阳总辐射的变化趋势一致.分析其对气候的影响可知,玉树站总辐射和年平均气温、夏季降水量、年蒸发量均呈负相关.若总辐射减少100MJ/(m2·a),年平均气温将升高0.03℃,5—9月降水量将增加3.0mm,年蒸发量将增加21.0mm.     

漓江上游水沙对降水、土地利用变化的响应

为了探究漓江流域上游水沙对气候和土地利用变化的响应特征,基于气温、降水量、径流量、输沙量,结合土地利用数据和归一化植被指数(NDVI)数据,应用Mann-Kendall检验法、双累积曲线法分析漓江上游水文气象要素变化趋势,利用累积量斜率变化率比较法定量揭示气候因子对上游径流变化的贡献率,结合植被覆盖变化特征探讨土地利用类型变化对河流水沙的影响。结果表明：1965—2019年漓江流域上游气温呈显著增加趋势,降水量、径流量、输沙量未呈现显著增加或减少趋势,同时期NDVI呈上升趋势,但土地利用结构未发生明显变化,仍以林地、耕地为主。漓江上游气温未出现突变点,降水量与径流量于1991年发生突变,1992—2019年漓江上游NDVI平均值显著高于突变前的1981—1991年,耕地面积平均值与林地面积平均值显著低于突变前的1981—1991年;输沙量于2003年发生突变,2004—2019年漓江上游NDVI平均值与建设用地面积平均值显著高于1981—2003年。降水对径流改变的贡献率为56.30%,降水量-径流量关系并未在突变点前后发生改变。降水量对输沙量改变的贡献率为-12.67%,降水量-输沙...     

格尔木地区总辐射、反射辐射的变化特征

格尔木辐射站是青海省唯一的太阳辐射观测一级站,地处柴达木盆地,太阳总辐射及地表反射辐射均较强.1993—2011年19 a的观测结果表明：反射辐射时总量的变化规律与总辐射时总量同步,只是量值比较小,总辐射瞬时最大值为1 596 W/m2,反射辐射瞬时最大值为383 W/m2;总辐射日总量、反射辐射日总量的年变化曲线呈不规则的正弦波曲线变化过程,两者变化趋势完全一致;总辐射日总量、反射辐射日总量的年变化、年际变化与日照时数相同,说明日照时数是太阳总辐射、反射辐射的重要影响因素之一;总辐射日总量、反射辐射日总量均是夏季〉秋季〉春季〉冬季,反射比是冬季〉春季〉秋季〉夏季;反射比分布主要与太阳高度角的变化有关,反射比的大小取决于地面的性质和状态,地面被积雪覆盖时,各时及日反射比值明显大于晴天和土壤潮湿的时期.     

1961-2013年中国粮食主产区参考作物蒸散量时空演变特征研究

摘 要：准确评估粮食主产区参考作物蒸散量（reference crop evapotranspiration,ET0）时空变化特征,对灌区水资源优化调度、灌溉制度优化、农田水分高效利用及粮食水分生产力提高等均具有重要意义。本文基于中国粮食主产区258个气象站点逐日气象资料,采用Penman-Monteith 公式计算1961-2013年参考作物蒸散量,通过Sen''s+Mann-Kendall法、累积距平法及气象倾向率等方法对其近53a来时空变化趋势与特征进行分析。结果表明：近53a来中国粮食主产区（全区）、温带湿润半湿润地区(I区)、温带干旱半干旱地区（II区）、亚热带湿润地区（III区）及暖温带半湿润地区（IV区）ET0年均值分别为901.90mm、741.89mm、1077.93mm、940.17mm、847.61mm,呈现II>III>全区>IV>I区的趋势;全区及I-IV区主要作物生长季（3-10月）ET0约占全年ET0的87.58%、91.91%、90.05%、85.11%和83.39%;除IV（其年倾向率Y为0.002mm/a）区外,全区及I-III区ET0近53a整体呈现下降趋势,其中全区呈下降趋势的站点数达171个,占总数的61.0%,年倾斜率达到显著下降水平,其Y值为-0.288*mm/a（P<0.05）;全区及各分区ET0在90年代均呈增大趋势,其年尺度上Sen’s趋势度β全区=4.993,M-K检验值Z全区=1.978* (P<0.05),增大趋势显著,其它各年代际上趋势减小;近53a来ET0空间分布基本呈西北向东南东北方向递减趋势,具有明显的地区差异,ET0高值区主要集中在内蒙古与四川地区西北部,低值区主要集中在四川盆地与东北平原以东、以北大部分地区,且年ET0高值、中高值、中值、低值区域站点数分别占总站数的3.5%、12.4%、58.5%、25.6%;ET0的年内M-K趋势变化差异较大,春季,粮食主产区ET0趋势自北向南增大,夏季与之相反;秋季,ET0趋势呈现中部低南北高的趋势,而冬季较秋季有明显的下降趋势,整体呈现由“北-南,西-东”递减的趋势;主要作物生长季上ET0在华北平原（显著下降）和东北平原中部趋势下降,东北平原四周及长江中下游地区趋势增大。     

中国天山山区降水特征及其研究进展

降水是中国干旱地区水循环过程的重要环节。作为中亚地区"水塔"的天山山区,气候变化背景下降水的变化都会深刻地影响中亚地区的生态及人文环境。近些年,利用多数据源、多角度研究天山山区复杂环流和地理条件下的水汽时空格局与变化趋势成为热点。通过对不同来源近期数据的分析表明,天山山区降水在不同尺度下呈现增长趋势,同时极端降水也呈现增长趋势;对与降水相关的其他因素的分析表明,天山山区净水汽通量和云量均呈现增加趋势,而日照和总辐射呈现减少趋势;然而,由年轮重建百年尺度近代降水和区域气候模式模拟降水的结果却反映出20世纪下半叶天山山区的降水呈减少趋势;对未来气候变化情景下的研究发现,未来天山山区降水总体上呈现增加趋势。     

长江泥沙调控与干流河床演变及治理中的关键科学技术问题与预期成果展望

长江流域面积180万km2,人口和国民生产总值均超过全国的40%,是我国水资源配置的战略水源地、水电开发的主要基地、连接东中西部的“黄金水道”和珍稀水生生物的天然宝库,在我国经济社会发展中具有重要的战略地位。近些年来,在自然条件和人类活动的双重影响下,长江泥沙时空分布与产输过程发生了重大变化,给河流开发利用与保护均带来了显著影响,而沿江经济社会快速发展和生态文明建设不断对长江泥沙提出调控要求。同时,河流工程建设和泥沙资源化利用的发展也使长江泥沙调控具备了基本条件。但泥沙兼具灾害性与资源性,泥沙调控与河流功能发挥之间存在着矛盾与统一,需要深入研究。国家重点研发计划项目“长江泥沙调控及干流河道演变与治理技术研究”以揭示长江泥沙输移分布与河流开发及保护之间的耦合作用关系,研究提出满足沿江经济社会和生态环境需求的长江泥沙调控、河道演变与治理的基本理论和关键技术为总目标。重点研究长江泥沙来源与时空分布变异规律和趋势,河道演变对水沙输移变化的响应机制,控制性水利水电工程联合运用下长江干流和洞庭湖、鄱阳湖的水沙输移规律,河床重塑过程与驱动机制及其防洪、航运和岸滩利用等多重效应,长江泥沙多维耦合与协同调控的理论和方法,并研发多尺度、多目标与多过程泥沙联合调控技术和河道治理技术。通过本项目研究,预计将揭示多因素影响下长江来水来沙时空变异特征与趋势、水沙输移与河道演变的响应机制;定量预测控制性水库联合运用下长江和洞庭湖、鄱阳湖泥沙输移与冲淤过程,揭示长江河道的重塑过程、相对平衡状态与驱动机制,阐明河流系统再造的防洪、航运及岸滩利用等多重效应;构建长江泥沙调控的理论框架,建立泥沙调控指标体系、方法和模型;研发江河湖库多尺度、多目标与多过程泥沙联合调控技术和河道综合治理技术,并予以示范。本项目的研究将推动河流动力学学科发展,促进长江水沙资源利用与保护,为流域社会经济发展和河流生态保护提供基础保障,具有显著的社会经济与环境效益。     

Fluvial processes and their impact on the finless porpoise’s habitat after the Three Gorges Project became operational

Since the filling of the reservoir of the Three Gorges Project(TGP)dam in the Yangtze River in 2003,erosion downstream from the dam site has affected the finless porpoise’s habitat.In this study,a one-dimensional(1D)fluvial process mathematical model is used to calculate flow and sediment transport in the middle and lower reaches of the Yangtze River,including the finless porpoise’s habitat.By analyzing the calculation results for the water resources,suspended load,and bed materials in the finless porpoise’s habitat after the riverbed deformation,we evaluated the possible impact on this rare Yangtze River aquatic animal.The results show that,with the erosion of riverbed over the next 20 years,the water quantity comprising the habitat will decrease to half of its present amount,and the bed materials will be eroded to coarse grading,such that the reserve will become a gradually disappearing stream.Effective engineering measures should be used to decrease the erosion in the main channel,in case the overall erosion cannot be stemmed and controlled,to ensure an adequate water volume flows into the finless porpoise’s habitat.     

从忠县、石柱县传统民居建筑的文化内涵谈三峡工程地面文物的保护

三峡工程举世瞩目。其川东地区淹没区内是古代巴文化的原生地,当库水位达175米常年蓄水线时,由考古界称为四川原始文化中的“长江沿岸区——忠县(?)沟类型”层至明清川东长江两岸主要文化区都将淹入库中。目前这一地区的古镜、古民居等历史建筑环境都不是自觉保存下来的,如果说这些文化资源过去是因为经济落后和地域封闭性而被消极的保护遗存下来,那么今天,当我们以先进的科学技术和经济手段进入这一地区时,应当有效地、更为恰当地、积极地保护这些历史文化遗产。这是一次性的保护抢救工程,保护工作应建立在对巴文化的起源、巴文化的自然环境、巴文化与周边文化的关系、地域传统建筑的特色进行深入研究的基础上展开。     

数字长江流域高性能洪水预报系统框架

针对长江流域河流健康发展涉及的水资源配置、洪水致灾、灾害分析与评估、洪水预测预报等难题,结合长江流域自身特性,构建数字长江流域高性能洪水预报系统的总体框架,分析预报系统需要解决的关键科学技术问题,阐述预报系统的技术路线,介绍预报系统的结构、重要的数学模型以及运行流程.依据这一基本框架构筑的长江流域洪水预报系统,能够为制订适应长江防洪新形势的防洪战略、防洪规划及有效的防洪减灾对策提供科学依据和技术保障.     

全国主要城市冬季太阳辐射强度的研究

根据全国主要城市冬季各月典型日水平面上的太阳总辐射强度和散射辐射日总量,计算出全国主要城市冬季各月典型日大气透明度和水平面上的散射辐射强度与垂直于太阳光线平面上的太阳直射辐射强度之比,进而计算出全国主要城市冬季各月典型日水平面和各朝向立面各时刻的直射辐射、散射辐射和总辐射强度。     

近5O年来全球增暖的阶段性特征及其与中国东部夏季降水分布的关系

探讨了自1951年以来全球平均的气温和海温距平的时间演变特征,发现从1951年至今,全球增暖大致可分为3个阶段,分别为冷期、暖期和快速增暖期,时段分别为1951—1978年,1979—1997年和1998年至今。对应这3个阶段,中国东部夏季降水分布有明显差异：冷期,主要多雨区位于中国华北、东北南部、黄淮流域等地区,而长江流域少雨;暖期,主要多雨区位于中国长江流域,而华北和黄淮流域以及华南地区少雨;快速增暖期,降水分布呈南多北少的形势,北纬36。以南降水多,而北纬36°以北降水少。不同阶段ENSO次年的降水分布对阶段平均的雨带分布具有一定贡献,但是贡献大小由ENSO发生的频次多少决定,而ENSO发生频次与全球变暖的关系并非直线相关,暖期ENSO发生频次低于冷期,而快速增暖期最高。而东亚夏季风强度及环流异常分布型式在3个阶段发生了明显改变,可能是导致中国东部夏季降水异常分布的一个重要原因。     

图们江流域气温变化特征及成因研究

以图们江流域7个气象站1965— 2018年共54年的年平均气温数据为研究数据,运用EOF分析、滑动平均法、Mann - Kendall检验和气候倾向率等方法,从年际变化、年代际变化和突变等方面研究了图们江流域的气温时空变化特征.运用合成分析研究了气温对海洋环境的响应,并结合R/S分析预测了图们江流域的气温未来变化趋势.结果表明: 1965— 2018年图们江流域的气温出现多次冷暖波动,但整体呈上升的趋势; 流域内的升温率为0.261 ℃?10a^-1,该值与中国东部地区的升温率一致; 流域内气温发生突变的时间为1991年; 1998— 2018年出现气候变暖停滞现象,其中1998— 2012年呈降温趋势,这与联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)认定的“全球变暖间断期”一致; 流域内未来15～20 a的气候变化趋势与1965— 2018年的趋势相反,即存在降温趋势,但这仅是变暖大趋势下的短期扰动; 黄海和东海局部海域的海温下降以及海温周期变化是图们江流域的气候出现变暖停滞的主要成因.     

复杂天气和地形下的地表太阳辐射估算模型及其在超短期光伏发电功率预测中的应用

为了研究表面太阳辐射估算模型在超短期光伏功率预测中的应用,并减少多云天气对预测的干扰,利用电荷耦合器件/红外光谱(CCD/IRS)数据对表面太阳辐射估计模型进行了优化,构建了一种有效的超短期光伏功率预测模型,并通过实验证明了它的可靠性。首先介绍了CCD/IRS数据的原理,接着在考虑云量影响的情况下改进了太阳表面辐射估算模型。分别选择了多云和无云2种不同的天气类型来验证估算模型。实验结果表明:与传统算法相比,所提出的地表太阳辐射估算模型在多云天气和复杂地形条件下具有更大的优势,可用于光伏功率预测;基于地表太阳辐射估算模型构建的超短期光伏功率估算模型可用于在无云天气下获得准确有效的预测结果,提出的预测模型在多云天气中的偏差也得到了显着的改进。表面太阳辐射估算模型对于超短期光伏发电量的准确预测和安全运行具有重要的参考价值。     

构建“长江—东湖—长江”水循环及其在东湖污染治理中的意义

提出构建“长江—东湖—长江”水力大循环的方案 ,即 :在距沙湖最近的长江岸边设取水点 ,引长江之水灌入沙湖 ,随后流入东湖 ;同时将部分受到污染的湖水通过青山港、武丰闸冲出东湖、排入长江 .提出利用槽式倒灌引水法沉淀江水中的泥沙和悬浮物 ,解决引水中的泥沙问题