三川河降水径流演变规律及其动因分析

为揭示三川河流域降水、径流的演变规律和形成的动因，将传统检验序列趋势性、周期性的倾向率，趋势系数法、功率谱法和小波分析法结合起来，对1956～1986年降水、径流序列进行了分析。结果表明：三川河降水和径流具有增加、缓慢减少和迅速减少3个阶段的年代趋势和总体下降的总趋势，且径流的下降量大于降水量；同时，在整个变化过程中又具有30a、15a以及不足5a的准周期特性。通过对造成如此现象的动因进行分析，表明降水、径流的变化源于自然、人类的共同作用，且人类活动对径流的影响更加明显，是径流变化的主要动因。     

雅砻江流域径流极值变化规律及影响因素分析

利用雅砻江流域雅江和洼里站逐日径流资料,采用Mann-Kendall检验法、有序聚类法、突变检验(Pettitt)法和小波功率谱法对流域极值流量的趋势性、突变性及周期性进行分析。结果表明,雅江和洼里站年最大流量序列均有不显著增加趋势,年最小流量序列则均有不显著减小趋势;雅江站年最大、年最小流量序列和洼里站年最大流量序列均存在1～2 a和6 a周期,洼里站年最小流量序列为1～2 a周期。雅江站年最大日流量在1998年发生突变,与流域极值降水变化有一定关系。     

1956—2005年渭河流域降水与径流的变化特征

以1956—2005年渭河流域渭源、武山和北道3个水文站月径流资料和流域内78个雨量站的降水数据为基础,运用线性趋势法、距平百分率法、Mann-Kendall非参数统计检验法、双累积曲线法和Morlet小波分析法等多种数理统计方法,研究了近50 a来渭河上游降水与径流的趋势性、阶段性、突变性、周期性,并对径流与降水之间的变化关系以及降水同人类活动影响径流变化的情况进行了分析。结果表明:流域上游年径流和年降水下降趋势显著,且下游区降水和径流的下降速率比上中游的快;降水和径流具有基本一致的长周期变化,只有渭源站的径流呈现出5个周期的转换,而武山站和北道站的转换周期为6个;流域上、中、下游降水的突变时间分别为1994年、1993年、1991年,径流的突变时间分别为1995年、1992年、1986年;下游降水和径流显著下降的开始时间早于上游,且持续时间明显比上游长;在研究时段内降水量没有发生系统偏差,而径流的系统偏差明显,说明径流可能受到了人类活动的干扰并发生了变异。     

沙颍河代表站径流演变特征及归因分析

径流演变特征研究可为在变化环境下制定流域水资源规划、建立流域水文响应机制提供科学依据。以沙颍河流域代表水文站阜阳站为例,运用M-K检验法和小波分析法分析了1956年-2011年径流变化特征,并从气候变化及人类活动的角度分析了径流变化的主要驱动因素。结果表明:沙颍河阜阳站径流总体呈下降趋势,但下降趋势不明显,总体未达到95%显著性水平;在1966年前后存在明显的突变点;径流存在13a、26a两类周期变化特性,周期演变过程受人类活动影响显著。就驱动因素而言,人类活动对径流变化的贡献率在65%以上,气候变化对径流变化的影响较弱,表现为从负向到正向的趋势。     

降水和人类活动对乌江上游径流变化的影响分析

径流量变化与气候和人类活动密切相关,其相互作用使得流域水循环发生变化,对气候变化和人类活动进行定量分析,可为流域调控水资源效率、协调农业发展等提供参考。以乌江上游为例,基于鸭池河水文站和流域内及周边共12个气象站,根据1960-2013年长时间序列实测径流与气象资料,利用Mann-Kendall法、累积距平法判断流域降水量和径流量的突变时间,用Morlet小波法对径流量进行周期变化分析,重点分析乌江上游流域降水与人类活动对径流量变化的贡献率。结果表明:1960-2013年间,径流量与降水量无显著增加趋势;径流量和降水量在此期间存在1986和2002年两个突变点,且突变特征和阶段特征同步;径流量与降水量的共振周期为18～19 a及19～20 a,流域径流量对降水量变化具有一定滞后作用,滞后时间为1～2 a;以1960-1986年为基准期,1987-2002年降水和人类活动对径流的贡献率分别为50.93%和49.70%,2003-2013年降水和人类活动对径流的贡献率分别为49.30%和50.70%。降水对径流变化的影响程度在降低,而人类活动对径流变化的作用在增大,因此,未来流域水资源管理应重视良性人类活动的构建与调控。     

雅砻江流域气候变化对径流的影响分析

选取雅砻江流域1960～2004年降水、气温及径流资料,采用随机过程分析方法,探讨其变化趋势、突变点以及周期性,进而分析降水和气温对径流变化的影响。结果表明,雅砻江流域降水分布地区差异较大,年内分配严重不均匀,但年际变化较小。年降水在1960～2004年呈不显著的上升趋势,相比之下,春季降水上升趋势显著。年降水突变主要发生在1997年,但夏季降水在1966年也表现出显著性突变。降水存在3 a、5 a、11 a、19 a的年际周期变化,其中,8～15 a降水的周期振荡最显著。     

人类活动对晋江流域径流演变影响的分析与定量评估

为了进一步探讨人类活动对流域径流演变特征的影响,以东南沿海晋江流域为例,基于1960年-2010年逐月径流、降水数据,应用Mann-Kendall趋势分析法、差积曲线-秩检验法和小波分析等方法,分析了径流的变化趋势、突变和周期;利用SCRCQ方法定量估算了气候变化和人类活动对石砻水文站年径流及年内分配特征变化的贡献率。结果表明:在跨流域调水和山美水库调蓄等人类活动影响下,石砻水文站年径流上升趋势较不受水库影响的安溪水文站明显,年内径流变化幅度更趋于平稳。径流序列主要存在6~7a、11~12a和20~21a左右三个时间尺度的周期变化,与流域年降水周期变化基本保持一致,但20世纪80年代后石砻站周期变化与流域降水周期变化出现微弱差别。石砻站年径流序列在1982年发生变异,而安溪站年径流序列未发现明显变异;变异期内,以山美水库为主的人类活动对石砻站年径流、年内不均匀系数和集中度变化的贡献率分别为67.17%、84.76%和71.16%。     

碧流河水库流域降水和径流特征变化及成因分析

为全面分析碧流河水库流域降水和径流变化特征,根据流域内1958-2011年的日降水及径流资料,运用基尼系数法、R/S分析法和小波分析法分别分析了降水和径流的年内变化特征、年际变化趋势和周期性特征。结果表明:流域内降水和径流年内分配极度不均匀,年内分配过程呈单峰型,月降水峰值在20世纪80年代后有峰值后移的特点;多年降水量和径流量均有减少趋势,径流量的减少趋势更显著,说明除降水减少外,还受其它因素的影响,如各种人类活动等;降水径流序列都呈现丰-枯交替变化周期,变化主周期均为12～16a,可能与太阳黑子周期活动有关;20世纪80年代后的径流周期较降水震荡性减弱,说明径流周期变化还受除降水外的其它因素的影响。     

黄淮海流域径流量变化及其对降水变化的响应

采用统计分析方法研究了黄淮海流域实测径流量的变化及其对降水变化的响应关系。结果表明:黄淮海流域气温呈现显著性升高趋势,平均线性变化趋势率为0.19℃/10 a;黄河中下游及海河流域降水为非显著性减少趋势,淮河和黄河源区降水量为略增加趋势。受气候变化和人类活动的影响,黄淮海流域10个重点水文站实测径流量均呈现不同程度的减少趋势,其中黄河中下游和海河流域实测年径流量减少趋势显著。降水是河川径流变化的主导因素,黄河中下游及海河流域不同阶段降水径流关系差异明显,淮河流域不同阶段的降水径流关系差异相对较小,人类活动通过改变降水径流之间的响应关系对河川径流产生重要影响。     

曹江中上游流域水文要素的气候变化特征

受气候变化影响,流域水文循环特征变化显著。基于曹江流域降水径流水文循环要素,6个雨量站和1个水文站近50 a的实测水文数据资料,运用小波周期分析、Mann-Kendall检验等相关分析方法,分析曹江流域水文循环要素的稳定性、趋势性及周期性等气候变化特征。结果表明流域内降水的相对变率比较小,均在18%以下,降水相对比较稳定,但是流域内的降水有较强的分布不均匀性;流域内各站点的年降水量大多数站点呈增加趋势,但增加趋势均不显著;同时流域暴雨和特大暴雨日数增加;典型站点年降水量存在28 a的主周期;径流量存在21~29a的主周期。综合降水趋势和周期分析,曹江流域现在正处于降水量的偏少期,预测曹江流域将很快进入下一个降水偏多期阶段。     

泾河流域水文气象演变及其变化归因

【目的】定量评价流域水文变化特征并开展其归因识别研究是应对气候变化实现水资源合理开发利用的基础。【方法】以泾河流域为研究区,采用滑动t检验、小波分析等方法分析流域1951—2018年水文气象要素演变特征,并基于Budyko假设和双累积曲线定量评价气候变化和人类活动对年、季尺度下流域水文变化的贡献率。【结果】结果表明：流域降水和径流均集中在夏季和秋季,潜在蒸散发集中在春季和夏季,泥沙主要集中在夏季;径流、泥沙呈显著减少趋势,并分别在1996年、1997年发生突变;径流(泥沙)主要存在三个主周期,第一、第二和第三主周期分别为41 a、58 a和15 a(56 a、26 a和16 a)特征时间尺度;在春季和冬季流域径流变化对下垫面参数最为敏感,在年、夏季和秋季流域径流变化对降水最为敏感;人类活动对年径流、泥沙的贡献率分别为93.05%、96.48%,夏季径流、泥沙变化对年径流、泥沙变化的贡献率分别为50.60%、82.87%。【结论】近70 a,泾河流域水文变化均呈显著减小的趋势,人类活动是导致年径流、泥沙减少的主要原因,而夏季径流、泥沙变化主导了年径流、泥沙的变化。研究结果可为变化环境下干...     

抚河临水流域径流量变化及其对降雨的响应

利用抚河临水流域1979—2008年降水和径流数据,采用累积距平法、M-K非参数检验、小波分析以及累积量斜率变化率法,分析了临水流域径流量变化特征及趋势,并定量分析降水和人类活动对临水流域径流变化的影响程度。结果表明临水流域径流量年内变化为单峰型曲线,径流量的季节差异较大;年径流量呈下降趋势,但变化趋势都不明显;径流量变化的突变年份为1984年和2002年;年径流量存在7 a和14 a周期变化,其中14 a周期振荡最显著;相对于基准期AR(1979—1984),BR(1984—2002)和CR(2003—2008)时期降雨对径流的降水变化对径流变化的贡献率分别为75.5%和59.92%,贡献率均在59%以上,说明降雨是导致临水流域年径流量减少的主导因素。随着社会经济的发展,人类活动对径流变化的影响也逐渐显现出来。     

黑龙江流域降水变化特征分析

为了全面研究黑龙江流域降水变化情况,收集黑龙江流域国内外25个气象站的降水资料,通过线性趋势法、距平累积法、变尺度趋势分析法分析降水趋势特征;用Mann-Kendall法分析降水突变特征;用小波分析法分析降水周期性特征。结果表明:在1954—2012年的研究期内,黑龙江流域降水线性趋势变化率仅为-0.74%/(10 a),变尺度趋势分析发现降水在97.7%的有效统计时间段内均无显著趋势变化;距平累积法和Mann-Kendall突变检验结果发现降水具有明显的阶段性变化;小波分析证实了降水存在主周期为28,12,4 a的显著周期性。综上,黑龙江流域降水变化的周期性要明显强于趋势性。研究成果可为中俄跨界河流管理提供现实基础。     

雅鲁藏布江中游径流历史演变特性及记忆性研究

因全球气候剧烈变化、人类活动加剧,河川径流演变发生显著改变。雅鲁藏布江径流对环境变化的响应敏感且迅速,掌握其径流的历史演变特性及记忆性对全球水安全至关重要。以雅鲁藏布江中游径流为研究对象,结合其主要气象影响因子降水量和蒸发量,分析了1956～2000年45 a间这些要素的历史变化特性,并利用赫斯特指数分析其记忆性,预测未来变化趋势。结果表明:(1)流域径流量整体呈不显著下降趋势,降水量和蒸发量呈显著上升趋势,径流与气象因子的不同变化趋势主要归因于该地区活跃的人类活动;(2)流域径流在20世纪70年代发生了一次突变,主要来自同期人类干扰显著增加和气象因子发生突变的共同作用;(3)赫斯特指数在雅鲁藏布江具有很强的适用性;(4)流域径流及气象因子均具有趋势性记忆,在未来很可能继续保持现有变化趋势。     

灞河出山径流序列变化的小波分析

以西安地区年降水序列为参照,利用小波分析方法对灞河出山径流序列的周期性变化进行分析。结果表明,西安地区平均年降水序列和灞河出山径流序列存在着多时间尺度周期,并且基本具有同步变化的规律性,反映了人类活动对灞河出山径流序列的周期性影响不大。其中,变化较明显的周期是10 a1、5 a左右时间尺度,水文序列变化的高能量主要集中在较小的时间尺度上。用秩次相关分析法检验得出灞河出山径流序列均存趋势性,用有序聚类分析法分析得出灞河出山径流序列的突变年份是1948年。     

金沙江流域径流特性变化及影响分析

以金沙江流域屏山站55 a(1950～2004)水文资料为基础,研究了流域内径流的变化特征。运用多种统计方法较系统地分析了屏山站径流的年内、年际变化规律及影响流域径流变化的因素。结果表明,流域径流年内分配不均匀系数Cvy的值介于0.05～1.49之间,且有减少趋势。径流的年际变化剧烈,丰水时段与枯水时段交替出现,由年降水—径流双累积曲线及回归分析可知,降水是影响流域径流变化的主要因素,人类活动对径流变化影响较小。     

气候变化下奎屯河流域径流特征分析

近年来,人类经济活动加快以及气候的变化,导致径流特征发生一定的变化,这为径流预报、水资源的合理规划及利用增加了难度。目前,随着气候的变化,奎屯河流域的径流特征也发生了极大的变化。根据1972—2017年奎屯河流域月径流量以及气温、降水实测数据,通过基本统计方法、累计距平法、MK检验等方法,分析了奎屯河流域两条主要河流在气候变化影响下的年内变化、年际变化和周期变化趋势等特性。结果表明:奎屯河与古尔图河年径流序列分布规律较为相似,主要体现在年径流分布较为集中,离散程度小,分布呈正偏,极值数据集中度较好;奎屯河、古尔图河,相对变化幅度均呈现减小的趋势且河流年内分配逐渐趋向均匀,其中奎屯河径流量46 a间平均上升速率为0.38×10~8m~3/10 a;古尔图河平均上升速率为0.214×10~8m~3/10 a;奎屯河、古尔图河年径流序列演化过程分别存在着4～8 a、10～15 a、20～25 a以及5～15 a、20～30 a尺度的周期变化规律,第1主周期分别为23 a和22 a;奎屯河径流量与气温Pearson相关性系数为0.703~(**),呈极显著相关的关系;古尔图河径流量与气温、降水Pearson相关性系数分别为0.698~(**)、0.225~(**),呈极显著相关的关系。     

精河径流与降水变化特征及响应

利用精河山口水文站近50a的气象、水文资料,采用相关分析法,对精河近50a的降水和径流的变化特征以及径流对降水的响应进行了相关性分析。结果表明:精河流域的径流对降水具有很好的响应关系,二者趋势相近。精河流域降水在20世纪70年代出现减少过程,这期间河川径流量也显著减少;80年代以后流域的降水、径流变化主要呈增加趋势。     

60年来西汉水流域降水径流演变特征及影响分析

西汉水为长江流域嘉陵江上游重要支流,为深入并真实反映该流域水文特征,采用流域内水文站1956～2016年实测资料对径流进行还原分析计算,利用Mann-Kendall检验、累积距平流、有序聚类等方法,研究了西汉水流域降雨径流演变特征。结果表明:西汉水流域降水、径流均呈递减趋势,降水减少趋势不显著,径流减少趋势显著;降水主要突变点在1993年,次要突变点在1968年和1977年,径流变化主要突变点在1993年,次要突变点在1968年;突变时间点与流域开发利用节奏基本一致,有效表征出人类活动对流域径流的影响。     

晋西北黄土高原地区径流变化特征及动因分析——以昕水河流域为例

选取晋西北昕水河大宁水文站1956～2000年的径流资料，应用多种数值分析方法对其径流变化特征进行了分析研究，同时分析径流变化动因，初步估算了人类活动对径流的影响。结果表明：流域径流年内分配不均，集中程度高；年际变化大，丰水历时短，枯水历时很长；存在一个5～6年左右的变化周期；流域年径流量下降趋势及变异显著；相对于气温升高及降水量变化，人类活动引起下垫面变化是径流量减少的主要原因。