气候变化和人类活动对永定河流域径流的影响

利用线性回归法和Mann-Kendall趋势检验法对永定河1957—2000年的降水量、潜在蒸发能力和径流量进行了趋势分析,利用降雨—径流双累积曲线以及Pettitt变点检验找出了径流突变年份。在此基础上,运用水文敏感性分析方法计算了人类活动和气候变化对永定河径流变化的贡献程度。结果表明:1957年以来,永定河流域径流深呈显著下降趋势,其变化倾向率为-0.8 mm/a,径流突变点发生在1982年;与基准期相比,1982年之后的年平均径流深减少了20.0mm,其中人类活动使径流深减少了14.0 mm,占总减少量的70.0%。     

羊信江流域水沙变化特征及其影响因素

为深入研究水沙变化对流域生态修复和经济可持续发展的影响,利用Mann-Kendall非参数趋势检验法、Pettitt突变检验法、Spearman秩相关系数法、累积量斜率变化率比较法对赣江上游羊信江流域1964—2020年的降雨量、径流量和输沙量的变化特征及其贡献率进行分析,确定影响流域输沙量变化的主要因素。结果表明：(1)羊信江流域在1964—2020年年降雨量和年径流量无显著变化,年输沙量呈显著增加趋势;(2)降雨量、径流量及输沙量年内分配不均,均多集中在汛期(3—6月份);(3)年降雨量、年径流量均未发生显著突变,年输沙量在1995年发生显著突变(P<0.01);(4)降雨和人类活动对输沙量增加的贡献率分别为-0.35%、100.35%。以稀土矿开采、脐橙种植、跨河公路修建为主的人类活动是导致羊信江流域水土流失的重要原因。研究成果对流域种植结构调整及矿产资源绿色开放具有重要的指导意义。     

东江流域地表水文过程演变特征及其影响因素探讨

利用Mann-Kendall趋势检验法等统计方法,系统分析了东江流域的4个控制水文站的长系列实测降雨径流资料,探讨了东江流域降雨径流的演变特征及人类活动的影响.研究结果表明:东江流域春季在降雨没有明显增加趋势的情况下,各站的径流量却有明显的增大趋势,而夏季在降雨没有明显减少的情况下,各测站的径流量却有明显的减少趋势,这种降雨径流变化趋势不一致的主要原因是人类修建的大型水利工程影响所致;1958和1974年前后,博罗、岭下、河源站和龙川站降雨和径流集中度发生分化,是由于东江流域水利工程的建设改变了天然情况下的降雨～径流关系,特别对秋冬季节的降雨径流关系改变最大;东江实测年径流量均值在1972年发生了一次突变,由持续减少变为持续增加,造成这次变异的原因是新丰江水库和枫树坝水库调节影响.     

基于分位数回归的赣江章水流域径流特征研究

以赣江章水流域为研究区,基于流域卡口站坝上水文站1953—2018年实测径流、降雨资料,采用分位数回归和Mann-Kendall检验等分析方法从年、季、月等不同时间尺度分析了径流时间变化的特征,并利用累积量斜率变化率比较法揭示了气候变化与人类活动对流域年径流量的影响程度。结果表明：(1)流域多年径流在传统趋势检验时无显著变化趋势,但在0.2低分位显著上升;(2)径流年内分配不均,春、夏径流量占年径流总量的70.04%,传统趋势检验时仅冬季径流显著上升,分位数回归时夏、秋两季小径流也呈显著上升趋势;(3)月径流呈“丰减枯增”的变化特征;(4)月降雨、径流序列在分布尾端响应关系不明显,以1953—1972年为基准期,1973—2002年期间气候变化和人类活动对章水流域径流量变化的贡献率分别为22.58%和77.42%,2003—2018年期间的贡献率分别为63.38%和36.62%,人类活动是章水流域年径流量变化的主导因素。研究结果可为流域水资源年内、年际调度及合理、高效开发利用提供科学依据。     

基于Mann-Kendall和R/S的大伙房水库年径流量变化分析

以大伙房水库1962—2013年的反推入库年径流资料为基础,采用R/S分析法和Mann-Kendall检验法,从径流的趋势特征、突变特征和持续性等方面对大伙房水库的径流特征进行了分析研究。研究表明,年径流丰枯交替出现,径流在1976年之前出现多次波动,在1976年之后整体上表现为下降趋势,但在2013年以后的一定时间内径流总体上会呈现较为显著的上升趋势。     

大伙房水库降雨蒸发变化趋势分析

根据大伙房水库站历年降水蒸发资料系列,采用常规的线性回归和滑动平均法对降雨和蒸发变化趋势进行分析,应用游程检验法、Mann-Kendall秩次相关检验法和Spearman秩次相关检验法进行一致性的对比和验证。结果表明:大伙房站近56年来,年降水量、汛期降水量、非汛期降水量呈缓慢减少趋势;年蒸发量呈缓慢下降趋势,汛期蒸发量呈缓慢上升趋势,非汛期蒸发量呈明显下降趋势。     

气候变化和人类活动对玛纳斯河流域径流及干旱的影响

基于1956—2020年玛纳斯河流域逐月降水和径流资料,运用Mann-Kendall非参数检验法、双累积曲线法和标准化径流指数(standardized runoff index, SRI)揭示了流域径流量的年际变化趋势,定量描述了气候变化和人类活动对流域径流变化的贡献比例,同时探究了气候变化和人类活动影响下流域季节尺度的干旱变化特征。结果表明：(1)玛纳斯河流域年径流量呈上升趋势,并在1995年发生了显著性突变;(2)气候变化是导致玛纳斯河流域径流量增加的主要因素,气候变化和人类活动对流域径流量增加的贡献率分别为56.73%、43.37%;(3)从季节尺度上看,相较于受气候变化的影响,人类活动降低了流域干旱事件发生的频率,改善了流域冬季的干旱状况,但同时春季农田灌溉需要消耗大量的水资源,使得流域春季呈现出干旱化趋势。     

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。     

滹沱河山区径流多尺度变化规律及影响因素研究

径流是反映流域气候及地理环境变化的重要指标,辨析其多尺度变化特征及影响因素,对于认识气候变化背景下流域水文情势变化规律及维护水资源安全具有重要意义。以滹沱河山区小觉流域和冶河流域为例,结合水文和气象数据,应用Mann-Kendall趋势分析、突变检验及Morlet小波函数等方法,分析两流域1960—2018年径流深趋势、突变、周期等多尺度变化特征,并利用相关分析与随机森林模型揭示了气温、降水、潜在蒸散发、叶面积指数对不同时段(汛期、非汛期)月径流深变化的相对重要性。研究结果表明：1960—2018年多年平均尺度上,冶河流域径流深(69.34 mm)大于小觉流域(39.07 mm),两流域年径流深均呈显著下降趋势,且冶河流域的下降速率(13.0 mm/10a)大于小觉流域的下降速率(8.7 mm/10a);在月和季节尺度上,两流域径流深也呈现显著下降趋势,尤其在夏季时段径流深下降趋势最快。小觉流域和冶河流域径流深分别在1981和1979年发生突变,且突变后径流深下降速率较突变前有所减缓,同时极端流量出现频率减少,其中8月份流量减小幅度最大。小觉流域的径流深主周期分别为15、8和5 a,冶...     

1956-2016年拉萨河径流量变化及影响因素分析

通过分析拉萨河径流量的演变规律和突变情况,开展降水和人类活动对径流量变化的成因分析,为拉萨河流域水资源管理与利用提供科学依据。基于1956-2016年的径流和降水数据,利用Mann-Kendall趋势分析、累积距平-滑动t检验法和降水－径流双累积曲线法,统计分析拉萨河径流序列的趋势性和突变性,计算降水与人类活动对拉萨河汛期6-9月径流量变化的贡献率。结果表明： 1956-2016年拉萨河径流量年际变化波动较大,其中1995和2005年为径流量突变年份。以1956-1994年为基准期,通过双累积曲线法定量分析表明1995-2004年人类活动对汛期径流量变化的贡献率小于50%,而2005-2016年人类活动的贡献率增大至70%以上,即人类活动成为汛期径流量改变的主要影响因素,且下游河道人类活动的影响程度更大,主要原因是新建的直孔和旁多水库调控了下游河段的流量过程。     

近52年大伙房水库流域径流系数变化趋势和特征

基于1961—2012年降水量和径流量数据,分析了大伙房水库流域近52a径流系数的年代际、年际以及季节变化趋势和特征。结果表明:(1)径流系数的年代际变化趋势平缓;(2)月平均径流系数在年内呈波动变化,每年6—7月偏低,12月—次年1月,3—4月,8月偏高;(3)年径流系数呈不明显的增高趋势,最小值出现在1988—1992年,最大值出现在2008—2012年。1980年以前,径流系数呈现下降趋势,1980—2000年径流系数呈现周期波动变化,2000年以后径流系数呈现上升趋势,1965年、1968年、1971年、2010年和2011年年径流系数均发生了突变。     

基于分形和R/S分析的渭河干流径流变化特征研究

变化环境下日益突出的水资源供需矛盾对流域水资源管理提出更高要求。通过分析流域径流量变化特征,揭示流域水资源演变趋势,为流域水资源合理开发利用提供依据。以渭河流域为研究区域,采用Mann-Kendall非参数检验、分形理论和R/S等方法分析渭河干流6个典型水文站1956—2015年径流时空变化特征、持续性及两者之间的关系。结果表明:渭河干流各站点的月径流量均呈减少趋势,从上游到下游,月径流量减少趋势的显著性越来越弱,呈显著性减少趋势的月份越来越少。渭河干流各站点的月径流深Hurst指数均大于0.5,即未来与历史变化情况呈正相关性,各站点未来月径流量将呈持续减少趋势。汛期分维数大于非汛期,上游月径流分维数小于下游,中游月径流分维数最大。分维数越大,径流过程变化越复杂,河流调节能力越差,表明渭河干流在汛期和中游径流量调节能力相对较差。Hurst指数与分形维数之间有着显著负相关性,即径流量越复杂,分维数越大,Hurst指数越小。研究结果可为流域水资源科学调度提供依据,有利于促进流域内水资源严格管理。     

大伙房水库旬降雨径流非线性相关模型研究与应用

分析了大伙房水库引水工程实际调度需要,研究水库流域基于旬降雨、旬初径流的旬径流中期预报模型,通过对水库建库以来的47年旬降雨径流资料的模拟,确定了用于水库旬径流预报的各旬模型参数,参数拟合和检验模拟合格率都比较高。应用结果表明,模型结构简单,可操作性强,可为应用美国的GFS(Global Forecasting Sys...     

近10年来洞庭湖区水面面积变化遥感监测分析

以Terra/MODIS 8d合成的250m地表反射率数据产品MOD09Q1(MODIS Terra Surface Reflectance 8-Day L3 Global 250m)为主要数据源,采用多源信息水面提取的方法对2000年3月—2008年12月间洞庭湖区水面面积的变化特征和趋势进行了监测分析。分析结果显示:(1)洞庭湖区水面变化的季节性特征显著,其中枯水期11月—次年4月份间的湖区水面相对较小,基本在500km2左右,而洪水期5—10月份的水面则相对较大,尤其每年的7—9月份最大,维持在2000km2左右,两者几乎相差了4倍;(2)受气候变化与三峡工程初期运行等因素的共同影响,洞庭湖区水域面积总体上呈现出一定程度的下降趋势;(3)通过流域年降水量变化分析和三峡水库蓄水运行前后松滋、太平和藕池三口年径流量变化对比,发现流域内降水带来的入湖水量偏少是近年来洞庭湖区水面面积减小的主要驱动因子;(4)近年来9、10月份洞庭湖流域降水减少与三峡水库汛末蓄水同期,将共同造就最终入湖水量锐减,加重湖区夏秋连旱程度,进而诱发系列生态安全问题。     

广东省汛期及非汛期最大日降雨量时空特征分析

针对近年来广东地区降水变率加大,极端天气事件频发以及气象灾害造成的经济损失增大的现状,基于省内26个气象站1958~2010年的连续降雨数据,利用ARCGIS平台中的反距离加权插值法和普通克里克插值法综合研究了汛期、后汛期和非汛期月最大日降雨量的时空特征,并结合气候、地形等分析其影响因素。采用Mann-Kendall（M-K）非参数统计法分析月最大日降雨序列的突变特征。结果表明,广东省前后汛期月最大日降雨量平均值呈不显著增长趋势,而粤西的前汛期月最大日降雨量平均值和粤北的后汛期月最大日降雨量平均值呈显著增长趋势。     

济南市小清河流域汛期降水时空演变规律分析

以济南市小清河黄台桥水文站断面以上流域内7个雨量站1977-2013年的逐日降水量长序列资料为基础,采用Mann-Kendall秩次相关检验法和5a滑动平均法分析流域汛期降水量的变化趋势,利用方差谱密度图法分析汛期降水量的周期成分,用有序聚类法识别和检验汛期降水量的突变成分,并利用R/S分析法对流域汛期降水量变化趋势进行预测。结果表明:济南市小清河流域各雨量站汛期降水量时间演变趋势一致,呈增长趋势;有明显的空间分布特征,符合中国降水分布的整体格局;流域7个雨量站汛期降水量未来变化趋势均为增长。研究成果为济南市水资源可持续开发利用和海绵城市建设提供了基础依据。     

基于R/S和Morlet小波分析的丹河径流变化特征研究

为揭示丹河流域径流年内、年际变化特征,根据山路平水文站1955-2000年的逐月平均流量资料,采用基尼系数法和集中度(期)等方法对丹河径流量的年内分配进行研究;并运用Kendall秩次相关检验法和R/S分析法对全年、汛期和非汛期的径流量变化趋势进行分析,同时使用Morlet小波对各径流序列的变化主周期进行识别。结果表明:1955-2000年,丹河流域径流量年内分配十分均匀,各时期的年内分配过程主要为"复式峰"型,最大峰值出现在8月份;流域全年、汛期和非汛期3个径流量序列均呈显著递减趋势,且未来递减过程都具有一定的反持续性;丹河全年和汛期的径流序列具有相近的丰-枯交替变化周期,包含4、10和15 a左右的变化主周期;而非汛期径流序列存在15和28 a左右的丰-枯交替变化主周期。     

龙川江流域主要气象要素及径流变化趋势分析

采用Mann-Kendall非参数检验法对金沙江一级支流龙川江流域1970年-2009年逐月气温、降水及1961年-2008年径流资料进行趋势检验,并运用R/S方法分析流域的年平均气温、降水、径流时间序列的持续性,估算各项指标的Hurst指数,以定量估计未来气候及径流的变化趋势。结果表明:(1)过去几十年来,流域内降水呈上升趋势但不显著,未来降水将持续增加且元谋站降水的增长趋势持续性较强;(2)几十年来,流域气温呈显著上升趋势,未来气温将会持续过去的上升趋势;(3)几十年来,流域径流呈减少趋势,但不显著,未来继续呈下降趋势,但持续性不强。