气候变化和人类活动对水文循环影响研究进展

气候变化和人类活动是影响流域水文循环过程和水资源演变规律的两大驱动因素,所引起的水文效应已成为当前全球变化研究领域的焦点问题。水循环系统是气候系统的重要组成部分,气候变化对水循环要素的影响必然导致流域水资源的时空变化。同时,人类活动对流域水循环的影响也日益显著,主要表现为土地利用/覆被变化、修建大型水利工程等引起的流域下垫面条件变化,进而影响流域内的产汇流机制。针对气候变化和人类活动对流域水循环要素的影响机制,从水文要素时空变化检测与归因的角度对主要研究结果进行回顾,探讨了变化环境下水循环要素变化的检测与归因分析研究方法,并总结了定量区分气候变化和人类活动对水循环过程影响研究中的主要问题和不足,提出了未来需要重点加强气候变化和人类活动对水循环要素变异的驱动机理及贡献分解研究、加强水循环要素时空变异特征的诊断以及模型评价技术和不确定性量化研究等。     

五台山清水河流域植被垂直带水循环过程研究

五台山为华北地区最高峰(海拔3058 m),发源于五台山的清水河流域,海拔梯度大,植被垂直分异显著,目前关于植被垂直带的水循环过程及其相互之间的差异研究尚显不足。为此,利用分布式水文模型WEP-L模拟清水河流域水循环过程,分析不同植被垂直带的水循环过程。结果表明:受气温显著升高影响,高海拔地区的季节性冻土消退、活动层变厚及土壤蓄水容量增加,促进降水入渗。海拔1500 m以下区域蒸散发主要受降水影响,而海拔1600 m以上区域则主要受能量的影响。不同植被垂直带的水循环过程差异显著,径流系数表现为:耕地亚高山草甸荒漠草地常绿针叶灌木林落叶阔叶林。研究结果可为山区流域水资源高效利用和生态建设提供科学依据。     

变化中的流域“自然-社会”二元水循环理论与研究方法

在人类活动和气候变化影响下,流域水循环发生了深刻变化。水多、水少、水脏、水浑等流域水问题背后的科学基础是"自然-社会"二元驱动力作用下的流域水循环及其伴生的水环境、水生态过程的演变机理,有效解决这些水问题需要一套流域"自然-社会"二元水循环理论来支撑。本文在简述二元水循环研究历程的基础上,从水循环的驱动力、结构、功能属性和演变效应等方面,对比分析了自然水循环和"自然-社会"二元水循环的不同特征,阐述了变化中的流域"自然-社会"二元水循环的基本原理,包括学科范式、科学问题、研究内容与研究方法等。文章还讨论了二元水循环研究面临的机遇与挑战,如水资源的数量-质量-效率统一度量与转化问题及解决方法等,并进行了研究总结。     

城市化对区域水循环的驱动机制分析

通过分析城市化作用下各水循环要素的变化规律，揭示了其影响因素及驱动机制，并讨论了 城市化对各水循环要素的影响程度以及城市化水循环效应的时空变化特征。结果认为:(1)在城区尺 度上，城市化对水循环过程的影响显著，然而在大区域或流域尺度上，水循环过程仍然受气候背景及 自然地理条件控制;(2)城市化作用下的降水具有区域特征，丰水地区城市的增雨效应明显，而干旱 地区城市则仅在汛期时表现出增雨效应。     

寒区水循环与寒区水资源演变

阐述了寒区水循环与寒区水资源演变在变化环境的研究中的意义及作用。分别从国内外的研究中综述了变化环境下寒区水循环与寒区水资源演变研究现状与进展,并归纳了寒区水文模型在寒区水循环研究中研究进展。此外,还分析了寒区水循环和寒区水资源演变研究中的难题和局限,强调了应用水文模型在研究寒区水循环与寒区水资源演变的进展。认为完善寒区水循环物理机制的研究,开发基于寒区水循环机制的分布式水文模型以及寒区水循环和水资源演变的归因分析是未来寒区水循环和水资源演变研究中的发展趋势。     

跨流域调水的大尺度分布式水文模型研究与应用

变化环境下区域分布式水循环模拟研究,是地球系统科学中的重大科学问题,也是区域水安全和水资源风险管理需求的重要应用基础。本文开展了以南水北调中线工程联系的跨汉江、黄河和海河多个流域的区域水循环模拟、环境变化影响与水安全研究。重点论述了跨流域调水的大尺度分布式水文模型(LDTVGM)的研究与展望。目的是探讨变化环境下跨流域调水的分布式水循环模型的建立,发展区域水循环动力学-非线性系统-多源不确定性分析与综合的理论与影响评估方法,为分析应对气候变化和高强度人类活动影响的区域水资源安全及应对措施的风险管理,提供科学依据。     

青海湖沙柳河流域水汽再循环研究

陆地蒸发水汽是水循环过程的关键环节,深刻影响内陆河流域的水资源和生态环境,研究水汽再循环比例对区域水资源调配和管理具有重要意义。选取2019年5—9月份青海湖沙柳河流域13个采样点的月降水同位素数据,利用基于稳定同位素的水汽再循环模型,分析了再循环水汽对流域降水的贡献比例,以期为该流域水循环研究提供基础数据和理论参考。分析结果表明：(1)2019年5—9月份青海湖沙柳河流域逐月平均水汽再循环比例分别为11.01%、12.64%、8.13%、9.48%和14.97%,平均为11.25%;其季节变化特征明显,5月份流域水汽再循环比例开始增加然后降低,到9月份达到最大值,呈先增加后降低再增加特征。(2)各月水汽再循环比例空间分布状况存在差异性。(3)6—8月份流域河源地区水汽再循环比例均大于河口地区,从河口地区到河源地区呈现明显的增加趋势,水汽再循环比例最高值均位于流域的西北部山区。(4)5—9月份水汽再循环比例主要受500 m高度东向水汽来源和海拔影响。沙柳河流域水汽再循环是该流域重要的降水来源之一,关注流域水汽再循环有利于流域的水资源管理和有效利用。     

同位素技术在内陆河水循环研究中的应用前景

介绍了同位素技术的原理,初步探讨并提出了同位素技术应用在气候变化对内陆河流域水循环影响研究中的思路和重点,主要包括水汽来源分析、区域降水线与蒸发线特征分析、氘盈余的分布特征及古气候信息的提取等方面。通过创新气候变化背景下的内陆河流域水循环变化的研究模式,可为盆地内水循环理论与大气水文学的建立提供依据。     

环境变化对流域水文水资源的影响

在当下大环境中,气候的变化已经上升为环境中的重大议题,由于一系列并发的连锁反应,这种全球的反常态形式,被社会各界广泛关注,列入紧急重视环节。在不同形式的环境中,气候变化都对此的影响不胜枚举,其中最重要的当属水资源流域的影响。文章从水循环对环境变化产生的诸多影响进行剖析,对此形成了一些行之有效的研究进展与方法对策。     

西部干旱区流域水循环关键科学问题研究框架

水问题是我国西部干旱区实施大开发战略必须首先解决的重大科技问题,流域水循环研究是解决西部干旱区水问题的科学基础和前提条件。本文在总结西部干旱区流域水循环研究进展的基础上,探讨了当前干旱区水循环研究面临的关键科学问题,核心是:变化环境下流域水循环演变规律、土壤盐渍化机理、生态需水计算以及耦合模型尺度转换等问题。结合西部实施大开发战略的水资源合理配置、水资源开发利用与生态、环境相互间协调发展等国家重大需求,初步提出干旱区流域水循环研究框架,旨在为干旱区流域水循环研究提供参考。     

关于汾河断流的分析

从汾河的古代历史谈起，阐述了汾河历史上曾经水量盈高，３０年代起，汾 了定量观测资料。从掌握的实测资料看，汾河最早出现断流的时间为１９５８年，但没有出现过全河性的断流，断流最严重的河段在中游的义堂水站，１９５８－１９９４年３７ａ中，该站有２９ａ发生过断流现象。汾河断流除使沿河取用水陷入困境外，给水环境、防汛也带来严重。     

伊洛河夹滩地区对伊洛河入黄洪水的影响

伊洛河河道两岸堤防的存在使夹滩地区的滞洪作用不同于天然滞洪区，它不仅对人黄洪水起滞洪削峰作用，而且对洪水总量还略有削减。不 同时期堤防的建设标准及河道条件不同，夹滩地区的滞洪作用也不同。经过1935、1937、1954、1958、1982年实测洪水资料的分析知，夹滩地区对入黄洪水的滞洪作用与洪水量经大小、洪水过程胖瘦、堤防决溢程度等因素有关，在现状堤防条件下，如何再发生1954、1958年量级的洪水，在确保洛洛北大堤安全的情况下，有计划地使用夹滩及南岸滞洪共滞洪，则夹滩地区对入黄洪水的削峰率可达20%～25%。但夹滩地区的容量有限，因此对洪水总量的滞蓄作用不大。     

黄河下游河道整治工程直河段长度公式的确定

运用弯道环流理论,将环流强度衰减到0.1%作为判断上游弯道工程送溜作用消失的标准,根据环流表面流速沿程衰减公式计算出上下游相邻对应弯道工程之间的直河段长度。结果表明:黄河下游整治流量下弯道工程下游的直河段长度相当于整治河宽的1.2倍,明显小于目前许多河段治导线的直河段长度,只有通过工程措施改变上述状况,才能有效控制河势。     

黄河与辽河河道整治对比分析

黄河、辽河两条河流都具有多沙冲积性、宽浅散乱的游荡型河段、局部河段呈地上河以及洪水暴涨暴落和防洪任务重等共性,整治目的也基本相同,因此采取的整治方案、整治措施也具有类似性。     

北洛河改道入黄对黄、渭、洛河汇流区影响分析

通过对北洛河水沙、黄河小北干流淤积分布、两河水沙遭遇情况进行分析,对改道后北洛河水沙对黄渭洛河汇流区的影响进行了分析,得出了了北洛河改道直接入黄后,一般情况下对黄渭洛河汇流区不会产生重大影响的结论.     

塔里木河干流河道的河型及其成因

通过分析塔里木河水沙条件、遥感地形河势资料 ,作者深入研究了塔里木河干流河道的河型及其成因 ,指出和论证了塔里木河干流河道存在着游荡型、弯曲型和过渡型三种河型 ,阿拉尔至沙雅县鹿场附近河段 (新其满河段以上河道 )为游荡型河道 ,新其满下游的曲毛格金至恰拉水文站 (新其满河段以下河道 )为弯曲型河道 ,恰拉以下属于不规则的弯曲型 (微弯 )河段 ,沙雅县鹿场至曲毛格金河段 (新其满河段 )属于过渡性河段 ;河道边界条件和来水来沙条件仍是决定塔里木河河型的主要因素 ,其中由塔里木河两岸密灌林和胡杨林形成的密疏植被边界条件在形成干流不同河型方面发挥了重要作用     

桑干河河道特征及水文分析

桑干河是我省的第二大河流，历史上发生过多次大的洪水，给沿河两岸人民造成了很大的灾害。从建国以来一直没有进行过系统的河道治理规划，目前河道行洪标准不足5年一遇。本文通过对桑干河逆州段河道特征及水文进行分析研究，为将来进行系统的河道治理提供决策依据。     

依法治河在河道管理中的思考

通过回顾山西省治河历程和经验,就如何规范建设项目管理、河道管理工作提出了几点建设性建议,即:推动和促进工程建设与依法治水协调发展;建立管理机制,全面提高依法管理水平和服务水平;加大水法规宣传力度;统筹规划,全面推动河道工作向法制化转轨;抓好水政监察队伍的规范建设.     

维护河流健康 建设绿色珠江

围绕"维护河流健康,建设绿色珠江"的总体思路,通过分析珠江流域的特点和存在的主要问题,详细论述了"维护河流健康,建设绿色珠江"的指导思想及内涵,阐明了"建设绿色珠江"的总体目标以及评价指标体系.提出重点依托两大抓手,通过三大途径,完成四大任务,逐步建设"洪涝无恙、供水安全、山清水秀、管理无虞"的珠江.     

冷水河河道整治与景观设计研究

对冷水河河道整治与景观设计的理念与方案进行了介绍。改造后的冷水河能继续承担排涝、行洪、排污和排除雨水的功能;按照坚持保护城市生态环境、以人为本、注重历史文化保护等原则,对冷水河进行整治和景观设计,最终可形成由点、线、面组成的绿化系统空间;沿冷水河绿化带可塑造良好的城市环境,景观设计达到了社会与自然、文明与发展的融合。