近50a来窟野河流域水文情势变化研究

对窟野河流域1966—2012年降水量、径流量以及降水—径流量关系的变化趋势进行了分析,通过建立SIMHYD模型,研究了气候变化和人类活动对窟野河流域径流的影响程度。结果表明:近50 a来流域径流量呈显著减少趋势;降水量虽然没有明显变化,但是1999年以后降雨强度减小;1998年后流域产流条件发生了很大变化;近几十年来,人类活动是窟野河流域径流量减少的主要因素。     

山西省中西河流域降水径流演变特征及响应关系

<正>确理解变化环境下气候水文演变趋势对流域水资源评价具有重要意义。以山西省中部中西河流域为研究对象,采用Mann-Kendall方法和有序聚类方法,诊断了1958-2015年降水径流演变规律及径流变化阶段性特征,分析了不同阶段降水径流响应关系。结果表明:近60年来,年降水量和径流量总体呈现减少趋势,平均线性减少率为-1.05mm/a和-1.62mm/a;以1970和1979年为临界点,径流系列呈现3个阶段的变化特征;不同阶段内降水与径流具有较好的相关性,但由于非降水因素的影响,不同阶段降水径流响应关系存在差异;未来应加强进行径流变化归因定量分析研究。     

煤矿开采对窟野河地表径流影响的水文模拟

为了探明煤炭开采与窟野河河川径流减少甚至断流之间的关系,利用窟野河控制性水文站——温家川站1953—2010年逐日流量资料及相关水文气象资料,在对其径流变化特性进行分析的基础上,通过黄河月水量平衡模型模拟定量评价煤矿开采对地表径流的影响。结果表明:1953年以来,窟野河流域实测径流量以1979年和1999年为转折点总体上呈现阶段性减少趋势;人类活动对径流减少影响的比例由1979—1998年的39.44%快速上升到1999—2010年的56.50%,其中,煤矿开采对径流的影响量年均值在1999—2010年间达到29.69 mm,约2.58亿m3/a,成为影响窟野河地表径流减少的主导因素。     

窟野河流域径流变化及其影响因素研究

依据窟野河入黄控制站——温家川水文站1955—2013年实测径流和降水数据,通过线性趋势、累积距平曲线、R/S等分析方法,分析了窟野河年、汛期、非汛期径流变化特性。同时,采用M-K秩相关检验、双累积曲线法分析了降水及人类活动对年、汛期、非汛期径流变化的影响。结果表明:(1)年、汛期、非汛期径流量总体上均表现出减少趋势,且未来一段时间3个时段径流量均有持续减少的态势;(2)年、汛期和非汛期径流量的阶段性变化特征为1955—1978年处于明显上升阶段,1979—1995年在微弱的波动中下降,1996—2013年呈现显著的下降趋势;(3)1979—1995年,降水对年、汛期径流量减少的影响值分别为0.868亿m3和0.810亿m3,是影响径流量减少的主要原因之一;1996—2013年,人类活动成为影响年、汛期径流量减少的主导因素,影响值分别高达4.622亿m3和3.198亿m3。对于非汛期,1979年以来,人类活动一直是影响径流量减少的主导因素且呈增加趋势。     

窟野河流域径流输沙特性简析

2000年以来,窟野河流域内径流输沙特性发生了明显的变化,呈现出"雨多、水少、沙少"的趋势,采用神木、温家川两站60年实测系列资料,对窟野河流域年降雨、径流、输沙及年降雨与径流、泥沙相关关系变化进行分析。分析得出:2000年前后,窟野河流域径流输沙特性发生了显著变化,同样量级降雨径流量、输沙量显著减少,2000年以后年径流量均值为长系列均值的40%左右,2000年以后年输沙量均值长系列均值的6%~8%左右,年降雨径流、输沙关系发生了明显变化。窟野河流域出现"雨多、水少、沙少"现象主要原因有地面植被增加、蓄水工程和水土保持工对的兴建、煤矿开采、河道采砂取土。     

窟野河径流突变点分析

根据窟野河流域气象和水文资料,采用Mann-Kendall趋势检验和Pettitt突变点检验相结合的方法,对该流域径流突变点进行检验,并应用Mann-Kendall趋势检验法对流域降水量、蒸发量进行趋势分析。结果表明:窟野河的年径流量在1979年和1996年发生了突变,初步分析这主要是20世纪80年代初期开始实施的水保措施和20世纪90年代后期煤炭大规模开采造成的;窟野河流域年降水量、年蒸发量从20世纪60年代开始均呈逐年减少的趋势,相对年蒸发量而言,降水量的减少速率较小,并且其变化趋势均不明显。     

窟野河水文特性分析

根据黄河中游较大支流窟野河流域各水文站历年水文资料统计,通过对流域概况、降水、径流、泥沙以及洪水特性的分析,得出主要结论:窟野河降水量、径流量、输沙量年际变化大,年内分配不均,窟野河暴雨洪水特点是该流域发生大洪水机遇较多,洪水过程陡涨陡落,历时短,含沙量大,泥沙颗粒组。     

密云水库入库径流演变特性及成因分析

密云水库是北京唯一的地表饮用水源地,水库水量的多少直接关系到首都人民的生活。根据密云水库1960—2009年年入库径流量和汛期径流量2类序列,采用随机水文学方法结合序列统计性质揭示了入库径流演变规律,从降雨、人类活动和土地利用变化角度探讨入库径流演变的成因。结果表明:年入库径流和汛期入库径流都呈现减小趋势,1999年以后减小趋势更为明显,年径流减小程度比汛期显著,年际变化有明显的阶段性。受多种因素影响的密云水库入库径流序列包含相依成分,特别是年径流序列相依关系较强。入库径流减少的趋势不是单一由降水造成,流域内人类活动和土地利用变化是径流量锐减的主要原因。     

窟野河暴雨洪水泥沙特征分析

结合窟野河流域降水、洪水及泥沙数据,研究暴雨洪水泥沙特征,结果表明:窟野河流域年降水量呈递减趋势,且年内分配也极不均匀,年径流量总体呈下降趋势,流域输沙量年际变化较大,且年内分配极不均匀,6~9月产沙量占全年96%以上;窟野河泥沙空间分配不均且来源不同,王道恒塔站以上区域主要来自于汛期洪水冲刷且多为粗砂,神木站洪水含沙量峰值略迟于洪水洪峰,温家川站洪水过程与含沙量变化过程相关性较差,含沙量峰值出现时间明显早于洪峰出现时间;窟野河流域来沙量呈递减趋势。     

祖厉河流域径流变化规律研究

通过对祖厉河流域实测径流资料、流域降水资料的分析,揭示了祖厉河径流变化的规律。由于降水的持续减少,使得祖厉河径流量的变化呈明显的下降趋势,人类活动对径流变化的影响不明显。     

大伙房水库汛期径流变化趋势及影响因素定量分离研究

基于大伙房水库1961—2004年汛期各月降雨径流资料,利用Mann-Kendall趋势检验法、Mann-Kendall突变检验法、Pettitt突变检验法和降雨—径流深双累积曲线方法,分析了大伙房水库汛期降雨、汛期径流深、最大月降雨和最大月径流深四类序列的趋势和跳跃特性,并利用累积量斜率变化率定量评价了降雨和人类活动对汛期径流深和最大月径流深的影响。结果表明:(1)流域汛期降雨和径流深下降趋势不显著,最大月降雨和最大月径流深上升趋势不显著;(2)汛期降雨、径流深、最大月降雨和最大月径流深突变不显著,降雨径流关系变异年份分别为1975、1985和1995年,1975年后流域汛期产流能力减弱;(3)大伙房水库汛期径流变化经历了4个阶段,人类活动是导致水库汛期径流深减少的主要原因,降雨变化是导致最大月径流深增加的主要原因。     

黄河源区径流时空特性及相关因素分析

利用有关软件,选定径流过程中的显著性因子如上年降水量、汛期月降水量及上月降水量、地温等,分析了黄河源区径流的一般特点、统计特征以及径流与降水、地温的相关性。结果表明：黄河源区汛期降水一径流的相关性较好,年降水量与径流过程的相关系数一般较大,说明地下水补给的作用显著;黄河沿以上地区径流一降水的相关性较差,但与地温的相关性较好,说明下垫面条件对径流调蓄的作用显著。     

黄河流域下垫面变化对径流量影响的讨论

20世纪90年代以来,黄河流域径流量连续偏小,目前人们对于偏小的主要原因认识不一。经过对河源地区降水量与径流量关系分析,以及对中游地区渭河、伊洛河、沁河2003年汛期径流量和汛期多年径流量的对比分析认为,径流量偏小应与降水量连续偏小、超过一定量级的暴雨次数偏少、气温的增高以及蒸发量增大等多种因素有关。这些气象因素的变化,主要受气候波动的影响,至于河源区下垫面的破坏、中游中小型水利水保工程等不应是黄河径流量变小的主要原因,因此对未来径流量不需要进行降水量与径流量关系的“一致性处理”。     

黄河源区径流变化及原因分析

采用斯波曼秩次相关法分析了黄河源区20世纪60年代以来径流变化情况,并从降水、气温、下垫面等影响因素探讨了黄河源区径流变化原因。结果表明:①黄河源区的径流年际变化从60年代以来有明显的阶段性变化,从年内变化来看,唐乃亥站的汛期和非汛期径流量占年径流量的比例也具有阶段性变化,从80年代中期到90年代末,汛期径流量占年径流量的比例一直减少,非汛期径流量所占比例一直增大。②过去40多a来,玛多站年降水量呈现出缓慢上升的趋势,玛曲站则呈现出下降的趋势;从降水年内变化来看,雨季降水量占年降水量的比例呈减少趋势,旱季降水量占年降水量的比例呈增加趋势。因此,黄河源区降水量的变化是影响径流变化的主要原因,90年代小雨多、降雨历时长是导致径流减少的另一个原因。③黄河源区径流的变化,特别是90年代径流量的偏小和气温的直接关系不大。④植被覆盖面积的变化并不是引起径流减少的原因。     

气候变化对汉江上游径流特征影响预估

为了预测水文站逐月径流,对该流域水资源变化进行评估,运用小波神经网络建立汉江上游流域气象因子与径流过程模拟预测模型,并依据未来气候变化增量情景,对石泉水文站以上流域径流变化响应过程进行不同时间尺度分析。由已知汉江上游流域的月降水量和月平均温度,经小波神经网络自动“学习”训练获得石泉水文站精度较高的逐月径流数据。模拟计算结果表明:在不同未来气候变化设定情景下,该区域径流变化过程较为明显,年平均径流量最大变化范围为-34.7% ~ 21.4%。在降雨量不变、气温升高的情况下,年平均径流的响应变化范围为-5.1% ~ -13.3%。温度升高引起冬季径流增加较为明显,春季及秋季径流则存在减小趋势,秋季明显减少,而降雨量变化对夏季径流的影响最显著。     

洮水河冷口水文站水沙变化特征分析

对洮水河冷口水文站1976—2009年降水量、径流量、输沙量等相关资料进行了统计分析,结果表明降雨、径流和输沙量主要集中在汛期,降水量与径流量之间具有良好的相关性,而输沙量与二者之间相关关系不明显。     

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...     

吐鲁番及周边地区气候及径流演变特征分析

采用吐鲁番及周边地区6个典型气象站和煤窑沟、阿拉沟2个流域水文站的1960-2012年实测数据,运用Mann-Kendall非参数秩次检验法和Pettitt变点检验法,分析了该地区的气候变化和径流变化趋势。结果表明:1960-2012年,吐鲁番及周边地区的年降水量呈一定的上升趋势,但不显著,平均气温也呈上升趋势,而日照时数和平均相对湿度呈下降趋势;阿拉沟出山径流量呈明显上升趋势,而煤窑沟出山径流量上升趋势不明显;降水量、平均气温、平均相对湿度均与径流量呈正相关关系,而日照时数与径流量呈负相关关系。     

长江源区1978—2009年径流极值序列变化趋势分析简

 基于长江源区控制站沱沱河和直门达1978—2009年径流观测资料,采用相关分析法和Mann-Kendall法对两站的32 a的径流极值的变化趋势进行了详细分析。结果表明两站在近32 a中径流极值均有增加的趋势,但是沱沱河径流极大值增加趋势显著,直门达河径流极大值增加趋势不显著;两站径流极大值变化相关性显著。其主要原因是气候暖湿化趋势,地表植被变化以及降雨增多。分析结果对制定三江源保护规划,保护流域水资源,预防洪水发生和应对河流枯水变化也具有重要的参考价值。     

The calculation of riverine ecological instream flows and runoff profit‐loss analysis in a coal mining area of northern China

The northern Shaanxi province of China has severe water shortages, especially in coal mining areas, and it is very important to calculate the riverine ecological instream flows (EIFs) and analyse the runoff profit‐loss situation. Using the Kuye River as a case study, the EIF was calculated for different years and seasons using the instream flows rate (IFR) method and compared with the Tennant and the minimum monthly average flow (MAF) methods. The recommended value of the Kuye River EIF was obtained by an analysis of the results of these three methods. The river runoff profit‐loss situation associated with the EIF was also calculated and the main reason for the loss explained. The Kuye River EIF was calculated to be 1.69 to 11.14 m³/s by the IFR method, 1.94 to 8.50 m³/s by the Tennant method, and 3.81 to 10.87 m³/s by the MAF method. Based on these results, the EIF annual recommended value of the Kuye River was 4.00 m³/s for the 1961–2010 period. The wet season (July–October), average season (March–June), and dry season (November–following Feb) EIFs were 6.50, 3.50, and 2.00 m³/s, respectively. The Kuye River had a large surplus runoff within the EIF prior to1999, but from 1999 to 2010, the runoff and EIF were very close and the April to June average runoff did not meet the EIF. The main factors that affected the river runoff were rainfall, temperature, water and soil conservation, coal mining, and water consumption for industry and domestic use, with coal mining becoming a more important factor since 1999. This case study provides important technical support and guidance for the ecological restoration of the Kuye River basin, and the concept can be applied to other similar coal mining areas.