玛纳斯河流域水文特征值及演变规律——以玛纳斯河为例

为更好地掌握玛纳斯河流域水文特征值及演变规律,发挥玛纳斯河在工农业生产和防洪工作的重要作用,根据玛纳斯河红山嘴水文站多年水文观测资料,对玛纳斯河的水文特征值及演变规律进行阐述与分析。结果表明,冰川与降水是玛纳斯河流域径流的主要补给源,影响该流域径流年际、年内变化的主要因素是降水和气温,其径流年内分配集中在6~8月份,7月份径流量最大占年径流量的28%,径流过程略滞后于气温和降水过程。     

分布式水文模型EasyDHM在玛纳斯河流域径流模拟中的应用

玛纳斯河流域作为新疆干旱区典型的内陆河流域,其年径流量主要来源于高山区融雪径流。掌握该流域的径流变化规律,对探讨该地区气候、水文及水资源、生态环境之间的联系以及预测未来山区径流的变化规律具有重要意义。以玛纳斯河流域作为研究对象,基于分布式水文模型EasyDHM(Easy Distributed Hydrological Model),利用DEM、实测河网、土壤、土地利用及水文气象数据构建玛纳斯河流域分布式水文模型研究该流域径流过程。通过模型参数率定及验证发现,该模型精度较高,验证期内各站点纳什效率系数均在0.75以上,说明EasyDHM分布式水文模型的泛化能力较好,可应用于该流域的水雨情势分析,为预防和减轻春季融雪型洪水灾害提供了理论依据。     

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。     

近60年玛纳斯河径流变化特征分析

基于玛纳斯河流域上游肯斯瓦特水文站1955~2015年的历史径流数据,运用多指标水文统计学方法对玛河径流年际、年内变化特征进行分析,得出径流的变化规律。结果表明,玛纳斯河径流年内分配季节变化明显,径流年内集中度高,主要集中在7~8月份,最大径流出现在7月下旬,长年看有提前趋势;M-K检验显示1995年之后年径流量明显增多,突变时间始于1993年之后。丰枯率分析预测,未来10年玛纳斯河径流量将进入一个丰水期。     

新疆玛纳斯河悬移质泥沙特性分析

河流泥沙是反映河流水质的物理特性和流域水土流失的程度,同时也是反映河川径流特性的一个重要指标。收集了1959~2013年玛纳斯河上中游4个代表站实测悬移质泥沙(以下简称泥沙)资料,用数理统计方法分析该河流悬移质输沙量沿程变化、输沙模数区域分布、含沙量的时空分布及水沙变化规律。分析结果表明,玛纳斯河是一条多沙河流,流域内水土流失严重,需要加大防治力度。     

金沟河流域水文与环境特征分析

根据金沟河八家户水文站1955~2010年的观测资料,对金沟河流域的水文与环境特征进行了分析和阐述。分析认为:流域内的冰川是径流的主要补给源,影响径流年际、年内变化的主要因素是降水和气温,径流年内分配集中在6~8月,径流过程略滞后于气温和降水过程。金沟河径流的年内分配不均,多年平均最大月径流量是最小月径流量的16.3倍;径流的年际变化相对稳定,径流系列的年际变差系数Cv值为0.14。     

基于灰色—拓扑模型的玛纳斯河年径流预测研究

新疆缺水,其径流丰枯变化规律一直备受关注。以新疆玛纳斯河为研究对象,以年径流频率为变量,采用拓扑原理计算实测频率的拓扑值。将对应的拓扑值作为变量,建立灰色模型GM(1,1),寻找实测玛纳斯河年径流的变化规律。建立了基于关联度、光滑离散函数等概念以及有限范围内近似的关联度收敛原理、生成数、灰微分方程等观念和方法,进而建立了微分方程动态模型。根据新疆玛纳斯河肯斯瓦特水文站1963-2010年的平均径流量资料,建立河流年径流量灰色-拓扑模型,以年平均流量为预测检验值预测来验证模型的精度。预测结果的相对误差为21.5%,满足预测的精度要求。结果表明,灰色-拓扑模型对玛纳斯河的年径流结果是可行的。     

基于Morlet小波分析的弥苴河径流量变化及其影响因素分析

2011年以来,弥苴河流域年径流量连续8年均偏少,弥苴河是洱海最大的主要入湖河流,径流面积和天然径流量占洱海总的40%以上,分析弥苴河年径流量的变化特征对洱海入湖总水量研究具有重要意义。利用1954—2018年流域内炼城水文站的实测流量、降水以及蒸发等监测资料,采用小波分析法研究弥苴河流域径流量周期变化规律及其影响因素分析。结果表明:近65年来弥苴河流域天然年径流量随时间呈减少趋势,平均每10年年径流量减少1 435万m~3;年径流量存在9、14、19、54年左右的周期变化,它们主导着年径流量的丰枯变化趋势;四季的径流量与年径流量存在多重时间尺度相互嵌套,且四季及年径流量的第一主周期均为54年左右;影响弥苴河年降水量与年径流量变化趋势及波动周期相似,呈正相关关系;年蒸发量对年径流量的影响呈多样组合;弥苴河流域耗水量对径流量的影响呈增长趋势,下垫面条件变化越来越大,流域降水径流关系也随之变化,这也是近年来流域内径流量较过去同级降水产生径流量明显减少的主要原因之一。     

新疆玛纳斯河径流量年内变化与气候因子的非线性相关分析

利用玛纳斯河1957~2012年的径流量、气温和降水量逐月数据,借助Mann-Kendall趋势检验、小波变换等方法分析了丰水期、枯水期玛纳斯河径流量与气温、降水量的非线性变化和相关关系。结果表明:(1)玛纳斯河径流量与气温、降水量存在明显的正相关关系。(2)玛纳斯河流域径流量在丰水期、枯水期呈显著增加趋势,气温在丰水期上升显著而枯水期未达到显著水平,降水量在两个时期皆呈不显著的增加趋势。(3)在丰水期,玛纳斯河径流量存在5a、12a和20a的主周期,气温和降水量分别存在5a、10a、17a和5a、13a、20a的主周期。在枯水期,径流量的主周期在8a、12a和20a,气温和降水量的主周期分别在4a、11a和4a、10a、20a。(4)玛纳斯河流域径流量、降水量和气温在未来50a仍将保持周期性波动增加和上升趋势。     

金沟河流域气温、降水与年径流量演变规律研究

依据金沟河八家户水文站1957—2008年径流量、气温和降水资料,统计分析了金沟河年平均气温、年降水量及年径流量的多年变化规律以及气候变化对径流量的影响。结果表明:金沟河流域各水文气候要素在20世纪80年代初期存在变异;1957—1981年,气候朝冷干方向发展;1981—2008年,气候朝暖湿方向发展;气温是影响河川径流的主要气候因素,并且随着气温逐步升高,对年径流量的影响愈加显著。     

金沟河径流与洪水特征分析

根据金沟河出山口一带1955～2008年的观测资料,对金沟河流域的径流与洪水特征进行了分析和阐述。分析认为：流域内的冰川是径流的主要补给源,影响径流年际、年内变化的主要因素是降水和气温,径流年内分配集中在6-8月,径流过程略滞后于气温和降水过程。金沟河径流的年内分配不均,多年平均最大月径流量是最小月径流量的16．3倍;径流的年际变化相对稳定,径流系列的年际变差系数Cv值为0．14。     

雅鲁藏布江河川径流变化的季节性规律研究

利用雅鲁藏布江干流奴下水文站1956~2008年实测径流序列资料,采用Morlet小波分析雅鲁藏布江干流径流年际变化和季节性变化的多时间尺度演变规律,揭示了不同尺度下径流变化周期。结果表明:雅鲁藏布江流域年径流和各季节径流存在8~10 a左右时间尺度的丰枯交替,表现出明显的周期特征,其次14~16 a左右时间尺度的周期特征也较明显。研究还发现,雅鲁藏布江夏季径流量占年径流量的53.62%,夏季径流变化趋势与年径流具有较大相似性,不同时间尺度的周期特征之间有不同程度的吻合,说明夏季径流较大程度的控制着年径流。     

1950—2016 年赣江径流量变化特征及其影响因素分析

为了阐明赣江径流近50 多年的变化特征及影响因素,以赣江外洲水文站1950—2016 年水文资料为基础,利用距平累积法分析赣江径流年际变化特征,结合 Mann － Kendall 检验法和滑动 T 检验法对赣江径流特征进行突变性检验,采用 Morlet 小波分析法对径流序列进行周期性分析,并对导致赣江径流序列产生这种特征及其变化趋势的原因进行了讨论。结果表明: ( 1) 赣江 10a 径流量呈现增加趋势,10a 径流量最小值发生在20 世纪60 年代,最大值发生在2010—2016 年; ( 2) 1962—1963 年和 2010—2011 年的赣江径流累积距平和年均径流量均呈现显著下降状态,且前者的变化特征比后者更加显著; ( 3) Mann － Kendall 检验结果和滑动 T 检验结果均表明赣江年均径流在 1991 年前后存在着明显的突变性特征; ( 4) 17a、6a 和3a 这 3 个周期的波动控制着赣江外洲水文站在1950—2016 年这整个时间域内的变化特征; ( 5) 赣江径流受气候变化和人类活动共同作用,气候变化主要影响径流长期 变化趋势,径流变化的突发点与人类活动关系更大。研究结果可为鄱阳湖流域赣江水资源科学、合理的规划及利用提供一定的参考依据。     

塔里木河流域径流变化趋势分析及预测

结合塔里木河流域三源流各水文站及干流阿拉尔52年(1957-2008年)的径流实测资料,运用时间序列周期方差分析外推、非参数检验和R/S分析等方法探讨了径流量的周期、跃变及未来的变化趋势。结果表明:阿克苏河两水系径流趋势增加显著并在未来的一段时间内将长期持续,其突变点皆在1993年;和田河同古孜洛克与乌鲁瓦提存在相反的径流趋势且突变不显著;叶尔羌河表现为微递增趋势并在1993年发生显著性突变,但在未来的一段时间这趋势将转变为减少;源、干流在突变、径流趋势、径流量等皆存在较大差异,这表明人类活动强烈干扰了干流的水文过程。     

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。     

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%。     

黄河上游天然年径流长期变化趋势预测

基于神经网络理论与传统分析方法,采用改进的BP网络算法,利用黄河青铜峡水文站278年(1723~2000年)的天然年径流时间序列,建立了黄河上游年径流长期变化的BP网络预测模型,并以此模型对2001~2050年黄河上游天然年径流变化趋势进行预测分析,结论认为:①黄河上游天然年径流在未来50 a变化的大趋势是丰水时段占优势,且黄河干流天然年径流变化要经历3个不同的时段,即2001~2013年以多年平均水平为基准上下波动的时段、2014~2037年相对丰水时段和2038~2050年相对枯水时段;②用神经网络理论建立了黄河天然年径流中长期BP网络预测模型,模型预测分析的未来几十年黄河天然年径流变化的大趋势是可信的。     

秦岭北麓典型流域年径流序列的突变分析

运用Mann-Kendall检验法和有序聚类分析法,基于秦岭北麓典型流域1955-2010年的年径流变化特征,旨在揭示该地区年径流序列的突变特性。结果表明:56a来灞河、大峪河、沣河、涝河、黑河年径流量呈下降的趋势,且在1955-1983年的年径流模数变化具有同步性,而1983年之后的同步性较差;除大峪河无突变点外,其余四条流域年际径流序列的突变点在80年代后期。文中五条典型流域的年径流序列突变分析可为水资源配置提供参考。     

叶尔羌河流域主要水文要素变化分析

本文选取叶尔羌河流域的卡群水文站,2001~2012年的降水、蒸发、及流量资料,利用累积距平法、Mann-Kendall趋势检验法及变差系数对该流域各要素的变化情况进行分析计算。结果表明:该流域年降水量变化基本稳定;年蒸发量序列有缓慢增加趋势;年径流量丰枯变化较小,利用累积距平法分析得到,卡群站年径流量丰枯变化较频繁,Kendall秩次相关检验表明,卡群水文站年径流量无显著增加趋势。