GCMs降尺度及其在讨赖河上游径流预报中的应用

在气候变化和人类活动影响下,内陆河流域出山径流变异程度提升,研究径流预测及其对气候变化响应具有理论和实践的双重意义。以讨赖河流域上游为研究区,采用Delta降尺度及权重集成方法对14种GCMs在3种RCP情景下的气温和降水进行优化,预测分析了该区未来径流变化和水资源供需平衡。结果表明:由气候-生态联合驱动的径流预测模式在讨赖河流域适用性良好,气温对出山径流总体呈负减效应,降水和NDVI表现为正增效应。未来气温和降水呈增加趋势,增温主要发生在河谷地带,降水增加在分水岭周边更为显著。流域出山径流总体增加,不同子区径流变幅从小到大依次为OL06＜OL04＜OL05＜OL01＜OL03＜OL02。尽管未来出山径流有所增加,但从水资源满足度来看,平、枯水年讨赖河流域仍存在水资源短缺问题。     

讨赖河流域气温、降水变化的周期性分析

采用小波分析方法对讨赖河流域气温降水变化进行周期性分析,结果表明,1950年代以来,讨赖河流域气温呈总体上升趋势,气温变化周期在山区以11年和5年为常见,在平原区18-13年和6年为常见;降水枯、平、丰交替特征明显,有微弱增加,山区降水变化具有11年和4年左右的周期;平原区降水周期以10年和4年为常见。     

和田河流域冰川径流对气候变化响应的模拟分析

为模拟和田河流域上游冰川径流,构建了嵌入冰川模块的SWAT模型,并基于实测径流数据及冰川编目数据对模型进行校正与验证,定量分析了和田河流域上游冰川径流的变化趋势及其对出山径流的贡献和对气候变化的响应规律。结果表明:1967—2017年玉龙喀什河流域多年平均冰川径流量为11.02亿m³,冰川径流对出山径流的贡献率为48.7％,喀拉喀什河流域多年平均冰川径流量为9.51亿m³,冰川径流贡献率为45.5％;在0.01显著性水平下,玉龙喀什河流域气温与降水量均呈显著上升趋势,喀拉喀什河流域气温呈显著上升趋势,降水量呈不显著上升趋势;气候变化背景下,两条支流由于地理位置、冰川特征等的不同,导致两条支流的径流响应呈现较大差异,玉龙喀什河流域冰川径流量呈显著增加趋势,而冰川径流对出山径流的贡献率呈显著下降趋势,喀拉喀什河流域冰川径流量与冰川径流贡献率均呈不显著增加趋势。     

玛纳斯河流域气温与降水变化特征分析

利用玛纳斯河流域肯斯瓦特站1959～2008年气温和降水量观测资料,以回归分析、趋势线分析、5年滑动平均等方法分析了玛纳斯河流域近50a来气温和降水的年际变化、季节变化及变化特征。结果显示：①近50a来玛纳斯河流域年均气温总体呈增加趋势,年均气温线性倾向率为0.41℃（/10a）;②近50a来玛纳斯河流域年降水量总体呈增加趋势,年降水量线性变化倾向率为1.04mm（/10a）。所得结论可以服务于农业生产,特别是对有效合理地配置和利用现有的水资源具有现实意义。     

巴尔喀什湖流域径流变化特征分析

通过对巴尔喀什流域主要代表站20世纪50年代以来气温、降水、径流的年际变化过程分析表明,20世纪50年代以来,流域气温呈增加趋势,降水、径流总体呈减少趋势,且减少趋势一直持续至20世纪90年代。从减少幅度来看,径流减少幅度远大于降水,说明巴尔喀什湖20世纪70年代低水位过程是在流域降水等气候因素和人类开发利用水资源等综合影响下造成的。     

降水变化及人类活动对金钱河流域径流的影响

以秦岭南麓的金钱河流域为典型研究区,利用Mann-Kendall非参数统计检验方法、回归分析法、双累积曲线法等数理统计方法,分析金钱河流域径流和降水的年际变化特征,建立了降水年内变化参数的流域降水与径流关系模型;并基于水文模型的方法定量评估降水变化及人类活动对金钱河流域径流变化的影响。结果表明:金钱河流域的降水、径流变化呈现一致性;径流系数呈下降趋势;金钱河流域降水和径流突变点发生在1988-1989年左右;通过降水-径流关系模型计算,由人类活动引起径流减少的比率为51.67%,较高于降水变化的比率48.33%,是导致径流变化的主要原因。     

布哈河流域水资源的气候演变特征

布哈河是青海湖最重要的径流补给河流,其流域水资源气候演变分析对于青海湖生态安全有重要意义。通过天骏、刚察、茶卡气象站长系列气温、降水数据分析布哈河流域气候变化特征。结果表明,近50年来,流域内气温均显著升高,海拔越高升温越明显,冬季升温较其它季节明显。采用Mann-Kendall趋势分析法和累计距平曲线对各时段的升温趋势变化进行了分析,升温自1986年开始至1997年有一个10年左右的波动期,随后在1997出现显著的突变过程,在与青藏高原整体趋势一致的基础上表现出区域自身的增温特点。降水呈增加趋势,但不如温度明显。海拔越高降水增加越明显,夏季降水增加较其它季节明显。根据气温和可利用降水变化特征,流域20世纪80年代开始进入增温增湿期,在20世纪90年代进入相对暖干期,21世纪前10年复转为暖湿期。     

清流河流域水文气象要素历史演变特征

利用清流河流域1961-2012年的降水、气温、蒸发和径流量资料,采用数理统计方法系统诊断了不同尺度水文气象要素的历史演变特征。结果表明,近50年,清流河流域夏季气温呈非显著升高趋势,年与其它季节气温呈显著性升高趋势,在2007年之后,年和季节气温均存在下降的态势。年降水量和夏、冬季降水量呈增加趋势,春、秋季节降水量呈非显著性减少趋势。年水面蒸发量和除春季之外的季节水面蒸发量呈减少趋势,在清流河流域蒸发悖论现象突出。径流量的演变趋势与降水的演变特征总体一致,年和季节径流量均呈增加趋势,其中冬季径流量增加趋势显著;年和季节降水径流量之间的相关系数均在0.65以上,降水是径流量变化的主要驱动要素,因此,未来气候变化特别是降水变化对水资源的影响应引起足够的重视。     

汾河流域气候变化及其对径流影响探讨

在分析汾河径流量变化趋势、20世纪70年代以来断流气候背景,以及气温、降水变化与径流趋势联系和80年代中期以来气候变化特点基础上,建立了河津站天然年径流量计算公式,探讨了气候变化对径流的影响。结果表明:①自20世纪50、60年代丰水期之后径流量总体呈递减趋势;②20世纪70年代以来汾河水量偏枯和断流趋势发展乃是以北半球增暖效应为背景;③20世纪80年代中期以来气候较前期变化有气温升高、尤其冬季最甚,降水减少、特别是汛期及夏、秋季最显著之特点;④气候变化引起径流量平均每年减少5.67亿m3(24.9%),其中气温影响8.6%,降水影响16.3%。因此,汾河流域气候变化及其对径流的影响较为显著。     

玉龙喀什河径流及气象因子演变规律及特征分析

选取玉龙喀什河同古孜洛克站实测径流及气象因子,采用Ｍａｎｎ－Ｋｅｎｄａｌｌ趋势性检验、小波分析等方法,系统分析了径流及其气象因子的演变规律及趋势性,利用霍尔特模型预测了未来５年径流量及气象因子变化趋势。结果表明:径流、降水及气温均呈现显著增加趋势,蒸发量表现为显著减少趋势;相关性分析得出气象因子中气温与径流相关性最大,其次是降水,蒸发与径流呈负相关;未来５年径流量、降水量和气温呈增加趋势,蒸发量呈减少趋势。玉龙喀什河１９８０年—２０１８年径流和降水在研究时间内变化趋势具有一致性,气温在未来将继续主导径流变化。     

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。     

气候变化和人类活动对老哈河流域径流的影响

通过趋势及突变检验将径流序列划分为"天然基准期"和"人类活动影响期",依据径流对降水及潜在蒸发的敏感性,定量分析了我国北方老哈河流域气候变化和人类活动对径流的影响。结果表明:1964年以来,老哈河流域径流呈显著减少趋势,其变化倾向率为-0.47 mm/a;流域径流受气候变化和人类活动双重影响,其中人类活动对径流起减少作用,在20世纪八九十年代及2000—2008年人类活动对径流深的减少量分别为10.9 mm、6.3 mm及17.9 mm;气候变化对径流在80年代和2000—2008年起减少作用,减少量分别为10.0mm和8.5 mm,而90年代气候变化对径流起增加作用,增加量为12.4 mm。     

寇河流域径流变化及其影响因素分析

采用线性回归分析法、Morlet小波分析法、Spearman相关法和降水-径流双累积曲线法,分析寇河流域1965-2012年间降水和径流的年际变化特征。结果表明:寇河流域降水与径流年内分配不均,降水主要集中在6-8月,径流主要集中在7-9月;年降水量和年径流量都呈增加趋势,相对降水而言,年径流序列年际变化更大一些;年降水和年径流变化的第一主周期分别为17年和15年,第二主周期均为7年;径流量变化的主要影响因素是降水,其次是下垫面变化。     

乌鲁木齐河流域径流与气候变化的年内相关性分析

乌鲁木齐河流域为我国干旱区域河流之一,径流年内变化与当地气温、降水等气候条件有关。开展河流域径流与气候变化的年内相关性分析,了解两者之间的相关性。通过相关分析认为乌鲁木齐河径流量与当地气温、降水等气候条件具有较大关系,尤其是降水量对于河流径流的相关性最明显。研究结果可为乌鲁木齐水域治理提供参考。     

黄河源区降水径流一致性及影响因素分析

受全球暖湿化影响,青海省水资源呈现出明显由枯转丰的变化,降水量持续偏丰使全省水资源量呈显著增加趋势,流域产流机理也相应发生了明显变化,但在黄河源区呈现出降水增加、径流减小的态势。依据黄河源区1956—2016年水文气象资料,通过趋势、突变、距平等分析方法,初步分析进入21世纪以来黄河源区各水文气象要素的变化特征及规律,源区降水与径流变化趋势不一致的原因。结果表明:近年来黄河源区气温升高,蒸发量总体呈增加趋势;门堂以上、玛曲以下降水量呈增加趋势,门堂至玛曲区间降水量呈减小趋势;受气温和蒸发量增加的影响,源区产流系数明显减小,使径流变幅较降水变幅更大,由于降水增加区产生的径流增加量小于降水减小区产生的径流减小量,因此整个黄河源区总体上呈现出降水增加而径流减小的趋势;气温升高蒸散发能力增强、流域耗损量增加、产流系数降低是降水和径流变化产生差异的主要原因。     

和田绿洲水循环要素变化特征

应用距平及差积曲线分析和坎德尔(Kendall)秩次相关检验表明，和田绿洲气温存在着递增趋势，处于变暖期；受气温影响，蒸发能力、空气湿度也呈增加趋势，但不显著；降水年际变化较大，年内分配趋于集中，有降水异常现象出现；由于人类活动，河流径流减少十分显著。     

博尔塔拉河径流过程对气候变化的响应

以博尔塔拉河上游和中游为研究区,利用温泉站、博乐站1992-2012年月径流、降水、温度数据,采用统计分析、Mann-Kendall非参数检验、水文特征分析参数分析了博河流域气候变化对径流的影响,得出以下结论:120世纪90年代以来,博尔塔拉河上游和中游径流量均呈波动上升趋势,其中近10年径流量增加趋势明显。2径流年际变化上游较稳定,而径流年内变化正好相反,且上游径流变化具有水热同期的特点,而中游具有滞后性。3温度是引起上游径流变化的主要因素,而农业灌溉、温度、降水的变化对中游径流变化有重要影响,其中温度的影响最为显著。     

阿克苏河气象水文序列变化趋势分析

利用新疆阿克苏河流域内阿克苏气象站和阿拉尔水文站的气温、降水、径流等资料,采用线性倾向、均值、累积统计距平等方法,对近40 a气温和降水的年际、年代际及四季变化特征进行研究,并分析气候变化对径流的影响,找出径流的变化规律。结果表明:近40 a来,研究区内平均气温总体呈上升趋势,四季气温持续上升,冬季平均气温在20世纪80年代上升最为突出,增温幅度最大;流域多年平均年降水量呈明显的增长趋势,降水的年内分配多集中于夏季;径流量可能主要受人类活动的影响,呈现出了下降趋势,由于气温和降水的影响,径流的年内变化差异比较显著。     

阿卡尔河流域径流对气候变化的响应分析

根据阿卡尔河流域1981-2017年逐月径流量、降水量、平均气温及蒸发量资料,运用线性趋势法、滑动平均值法、不均匀系数法及小波方差法,分析流域气候及水文特征的变化规律。结果表明:年径流量、年降水量及年蒸发量呈递减趋势,年均气温呈增加趋势;降水和径流在不同年代变化趋势一致,呈现减小-增加-减小-增加波动变化;夏季径流量和降水量占到全年比例的40%左右,其他3季分配较少,春季和夏季的径流降水峰值呈现出了很强的同步性;年径流、年降水量变化的第一周期时间尺度分别为18 a、16 a,二者共同的周期尺度为6 a,在时间尺度上降水变化影响径流变化。     

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。