江苏太湖流域降雨径流年际变化分析

以江苏太湖流域（1956—2012）降雨为基础,分析江苏太湖流域径流及时空变化特征,研究该流域降雨径流的年际年内变化及两者的变化关系。结果表明：降雨径流都呈增长趋势。降雨平均每10年增加29mm,径流平均每10年增加26mm;降雨在年内季节分配上,夏季、冬季呈加大趋势,春季、秋季呈减小趋势;加大的降水年内分配的不均导致径流在年内分配的更加不均匀,径流集中在汛期,汛期径流量约达年径流量的84．8％,加大了某季节内的洪水、干旱风险。     

岷江都江堰降雨与径流变化趋势分析及预测

依据岷江上游紫坪铺水文站监测1955—2008年降雨量与年径流量资料为基础数据,用线性倾向法、滑动平均法、Mann-Kendall法进行系列趋势检验,采用小波分析进行序列周期性分析,用ARIMA模型法构建降雨径流预测模型。结果表明:近54 a来,岷江流域都江堰段降雨量与径流量均有下降趋势,其中降雨下降较快,降雨的突变点比径流少且二者存在6~21 a的周期,得到的ARIMA模型预测精度较高,结合序列趋势变化与周期性,可得到该区未来降雨径流更合理的预测。     

近60年黄泽江流域降雨径流变化趋势及突变分析

基于黄泽水文站及流域内5个雨量站1958—2017年降雨、径流实测资料,采用5 a滑动平均法、Mann-Kendall检验法研究分析60 a来黄泽江降雨、径流的变化趋势,同时利用滑动t检验、Yamamoto法和Pettitt检验等方法对年径流序列的突变点进行验证,结合弹性系数法定量分析气候变化和人类活动对径流变化的贡献率,探究径流变化的可能原因。结果表明:研究时段内黄泽江流域年平均降雨量变化总体呈上升趋势但不显著,从年代际来看,20世纪60年代较常年偏少,21世纪10年代较常年偏多;年径流量整体呈下降趋势,整个研究期呈现丰、枯交替变化规律,确定1963、2008、2009年为径流变化的突变年; 1963—2007年人类活动对径流量减少的贡献率为86.87%;2008—2017年人类活动对径流量减少的贡献率为108.91%,说明人类活动是流域径流变化的主要驱动因素。     

精河流域径流变化特征及其对降水变化的响应

利用精河水文站1964年-2012年径流、降雨数据,采用M-K检验、累积曲线模型及交叉小波分析等方法,对艾比湖流域精河的径流、降水的变化特征及多时间尺度相关进行分析,并定量分析了降水变化对径流变化的贡献率。精河年径流量总体上径流呈增长趋势,但趋势不明显;降雨总体上呈增加趋势,且增加趋势明显。精河年径流量与降水量在多时间尺度上存在显著相关关系,且以正相关关系为主,显著相关区域集中在1986年-1991年在2~4a的周期带、1985年-1990年的7a周期带、2002年-2011年的4~5a周期带。分析认为,近50年来该流域降水变化对径流增加的贡献率平均为68.4%。     

南渡江入海径流量变化及其影响因素

以南渡江控制站龙塘水文站1956年~2007年水文资料和流域内降雨量为基础,研究流域入海径流量演变规律及其影响因素。结果表明,降雨量和径流量均呈下降趋势,径流量下降幅度更明显,径流系数系列在2002年前后发生突变。将1956年~1969年做为基准期,利用降雨-径流关系,定量分析了人类活动对径流演变的影响,发现人类活动的直接影响是造成径流下降的重要原因。1987年前人类活动对流域下垫面地间接影响加剧了径流下降的趋势,2000年后随流域植被覆盖率的提高,水土涵养能力增强,径流下降趋势有所减缓。     

桑园河流域降雨时空分布与径流趋势变化研究

近年来,桑园河流域由于受自然与人为因素的影响,径流量年际变化较大,严重影响流域内水资源的合理开发与利用。对桑园河流域降雨量序列进行时空分布特性分析,采用滑动平均法和Spearman秩次相关检验法对降雨和径流序列变化趋势进行分析,采用Mann-Kendall秩次相关非参数趋势检验法对降雨和径流序列突变点进行分析,采用小波分析法对降雨和径流序列周期性进行分析。结果表明:桑园河流域降雨量由西向东递减,南、北降雨量相差不大;流域西部和东部降雨量受地形影响较为显著;降雨季节性差异显著,主要集中在汛期(5~10月),占全年降雨量的91.4%~93.8%;桑园河流域年降雨量下降趋势不明显,年径流深及径流系数有略微增加的趋势,在2002年,2008年径流深及径流系数上升显著;桑园河流域年降雨量在1986年,2012年出现变异点,年径流深在1987年,2013年出现变异点;桑园河流域年降雨量存在5,20 a和33 a的周期尺度;年径流深存在5,19 a和27 a的周期尺度。     

抚河临水流域径流量变化及其对降雨的响应

利用抚河临水流域1979—2008年降水和径流数据,采用累积距平法、M-K非参数检验、小波分析以及累积量斜率变化率法,分析了临水流域径流量变化特征及趋势,并定量分析降水和人类活动对临水流域径流变化的影响程度。结果表明临水流域径流量年内变化为单峰型曲线,径流量的季节差异较大;年径流量呈下降趋势,但变化趋势都不明显;径流量变化的突变年份为1984年和2002年;年径流量存在7 a和14 a周期变化,其中14 a周期振荡最显著;相对于基准期AR(1979—1984),BR(1984—2002)和CR(2003—2008)时期降雨对径流的降水变化对径流变化的贡献率分别为75.5%和59.92%,贡献率均在59%以上,说明降雨是导致临水流域年径流量减少的主导因素。随着社会经济的发展,人类活动对径流变化的影响也逐渐显现出来。     

森林植被变化对潜山流域径流量的影响

采用流域自身对比法,利用潜山流域水文站实测的44 a降雨量—径流量数据,定量分析了该流域降雨量—径流量变化关系.选择1987年、1999年和2007年3个典型年份,结合植被覆盖度分级图,定量分析研究了大别山地区潜山流域森林植被变化对该区域森林水源涵养关系的影响.研究发现,2007年低植被覆盖区比1987年减少56%,中植被覆盖区比1987年增加12%,高植被覆盖区比1987年增加24%,2007年平均降雨量较1987年减少52%,而平均径流量较1987年减少69%,表明森林覆盖率提高能减少径流,显著降低径流系数,增强流域抗洪能力,使得森林水源涵养能力得到提升.     

潮河流域降雨径流变化趋势分析

基于趋势分析、突变分析和小波分析方法对密云水库主要汇水流域之一的潮河流域1973—2013年的降雨径流资料进行分析,结果表明:潮河流域1973—2013年的降雨量总体保持稳定且有缓慢减少的趋势。1998年降雨量突然增多主要是由于气候异常引起的突变。流域的径流量呈显著减少趋势,特别是1998—2013年经历连续15年的干旱,密云水库来水量明显减少。突变检验结果表明1998年是流域降雨径流变化发生突变的显著年份。近年来强烈的人类活动是造成径流持续明显减少的主要因素,当人类取用水活动影响较弱时,径流变化同降雨变化基本保持一致。潮河流域降雨、径流变化受自然气候变化和人类活动影响,其变化周期均包括2个主变化周期,其中降雨有2~3年的变化周期,径流变化有3~6年变化周期。根据周期变化特征,潮河流域未来降雨量基本保持稳定,但由于人类活动的强烈影响,即使某些特别年份降雨量波动性增多,但密云水库入库流量总体仍将维持在比较低的水平。     

湫水河流域水沙变化现状及成因分析

根据湫水河流域林家坪水文站47年降水、径流、泥沙资料,利用水文法建立降雨径流模型和降雨产沙模型,在此基础上根据降雨资料建立模拟天然径流量和模拟天然输沙量序列,对因降水变化和人类活动对河川径流及输沙量的影响进行了定量分析,并根据流域内主要的人类活动类型分析了水沙变化的原因。     

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。     

东江流域汛期降雨序列的小波分析

为了揭示流域汛期降雨变化的多时间尺度的复杂结构,采用Morlet小波函数,对东江流域1956~2005年汛期降雨时间序列进行了小波分析,找出了不同时间尺度下降雨序列变化的周期和突变点,并根据降雨主周期对未来汛期降雨变化进行了预测。研究结果表明,汛期降雨序列呈现微弱的减少趋势,倾向率为每10 a12.08 mm,近50 a汛期降雨量减少了约60.4 mm;汛期降雨量变化的特征时间尺度为2、4、7、12 a与19 a,其中4、7 a左右的周期振荡最强,为汛期降雨量变化主周期;依据主周期的变化趋势,预测2006年前后东江流域汛期降雨将偏少,在2008~2010年汛期降雨将偏多。     

基于HIMS的渭河中游黑峪口子流域径流模拟及其对气候变化的响应研究

水文模型是认识水循环机理、模拟水文系统及其对气候变化响应的重要工具和方法。基于国内自主研发的水文综合模拟系统(Hydro-Informatic Modeling System,HIMS),选择渭河中游的黑峪口子流域(面积1 476 km2)作为研究对象,构建黑峪口子流域的集总式水文模型,模拟黑峪口子流域1991—2000年的日径流过程,并在此基础上模拟8种气候变化情景(降水增加10%、不变、减少10%;蒸发增加10%、不变、减少10%)下的径流响应。研究取得了以下几点认识:①模型的整体模拟效果评价:在模型率定期(1991—1996年)Nash-Suttcliffe系数为0.64,相关系数为0.65,体积误差为5%;在模型验证期(1997—2000年)Nash-Suttcliffe效率系数为0.63,相关系数为0.66,体积误差为10%;②降雨的空间差异性较大,并且降雨是径流的直接来源,而在整个黑峪口子流域内只用到了3个气象站的连续观测资料,导致在整个子流域内降雨站点分布较少的情况对于径流模拟效果并不理想(Nash-Suttcliffe系数未大于0.7);③模型的体积误差在验证期偏大,约为10%,引起体积误差偏大的原因是模型在对最大洪峰的模拟上效果不理想,模型还需要在洪峰模拟上改进;④径流对于降雨与蒸发的响应均很敏感,并且径流对于降雨量的敏感性高于对于潜在蒸发的敏感性,在降水量不变的情况下蒸发每增加10%,年径流量减少0.2亿m3,在降水增加10%和减少10%时,年径流量的变化率分别为17.1%和-16.0———而在蒸发不变的情况下,降水每增加10%,年径流量增加0.6亿m3,在蒸发增加10%和减少10%时,年径流量的变化率分别为-4.6%和5.0%,降水引起的径流变化率为蒸发引起的径流变化率的3～4倍;⑤径流与降雨量的变化呈现正相关关系,而径流与潜在蒸发量的变化呈现负相关关系,并且径流对于降雨量和潜在蒸发量的响应均呈现非线性关系。     

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.     

大理河流域治理前后径流泥沙变化研究

以大理河流域 1960-2002 年长系列降雨径流泥沙资料为基础,以 1969 年为分界年,视1969 年以前为天然状态, 1969 年以后为治理状态,将该流域按照本区的地貌类型、下垫面及水文站网布设情况等划分为青阳岔水文站以上区域、李家河水文站以上区域和绥德水文站以上 3 个区域。对各区域分别建立无治理措施年份的汛期降雨量和汛期径流量、汛期降雨量和汛期泥沙量、汛期径流量和汛期泥沙量经验关系式,用经验关系式的计算值和相应实测值进行比较,来分析实施水土保持措施对大理河流域径流泥沙变化的影响。     

武江流域气象要素变化及对径流敏感性分析

基于武江流域1959-2006年月均气象要素(降水量、气温、蒸发量、相对湿度和日照时数)及水文资料,采用Mann-Kendall法和相关分析等方法,分析了流域近50年来气象要素变化趋势及其与径流之间的关系;运用非线性回归模型计算并分析了降雨和蒸发对流域径流的敏感性。结果表明:近50年来,流域降雨量、气温呈上升趋势,而蒸发量、相对湿度、日照时数则呈下降趋势;降雨与径流有较好的线性关系且与径流关联度最大,是径流量变化的主要驱动因子;武江流域径流对降雨变化的响应较气温更为显著。     

基于SWAT模型的秦淮河流域气候变化水文响应研究

为了解气候变化对水文水资源的影响机理,以秦淮河流域为研究区构建SWAT模型,使用SWAT-CUP对模型进行参数敏感性分析、率定及验证,并采用任意假设法设计未来气候情景,分析温度及降雨变化对流域径流及实际蒸散发量的影响。结果表明:模型在月径流模拟中具有较高的精度,适用于秦淮河流域气候变化下的水文响应研究;气温降低或降雨量上升都会引起流域径流量增加,反之则减少;实际蒸散发量与降雨量正相关,而实际蒸散发量对气温变化的响应不明显;平水年径流量对降雨量变化的响应较强,枯水年径流量对温度变化的响应较强;枯水年实际蒸散发量对降雨量变化的响应较强。     

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。     

近50年中国不同气候区典型流域降雨径流变化趋势

应用近50年中国4个不同气候区典型流域重点控制站的降雨、径流观测资料,采用线性回归法和M-K检验法分别分析了各个流域的降雨、径流量变化情况。结果表明,南方湿润气候区石角站以上流域的降雨、径流量均表现出了增加的趋势,而处于其他气候区典型流域的降雨及径流量呈现出了下降的趋势,特别是处于半湿润半干旱气候区的邢家窝棚站以上流域的降雨、径流下降趋势明显,这严重影响了我国经济社会的发展。     

1957-2017年泾河流域降雨量及降雨侵蚀力时空变化分析

泾河流域受土壤侵蚀的影响,水土流失较为严重,为对流域水土流失风险评估和防治等提供参考依据,根据1957-2017年泾河流域5个气象站点的日降水资料,运用ArcGIS空间插值、小波分析、R/S分析等方法,分析了该时段降雨量及降雨侵蚀力时空变化规律。结果表明:泾河流域及各气象站点的降雨量与降雨侵蚀力均呈显著正相关关系;泾河流域降雨量与降雨侵蚀力年内分布不均,主要集中在夏季,分别占全年的67.80%和52.86%;泾河流域年均降雨量和降雨侵蚀力分别为496.83 mm和1 481.24 (MJ·mm)/(hm~2·h),年际总体呈波动上升趋势且未来降雨侵蚀力将延续增加趋势,两者均在1996和2009年出现突变点且第一主周期分别为27和17 a;泾河流域降雨量和降雨侵蚀力在空间上均呈从西北到东南递增的趋势。