党河流域近40年径流量特征与气候变化关系探究

基于党河水库水文站径流数据、党河流域内5处水文站及雨量站的降水数据,利用趋势分析、Person双侧相关分析法,探究近40年来党河流域径流量变化特征趋势及其对气候变化的响应。结果表明:党河流域径流量呈现波动上升,温度与蒸发量同时出现上升趋势;降水量总体表现为上游中游下游,且年季尺度受地形影响差异显著;通过Person相关分析显示,党河干流区径流量的增加主要是温度升高带来的冰川融水增多、上游降水量增多的正面驱动和流域内蒸发能力降低等综合作用的结果。     

不同气候情景下和田河上游径流变化

位于内陆的和田绿洲,其水资源主要来自上游山区,山地径流的变化将直接影响社会经济活动。基于此,对和田河流域上游1980—2015年的降水、温度、径流的变化趋势以及降水、温度对径流的影响进行分析,构建相应的soil and water assessment tool（SWAT）模型,结合气候模式对未来6种气候变化情景下的径流进行预测。结果表明：1980—2015年和田河流域上游年均气温和年降水的变化率分别为0.31 ℃/10 a和16.5 mm/10 a,均呈显著增加趋势,年径流也呈上升趋势;以2009—2011年为基准期,若和田河上游降水量分别增加12.5%、10%和减少10%,则其径流量将分别增加8.19%、6.45%和减少6.23%;若和田上游流域温度分别增加0.3 ℃、1 ℃和2 ℃,则和田河径流量将分别增加1.96%、7.74%和12.99%;预设的6种情景径流量均呈现增加趋势,其中2021—2030年HADG_RCP8.5情景下径流量最小,为51.25亿m3/a;2031—2040年,BCC_RCP4.5情景下径流量最小,为53.06亿m3/a。所得结果可以为当地水资源调配提供理论支撑。     

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。     

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。     

和田河流域干流河道耗水过程分析

为缓解和田河流域水资源供需矛盾,提高流域水资源分段管理效益,明晰了和田河水量损失、转化和消耗规律,确定了断面来水量与干流耗水量、河段耗水量与河道损失量之间的关系。利用2006-2018年和田河干、支流各断面地表径流数据,采用Mann-Kendall趋势性检验和水量平衡原理分析了各河段的耗水变化过程。结果表明：地表径流量年际呈上升趋势,年内变化呈 “单峰型”,丰水期占比为74%;乌鲁瓦提－喀河渠首段年耗水量最大（16.97×10⁸ m³/a）,玉河渠首－艾格利牙段年耗水量最小（2.81×10⁸ m³/a）,总耗水量与来水量变化趋势一致;喀河渠首－吐直鲁克、玉河渠首－艾格利牙、 吐(加)艾－肖塔段河损量与耗水量存在着显著的正相关关系,其中和田河干流河损量最大;玉龙喀什河和喀拉喀什河下游是河损防治的重点,和田河沙漠段是巨大挑战。不同来水量情况下的河段耗水量、不同耗水量与河损量之间变化规律的研究可为和田河流域水资源规划及合理调度提供理论依据。     

变化环境下子牙河流域水文过程影响要素分析

构建添加水库及取用水模块的SWAT模型，在考虑人类活动影响的基础上，分析土地利用类型及气候变化对子牙河流域水文要素的影响，并利用统合还原法计算人类活动及气候变化对研究区的径流变化的贡献率。结果表明：1980—2020年草地、耕地及水域面积呈减少趋势，建设用地呈增加趋势，其他土地利用类型变化趋势不明显；土地利用类型变化使得流域地表产流增加3.5 mm,地下水补给和蒸散发分别减少0.15 mm和2.93 mm; 1980—2020年研究区年降水量呈不显著上升趋势，年气温呈显著上升趋势，气候变化使得流域地表产流、地下水补给及蒸散发有不同程度的增加；人类活动和气候变化对流域径流减少的贡献率分别为66.36%和33.64%,人类活动占据相对主导的地位。     

抚河流域水文要素演变特征与驱动因素分析

气候变化和人类活动导致流域水循环过程发生改变,对水文过程的变化进行检测与归因,能够为流域水资源开发利用、防洪减灾等提供技术支撑。以抚河流域为研究区,利用非参数检验、回归分析等方法,分析了1955—2008年流域降水、径流等水文要素的演变特征与突变节点,定量分析了气候变化和人类活动对径流影响的贡献率。结果表明:近60 a来,抚河流域年均降水量呈弱增加趋势,年径流量呈弱减少趋势;1967年之前,人类活动扰动较小,年径流量相对比较稳定;1968—2002年间,年径流量呈弱上升趋势,该阶段人类活动对径流量的改变占主导作用,贡献率为78.6%;2002年以后,径流量呈减小趋势,该阶段气候变化对径流量的改变占主导作用,贡献率为76%。     

气候变化和人类活动对开都河上游径流量的影响评价

开都河是新疆焉耆盆地内的重要河流,对维持焉耆盆地水土生态平衡具有极其重要的作用。近年来,开都河流域的水资源问题已经引发了较为严重的生态环境问题。根据流域内1960—2011年水文气象数据,采用小波分析法、累积距平法、累积量斜率变化率法,对开都河上游径流量和气候变化特征及趋势进行了分析,并定量评估了气候变化和人类活动对径流量变化的影响。结果表明:年降水量、蒸散发量和径流量总体均呈增加趋势;径流量的增加变幅为1.93亿m3/(10 a),具有16 a和28 a的准周期变化,且在1995年前后发生了突变;气候变化对开都河上游径流增加的贡献率达100%,人类活动对径流基本无扰动。     

和田河流域水量沿程变化分析研究

为缓解和田地区水资源供需矛盾,满足和田河向塔河下泄任务,本文根据和田河流域水文站实测资料,分别计算3种工况下的自上游控制站至下游肖塔站的河道水量损失率;由此分析和田河两大支流水量沿程损失的原因.并在此基础上,进一步通过相关分析得到下游肖塔站接收上游来水的临界水量、喀拉喀什河及玉龙喀什河渠首合成最小下泄流量及艾格利亚站和吐直鲁克站的最小下泄流量.其成果对和田河流域水资源开发、管理及向塔河下泄水量具有一定的参考价值.     

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。     

基于Budyko假设的潦河流域上游径流变化归因识别

近50年来,气候变化和人类活动在不同程度上对澡河流域水文过程产生了影响,为了识别径流变化的主要原因,以深河流域上游地区为研究区,利用Mann-Kendall检验法等分析研究区1966-2015年气象及水文要素变化趋势,同时建立基于Budyko假设的水热耦合平衡方程。运用弹性系数法对研究区径流变化的影响因素进行敏感性分析,并对各要素对径流变化的贡献进行定量评估。结果表明,1966-2015年间谍河流域上游地区年径流深呈显著减少趋势,年降水与年潜在蒸散发均元显著变化趋势。 同基准期(1966-1979年）相比,下垫面变化是径流减少的主要影响因素,1980-1997年（影响I期）与1998-2015年（影响E期〉下垫面变化对径流变化的贡献率分别为 52. 68%、88. 12%。 在气候要素中,降水对径流变化的影响大于潜在蒸散发的影响。     

气候变化和人类活动对白河流域径流变化影响的定量研究

分析气候变化和人类活动对白河流域径流变化的贡献率,可为流域水资源规划与管理提供依据。以白河流域作为研究对象,首先采用线性趋势法、滑动平均法分析水文气象要素的年际变化趋势,其次采用Mann-Kendall检验、有序聚类检验和滑动t检验探究年径流量的突变年份,最后采用基于Budyko假设的水量平衡法评估气候变化和人类活动对径流变化的影响。结果表明:白河流域年径流量呈下降趋势,2008-2017年平均径流量仅为1960-1969年平均径流量的36.5%;年径流量在1979年发生突变,在1986年以后呈显著下降趋势;与基准期相比,变化期流域的干旱指数在增加,2001-2017年流域的干旱更为明显;人类活动是白河流域径流变化的主要原因,1980-2000年、2001-2017年人类活动对径流变化的平均贡献率分别为85.6%、73.6%,说明2000年以后气候变化对径流变化的影响呈上升趋势。     

1966～2015年长江源冰川融水变化及其对径流的影响 ——以冬克玛底河流域为例

气候变暖改变了长江源的冰冻圈,影响了当地的生态系统。采用HydroGeoSphere（HGS）水文模型,对长江源区冬克玛底河流域冰川融水进行了模拟研究,以评估气候变暖背景下冰川融水径流对流域水资源的影响。利用研究区周围4个气象站点的资料,采用多元回归和插值方法重建了1966~2015年气象数据,并采用2005~2006年的实测流量数据对模型模拟结果进行了验证,表明模型有一定的可信度。结果显示：① 过去50 a,冬克玛底河流域的平均物质平衡为-151 mm/a,冰川物质累积亏损为7.55 m,温度升高对冰川的影响超过降雨增加的影响;② 物质平衡与降水呈现正相关,与正积温和冰川融水为负相关;③ 过去50 a,冬克玛底河流域总径流量、冰川区产流量、非冰川区产流量都呈现增加趋势,其中增加的总径流量的25%为降水增加所致,75%为气温升高导致冰川消融所致。研究结果可为气候变暖背景下长江源的保护提供一定的科学依据和参考。     

大渡河流域年径流变化特征及其归因分析

根据1951—2012年大渡河流域内气象站年降水量、年平均气温和铜街子站年径流量资料,利用Mann-Kendall秩次相关检验法识别年径流量变化趋势,基于小波分析法检验其周期成分,采用有序聚类法、累积距平法及Pettitt法诊断年径流量突变点,利用累积量斜率变化率比较法揭示气候变化与人类活动对流域年径流量的影响程度。研究结果表明:1951—2012年大渡河流域年径流量整体呈不显著的减少趋势,其中,1951—1968和1988—2012年期间呈不显著的减少趋势,1969—1987年期间呈不显著的增加趋势;年径流量存在7年、11年、17年和28年的周期成分;流域年径流量在1968年和1987年发生突变;以1951—1968年为基准期,1969—1987年期间气候变化和人类活动对大渡河流域径流量减少的贡献率分别为36.22%和63.78%;在1988—2012年期间的贡献率分别为33.68%和66.32%;人类活动是大渡河流域年径流量变化减小的主导因素,气候变化是次要因素。     

新疆的降水及河川径流特性分析

分析了新疆河径流的分配和年际变化特征,在此基础上,探讨了冰川波动与径流对气候变化的响应及冰川波动对径流的影响。分析得出的主要结论有:不同流域的冰川在不同时期的变化不一致;新疆气温、降水的季节及年际变化特征显著,径流年内分配较均匀,径流补给来源以降雨为主,高山冰雪(季节性积雪)融水为辅;年径流量未发生突变,有较明显的周期成分。冰川变化在不同时期,对气温具有较好的响应,且冰川对气温的敏感性高于降水。降水变化对径流变化的影响明显强于气温;径流的大小主要受降水影响,但在个别异常年份,冰川变化对径流具有极其显著的作用。     

基于HBV的黑河流域径流对气候变化的响应

黑河流域是我国西北干旱区内陆河研究的代表性流域,研究未来气候变化对黑河流域山区径流的定量影响,对干旱区水资源规划设计、开发利用和保护管理具有重要意义。采用HBV-light模型,首先根据实测径流数据验证了该模型在黑河流域上游的适用性,然后拟定25种气候变化情景模式,模拟气温与降水变化对径流的定量影响。结果表明:(1)当气温保持不变时,降水增加会造成年径流增加;而当降水维持不变时,气温升高将导致年径流减少。(2)关于径流年内分布,气温变化与6~9月份的径流呈负相关关系,而与4月份的径流呈显著正相关关系;降水变化与径流呈明显的正相关关系;年径流与年内分配均表现为对于降水变化的敏感性高于气温变化。(3)未来气候变化有助于缓解黑河流域水资源短缺的现状。     

气候变化对北江流域径流影响的模拟研究

通过构建北江流域SWAT分布式水文模型,以北江流域13个雨量站10年逐月降水量及北江流域干流石角水文站同步逐月流量数据为输入条件进行水文模型参数率定,应用气候情景设置方法研究了北江流域在降水和气温等不同气候变化条件下径流量的变化规律。研究表明:气温变化1℃对年径流量及其年内分配的影响变化均在1%以内。降水量变化对年径流量影响十分显著,降水量变化10%对年径流量的影响变化可达到15%,而对径流年内分配的影响变化在1%以内,影响较小。随着气温下降和降水量的增加,枯季径流量占年内分配比例均有所上升,枯水期来水量提高,有利于流域城乡供水安全和生态用水安全。     

大通河上游径流演变及驱动因素定量分析

近60年来,位于青藏高原东北边缘祁连山区的大通河上游气温、降水和潜在蒸散发均显著增加,同时在冰川消融50%、冻土退化、源头797km2沼泽退化等多重因素影响下,年径流深以6.0mm/(10a)趋势增长;基流分割表明,径流突变以来基流总量和占比均增加,8月基流量由谷值转变为峰值,汛后和枯水期基流显著增加;采用基于Budyko假设的气候弹性系数法对径流增量进行驱动因素定量分析,径流突变之后相对于基准期而言,年径流深变化+33.6mm,其中降水影响+18.3mm,潜在蒸散发变化影响-3.0mm,冰川融化对径流增量的影响至多为+10.0mm,剩余项+8.3mm为冻土退化和误差项的综合影响。由于各要素影响机制、持续时间各不相同,未来水文情势尚不明朗。     

灞河流域气候因子对水沙变化的影响

利用灞河流域蓝田气象站和马渡王水文站1960—2012年的气象、水文实测资料,分析灞河流域气候及水沙变化规律,同时运用相关性分析、灰色关联分析、多元线性回归模型等多种方法探讨了该流域水沙变化与气候变化的关系。结果表明:灞河流域降雨量、蒸发量、径流量和输沙量皆呈显著下降趋势,而气温呈上升趋势;降雨量与水沙都有重要的相关关系,1960—1990年影响径流量的气候因子敏感度由大至小依次为降雨量、气温、蒸发量,而1991—2012年则为降雨量、蒸发量、气温,当气温和蒸发量不变时,降雨量每增加1 mm,两阶段的年径流量分别增加0.14亿m3和0.08亿m3;1960—2012年影响输沙量的气候因子敏感度由大至小依次为降雨量、气温、蒸发量,当气温和蒸发量不变时,降雨量每增加1 mm,年输沙量增加0.668万t。     

近 50 年潮河流域降雨-径流关系演变及驱动力分析

潮河流域是北京市城市供水的重要水源地。受环境变化影响,潮河流域降雨-径流关系发生了显著性变化,严重影响到北京城市供水安全。利用水文气象长系列数据(1961-2014年)分析了潮河流域降雨-径流关系的变化,采用经验统计分析法定量分析气候变化和人类活动对其径流变化的影响,研究发现:近50年来在降雨波动且微弱下降趋势下,其径流呈现出较大幅度变化且具有显著下降趋势,尤其是2000年以后;潮河流域降雨-径流关系发生突变的年份为1979年、1998年。1979年以后径流系数显著减少,其中1979-1998年人类活动对径流减少占主导地位,其影响贡献率为-109.75%,气候变化对径流影响为正效应,影响贡献率为9.75%;1999-2014年人类活动对径流减少影响贡献率为-88.97%,气候变化影响贡献率为-11.03%。