御临河降雨径流驱动力模型研究

分析御临河年径流量1973～2002年时间序列变化特征,以径流变化突变前的数据建立气候驱动力模型;对比分析径流量的实测值与模型输出值,其差值即人类驱动力影响值.结果表明御临河年径流总量总体上趋于减少,但各个阶段减少的量有所不同,径流量演变以1991年为突变点分为前后2个阶段:前一阶段是气候驱动力占主导地位;而后一阶段则是人类驱动力占主导地位.因此可以认为在全球变化的气候背景下,人类驱动力是御临河径流演变的主要驱动力.     

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。     

降水和人类活动对乌江上游径流变化的影响分析

径流量变化与气候和人类活动密切相关,其相互作用使得流域水循环发生变化,对气候变化和人类活动进行定量分析,可为流域调控水资源效率、协调农业发展等提供参考。以乌江上游为例,基于鸭池河水文站和流域内及周边共12个气象站,根据1960-2013年长时间序列实测径流与气象资料,利用Mann-Kendall法、累积距平法判断流域降水量和径流量的突变时间,用Morlet小波法对径流量进行周期变化分析,重点分析乌江上游流域降水与人类活动对径流量变化的贡献率。结果表明:1960-2013年间,径流量与降水量无显著增加趋势;径流量和降水量在此期间存在1986和2002年两个突变点,且突变特征和阶段特征同步;径流量与降水量的共振周期为18～19 a及19～20 a,流域径流量对降水量变化具有一定滞后作用,滞后时间为1～2 a;以1960-1986年为基准期,1987-2002年降水和人类活动对径流的贡献率分别为50.93%和49.70%,2003-2013年降水和人类活动对径流的贡献率分别为49.30%和50.70%。降水对径流变化的影响程度在降低,而人类活动对径流变化的作用在增大,因此,未来流域水资源管理应重视良性人类活动的构建与调控。     

蒲河流域多情景地表水-地下水联合模拟

以蒲河流域为研究对象，通过构建地表水-地下水耦合模型，模拟多情景下流域径流变化过程，并分析径流减少原因。结果表明，SWAT-MODFLOW模型在该流域适用性较好(R²和NS系数均超过相应阈值);自然条件下的径流年际变化基本与近天然条件下(不考虑人类取用水和下垫面变化)类似，基本呈现丰枯交替的平稳状态；直接人类活动对径流减少的贡献约占83%,强直接人类活动的影响使自然条件下的地表水资源量减少最多；在不同程度人类取用水影响下，7月、8月、9月蒲河水量最多，5月最少；在不同强度人类取用水情况下，毛家河站在75%保证率下的多年平均月径流量最大。     

赣江上游潋水流域径流变化特征及其驱动力分析

基于赣江上游潋水流域东村水文站1980～2010年的逐月、逐年降水和径流数据,结合M-K趋势检验、累积距平法和双累积曲线法系统分析了潋水流域降水量和径流量的年内分布特征、年际变化趋势及其突变点以及流域径流量变化的主要驱动因子.结果 表明:潋水流域多年平均降水量和径流量分别为1604.8mm和6.53×108m3,降水量和径流量在年内均呈单峰型,主要集中在3～8月,分别占年降水总量和年径流总量的72.43％和75.93％;受人类活动的影响,虽然流域降水量在年际间呈不显著的波动增加趋势,但径流量呈不显著的波动减小趋势,且径流量在1984、1991和2002年发生突变;径流的年际变化受降水和人类活动的共同影响,降水的影响由59.05％下降到45.45％,人类活动的影响又由40.95％增加到了54.55％,表明水土流失治理初期流域径流变化主要受降水的影响,而随着植被的恢复,人类活动的影响越来越大.研究结果可为赣江上游流域水土流失的治理及水资源的合理利用提供理论和实践依据.     

晋西北黄土高原地区径流变化特征及动因分析——以昕水河流域为例

选取晋西北昕水河大宁水文站1956～2000年的径流资料，应用多种数值分析方法对其径流变化特征进行了分析研究，同时分析径流变化动因，初步估算了人类活动对径流的影响。结果表明：流域径流年内分配不均，集中程度高；年际变化大，丰水历时短，枯水历时很长；存在一个5～6年左右的变化周期；流域年径流量下降趋势及变异显著；相对于气温升高及降水量变化，人类活动引起下垫面变化是径流量减少的主要原因。     

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%。     

1961-2012年蒸水流域径流演变规律研究

利用湘江一级支流蒸水流域控制站神山头水文站近50 a的径流量实测数据和流域内及邻近的7个气象站同期日降水观测数据,应用Mann-Kendall趋势检验和突变分析、距平累积曲线、双累积曲线等方法分析了1961—2012年蒸水流域径流量和降水量变化的趋势性及阶段性,定量评价了降水和人类活动对流域径流量变化的影响程度。结果表明:蒸水流域径流量和降水量变化阶段性明显,都经历了枯水期和丰水期2个时期;年径流量和年降水量整体呈上升趋势,但径流量上升趋势较降水量更为显著,径流量的突变年份为1988年,降水量的突变年份为1991年,突变年份之后在降水和人类活动的共同影响下径流量明显增大,人类活动对径流量增大的贡献率为75.74%,降水对径流量增大的贡献率为24.26%。目前人类活动是蒸水流域径流变化的主要影响因素,人类可以通过合理的活动在一定程度上调节径流量。     

气候变化和人类活动对黄河重点区间径流的影响

科学分析径流变化归因是流域治理的一项基础工作,对水资源管理具有重要意义。采用水文模拟途径定量评估了气候要素变化和人类活动对黄河重点水文站华县、河津、■头、龙门水文站河川径流变化的影响。结果表明:受人类活动影响,实测径流量出现明显的阶段性变化,突变之后的径流量较突变前减少了30%以上;可变下渗容量模型对黄河流域天然径流量具有较好的模拟效果,能够用于天然径流量的模拟;人类活动是黄河径流量减少的主要原因,人类活动的影响占径流量减少的70%以上;进入21世纪以来,由于降水增加,因此气候要素对径流量减少的贡献率有减小趋势。     

基于Mann-Kendall法和有序聚类法的径流变化特征研究

以清漳河流域为例,应用Mann-Kendall检验法和有序聚类法分析了流域内的径流变化特征.研究发现,径流量系列呈显著性下降趋势,1977年为显著突变点.通过对径流变化特征的影响分析,发现降水量和人类活动是导致流域内径流量变化的主要因素,且降水量的影响程度大于人类活动.     

黄河流域径流演变归因研究

本文首先分析了黄河流域近43年天然径流量的变化规律,得出了降水、蒸发、土地利用和水利工程调蓄四个主要影响因子的变化规律,利用M-K、聚类分析等多种方法判别了黄河流域及6个集水区天然径流受人类活动影响较小的基准期。根据基于傅抱璞公式的流域尺度水均衡模型区分了降水、蒸发、土地利用和水利工程调蓄四个主要影响因子对于流域天然径流量变化的贡献。结果表明:流域内的天然径流量出现明显的衰减,其中4个主要影响因子中降水改变对于天然径流量的变化贡献最大,土地利用和水利工程调蓄因子的变化对各个集水单元的贡献率因为地区的差异也有很大差异。     

环境变化对石栈道站径流量的影响研究

环境变化是导致流域水文过程扰动的主要因素,评估其相对影响对于制定流域水资源规划和管理策略具有重要意义。采用非参数Mann-Kendall检验和Pettitt检验来诊断石栈道站径流的变化趋势和突变,以水文气象资料为基础,构建基于VIC径流模拟模型,并从不同年代来定量分析变化期的环境变化对年径流的影响。结果表明:石栈道站径流呈现显著下降趋势;突变发生在1979年,并据此将研究期划分为径流基准期(1959-1979年)和变化期(1980-1991年,2006-2015年);模型在研究区域内具有较高的适用性,Nash-sutcliffe效率系数和相对误差分别达到模型要求的0. 75以上及10%以下;在1980-1991和2006-2015年两个时段内,气候变化和人类活动对径流减少的影响分别为14. 4%、85. 6%和15. 4%、84. 6%。石栈道站径流变化受人类活动影响较大。     

变化环境下径流演变的研究方法进展

气候变化和人类活动的双重影响使流域天然径流序列发生时空演变。对变化环境背景下径流序列演变规律、驱动因素的研究及在不同气候模式下对未来径流的预估对流域水资源管理和长期规划具有重要意义。为此对当前变化环境下径流演变趋势检验、径流变化归因分析及未来径流趋势预估的相关研究方法进行了全面的回顾,并进行综合对比分析。结果表明：采用多种检验方法组合优于单一检验,其结果更为可靠;气候变化和人类活动影响程度在不同流域、不同时期差异较大;未来径流预估结果的不确定性源于气候模式、水文模型和降尺度方法等多个方面。研究结果可为变化环境下径流演变及其驱动因素的研究提供新思路和科学参考。     

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。     

北洛河流域分期径流变异诊断及成因分析

采用Mann-Kendall变异诊断法和有序聚类法,诊断了北洛河流域枯汛交替期、汛期、汛枯交替期、枯期等分期径流系列变异点并划分了变异等级,采用基于SIMHYD模型的径流还原方法,计算并区分气候变化和人类活动对分期径流变异的贡献率。结果表明:各分期径流变异等级从0级无变异到4级较强变异,排除0级的无变异点,各时期均发生了变异;径流变异程度与径流量有关,径流量较大时期(汛期、汛枯交替期)的变异等级低,径流量小的时期(枯汛交替期、枯期)变异等级高,径流量最小的枯期为4级较强变异;人类活动对枯汛交替期径流变异的贡献率较大,人类活动是主要驱动力;其余3个时期气候变化的贡献率较大,气候变化是主要驱动力。     

近60年塔里木河三源流径流演变规律与趋势分析

气候变化对全球水文及其循环特性产生了不同程度的影响,以塔里木河流域三条源流为研究对象,基于1956—2016年径流实测数据,运用趋势分析、突变检验和周期分析等方法研究多时间尺度下径流变化特征,探讨变化环境对径流变化过程的影响机理,以期为塔里木河流域水资源合理开发提供理论基础。研究结果表明:阿克苏河和叶尔羌河径流量增长趋势明显,和田河径流量呈现轻微增长趋势;三源流Hurst指数大于0.5,径流量在未来仍将保持增加走势,可做长程预测;三源流的突变点均处于1990s,突变点之后径流年代际变化日趋均匀。在年际尺度上,阿克苏河具有明显3 a和5 a准周期,叶尔羌河与和田河的3a准周期较为明显。在年代际尺度上,三源流的主要周期分别为准31 a、准24 a和准25 a;阿克苏河径流变化以年代际波动为主导,而叶尔羌河、和田河呈现相反的结果。     

人类活动影响下的北江流域径流变化特征及其变异性分析

由于受环境变化特别是人类活动的影响,水文水资源系统出现了新的特征。认识水文特征变异规律,对维持人类社会的永续发展具有重要意义。本文以北江流域主要控制性水文站石角站53年（1956-2008）径流序列为基础,运用趋势分析、跳跃分析、相关分析等方法,研究了北江流域径流变化的基本特征和变异规律。结果表明：径流年内分配不均,年际变化大,年径流量序列呈不显著上升趋势,1973年发生了一次径流增量跃变。从对降雨、蒸发、径流系数的分析看,径流在1973年发生了变异,利用降雨-径流关系,分析了人类活动对径流演变的作用,发现城市化发展和水土流失加剧等导致了北江流域径流发生变异。可见,在人类活动的影响下,北江流域径流发生了变异。     

长江干流河道水沙特性与变化趋势初步分

 建立了河道水沙量、水沙影响因子与水沙关系之间的联系，归纳了年径流量与输沙量的4类分析方法：频率统计法、适配线拟合法、相关分析法和累积曲线法。以长江干流河道控制水文站寸滩、宜昌、监利、汉口和大通1950-2005年实测数据为基础，初步分析了长江干流河道水沙特性与变化趋势。分析表明：①长江干流河道水量沿程增加、沙量沿程变化不大，沙量变化比水量变化约大10倍，水沙关系沿程减弱；②1950-2005年间，长江干流河道年径流量基本保持不变，年输沙量呈减小趋势，年均减小约1%，1990年后呈明显减小趋势，2000年后呈加速减小趋势；③上游来水来沙变化是控制葛洲坝工程和三峡工程（135m水位运用期）坝下游水沙变化及河道冲刷的主要因素，其影响大于工程的调水调沙作用。     

丹江口水库中长期径流量的多模型预报结果分析及综合研究

水库中长期入库径流量的预报方法有多种模型,各有优缺点,预报结果也存在一定差异,应用过程中给实际决策造成了一定困难。本文以丹江口水库月径流量为研究对象,通过分析多种预报模型计算结果的变化规律,将精度和稳定性等作为性能指标,构建以加权平均和最小二乘法原理为基础的综合预报模型,并对丹江口水库月径流预报进行了建模计算。应用结果表明,该综合模型提高了预报精度,增强了预报稳定性,使其具有更高可信度,为入库径流量预报提供了一个有效的分析方法,为水库调度决策提供了便利。     

基于 CORDEX 数据集的碧流河流域径流预估

为了研究气候变化对碧流河流域径流的影响,基于CORDEX联合区域降尺度试验,采用区域气候模式对GCM所涉及的两个全球气候模式进行降尺度,获得三种情景下的气象数据集,并利用气象数据集驱动率定好的SWAT水文模型,预测未来气候变化条件下碧流河流域的径流过程,分别分析年、月平均径流相对于基准期的变化特征,以及各情景模式下设计丰水年(P=10%)、设计平水年(P=50%)、设计枯水年(P=90%)的设计年径流年内分配过程相对于基准期的变化。结果表明:气候变化对碧流河流域径流的影响主要体现在汛期;C1、C3情景在RCP4.5排放路径下汛期平均径流量相对于基准期增加17.65%、0.14%,多年平均径流量增加18.17%、5.58%;其余各情景下径流量皆呈减小趋势,其中汛期减幅(-7.22%～-0.75%);多年平均减幅(-10.25%～-10.58%)。设计年径流分配过程显示,未来时期设计丰水年,平水年的年径流最大值主要出现(5—10月),较基准期汛期(6—9月)而言范围较大,设计枯水年年内分配不均匀,碧流河水库在未来时期兴利防洪调度将面临一定的挑战。