汉江上游水资源时空演变及成因分析

采用1930年-2008年长系列资料,对汉江上游水资源时空演变情况进行了系统分析。对丹江口水库天然入库径流的丰枯变化规律进行了分析,并从降雨及土地利用变化引起降雨径流关系变化的角度分析了丹江口天然入库径流变化的原因。通过对比丹江口水库天然与实测入库径流,分析了汉江上游耗水变化情况。根据人类活动及气候条件,将资料划分为1990年以前、1990年-1999年、2000年以后三个时段,对比分析了径流平均年内分配的变化,从降雨、人类活动影响等方面进行了成因分析。通过研究降雨空间分布变化,分析了汉江上游水资源的空间变化情况。     

汉江上游径流变化趋势及特征分析

南水北调中线工程从汉江中上游的丹江口水库引水,作为调水工程水源区,研究汉江上游的径流变化趋势及特征具有重要意义。采用累积距平法和Mann-Kendall趋势分析法分析典型测站的长系列年径流量变化趋势,采用滑动t检验和有序聚类法分析年径流量突变情况。以汉江上游典型水文站武侯站、洋县站、汉中站和石泉站为例。结果表明:20世纪50年代以来,汉江上游径流量总体呈减少趋势,尤其在20世纪90年代以后减少趋势显著。各站年径流量的变化趋势相似,年代平均径流量存在高低交替的现象。突变分析表明4个水文站径流的突变年份均为1990年。汉江上游径流量减少主要受降水量的减少、社会经济用水的增加及水资源开发利用等方面的影响。     

丹江口水库未来径流变化趋势预测研究

应用统计降尺度法将全球气候模式和两参数月水量平衡模型进行耦合，研究未来A2气候情景下丹江口水库径流变化趋势。首先应用统计降尺度法在CGCM2和HadCM3模式下分别预测未来汉江流域上游的月降水和气温情况，然后将它们输入两参数月水量平衡模型，模拟预测丹江口水库的月径流过程。结果表明，在CGCM2气候模式下，丹江口水库径流在2020s和2050s时段比近期减少，2080s时段比近期增加；在HadCM3气候模式下，丹江口水库径流在未来三个时段均比近期增加。     

学会活动园地及信息

南水北调中线工程的可调水量与供水范围根据1956~1997年水文系列分析,汉江流域水资源总量为582亿m3,丹江口以上水资源总量为388亿m3,占全流域的66.7%。经对汉江上游用水消耗调查分析,预计2010年和2030年丹江口水库入库水量分别为362亿m3和356亿m3;考虑汉江中下游地区未来经济社     

近60 a来丹江口水库控制流域降水量及降水径流关系变化分析

以丹江口水库控制流域的8个气象站点历年逐月降水量以及相应的入库流量数据为基础,分析了近60 a来丹江口水库控制流域降水量的年内分布特征以及年降水量的变化趋势,探讨了流域降水径流关系的演化特征。结果表明:丹江口水库控制流域降水量主要集中在6—9月,占全年降水量的60%以上;各站年降水量的增加或减少趋势均不显著;流域降水径流关系没有发生显著变化,这对于南水北调中线工程的安全高效运行和海河流域水资源安全保障工作是有利的。     

气候变化情景下丹江口水库径流模拟预测

气候变化和异常对水资源影响的评价方法有很多种,本项研究采用概念性水文模型模拟和假定气候情景推算径流变化法,分析气候变化对丹江口水库径流的影响,即利用不同的GCMs模型模拟丹江口水库上游的月降水和气温序列,并通过Delta变化作为汉江流域半分布式两参数月水量平衡模型的输入,用以模拟和预测2021～2050年的丹江口水库径流量.结果表明,对于2021-2050年降水和气温年变化的情景,未来年平均径流将相应升高8.18%(HadCM3)、7.78%(CSRIO)和2.14%(CCSRINES),敏感度分析结果显示,径流量对降水变化的敏感度较径流对气温变化的敏感度要大.     

南水北调中线工程的可调水量与供水范围

根据1956～1997年水文系列分析，汉江流域水资源总量为582亿m^3，丹江日以上水资源总量为388亿m^3，占全流域的66．7％。经对汉江上游用水消耗调查分析，预计2010年和2030年丹江口水库入库水量分别为362亿m^3和356亿m^3；考虑汉江中下游地区未来经济社会和生态与环境的需水要求，在建设兴隆枢纽、引江济汉、     

汉江丹江口以上流域降水特征及变化趋势分析

利用1951～2003年汉江丹江口以上流域7个气象站点降水量资料,分析了丹江口水库上游降水量的变化特征和近53 a降水量的变化趋势,并采用最大熵谱估计方法分析丹江口水库上游年降水量序列的变化周期.丹江口水库上游降水量年际变化不大;降水量年内分配不均匀,汛期5～10月占了年降水量的75%～85%;1951～1978年期间降水变化不大,20世纪80年代和90年代降水的变化相对比较大,80年代是持续的多雨期,而90年代到2002年是持续的少雨期.掌握其降水量的变化规律,对指导丹江口水库的调度运行和保证南水北调中线工程调水的顺利实施具有重要意义.     

气候变化及人类活动对三峡水库入库径流特性影响分析

近年来,受气候变化、人类在长江上游兴建大量大型水库等活动的影响,三峡水库入库径流特性已较天然情况发生了较大的变化。为了掌握新环境下三峡水库入库径流的特性以及未来的变化趋势,收集分析了长江上游历年降雨情况和近20年兴建的大型调节性水库资料,并结合近年来三峡水库入库径流资料,对径流年内变化规律和年际变化规律进行对比分析,结果表明三峡水库入库径流具有以9年为周期的年际变化特性,年内分配更加平稳。考虑未来10年上游大型水库的兴建和投产情况,对未来三峡入库径流的变化趋势进行的定性分析结果表明,未来三峡入库流量年内分配过程将更加均匀。     

气候变化和人类活动对汉江上游径流变化影响的定量研究

以汉江上游为例,基于弹性系数法和水文模拟法定量估算气候变化和人类活动对流域径流的影响,探讨了变化环境下流域径流对气候变化和人类活动的响应特征。研究结果表明:1961年-2013年汉江上游流域径流呈明显下降趋势,并在1985年前后发生了突变;降水及潜在蒸散发在同时期内也逐渐降低,但变化趋势不显著。气候变化对径流变化的贡献率为42.8%~43.5%,人类活动对径流变化的贡献率为56.5%~57.2%,相比人类活动对汉江上游径流的影响稍大,且其对径流变化的影响呈现增长的趋势。     

丹江口水库入出库径流多时间尺度变化特征分析

为了认识丹江口水库运行对河道径流改变的影响,更好地指导汉江流域水资源利用,采用Morlet小波分析方法,对丹江口水库1956~2012年入库及出库径流序列进行研究,探讨了该水库入出库径流的丰枯变化情况及其准周期特征。研究结果表明,20世纪90年代以前,丹江口水库来水量经历了多次丰枯交替变化过程,其中,60年代中后期、70年代中期和80年代前期为丰水期,其余为枯水期;20世纪90年代以后,丹江口水库来水呈现出整体偏枯的趋势;水库运行对径流的影响主要体现在对年内分配过程的改变上,通过拦蓄汛期洪水,加大了枯期的下泄水量;水库的调蓄并未改变径流的主要周期,入库和出库径流均保持10个月尺度的主周期,其他时间尺度上的周期变化不太明显。     

东荆河水文特性变化分析研究

东荆河是汉江下游分泄汉江洪水入长江的重要分洪河道,其分流分沙的变化不仅影响东荆河流域防洪安全、水资源利用、航运等,还影响汉江、长江的防洪安全。应用大量实测水文资料,系统地分析研究了东荆河分流分沙的变化规律。研究结果表明:东荆河多年平均分泄汉江水量42.5亿m~3,占9.1%,汉江上游丹江口水库建库后,分流比变化明显;分流分沙比在丹江口建库前后变化相当,洪峰流量分流比由建库前的22.7%变化为建库后的17.9%;由于丹江口水库调蓄,东荆河断流天数有所减少,且由于受清水下泄的影响,东荆河河床冲刷作用明显,断流水位下降。研究结果对东荆河及汉江中下游河道治理、水资源利用、防洪等有一定的参考价值。     

丹江口水库入库非点源污染负荷的计算与讨论

正确估算丹江口水库入库非点源污染负荷对于水源区水环境保护具有重要意义。根据丹江口库区6条主要入库河流汉江、天河、堵河、丹江、老灌河、淇河控制水文站2013年逐日流量数据,采用数字滤波法对基流进行了分割。以逐日流量、河川基流量和代表污染物（CODMn和TP）2013年逐月浓度监测值为基础,采用通量法计算了背景污染负荷和点源污染负荷、非点源污染负荷。结果表明：（1） 6条河流入库流量占总入库流量的95.9%,非点源污染已成为丹江口水库水质变化的主导因素。（2） 汉江是入库污染负荷的最大来源,其次是堵河。（3） 由于非点源污染伴随降雨汇入河道,水库污染负荷主要集中于丰水期,2013年度丰水期CODMn和TP的比例分别达到了80.8%和90.9%。      

Risk Evaluation of Water Shortage in Source Area of Middle Route Project for South-to-North Water Transfer in China

Water diversion causes changes in the downstream flow regime, which may intensify the crisis of water shortage. The effect of the diversion on water shortage depends on the volumes of water transferred and water demand of source area, the upstream inflow and the way the reservoir is operated. This paper reports the findings of a study to assess the impact of water diversion from Danjiangkou reservoir on middle and lower Hanjiang River, part of the source area of South-to-North Water Transfer Project, China. The risk evaluation model consists of four parts, including inflow generation, water demand, simulation, and performance evaluation. Thomas?CFiering model and Mont-Carlo method are utilized to simulate monthly reservoir inflow data and a 12-dimensional random vector is used to describe the 12-month water demand in middle and lower Hanjiang River. A reservoir simulation model is established for optimum operation of Danjiangkou reservoir. Several scenarios including different water diversion scales are run by the risk evaluation model, whose outputs provide valuable information for decision making.     

南水北调中线一期工程生态补水潜力研究

采用Spearman秩次相关检验法和Mann-Kendall秩次相关检验法,在分析丹江口水库入库径流变化趋势的基础上,构建水库多目标优化调度模型,研究丹江口水库在满足汉江中下游及北调城市供水的同时,向调水受水区进行生态补水的潜力。结果表明:在1956—1998年的42 a中,除了8个枯水年或者连续枯水年无水可补之外,其余34 a均可向受水区进行生态补水,多年平均生态补水量可达21亿m3,年生态补水量最多可达45亿m3,具有向受水区进行生态补水的巨大潜力。     

Estimation of non-point source pollution loads with flux method in Danjiangkou Reservoir area,China

The estimation of non-point source pollution loads into the Danjiangkou Reservoir is highly significant to environmental protection in the watershed. In order to overcome the drawbacks of traditional watershed numerical models, a base flow separation method was established coupled with a digital filtering method and a flux method. The digital filtering method has been used to separate the base flows of the Hanjiang, Tianhe, Duhe, Danjiang, Laoguan, and Qihe rivers. Based on daily discharge, base flow, and pollutant concentration data, the flux method was used to calculate the point source pollution load and non-point source pollution load. The results show that: (1) In the year 2013, the total inflow of the six rivers mentioned above accounted for 95.9% of the total inflow to the Danjiangkou Reservoir. The total pollution loads of chemical oxygen demand (COD_Mn) and total phosphorus (TP) from the six rivers were 58.20 × 10³ t and 1.863 × 10³ t, respectively, and the non-point source pollution loads were 39.82 × 10³ t and 1.544 × 10³ t, respectively, indicating that the non-point source pollution is a major factor (with a contribution rate of 68.4% for COD_Mn and 82.9% for TP). (2) The Hanjiang River is the most significant contributor of pollution loads to the Danjiangkou Reservoir, and its COD_Mn and TP contribution rates reached 79.3% and 83.2%, respectively. The Duhe River took the second place. (3) Non-point source pollution mainly occurred in the wet season in 2013, accounting for 80.8% and 90.9% of the total pollution loads of COD_Mn and TP, respectively. It is concluded that the emphasis of pollution control should be placed on non-point source pollution.     

实施联合水量调配防止汉江中下游产生水华

分析了汉江中下游产生水华的原因及防止其产生的临界水文条件,实施丹江口水库与引江济汉工程联合水量调配可防止水华的产生,而且不影响南水北调计划。     

丹江口入库洪水与坝址洪水关系研究

以汉江流域的丹江口水库为研究对象,基于水库建库前后的洪水资料,采用流量叠加法、水量平衡法、马斯京根演算法等方法推求入库洪水和坝址洪水,建立入库洪水与坝址洪水的洪峰流量和不同时段洪量的关系,研究不同方法推求的入库设计洪水成果的差异。研究结果表明:丹江口入库洪水与坝址洪水的关系可近似用线性关系表示,洪峰流量较时段洪量的相关性略差,随着时段的增长,入库洪量与坝址洪量趋于接近;采用典型年法推求入库设计洪水,不同典型年推求的入库设计洪峰和短历时洪量成果差别较大,用入库洪水与坝址洪水关系法推求的入库设计洪水成果代表平均值。研究成果可为丹江口水库防洪调度运行提供参考。     

三里坪水库在南河干流开发利用中的地位与作用

南河干流水资源开发与利用是汉江流域综合开发的重要组成部分。南河流域洪水主要来源于开峰峪以上,是汉江中下游区间洪水的主要来源之一。论述了南河干流结合兴利修建防洪水库的必要性和可行性,侧重介绍了三里坪水库在南河梯级水电开发中的地位和作用。工程论证认为,三里坪水库建设可以发挥多重效益,对于配合丹江口水库削减汉江中下游防洪压力作用明显,同时有利于推动区域整体经济可持续发展,是南河流域治理开发的控制性工程。