密云水库流域径流变化及其影响因素分析

双累积曲线是检验降水与径流关系一致性及其变化的常用方法 ,通常用于水文气象要素一致性的检验、缺值的插补或资料校正,以及水文气象要素的趋势性变化及其强度分析。能够反映人类活动对径流影响的阶段性变化,可以定量地反映降水变化和人类活动变化的贡献率。根据密云水库流域1960年～2012年的逐日降雨、流量观测资料汇总,运用数理统计、随机水文学及时间序列理论等方法 ,通过对流域径流年内变化、年际变化、年代变化趋势及密云水库流域降水变化的分析,探讨人类活动对径流变化的影响,结果可为流域范围内水资源管理和合理利用提供科学依据。     

基于环境变化的滦河流域水文特征演变规律研究

统筹考虑滦河干流地表水资源的不断衰减,环境变化影响的不断加剧,分析滦河流域水文过程演变规律,改善流域水文效应,进而为合理开发滦河水资源提供参考。     

滦河流域主要气象要素及径流变化趋势分析

以滦河流域5个气象站1957 -2008年的气象资料和4个水文站1956-2000年的天然径流资料为基础,采用Mann - Kendall非参数趋势检验法、累计距平法、滑动平均法等方法,分析了流域内气温、日照时数、降水量、相对湿度等主要气象要素以及径流量的变化趋势.结果表明:绝大部分气象站点的年均气温都表现出显著上升趋势,Kendall倾向度为0.28 ～0.43℃/10a;年日照时数均呈显著减少趋势,Kendall倾向度为3.32～8.21 h/a;降水量均呈减少趋势,但不显著,夏季降水量的减少趋势最为显著;相对湿度除承德气象站有显著增大趋势外,其他站点均呈现下降趋势,其中乐亭站达到显著下降水平;径流量均呈不显著减少趋势,潘家口水库水文站年入库径流量的Kendall倾向度为-1799万m3/a.     

基于SWAT模型的滦河流域径流模拟

应用SWAT模型对滦河流域进行了天然径流模拟,以承德、三道河子和滦县3个水文站的还原径流量对模型进行了参数率定与模型验证,基于模型模拟结果分析了下垫面变化对径流的影响。结果表明:滦县水文站率定期与验证期月径流模拟值与实测值的相关系数、确定性效率系数均在0.90以上,相对误差控制在5.00%左右,表明模型具有较高的模拟精度;与1985年相比,2000年土地利用的变化主要是林地面积减少与耕地、草地面积增加,导致径流量增加了2.91%,而年内降水量的增加则强化了下垫面变化对径流的影响程度。     

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。     

浈江流域径流变化分析

采用浈江流域50年(1956-2005年)的降水量资料及主要控制水文站长坝站流量资料为基础对降水、径流的年内分配、年际变化及近年来的变化趋势进行分析,发现降雨系列基本变化不大,人类活动对土地利用结构的变化是间接造成径流增加的原因。     

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。     

变化环境下清水河流域径流演变特征及驱动力

海河上游清水河流域地处我国北方半干旱半湿润过渡带,水资源短缺且生态环境极为脆弱,对气候变化和人类活动高度敏感。明晰变化环境下清水河流域的径流演变规律及气候变化和人类活动的贡献,对实现流域内水资源的可持续利用以及确保本流域作为首都地区生态屏障的功能定位具有重要的意义。根据清水河张家口水文站和啕来庙水文站近70年的实测径流资料,利用有序聚类分析、小波分析和双累积曲线等方法,系统分析了清水河流域径流演变特性及气候变化和人类活动的影响。结果表明:(1)近70年清水河流域径流呈显著减少趋势,径流深年均减少0.6mm;各月径流亦均呈显著减少趋势,其中以春夏两个汛期的减少最为显著;(2)径流在1979年前后发生突变,径流变化的第一、二主周期分别为27a、8a;(3)径流年内分布的不均匀程度明显增加,春汛(3月-4月)占全年径流总量的比例增加,而夏汛(7月-8月)占全年径流总量的比例则呈现减少态势;(4)双累积曲线分析结果表明径流演变的主要驱动因素为人类活动(89%)。     

近47年来降水变化和人类活动对滦河流域年径流量的影响

近47年来,随着流域降水量的减少,以及水利工程的修建、林草地的减少等土地利用方式的改变,在气候变化和人类活动双重因素的作用下,滦河流域年径流量呈现出显著的减少趋势。现基于降水-径流经验统计模型的构建,定量评估了滦河流域降水变化和人类活动对该地区年径流量的影响程度。结果表明:①1983年以前,滦河流域年径流量受环境变化影响较小,1983年以后,年径流量受到气候变化和人类活动影响较为显著;②1984年-2006年期间,受人类活动影响所产生的年均减水量为11.97亿m3,占该时段减水量的84.42%,受降水变化所产生的年均减水量为2.21亿m3,占该时段减水量的15.58%,人类活动的贡献率远大于降水变化。     

石羊河流域出山径流变化分析

通过对石羊河近50a出山径流变化趋势的分析研究，得出结论：径流的补给来源主要依赖大气降水，径流的年内变化季节性强，径流的多年变化趋势呈下降趋势。根据预测模型预测，未来20a的演变趋势仍呈下降趋势，估计时程分配上可能是2005～2010年为相对多水段，2011-2025年为平水段。     

气候变化对湟水径流量影响分析

根据近55年水文气象资料,统计分析了湟水径流量的变化特点及其影响因子,并依据降水、气温、蒸发等主要影响因子与径流量的关系,建立了天然径流量计算公式,计算分析了气候变化和人类活动对湟水径流量的影响。结果表明,随着暖干化趋势加剧,20世纪80年代以来气候变化对湟水径流量的影响幅度不断增大,在80年代、90年代,气候变化和人类活动对径流影响量的比例分别约为2：8与3：7,而2000-2004年影响量的比例已接近5：5。     

滦河流域大中型闸坝水文生态效应

为揭示滦河流域水库对下游河流水文影响,辨析其生态效应,建立了流域闸坝水生态效应评估体系,运用河流影响因子(RI)法评估了闪电河、庙宫、潘家口和桃林口水库的水生态效应,进一步运用水文变化范围(RVA)法评估了潘家口水库的水生态效应。结果表明:1各水库对水文的影响程度为:潘家口桃林口闪电河庙宫,水库的水文效应同时受其级别(库容)和河流原始径流量影响,小型河流水库的水文生态效应不容忽视。2潘家口水库IHA指标(RVA法)总改变度为0.88,第1~2组指标发生了高度改变(0.91),第3~5组指标发生中度改变(0.45),强烈改变了鱼类洄游、底栖生物和植物群落等生态过程。生态水文同步监测与生态模型构建将有助于提升河流生态系统预警能力,为河流生态恢复提供科学依据和技术工具。     

龙川江流域主要气象要素及径流变化趋势分析

采用Mann-Kendall非参数检验法对金沙江一级支流龙川江流域1970年-2009年逐月气温、降水及1961年-2008年径流资料进行趋势检验,并运用R/S方法分析流域的年平均气温、降水、径流时间序列的持续性,估算各项指标的Hurst指数,以定量估计未来气候及径流的变化趋势。结果表明:(1)过去几十年来,流域内降水呈上升趋势但不显著,未来降水将持续增加且元谋站降水的增长趋势持续性较强;(2)几十年来,流域气温呈显著上升趋势,未来气温将会持续过去的上升趋势;(3)几十年来,流域径流呈减少趋势,但不显著,未来继续呈下降趋势,但持续性不强。     

乌云河流域径流变化及其影响因子分析

利用乌云河东风水文站月流量、月降水量和蒸发量资料,通过计算水文和气象要素的变差系数、峰型度和丰枯率及气候倾向率等参数,分析了乌云河径流的主要补给来源及降水和蒸发量等气候因子对径流的影响。研究结果表明：（1）乌云河年径流的变差系数为0.32,其主要由融雪和夏季的降雨来补给,径流年际呈逐渐降低的趋势发展,春、夏、秋、冬四季、汛期及非汛期的流量均呈递减趋势,而且汛期流量减少的最为明显;（2）乌云河的降水量和蒸发量的年际变化也呈递减趋势,蒸发量的减少趋势较为明显,其气候倾向率达到－175.0 mm/10 a。分析认为,降水量的逐渐减少可能是影响该流域流量逐渐降低的原因之一。     

黄河上游唐乃亥流域径流统计特征分析及气候影响

根据黄河上游唐乃亥以上气候资料, 统计分析了近 50年气候变化特点并以其与唐乃亥站径流关系为依据,分析了气候变化对唐乃亥站径流量的影响.结果表明:黄河上游径流呈现以枯水期占优势的丰、枯水交替变化规律,其完整的丰枯循环周期约在18 a;1920～1998年的年径流量呈现弱增长趋势,2000年以后进入一个丰水段;该区年均径流量为617 m3/s,主要集中在6～10月份;月均径流、降水和气温在变换趋势和影响月份上具有高相关性;在全球变暖的大环境下,研究区气温处于波动上升状态,20世纪90年代以后,降水、径流均呈下降趋势.     

汾河下游河川径流变化特性分析

利用汾河下游段1956-2000年径流资料,分析了汾河下游河川径流变化规律及降水对径流变化的影响。研究表明：汾河下游段河川径流年内分配极不均匀,径流量主要集中在汛期;年际间在近45年中呈现出逐年递减趋势,且降水量对径流量有显著的影响。     

降水变化和人类活动对浏阳河流域径流的影响

定量评估降水变化和人类活动对浏阳河流域径流的影响,有助于更合理地利用流域水资源。采用线性拟合、滑动平均和累积距平等方法分析了1969—2013年浏阳河流域径流和降水的演变规律及其相关关系,应用累积斜率变化率比较法定量估算了不同时期降水变化和人类活动对径流量变化的贡献率。结果表明:浏阳河流域降水量表现为增加趋势,上升率为3 mm/(10 a);年径流量表现为下降趋势,下降率为2.7 (m³·s^-1)/(10 a);降水和径流在1988年和1999年均发生显著性突变,经历了“减少—增多—减少”的交替变换。与基准期1969—1988年相比,1989—1998年和1999—2013年这2个时期的降水量变化对径流量变化贡献率依次为56.8%,7.62%,而人类活动对径流量的贡献率依次为43.2%,92.38%,可见人类活动已成为影响浏阳河流域径流变化的主要因素。     

基于多元线性回归模型的滦河流域径流量变化驱动因子分析

基于滦河流域中上游以山区地形为主,地势变化剧烈,地貌及土地利用类型多样,生态环境复杂的背景,为研究不同土地利用类型对流域径流量变化的影响,基于多元线性回归模型,分析了流域内不同子流域土地利用类型和降水量变化对各子流域径流量变化的影响。结果显示,处于下游的瀑河和柳河流域径流量受到耕地的影响较为显著,而滦河流域中上游各子流域径流量变化则主要受到草地、水域和林地面积变化的影响。因此,不同子流域降水量与各土地利用类型对流域内径流量变化的驱动性存在较大差异,在进行水利工程规划设计时需进行单独的讨论与分析。     

目标函数对滦河流域SWAT模型径流模拟不确定性的影响

针对水文模型参数和径流模拟结果不确定性问题,选取2Nash-Sutcliffe效率系数(NSE)、改进的决定系数(R_m²)、相对误差(PBIAS)、Kling-Gupta效率系数(KGE)4种目标函数,对构建的滦河流域潘家口水库上游SWAT模型进行参数率定及验证,分析了不同目标函数下模型参数的敏感性差异及径流模拟的不确定性。结果表明：参数敏感性会随迭代次数增加和抽样范围变化发生改变,不同目标函数下率定的参数范围和最优值显著不同;NSE和KGE作为目标函数在各站点径流模拟中更稳健,分别表现出较高的模拟精度和较低的模拟不确定性。