秦岭南北典型流域径流特征及其降水变化响应

为探索秦岭南北典型流域径流特征及其降水变化响应,选择月河流域和灞河流域为典型流域,根据两流域干流站1960~2010年逐月径流资料,用距平累积法、非参数Mann-Kendall法和R/S分析法等方法对年代际、月尺度径流特征进行对比分析,并考虑年内降水变化,建立降水径流关系模型,定量分析降水变化和人类活动对径流的贡献率。结果表明,两流域径流具有较高的相关性,趋势变化规律大体一致,径流系数基本相同;径流年际变化中径流深接近,均呈震荡下降趋势,且灞河流域下降趋势更明显;年代际变化均呈W型,突变点均在1985~1987年之间,灞河流域通过显著性检验;灞河流域径流年内分配比月河流域更平均,灞河流域年内径流呈双峰型,月河流域径流年内变化呈单峰型;随着时间尺度的降低,两流域径流相关性降低。     

嫩江流域中下游径流量变化的时空特征

为分析嫩江流域中下游径流量变化的时空特征,以1955~2005年嫩江中下游同盟、江桥、大赉站径流和降水为依据,应用Morlet小波分析法、Mann-Kendall检验、Sen趋势度估计、改进累积曲线等方法研究了嫩江中下游径流在年、季节尺度上的变化特征及周期性规律,并采用多元线性回归法、双累积曲线分析了径流对人类活动的响应规律。结果表明,嫩江中下游径流具有5、11、26年主周期,其中26年为第一主周期;嫩江中下游径流的年内分布规律基本一致,径流量最大峰值均集中于7月份;下游河川径流的波动性比中游大,1955~2005年中下游径流呈下降趋势,其下降趋势由中游到下游越来越显著;嫩江流域径流突变点发生于1979年;降水对径流无显著影响,径流减少趋势主要受人类活动的影响,且下游受人类活动的影响更大。     

近50年来滦河下游径流演变特征及成因分析

选用滦河下游滦县水文站1956~2006年径流量资料,采用线性倾向估计、滑动平均、滑动t检验、Yamamoto法、有序聚类和小波分析等方法分析了滦河下游年径流量演变趋势和周期特征,并分析了径流变化原因。结果表明,滦河下游年径流量呈显著下降趋势,年径流量倾向率为-9.5×108m3/10a;年径流量在1979年前后发生了突变,随后总体呈下降趋势;年径流序列主要存在3个尺度的周期变化,其中以30年以上尺度的震荡最强;人口增长、工农业用水增加、跨流域调水等人类活动因素是导致滦河下游径流量减少的主要原因。     

长江大通站径流量变化特征分析

综合采用Mann-Kendall趋势检验、Pettitt突变点检验、Morlet小波分析及径流年内分配量化研究方法分析了长江大通站1946～2009年径流的变化趋势、突变、周期和年内分配特征.结果发现大通站年均、洪、枯季流量无明显变化趋势,但月均流量有明显变化趋势;年均流量无显著突变,但洪、枯季、月均流量均存在显著突变;流量序列存在10年以上的年代周期与10年以内的年际周期;径流年内分配在20世纪60、70、90年代相对集中,在21世纪初则相对均匀,年内径流主要集中于7、8月,年内变幅在20 世纪60年代较大,在21纪初较小.分析了大通站径流变化原因,以期为流域水资源的合理开发利用提供科学依据.     

岷江流域径流变化及成因分析

针对水利工程建设运行造成岷江流域径流情势变化等问题,定量分析岷江流域径流情势变化,运用Mann-Kendall法、累积距平法、滑动T检验法分析了径流量与降水量特征;考虑水利工程建设对突变前后水文指标进行割裂,选择生态水文指标变化范围法(IHA-RVA)和水文改变度法综合评价岷江水文情势变化;基于6种Budyko假设公式,量化分析气候变化和人类活动对径流变化的贡献率。结果表明,1956～2017年岷江流域径流量呈明显下降趋势,并在1993年前后发生突变;整体径流情势改变度为45%(呈中度改变),整体降水改变度为37%(呈中度改变);降水量及潜在蒸散发量在同期内呈下降趋势,但整体变化趋势不显著;人类活动是影响岷江流域径流情势变化的主导因素。     

安哥拉宽扎河径流演变特性分析

为合理开发、高效利用安哥拉宽扎河水力资源,需深入分析其河川径流的演变特性。基于堪班贝站天然径流资料,采用Mann-Kendall秩次相关检验法、滑动t检验法等统计学方法,分析了径流的变化趋势和突变特性。结果表明,年径流量和汛期径流量均有减少趋势,但变化趋势不显著;非汛期径流量有显著的减少趋势,若未来维持该趋势,将加剧径流的年内丰枯差异,对水资源综合利用产生不利影响;年径流量和汛期径流量在1970、2001年发生突变,非汛期径流量在1971、2004年发生突变,突变点前后序列的变化趋势均发生改变。     

中国主要江河年径流变化特性分析

基于中国主要江河历年年径流资料,采用随机分析法探讨了中国主要江河年径流的年内分配特点、年际变化特征、趋势性、突变性和周期性。结果表明,中国主要江河年径流的年内不均匀性总体均较大,其中海河流域、淮河流域、松花江流域和辽河流域不均匀性更大。与1980年前相比,1980年后除淮河流域和松花江流域年径流年内不均匀性稍有增加外,其他江河年径流的年内不均匀性有降低趋势;中国主要江河年径流南多北少,北方河流年径流的年际变化幅度和剧烈程度大于南方河流。与1980年前相比,1980年后除王家坝站和哈尔滨站年径流量略微增加外,中国主要江河年径流量有不同程度的减少,水量较贫乏的黄河中下游和海河流域近60年来出现连旱、连丰的频次远高于其他流域;受气候变化和人类活动的影响,中国主要江河各站除石角站、王家坝站和哈尔滨站年径流有不显著的增加趋势外,其余各站年径流均出现下降趋势,尤其是海河流域、辽河流域和黄河中下游地区下降最为显著;长江流域和珠江流域年径流突变点主要集中于20世纪50~70年代和21世纪初期,松花江流域在20世纪20、60、90年代年径流存在突变,黄河流域、海河流域、淮河流域和辽河流域年径流突变点主要集中于20世纪50~80年代间;中国主要江河年径流序列存在长度不等的周期成分,主要周期一般在20年以下,以3~7、8~10、12~20年周期为主。     

气候变化和人类活动对密云水库上游流域径流变化的影响

以北京市密云水库上游流域为例,采用非参数检验Mann-Kendall、Sen斜率、小波周期性分析、基尼系数及洛伦兹不对称系数、SCRAQ法,分析了1960～2017年水库上游流域张家坟站、下会站和密云水库入库月及年径流量的趋势、突变、均匀度等,并定量研究了气候变化和人类活动对径流量变化的影响。结果表明,三个站点月径流量所占比例主要集中于7～8月,且变幅较大,从8月开始,径流量开始减少;季度径流量夏季最大,春季和冬季较小;密云水库7～8月月径流总量的平均值为其他月份径流总量的0.94倍,其夏季径流量的平均值为其他三个季节径流总量的1.18倍;下会站在突变点即1997年后径流深出现缓慢的增加趋势,密云水库在突变点即1992年后径流深的减小速率变小,减小了20%,这是由于降水量及南水北调工程向其供水共同影响所导致;三个站点的主周期分别为8年和24年、5年和24年、6年和24年;年径流量的分布主要集中于许多较小的年径流量,其分布的不均匀性是由于少数较大的径流量引起的;降水和人类活动是对密云水库上游流域径流量变化影响最大的因素,其中人类活动是导致密云水库上游入库流量减小的主要原因。     

呼兰河流域河川径流年内分配变化特征分析

掌握河川径流年内分配变化特征对优化区域水资源利用具有重要意义。基于呼兰河流域兰西站1952~2014年逐月径流资料,分析了流域径流年内各季、各月分配情况,运用不均匀系数Cu、集中度Cd、绝对变化幅度ΔR和相对变化幅度Cm等指标分析了流域径流年内分配特征,并采用累积滤波器法、Mann-Kendall法和R/S分析法分析了径流及其特征指标的历史、未来变化趋势。结果表明,呼兰河流域各季年代、年际径流量相差较大,各季径流量均呈减少变化;径流年内分布呈"单峰型",主要集中在4~10月,该时段平均径流量占到全年的94%以上;未来一段时间内,年、各季、1、5、6、8~12月径流量将表现为减少变化,其余时段呈增加变化;Cu、Cd、ΔR和Cm分别以-0.007/10a、0.004/10a、-0.511×108 m3/10a、-42.727/10a的趋向率变化,现在和未来的年内各月径流差异逐渐减小,径流年内分配趋于集中。流域内农业迅猛发展,尤其是灌溉用水的急剧增加,在一定程度上改变了流域河川径流年内分配特征。研究成果可为呼兰河流域水资源规划管理提供参考。     

图们江流域径流量年际变化特征分析

选取图们江流域7个重要控制水文站的年径流资料,运用Mann-Kendall秩次相关检验法、MannKendall突变检验法、滑动t检验法、差积曲线法对各站径流量的年际变化特征进行了分析,发现各站的年径流量整体上均呈下降趋势,其中南坪、开山屯站下降趋势显著,这种变化与气候、下垫面、径流面积及人类活动有关。     

龙刘水库联合运用对黄河上游径流量变化的影响

为分析龙刘水库联合运用对黄河上游径流变化的影响,选取黄河上游八个水文站1950~2009年径流资料,根据水量平衡原理还原水库运用后径流序列,采用Mann-Kendall趋势分析法、突变检验法及小波分析法,分析了龙刘水库运用前后兰州站与下河沿站实测与还原年径流量的变化特征。结果表明,实测与还原序列都存在显著的下降趋势,实测序列突变年份为1987年,还原序列为1990年;实测序列与还原序列都存在3~5、6~9、14~17、23~27年四类周期变化尺度,兰州站与下河沿站实测径流序列的主周期都依次为25、16、8和4年,兰州站还原序列主周期依次为23、8、4年,下河沿站还原序列主周期依次为24、4、8年。说明龙刘水库的联合运用加剧了径流序列下降的趋势,有促使序列突变提前的可能性,且对径流序列的周期变化产生了一定的影响。     

金沙江上游流域水文循环要素变化特征分析

基于金沙江上游攀枝花和直门达两个水文站及49个气象站1956～2009年的水文气象资料,分析了气温、降水和径流的时空变化特征,并采用Mann-Kendall检验法对各要素的时间变化趋势进行了显著性检验。结果表明,金沙江上游年平均气温和月平均气温均显著升高;年降水量显著增加,但年径流量增加趋势并不显著;月径流量除在春末夏初显著增加外,其他各月均无明显变化。     

1958～2017年右江出口径流量演变特征分析

为了分析右江1958~2017年出口径流量演变特征,选用线性趋势法、累积平距法、Morlet小波分析法、Mann-Kendall突变检验法等多种方法,从全年、汛期、枯水期三种情况分析了右江出口径流量的变化趋势性、周期性、突变性等特点,并探讨了不同情况演变特征差异的原因、水利枢纽建设的影响、近期变化的趋势。结果表明,年均径流量和汛期平均径流量序列整体呈下降趋势,枯水期平均流量序列整体呈上升趋势;年均径流量和汛期平均径流量序列第一主周期均为37年,枯水期平均径流量序列第一主周期为10年;由于金鸡滩水利枢纽施工建设,年均径流量序列在2004~2007年持续突变,汛期平均径流量序列在2007年发生突变,枯水期平均径流量未发生突变;三种情况演变特征存在差异性主要原因是人类对径流量的利用主要在枯水期;近期年均径流量将继续处于偏多状态,汛期平均径流量将由偏少状态转为偏多状态,枯水期平均径流量将持续保持偏少状态。     

莆田市1956~2012年降水量及径流变化分析

基于莆田市1956~2012年降水及径流资料,采用ARCGIS空间分析、线性倾向估计、滑动平均、累计距平、Mann-Kendall突变检验法及小波分析,对莆田市降水及径流变化特征进行了全面分析。结果表明,该地区降水空间分布不均,整体呈西北山区向东南沿海递减,年降水量整体呈增长趋势,但变化不显著,气候倾向率为13.5mm/10a,降水突变点为1961、1996年,存在25、20、8年周期变化;径流深地带分布趋势与降水量分布相似,多年平均径流深呈上升趋势,但不显著,变化倾向率为17.3mm/10a,突变点为1989年,存在20、25、12年周期性变化。     

北方典型多沙大凌河水沙演变特征及其影响因素分析

为分析北方典型多沙河流大凌河的水沙演变特征及其影响因素,结合M-K趋势检验法及水文学方法分析了大凌河干流4个主要控制水文站1956～2016年的水沙演变特征,并定量分离和剖析其水沙演变影响因素。结果表明,大凌河干流各站年径流量及输沙量急剧下降,M-K检验值均通过99%的显著性检验,尤其在2000年以后,年水沙递减率更为显著,与1970年代相比,2000～2016年各站年径流递减率在71.38%～80.93%之间,年输沙量递减率在96.02%～99.52%之间,且从上游到下游,水沙递减率呈递增变化;各站水沙累积双曲线突变点均发生在1980年;与基准期(1979年以前)相比,变化期(1980～2016年),人类活动对水沙演变影响要素的贡献率约为75%,降雨影响贡献率约为25%,2000年以后,大规模流域水保措施(退耕还林(草),淤地坝、梯田建设)是大凌河水沙锐减变化的主因。     

蒙江流域降水及径流变化特征分析

分析蒙江流域降水及径流的变化特征,有利于水资源的开发利用与保护。基于蒙江流域1959～2012年降水、径流资料,应用线性倾向估计法探讨了降水和径流年际、年代变化特征;借助Mann-Kendall法、Yamamoto法、滑动t检验、小波分析法和R/S方法探讨了降水、径流的趋势性、突变性、周期性及长程相关性。结果表明,降水年际、年代间变化较小,径流年际间波动剧烈;年代间,最大年径流量出现时间一般较降水滞后3年,除1990年代,最小年径流、年降水出现时间同步,降水、径流分别呈不显著减少、不显著增加变化,这主要是由1990年以后的人类活动所致;流域降水在1975、1981年发生突变,年径流在1991年发生突变,均存在24年的主周期,未来一段时期内,降水、径流均呈偏丰状态,区域水资源形势较为乐观。研究成果可为区域水电站运行及水资源配置提供参考。     

澄碧河流域极端降水变化分析

根据广西岩溶区澄碧河流域1963～2014年逐日降水资料,结合百分位计算法定义极端降水阈值,在此基础上,采用线性趋势、Mann-Kendall、Morlet小波分析及Pearson相关系数等方法分析了极端降水指数演变规律及其与年径流的关系。结果表明,极端降水量、极端降水日数和极端降水比率呈上升趋势,10年上升率分别为2.3mm、0.034d、0.7%,极端降水强度呈下降趋势,下降率为-0.02mm/(d·10a),经Mann-Kendall趋势检验,上升和下降趋势均不显著;经过多种突变检验法综合诊断,极端降水量和极端降水强度的突变年份为2009年,极端降水日数和极端降水比率的突变年份为1976年;各极端降水指数周期演变特征基本一致,第一、二主周期分别为28、15年,且丰枯交替明显;极端降水量与年径流的相关性最强,极端降水强度与年径流的相关性最弱。