汉江干支流径流丰枯遭遇对跨流域调水的影响

引汉济渭工程是缓解关中地区缺水、改善渭河生态的重要措施之一。针对汉江干支流径流的丰枯遭遇规律对工程调水造成的巨大影响,以保障引汉济渭工程供水为目标,建立了调水区可调水量最大的模型,选用Copula函数确定了对跨流域调水影响最大的丰枯遭遇组合的概率,基于实测径流分析确定了不同丰枯遭遇组合情形下的典型年,并采用自迭代优化算法长系列计算分析了不同丰枯遭遇对各典型年调水的影响。结果表明:在56年长系列(1954—2009)计算中,供水保证率为95%,共计有8年调水量大于16亿m~3,其中,1975年调水最大,达到17.74亿m~3,2002年调水最少,为9.41亿m~3。汉江干支流不同丰枯遭遇组合情形下,干支流同枯概率为20.79%,调水量仅为9.41亿m~3,为水库调水量最小值,该组合对引汉济渭跨流域调水的影响最为显著,为最不利情况,应引起足够重视。研究成果对于引汉济渭工程水源区的水库调度和受水区的水资源配置均具有一定的参考价值。     

生物滞留系统去除城市地表径流中多环芳烃的研究进展

低影响开发(LID)生物滞留系统是净化城市地表径流的重要措施。多环芳烃(PAHs)作为难降解有机污染物,是城市雨水径流中的重要成分之一。通过总结城市地表径流中PAHs污染现状和国内外应用生物滞留系统去除PAHs的研究动态,系统分析了PAHs类污染物的去除机理、效果和影响因素。研究结果表明:生物滞留系统主要通过填料吸附、微生物降解、植物吸收、挥发等作用去除PAHs,平均去除率在30%~90%。影响去除效果的主要因素包括PAHs性质、系统组成与设计、微生物及环境因子等。建议关注生物滞留系统中PAHs的积累和长期运行效果,并开展系统优化设计和作用机制研究工作。     

渭河下游河道冲淤变化对洪水演进特性的影响

基于三门峡水库建库后渭河下游河道演变及洪水过程实测资料,采用实测资料分析,理论分析和数值模拟相结合的方法,分析了渭河下游河道发生冲淤变化对洪水特性的影响。结果表明:自水库建成至2003年间,渭河下游河道发生淤积萎缩引起渭河洪水演变特性发生了显著地改变,渭河下游洪水位抬升、洪水传播历时延长以及洪峰削峰率增大,而这些洪水特性也是造成渭河下游河道发生淤积萎缩的主要原因。2003年之后,因渭河下游河道水沙条件的变化,洪水洪峰流量大幅度减小,河道出现冲刷,漫滩流量相较于先前减小,使渭河下游洪水位下降、洪峰传播历时缩短、洪峰削峰率不断减小。     

CRAE模型在新疆和田绿洲的适用性分析

新疆和田绿洲降水较少和气候干旱,蒸散发是区域内水分消耗的主要途径,合理估算蒸散发量可为绿洲地区水资源的合理配置等提供依据。利用和田站2006-2014年的气象资料以及2006-2014年的水文资料,运用CRAE模型和水量平衡法计算和田绿洲实际蒸散发量,验证CRAE模型在该地区的适用性。结果表明:模型模拟结果平水年和多年平均实际蒸散发量结果较好,枯水年和丰水年的结果误差较大;模型计算的蒸发能力ET_p与P-M公式和Hargreaves公式相比结果更为合理;利用水量平衡系数、总量平衡系数和相关系数对计算结果进行评价,误差均在合理范围内。CRAE模型在和田绿洲地区应用效果较好,可用于估算该地区多年实际蒸散发量。     

青藏高原大通河流域气候干湿状况时空分布研究

利用气候倾向率法、反距离加权插值、Mann-Kendall法、小波分析等对大通河干燥指数演变特性进行了分析,以期为流域农业发展布局、生态环境保护以及梯级水电站调度运行提供科学依据。结果表明:大通河流域地表有不显著变湿趋势,干燥指数减小率0.05/10a,但这种湿化表现为反持续性;流域气候空间上为南干北湿,东干西湿,干湿状况在流域上呈现出比较明显的带状交替格局;流域四季与全年一样表现出变湿趋势,其中以春季和冬季湿化较为明显,干燥指数减小率分别0.049/10a、3.79/10a,但只有冬季通过显著性检验,且冬季湿化趋势具有反持续性;季干燥指数空间分布不均,表明流域季节气候干湿变化存在着明显的地域差异性;干湿周期分析显示,流域存在7、17及29a的周期,春季存在4、13和28a的周期,夏季存在8、17及30a的周期,秋季周期对应5、17及26a;冬季气候对应5、9及29a的周期。     

陕北荒漠区降水量演变规律研究

为了解陕北荒漠区降水演变规律,分析了榆林气象站1951-2013年降水量的基本统计特征,采用R/S法分析了序列的持续性,Kendall秩次相关检验分析趋势性,功率谱分析法分析周期,Mann-Kendall法和累积距平法相结合分析突变。结果显示:年降水量呈现递减趋势并将持续,周期为2.66年,显著突变发生在20世纪60年代末。年最大日降水量呈现不显著递增趋势,且发生在8月比例最大,无显著突变发生。大于5 mm和大于10 mm的日降水量累计值均呈现不显著递减趋势,周期均为3年,且显著突变均发生在20世纪70年代初。1、3、5、6、9月的月降水量呈现微弱递增趋势,其他月份均表现为微弱递减趋势;对汛期7-10月降水量的突变分析显示,汛期4个月降水均无显著突变。榆林站降水总体呈现递减趋势。     

考虑生态流量约束的三峡水库汛末提前蓄水方式研究

针对长江流域气候和水文变化、来水量的减少、生态环境的影响和上游大量兴建水利设施等因素导致既定的需水方案已经不能满足这个矛盾,以原三峡水库汛末蓄水调度方案为模型基础,综合考虑防洪、发电、航运、下游抗旱补水和生态需水量等约束条件构建多目标数学优化模型,提出了基于汛末蓄水方案调度规则的6套汛末提前蓄水方案。根据每个汛末提前蓄水方案在年平均蓄满率、末水位、发电量、弃水量等方面的比较,来确定最佳提前蓄水方案,并选取来水较枯的典型年进行验证。结果表明:优化后的汛末提前蓄水方案,既能够有效控制三峡水库防洪风险又能最大限度挖掘兴利效益,是常规调度和生态调度相结合的最佳蓄水方案。     

洞庭湖典型洲滩湿地水分时空变化特征及其相关性分析

为了分析变化条件下洲滩内部土壤水分时空变化特征及不同深度土壤水分含量和湖水位的相关性,以洞庭湖典型洲滩断面为研究对象,利用原位监测装置连续2个月监测了湖水位、大气温度及土壤水分含量的动态变化过程。结果表明:洞庭湖洲滩水分场的分布在垂向上呈现明显的分层现象,同一位置的土壤水分含量的波动幅度随着深度的增加而逐渐减小,至深层处(大于50 cm)趋于稳定,同一深度的土壤水分含量的波动幅度随着与岸边距离的增加而逐渐减小。土壤水分含量与湖水位之间的相关性随着深度的增加呈先增强后减弱的趋势,浅层及深层的土壤水分含量和湖水位之间均呈无显著相关性,地表以下50~70 cm深度处土壤水分含量与湖水位相关性较高。研究结果有助于了解土壤水分在洲滩生态系统地下含水层-土壤-大气界面的相互作用机制,为洲滩水文过程及生态环境保护研究提供重要方法和理论参考。     

降水变化及人类活动对金钱河流域径流的影响

以秦岭南麓的金钱河流域为典型研究区,利用Mann-Kendall非参数统计检验方法、回归分析法、双累积曲线法等数理统计方法,分析金钱河流域径流和降水的年际变化特征,建立了降水年内变化参数的流域降水与径流关系模型;并基于水文模型的方法定量评估降水变化及人类活动对金钱河流域径流变化的影响。结果表明:金钱河流域的降水、径流变化呈现一致性;径流系数呈下降趋势;金钱河流域降水和径流突变点发生在1988-1989年左右;通过降水-径流关系模型计算,由人类活动引起径流减少的比率为51.67%,较高于降水变化的比率48.33%,是导致径流变化的主要原因。     

1976-2010年榆林市降水时空变化趋势分析

利用榆林市及其周边的109个雨量站1976-2010年逐月降水资料,运用Mann-Kendall、经验正交函数(EOF)、小波分析,并结合Arcgis10.1的空间分析工具,分析了榆林市降水量35年来的时间变化趋势和空间演变特征。结果表明:榆林市年降水主要呈东南向西北递减的趋势;各站点35年的年、汛期、枯季降水量趋势变化增减不一,年降水量表现出减小的趋势。榆林市大致存在两种主要降水型:总体一致型和东北-西南走向型,其中,东北-西南降水型是榆林市的典型降水类型,这主要是由地形条件和气候因子决定的。时间系数表征了该空间型的时间变化特征,从时间系数的波动来看,年、汛期、枯季降水量年际震荡比较显著。通过小波分析揭示了降水空间结构的周期变化特征,结果显示年降水、汛期降水的周期变化显著,不仅存在6~7a的短周期高频变化,还存在20a以上的长周期低频变化特征,枯季降水则只存在一种周期变化。这种周期变化特征可能与东亚季风的周期变化规律有关,也符合大尺度天气系统的周期变化规律。