长江上游径流对气象要素变化的敏感性分析

选取长江上游8个主要水文站(直门达、石鼓、屏山、高场、北碚、寸滩、武隆、宜昌)控制流域作为子流域,利用其1979—2015年径流及气象数据,采用机器学习方法计算径流对降水与气温变化的敏感性,并与多元线性回归法和Budyko框架法进行对比,分析降水与气温变化对径流变化的贡献。结果表明：1979—2015年8个子流域径流与降水变化趋势整体不显著(p=0.01),气温呈显著上升趋势(p<0.01);径流对降水、气温的敏感性系数均值范围分别为0.37～0.76 mm/mm、-4.77～-33.53 mm/℃;径流对降水、气温的敏感性系数随着干旱指数的增大而减小;在干旱指数大的子流域降水变化对径流变化的影响更大,在干旱指数小的子流域气温变化对径流变化的影响更大。     

干旱区绿洲耗水分析

耗水分析是干旱区平原绿洲水资源配置的基础。干旱区平原绿洲耗水分析的基本方法包括断面法、水量平衡法、四水转化模型、遥感模型等。以新疆叶尔羌平原绿洲为例,应用四种方法,分析了叶尔羌平原绿洲2002年水资源转化及消耗,重点是四水转化模型的分析模拟。四种方法的总耗水量分析结果基本一致,四水转化模型、遥感模型还得到了不同分区、不同土地类型、不同月份的耗水结果。分析表明,叶尔羌平原绿洲社会经济与自然生态耗水比例各占50%,自然生态耗水维持一定水平,水资源配置基本合理。     

冰冻圈水文过程对黑河上游径流的影响分析

黑河上游处于高寒山区,开展冰冻圈水文过程对径流的影响研究,对于判断该地区径流变化趋势及其可持续性具有重要意义。本文应用基流分割、逐步多元回归等方法,分析了1960—2013年黑河上游出山径流量的变化及其原因,重点估计了融雪、冰川融化对径流的贡献,探讨了土壤冻融过程对径流变化的可能影响。分析结果表明,黑河上游山区河川径流在近54年间呈现上升趋势,其中以基流部分的上升为主。降水与气温变化对河川径流上升均有较大贡献。导致春季径流增加的主要因素为温度、降水次之;导致秋季径流增加的主要因素为降水、温度次之。夏季黑河上游东支的雨强有显著增大趋势(日雨量增幅为0.9 mm/10 a),对于河川径流贡献的比例约为15%。黑河山区的逐年降雪量变化不显著,冰川融化对径流增加的贡献小于10%。由此推断气温上升导致基流增加的主要原因是:气温升高导致高寒山区冻土活动层增厚,增加了土壤蓄水容量,从而导致降雨下渗量增加和基流量增大。由于黑河上游冻土分布广泛,未来气温持续上升的情况下,这种产流机制变化导致的基流增加具有可持续性。     

水热同步性对流域水热耦合平衡的影响

本文基于水热耦合平衡方法,对我国北方108个流域的水文气象数据分析发现,流域实际蒸发量不仅取决于降雨量和潜在蒸发量的大小,还与二者的同步性密切相关。本文引入气候季节性指数（S）来定量描述水（降雨）热（潜在蒸发量）的同步性。相关性分析表明S是水热耦合平衡的重要影响因素,将其引入估算水热耦合平衡方程参数的经验公式中,可以显著提高流域年蒸发量的模拟精度。在过去40年,部分流域气候季节性指数发生了趋势性变化,引起的流域蒸发的变化在20%的流域超过总变化量的20%。     

基于MIKE11的三峡库区洪水演进模拟

建立三峡水利枢纽洪水预报系统,对工程经济效益的充分发挥及长江中下游的防洪减灾具有重大意义。本文针对三峡水利枢纽洪水预报系统中的库区洪水演进模拟部分进行研究:以MIKE11为基础,区间入流采用分布式水文模型模拟结果,分别采用控制三峡坝前水位和控制三峡出库流量两种边界条件建立模型。控制坝前水位的模拟结果显示,在2006-2011年汛期模拟的确定性系数均超过0.90,可以满足业务上对洪水预报的精度要求。控制出库流量的模拟经过实时校正后,对坝前水位峰值模拟效果良好,2010-2011年汛期平均模拟误差约0.25m。     

基于雨滴谱观测的降雨动能与雨强的关系研究

降雨动能是土壤侵蚀的重要影响因素,已有研究拟合了降雨动能KE与降雨强度I(简称雨强)的多种经验关系模型,但缺少相应的理论分析。为揭示降雨动能与雨强的理论关系,基于雨滴谱的Gamma分布,推求了降雨动能与雨强关系的理论公式KE=AI~m,其中A与m为参数;并利用清华大学榆林生态水文观测站设立的德国OTT Parsivel-2雨滴谱仪2018年6月10日—8月10日及2019年6月10日—8月10日的观测数据,对理论公式进行分析。结果表明:该理论公式能很好地描述该地区降雨动能与雨强的关系,该关系受降雨特性及环境条件影响;参数A与雨滴密度、降雨形状因子、环境条件因子及雨滴形变程度相关,m与降雨形状因子和雨滴形变程度相关,由榆林站实测数据分析得出A的变化范围为2.7～12.8,m的变化范围为1.2～1.6。研究还发现,已有的经验关系可以表示为该理论公式在不同参数取值下的近似。     

叶尔羌河下游河岸林草耗水分析

叶尔羌河是塔里木河的主要源流之一,研究下游河道水量平衡与河岸林草耗水对于流域水资源配置具有重要意义。本研究从地下水与植被状态的关系出发,建立反映河道输水损失及水分转化规律的水量平衡模型,同时耦合潜水蒸发与地下水运移模型,构建河岸林草耗水模型,以此分析2000—2020年的叶尔羌河下游河岸林草耗水。结果表明：叶尔羌河下游河道水量损失主要是渗漏损失,占总损失量的95%;该区域林草耗水多年平均值为128 mm,其左岸多年平均耗水量为226 mm,大于右岸的93 mm。该模型能较好地计算叶尔羌河下游的河道水量平衡以及河岸林草耗水量,可应用于依赖于河道渗漏补给的西北内陆河流的河岸林草耗水分析。     

南四湖湖区水文站网水准系统研究

近年来南四湖水量调度中,各站水位出现了不合理现象,直接影响湖区洪水分析计算及调度决策。为查找出现不合理现象原因,进行了湖区水准系统勘测,根据测量成果,按照有关规范进行了分析研究,得出了湖区各站点高程系统变动情况的结论,为湖区各站点水准基面高程的修正提供了依据。     

应用于干旱区水资源配置中的河道水量平衡计算方法

本文针对干旱区绿洲在进行水资源规划时,已知进出绿洲的可利用水资源量和已确定的分水比例,确定绿洲内各河道控制断面之间的河段引水量而提出的计算方法.方法是利用河道实际运行状况拟合得到河道渗漏损失与蓄变量等因素的经验函数关系,用联立方程求解得出沿河控制断面之间的引水量.分水计算的精度可由设定的不同时间步长和空间步长掌握.本方...     

Attribution analysis of runoff change in the Beidasha River BasinEI北大核心CSCD

基于ABCD模型,提出了分离气候变化和人类活动对径流影响的分析框架,结合弹性系数法,在不同时间尺度上对北大沙河流域径流变化进行了归因分析。结果表明:从基准期(1980—1990年)到扰动期(2006—2018年),年尺度上ABCD模型和弹性系数法得到的气候变化导致径流的增加量分别为43.0mm和32.0mm,人类活动导致径流的减少量同气候变化导致的增加量相当,弹性系数法未考虑气象要素年内分配的变化,可能低估气候变化的影响;月尺度上,气候变化使径流在汛期增加了4.4~18.1mm,非汛期增加了1.3~2.2mm,在夏、秋两季占主导地位,人类活动使径流9月增加了11.3mm,其他月份减少了1.9~10.1mm,在春、冬两季占主导地位。