龙羊峡水库调度对径流的影响及蓄补水规律

通过对比同一时段内龙羊峡水库入库径流与出库径流的水文变化指标（indicators of hydrologic alteration,IHA）、流量过程变异程度等指标变化,结合突变检验,量化水库调度对径流过程的影响,采用显著性检验识别水库[JP+1]蓄补水与来水、耗水等因素的关系。结果显示,1986—2016年龙羊峡水库调度导致径流过程显著变化：年均流量表现为极值比和变异系数减小;月均流量表现为6—10月减小、11月—次年5月增大;日流量表现为径流过程坦化,但小范围波动加剧。水库出库断面流量过程变异程度在初次蓄水年份发生突变,蓄水后流量过程变异程度是蓄水前的43倍。水库年补水量与黄河天然径流量呈显著负相关关系,与黄河流域地表水耗水量占天然径流量的比例呈显著正相关关系。[JP2]黄河流域地表水耗水量占天然径流量的比例超过64%时龙羊峡水库以补水为主,反之以蓄水为主。     

卧龙湖水量平衡分析

强人类活动影响下缺资料平原区内陆湖泊的水量平衡研究一直是个难题。以平原区内陆湖泊卧龙湖为研究区,构建了分布式水文模型并分析水量平衡关系。模型模拟结果纳什系数大于0.75,径流相对误差均小于3%,模拟效果良好。通过对丰、平、枯、特枯等典型年的水量平衡进行分析,结果表明:在天然情况下,卧龙湖丰水年、平水年、枯水年以及特枯水年湖泊蓄变量分别为20 441.97万m3、7 911.09万m3、1 654.98万m3、687.05万m3。考虑上游截留后,丰水年湖泊蓄变量为15 424.78万m3,平水年湖泊蓄变量为1 943.47万m3,枯水年和特枯年东西马莲河出现断流情况,导致湖泊在枯水年、特枯年极度缺水。     

气候变化背景下乌梁素海流域水循环系统的演变特征

为了研究气候变化背景下乌梁素海流域水循环系统的演变特征,利用乌梁素海流域内及其周边13个气象站点的气象资料,从1961-2011年51年数据分析其气温、降水、蒸发的变化趋势,发现气温呈现显著上升,降水量和蒸发量年际波动较大,未显示出明显的变化趋势;同时分析了湖泊进出水量、水位变化和土地利用情况,尤其在近10年来,耕地迅速增加,草地林地减少,湖泊水位降低和面积减少,水资源矛盾加剧。气候变化和人类活动对乌梁素海流域水循环系统演变有着重大影响。     

基于增量动态均衡配置的黄河分水方案优化方法研究EI北大核心CSCD

针对“八七”分水方案颁布实施以来黄河流域经济社会发展、工程建设运用、用水特征、水沙情势等分水基础条件的改变,以及黄河流域生态保护和高质量发展重大国家战略对流域水资源配置提出的新要求,结合黄河流域重大水源工程与调节工程建设运用,考虑新战略下维持河流健康生态要求,统筹用水的公平性与效率因素,提出了黄河流域水资源增量动态均衡配置方法。重点研究了南水北调西线工程生效之前的情景,维持“八七”分水方案总体格局,考虑新增水源和分水调整的制约因素,对新增水源工程和调节工程带来的水资源增量进行动态均衡配置,实现对“八七”分水方案的微调优化。对黄河流域多个场景下分水方案调整策略进行研究,结果表明:分水方案优化调整策略为增加上游水量配置占比,调整幅度为2.13%~2.78%;微增中游水量配置占比,调整幅度为0.25%~0.31%;减少下游和河北省、天津市水量配置占比,调整幅度为-3.81%~-2.38%。     

小浪底水利枢纽对黄河下游生态的影响分析

为了准确量化小浪底水利枢纽对径流状态的影响,提出了水库生态影响与贡献率定量分析方法,对比分析了不同时段有无水库两种情景下的径流状态,揭示了水库对径流状态的影响,并通过与实测径流状态变化对比来量化水库的贡献率。结果显示:2000—2019年,小浪底水利枢纽年均减少下游利津断面断流81.15 d,减少生态基流、关键期最小生态流量和关键期适宜生态流量的不达标天数75.25 d、31.35 d和27.10 d,增加关键期入海水量23.71亿m³;与1980—1999年相比,2000—2019年黄河天然径流量减少10.59%,三门峡断面实测来水量减少22.15%,同时下游用水量增加,不利于河流生态流量保障;小浪底水利枢纽扭转了来水和取水的不利影响,保障了黄河下游径流和生态状态持续好转,对利津断面防断流、生态基流保障和关键期入海水量增加的贡献率分别为187.85%、137.32%和125.83%。     

小浪底水利枢纽对周边局地气候的影响分析

为了科学量化水库对周边局地气候的影响,提出了一种水库影响定量分析方法。以小浪底水利枢纽为例,基于建库前实测数据建立水库周边站点与参照站点气候指标的相关关系,预测评价时段无水库情景下的模拟气候指标,与评价时段实测气候指标进行对比,量化水库对周边局地气候的影响。结果显示：2000-2019年,小浪底水利枢纽在年际和年内均发挥了降低气温、增加相对湿度的作用,使水库周边年均气温降低0.46 ℃、年均相对湿度增加3.78%;小浪底水利枢纽的气候调节作用减弱了区域干旱化的趋势,与1980-1999年相比,2000-2019年水库周边站点的气温增幅比参照站点小0.33 ℃、相对湿度降幅比参照站点小4.29%。提出的水库影响定量分析方法排除了区域气候变化对水库周边局地气候变化的影响,提高了分析结果的科学性与准确性。     

皖北地区旱涝演变及急转特征

根据皖北及其周边的16个气象站点1961～2013年每日降水数据,利用SSPI指数和夏季长周期旱涝急转指数,分析了皖北年降水量时空变化、旱涝发生频率的空间分布特征及旱涝急转规律。结果表明,皖北的年降水量呈微弱的减少趋势,呈现出从西北向东南递增的趋势;皖北干旱与洪涝在不同时间尺度下分布较为均匀,呈现出反复交替出现的情况。从时间尺度看,秋季为旱涝高发时期;从空间尺度看,淮北、宿州、蚌埠为秋季干旱高发区,阜阳、宿州为春季洪涝高发区;旱涝急转事件均为旱转涝事件,在2000年之后旱涝急转事件具有更高的发生频率,占53年中旱涝急转次数的40%。     

气候变化对高原寒区水质影响机理研究进展及展望

气候变化可通过多种途径影响水环境质量,而识别气候变化对水质的影响机理是气候变化影响领域的研究前沿和热点问题。针对气候变化敏感的高原寒区,通过研究相关参考文献,系统综述了气候变化对水质的总体影响、高寒流域水量水质演变机理与数值模拟、纳木错流域水量水质演变规律等方面的研究进展。在此基础上,进一步讨论了气候变化对高原寒区水质影响机理研究方面亟待加强的科研项目和主要研究内容。     

那曲流域草地覆盖变化对降雨产流过程的影响

为了研究那曲流域草地覆盖变化对产汇流过程的影响,采用室内人工降雨模拟试验结合数据分析的方法,通过设置坡度和雨强等不同情景,研究草地覆盖度变化下地表径流和壤中流的变化规律。结果表明:随着草地覆盖度的增大,地表径流和壤中流开始产流的时间渐渐延长,草地覆盖度每增20%,地表径流和壤中流开始产流时间分别延长19.86%和13.36%;随着草地覆盖度增大,对应地表径流累积产流量减少,壤中流累积产流量增加,草地覆盖度每增加20%,地表径流累积产流量减少4.69%,壤中流累积量增加6.66%;雨强、坡度以及草地覆盖度都是影响径流开始时间和径流量的主要因素,但雨强对产流影响的贡献值最大,坡度次之、草地覆盖度最小。     

黄河流域需水分层预测

为了提高需水预测精度,并为流域水资源分层配置提供基础,基于马斯洛需求层次理论提出了包括刚性、刚弹性和弹性需水的黄河流域需水分层预测方法。按照不同行业的用水特点进行层次划分,将农业需水按照口粮安全、消费需求进行划分,工业需水分为一般行业需水和高耗水行业需水,将流域外生态补水作为河道外生态刚弹性需水,河道内生态需水根据泥沙冲淤比划分。黄河流域需水分层预测结果表明,2030年黄河流域河道外需水量为534.62亿m~3,其中刚性、刚弹性和弹性需水占比分别为59.81%、33.62%和6.57%,比2017年增加139.01亿m~3,而人均用水量减少25 m~3,流域用水水平得到提高;农业节水量被用于工业等效益更高的行业,预测结果符合黄河流域1980—2017年用水规律和新时期"生态优先,水资源节约集约利用"的用水要求。