CRU高分辨率格点降水资料在海河流域的适用性

利用海河流域及其子流域漳河流域的实测站点资料,采用皮尔逊相关系数、均方根误差、平均绝对误差以及相对偏差作为评价指标,对CRU(climate research unit)数据降水产品的月尺度降水数据在海河与漳河流域的适用性进行评估分析,结果表明：CRU数据在海河子流域漳河流域的适用性好于整个海河流域,各项评价结果均达到预期期望;突变性与周期性规律检验结果与以往基于实测数据分析结果相符;从相关系数角度来看,应用于2个流域的CRU数据在1990年之前整体表现良好,但在1990年后海河流域的相关系数显著下降。综上CRU数据可应用于海河流域与漳河流域的气候变化背景下水文过程模拟与分析,但应用于海河流域实测站点数据的还原时,应充分考虑其年际表现不一的问题。     

澜沧江-湄公河流域可分配水量计算与水利益共享

与传统的水量分配相比,基于水利益共享的跨境水资源分配理念,由于其更能体现公平合理原则和流域可持续发展要求,自提出以来受到了广泛关注,但由于跨境流域的水利益计算和分配机制等问题非常复杂,为此开展了专项研究。结果如下:①针对跨境流域的可分配水量以及水利益计算等核心问题,以澜沧江-湄公河流域为例,阐释了澜湄流域可分配水量的计算过程,指出以往将流域多年平均径流量(入海口流量)作为流域可分配水量的误差之处;②针对跨境流域全流域水利益难以计算的问题,从流域的水资源开发利用或保护活动对水利益的影响角度,通过水利益的变化来度量全流域水利益和水利益分配,创新性地解决了跨境流域水利益计算的难题,并初步提出了基于水利益共享的水资源分配原则。研究成果将有利于推动基于跨境流域水利益共享理念的水资源分配模式的实施,实现跨境流域各国水利益共享,共同应对气候变化风险、保护河流健康和促进全流域水资源可持续开发利用,以澜湄水资源合作助推"一带一路"倡议。     

气候变化下海河流域未来水资源演变趋势

气候变化将对水资源产生重要影响,评估气候变化对水资源的影响可为区域可持续发展提供重要依据。海河流域是我国水资源供需矛盾最为突出的地区之一。本研究的目标是评估气候变化对海河流域未来2021—2050年水资源的可能影响。基于IPCC AR5的7个全球气候模式在3种排放情景(RCP2.6、RCP4.5及RCP8.5)下的资料驱动可变下渗容量模型,模拟了海河流域未来水资源的变化情势。结果表明:可变下渗容量模型在海河流域具有较好的适应性,率定期和检验期的水量相对误差Er都控制在±5%以内,各站月径流过程的Nash-Sutcliffe模型效率系数NSE达到0.70以上,日径流过程的NSE达到0.60以上;与1961—1990年基准期相比,未来2021—2050年海河流域水资源将呈现略微增加的趋势,其中流域北部水资源的增加趋势更为明显,滦河及冀东沿海和海河北系的增幅分别为1.52%~10.40%和2.72%~10.62%,徒骇马颊河水系在不同情景下预估的水资源各有增减,预估结果的不确定性较大。未来海河流域水资源短缺的问题尚不能得到根本性改变,仍需通过加强水资源综合管理来应对。     

气象因子在海河流域蒸发悖论中的作用机理

蒸发是水文循环的重要环节。利用Mann-Kendall趋势检验方法检测了海河流域1961-2006年蒸发皿蒸发量的演变趋势。结果表明:海河流域蒸发皿蒸发量呈现出显著的下降趋势。利用相关分析、偏相关分析和主成分分析方法,研究了蒸发皿蒸发量与平均气温、相对湿度、平均风速和日照时数4种气象因子之间的关系。基于这4种气象因子,建立了模拟蒸发皿蒸发量的经验公式(E-THWS公式),并利用这一公式的微分形式揭示了这4种气象因子在海河流域"蒸发悖论"中的作用。结果表明:平均气温和相对湿度对海河流域蒸发皿蒸发量的增加作用要小于平均风速和日照时数的减少作用;平均风速的下降是蒸发皿蒸发量下降的主要原因。     

清流河流域水文气象要素历史演变特征

利用清流河流域1961-2012年的降水、气温、蒸发和径流量资料,采用数理统计方法系统诊断了不同尺度水文气象要素的历史演变特征。结果表明,近50年,清流河流域夏季气温呈非显著升高趋势,年与其它季节气温呈显著性升高趋势,在2007年之后,年和季节气温均存在下降的态势。年降水量和夏、冬季降水量呈增加趋势,春、秋季节降水量呈非显著性减少趋势。年水面蒸发量和除春季之外的季节水面蒸发量呈减少趋势,在清流河流域蒸发悖论现象突出。径流量的演变趋势与降水的演变特征总体一致,年和季节径流量均呈增加趋势,其中冬季径流量增加趋势显著;年和季节降水径流量之间的相关系数均在0.65以上,降水是径流量变化的主要驱动要素,因此,未来气候变化特别是降水变化对水资源的影响应引起足够的重视。     

澜沧江－湄公河流域水资源利用现状与需求分析

为了摸清澜沧江-湄公河流域各国对水资源开发利用和需求情况,首先概述了澜沧江-湄公河流域水资源分布情况和流域内各国开发利用现状,其次基于各国的实际经济发展情况,分析了各国的用水需求。分析表明:在水资源开发利用方面,各国主要在航运、水电、灌溉、渔业养殖等方面对水资源进行开发利用,但受水资源分配不均和各国开发技术水平差异的影响,整体开发水平不高。在水资源需求方面,各国对澜沧江-湄公河流域水资源依赖程度差异较大,依赖程度最大的是柬埔寨,其次是越南、泰国、老挝、缅甸,中国依赖程度最小。受人类活动和气候变化的影响,未来各国对澜沧江-湄公河流域水资源需求将会更加多元化和复杂化,在水资源安全保障方面还需继续加强合作和积极应对。     

环境变化背景下海河流域水文特征演变规律

在气候变化和人类活动等要素的影响下,海河流域的水文特征发生了显著的变化。利用Mann-Kendall趋势检验方法诊断了1951~2010年海河流域环境变化背景下的河川径流量、入海水量、水资源总量和地表水资源量的演变规律。结果表明,1951~2010年海河流域的年平均气温呈现出显著的上升趋势,而年降水量呈现出显著的减少趋势;1980~2010年海河流域内的植被覆盖率明显提高,且从北到南增幅越来越大;流域内的地表水资源耗水量总体上呈现出先增加后稳定略减的变化特征;在环境要素变化的影响下,海河流域内的河川径流量、入海水量、水资源总量和地表水资源量都呈现出显著的减少趋势;滦河、海河北系和海河南系的入海水量、水资源总量和地表水资源量都呈现出显著的下降趋势,而徒骇马颊河的变化趋势不明显。     

数据挖掘技术在洪水预报实时校正中的应用北大核心CSCD

实时校正作为提升洪水预报精度的最后一道屏障,是洪水预报的重要组成部分。针对洪水过程与洪水要素校正效果较差的问题,以横江屯溪以上流域为例,在对流域历史洪水数据的降雨径流序列与洪水特征值遴选的基础上,构建了暴雨洪水特征库,提出了一种结合卡尔曼滤波和K最邻近结点算法的联合实时校正方法。结果表明:相较于模型未校正及单一校正方法,联合实时校正方法在减少洪水预报过程中的洪峰预报误差、洪量预报误差及峰现时间误差上更为有效,预见期在6 h及以下时仍可以保持较好的稳定性与准确性。此方法对于提高中小河流洪水预报精度、有效预警和防灾减灾等方面都具有重要作用,同时对研究区域洪水特征具有一定参考价值。     

海河流域农业干旱演变情势分析

以受旱率、成灾率和粮食减产率3个指标,利用Mann-Kendall趋势检验方法,分析了海河流域1949-2000年农业干旱的历史演变情势。结果表明:海河流域的农业干旱呈现出显著的增加趋势,达到了1%的显著性水平。其中,受旱率、成灾率和粮食减产率的增加速率分别为4.4%/10 a,2.4%/10 a和0.77%/10 a。总体而言,1980年是海河流域农业干旱的突变点。降水减少和温度上升是流域干旱加剧的重要原因。     

中长期径流预报研究进展与展望

概述了中长期径流变化的主要影响因素,从发展历程和研究方法两个角度总结了中长期径流预报方法。从研究技术、径流成因、数据驱动模型、预报不确定性4个方面综述了中长期径流预报的研究进展,分析了在径流关键驱动因子及其驱动机制、数据驱动方法的物理可解释性、预报结果的不确定性认识等方面研究的不足,指出未来应注重对中长期径流物理成因、预报方法适用性和可靠性、中长期径流演变相关研究成果的应用等方面的研究。