黑河流域上游径流变化及其归因分析

基于莺落峡站径流资料,结合流域内气象因子及土地利用类型的变化情况,采用Budyko假设下的张橹经验公式,定性和定量分析了不同因素对黑河流域上游径流变化的影响。结果表明:(1)1960-2015年研究区径流量显著增加,在1997年和2004年存在变点,据此将研究期划分为基准期(1960-1997年)、突变期I(1998-2004年)、突变期II(2005-2015年);(2)降水、潜在蒸散发与永久性冰川雪地面积三者的变化与径流变化在一定程度上呈现一致性;降水和永久性冰川雪地融化对径流增加产生正效应,潜在蒸散发对径流增加产生负效应;(3)突变期I时段三者变化对径流变化的贡献率分别为149%、-83%和34%;突变期II时段三者的贡献率分别为138%、-35%和-3%。     

黑河流域1957-2008年径流变化特性分析

根据黑河干流莺落峡站和正义峡站1957-2008年52年的实测年径流资料,应用累积距平、滑动平均、M ann-Kendall非参数统计检验和R/S分析等多种方法,分析了黑河流域年径流变化规律。结果表明:①总体上,莺落峡站年径流存在增加趋势,正义峡站年径流存在减少趋势,同时两站径流趋势具有一定的持续性;②1961年和1998年是莺落峡站径流量突变开始的年份,1957-1961年间,径流量处于明显增加阶段,1962-1997年间,径流量出现了增长率逐渐减小、径流量减小及径流量微弱增加等阶段,1998年后,径流量再次出现明显增加的现象。③20世纪80年代中期以前,莺落峡、正义峡两站径流量变化规律较为一致,均是丰水年和枯水年交替出现,丰枯转化较为平衡。20世纪80年代末至90年代末,莺落峡站径流量处于增加的趋势,而正义峡站呈现显著减少趋势,主要是这一阶段中游用水量急剧增加,两站径流量差值呈显著增加趋势。进入21世纪由于国家在黑河流域实施了水量统一调度,两站径流量差值保持平稳态势。     

若尔盖盆地黑河的牛轭湖沿程变化与形态特征

基于SPOT(1990年和2000年)和Google Earth(2000—2014年)遥感影像的图像分析,对黑河干流及上游的3条支流(格曲、麦曲、哈曲)的216个典型牛轭湖以及相应的河曲带进行形态参数的定义与分析。沿黑河上游至下游,河曲带的宽度是增加的,增长率的变化趋势为\"急—缓—急\";中游牛轭湖数量最多;下游受到泥沙淤积的影响更大,牛轭湖从Ω形发展成U形和C形所需时间远小于上中游。1990—2013年黑河干流仅发生2次裁弯,分别形成Ω形和U形牛轭湖,说明黑河牛轭湖的发育速率较慢。     

黑河莺落峡站径流变化趋势分析

对黑河出山口莺落峡站来径流的变化趋势进行了分析,结果表明:黑河流域径流整体上呈丰枯交替的周期性变化,出现了多个丰水段和枯水段,丰水年和枯水年出现的几率大致相等;未来黑河流域径流仍将周期性丰枯交替变化,莺落峡站多年平均径流量仍将在15.8亿m3附近波动。     

黑河流域径流变化规律及趋势预测

根据黑河1956—2012年各水文站径流量数据,应用Mann-Kendall非参数检验法对黑河流域径流变化规律进行了分析,并利用BP神经网络对未来黑河径流演变趋势进行了预测。结果表明:1黑河干流及主要支流汛期来水量占年径流量的比例较大,为63.18%~94.56%,出山口径流量未来总的趋势为增加;2Mann-Kendall趋势检验结果表明莺落峡、祁连、新地及嘉峪关站未来径流预测趋势与实测序列趋势较为一致,而札马什克站未来径流预测趋势和实测序列趋势相反,但该站M-K值的绝对值逐渐变小并趋于0,可以推测未来该站径流量趋势将由减少转为增加,这与BP神经网络预测的结果一致。     

灰色动态模型在黑河流域径流预测中的应用

根据黑河流域莺落峡水文站2000-2012年的径流量数据建立灰色动态GM(1,1)模型,对2013-2016年径流量进行预测和分析,并采用残差检验公式对模型精度进行检验。分析后的结果表明:莺落峡水文站年径流量的预测平均相对误差范围在20%以内,符合预测精度要求,因此,还原计算预测的2013年、2014年、2015年和2016年的径流量分别为17.64亿m3、17.81亿m3、17.98亿m3和18.16亿m3。     

祁连山区气候变化对黑河出山径流的影响

以黑河上游流域为研究区,依据祁连山区4个气象站的逐月实测气象资料及莺落峡水文站逐月径流资料,采用Penman-Monteith方法计算了潜在蒸散发量,采用线性回归以及Mann-Kendall趋势检验等方法研究了降水、潜在蒸散发、气温及径流的年、季变化趋势,运用弹性系数法分析了降水、气温和潜在蒸散发变化对黑河出山径流的影响。结果表明:(1)黑河流域气候水文要素的总体年际变化为年降水量和气温均呈显著升高趋势,潜在蒸散发量呈不显著增加趋势,出山口莺落峡水文站径流量呈显著增大趋势;(2)祁连山区降水量、气温和潜在蒸散发量是影响黑河流域出山径流量的主要气象因子,径流与降水在年和季节尺度上都存在显著相关关系,其中祁连山区秋季降水量与莺落峡站径流量的相关性最为显著,春季气温与径流量呈正相关,气温升高促进了冰雪消融,进而增大径流量,潜在蒸散发量特别是夏季蒸散发量增大对降水量增大造成的年径流增大起到了一定的削弱作用;(3)祁连山区降水量增加1%将使莺落峡站径流量增加约0.74%,祁连山区气温升高1%将使莺落峡站径流量增大约0.16%,祁连山区潜在蒸散发量增加1%将导致莺落峡站径流量减少约1.75%。     

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。     

基于时间序列分析的黑河干流年径流预报

采用周期均值叠加法和马尔可夫链法对黑河干流莺落峡断面年径流过程进行了预报分析。结果表明:周期均值叠加法分析出莺落峡断面1945—2007年系列的第1周期约为22 a,和黑河干流年径流的变化规律基本一致;两种方法预报的年径流变化规律基本一致,周期均值叠加法预报精度较高,可基本满足黑河干流水量调度工作的要求。     

若尔盖湿地黑河径流分析及预测

根据若尔盖湿地若尔盖水文站逐日平均流量资料(1988～2008年),应用滑动平均法、不均匀度、变化幅度以及自相关系数分析了若尔盖湿地黑河径流年际变化以及年内分配规律,并采用门限回归模型以及最近邻抽样回归模型对日径流进行了拟合和预测。研究表明,若尔盖黑河径流量年内分配十分不均,年内变化曲线呈现双峰型;日径流短期内具有良好的相依性;且年径流量自1988年以来具有明显的减小趋势;门限回归模型、基于时间序列分析的最近邻抽样回归模型用于逐日平均流量预测,效果较好。     

1950—2010年黄河径流情势变化特点

对1950—2010年黄河径流地区分布不均匀、断流和连续枯水段历时较长等特点进行了分析,阐述了天气变化、植被变化、水利工程对径流的调节、工农业及生活用水等影响黄河径流变化的因素,提出了相关建议:①长期推行节水和水土保持建设;②建立流域机构统一管理与省(区)水行政主管部门分级管理相结合的黄河水资源管理体系;③积极推进补水工程建设;④建立污染物入河总量控制、排污入河许可等水资源保护制度,提升对污染物输移扩散的预测预报水平与能力。     

黑河径流时空演变规律分析

以黑河的祁连站、莺落峡站和正义峡站为代表站,选取1945～2000年的月平均径流资料,采用Mann-Kendall趋势检验法和谱分析方法对黑河径流的趋势变化和周期变化进行分析,结果表明:近半个世纪以来,黑河流域的径流呈现出明显的减少趋势,并显示出2～3年和9年的周期变化规律.     

基于水资源费制度的黑河水量补偿方式探讨

针对我国流域的超用水现象,引入河流水量补偿机制,通过市场手段弥补行政管理手段短期失效的不足。以黑河为例,对基于我国水资源费制度的河流水量补偿的方式进行探讨,提出河流水量补偿的外部约束性条件主要包括立法及监测评估,从执行机构、补偿主体与被补偿主体、补偿标准等方面构建黑河水量补偿体系,并分情况对基于水资源费制度的黑河水量补偿方式进行探讨。     

洮水河冷口水文站水沙变化特征分析

对洮水河冷口水文站1976—2009年降水量、径流量、输沙量等相关资料进行了统计分析,结果表明降雨、径流和输沙量主要集中在汛期,降水量与径流量之间具有良好的相关性,而输沙量与二者之间相关关系不明显。     

黑河流域水资源可持续利用研究

针对黑河流域水资源开发利用和生态环境保护中存在的问题，从宏观战略的角度探讨黑河流域水资源开发利用的总体思路、基本原则以及合理利用水资源、保护生态环境的对策和措施。     

黑河流域水资源配置方案合理性评价

利用构建的评价模型对拟定的黑河流域水资源配置方案进行合理性评价,通过对方案评价结果的分析,对水资源统一调度后的社会、经济、资源和生态效应进行科学评估,为最终制定流域的水资源合理利用与生态环境保护措施提供强有力的决策依据,对黑河流域水资源统一管理具有实际指导意义.     

黑河正义峡断面下泄水量偏差分析

根据黑河干流水量分配方案,建立了不同时期正义峡断面分配水量与莺落峡断面同期来水量的关系,对2004—2009调度年不同时期正义峡断面下泄水量偏差进行了分析。结果表明:关键调度期(尤其是7—8月)正义峡断面下泄水量不足且偏差呈逐年扩大趋势同,这是近几年黑河水量调度面临的突出问题。由于现状情况下9月以后增加下泄量的空间有限,因此在继续做好该时期集中下泄措施外,应增大7—8月洪水期的下泄量,以有效应对正义峡断面下泄水量偏小的严峻形势。     

尼洋河流域径流时空变化特性初步分析

尼洋河是雅鲁藏布江的5大支流之一,该流域气候温暖湿润,植被覆盖率高,虽地处青藏高原,却具有独特的温带气候特征和下垫面条件.根据尼洋河流域现有测站的径流资料对其年内分配和径流的多年变化进行了初步的分析.结果表明,尼洋河流域主汛期为6月～9月,径流量年内集中程度高,其汛期径流量占总径流量的90%左右,多年期间丰水时段和枯水时段为3～5 a.