黄土丘陵沟壑区的岔巴沟流域次降雨侵蚀力的研究

降雨侵蚀力是反映由降雨引起土壤侵蚀的潜在能力,是土壤侵蚀模型的重要因子。降雨侵蚀力指标就黄土高原,不同的学者提出不同的指标。雨型对土壤侵蚀影响很大,根据降雨特性分为三种雨型,通过对黄土丘陵沟壑区岔巴沟流域降雨的最大时段雨强与能量的乘积EIt与土壤侵蚀模数直线回归,并对各个相关性系数r之间进行了显著性分析表明,研究区所有雨型条件下从rEI10到rEI60各rEIt之间没有显著性差异;短阵型雷暴雨(A型雨)rEI10与rEI30没有显著性差异但与rEI40有显著性差异,锋面夹雷暴雨(B型雨)其rEI10与rEI100中各rEIt都没有显著性差异。因此,认为黄土丘陵沟壑区的降雨侵蚀力指标EI10到EI30各EIt都可以采用,并且可以被相应简易因子PIt替代。     

岔巴沟淤地坝小流域重力侵蚀产沙量分析

以黄土高原典型流域中重力侵蚀产沙量为研究对象,选择岔巴沟流域中6个淤地坝小流域作为研究流域,以坝库中1978—2001年共22年泥沙淤积量作为流域总泥沙侵蚀量,采用中国土壤侵蚀流失模型(CSLE)并考虑沟蚀因素计算水力侵蚀量,将水力与重力侵蚀产沙量区分开来。研究结果表明:6个小流域中重力侵蚀产沙分别占流域总侵蚀产沙量的0%、51.0%、54.1%、59.0%、65.0%和67.0%;小流域中重力侵蚀产沙量与32°的沟坡面积具有显著的线性正相关关系,沟坡坡度是重力侵蚀的控制性因素,降低沟坡坡度能够显著地减少流域产沙量。     

岔巴沟流域植被变化特征及其对水沙的影响

基于30 m×30 m分辨率陆地卫星(Landsat)遥感数据分析1987—2018年岔巴沟流域植被覆盖度的时空演变特征并生成流域土壤面蚀等级图,分析其对流域产流产沙的影响。结果表明:岔巴沟流域植被覆盖度整体呈现快速增长趋势,从1987年的24.7%增加至2018年的53.1%;流域植被覆盖度构成发生很大转变,2002年以后中、高覆盖度区域比例大幅上升,增长主要集中在丘陵沟壑地区;随着植被覆盖度的增长,流域产流产沙呈现减少趋势,地表面蚀有所减少,植被对产沙影响大于对产流影响。     

岔巴沟流域土壤抗蚀能力分析

针对土壤因素在流域产流产沙中的作用,借助35技术,利用抗蚀性指数模型计算了岔巴沟流域各土种的抗蚀力值,并绘制了土壤侵蚀分类图和综合因子下的土壤侵蚀分级图。结果表明:岔巴沟流域土壤侵蚀趋势与以人类活动为主的影响因素呈相关分布;土壤类型的侵蚀分异为西北部及东南部最强,东北部最弱。     

地形地貌对岔巴沟流域下垫面抗蚀力影响分析

以岔巴沟流域地形地貌资料为基础,系统分析了地形地貌各因子对流域下垫面抗蚀力的影响,选取坡度、坡长、沟壑密度、地形起伏度、地貌部位作为评价因子,并在GIS技术支持下,采用层次分析法,建立了地形地貌对岔巴沟流域下垫面抗蚀力影响的指标体系,对比分析了岔巴沟流域不同时段的下垫面抗蚀力。结果表明:该流域下垫面抗蚀力的变化十分明显,主要表现在抗蚀力级别为强和极强的区域面积显著减少。     

岔巴沟流域数字水文模型研制与应用

结合无定河水系的岔巴沟流域的气候、植被以及下垫面条件等,重点探讨了流域产汇流模拟问题。在流域产流机制方面,采用的是超渗产流模式,在每一网格单元上建立数字产流模型;在流域汇流方面,由DEM(数字高程模型)所提取的水流路径和水流路径坡度等信息确定汇流参数,采用等流时线法考虑汇流的滞后效应,应用线性水库法考虑汇流的坦化过程;最后,将数字产流模型和数字汇流模型有机结合,建立了数字水文模型,使用该数字水文模型对岔巴沟流域进行了径流模拟,取得了较为满意的结果。     

基于典型次洪泥沙动力学过程的岔巴沟流域水沙关系分析

为准确把握岔巴沟流域径流泥沙变化趋势并分析其原因,以岔巴沟流域1970—2016年98场洪水输沙过程为研究对象,通过分析不同年代次洪输沙量,阐明了次洪水输沙动力学过程。结果表明:岔巴沟流域近50 a来次洪输沙滞回曲线模式主要表现为顺时针型、逆时针型、8字型、复杂型4种,4种模式中逆时针型所占比例和次洪输沙量最大,顺时针型所占比例最小,但平均洪峰流量和平均输沙峰值最高,复杂型洪水平均持续时间最长。不同年代次洪输沙频率表现为1980—1989年间洪水输沙滞回曲线以逆时针型为主,其次为复杂型洪水,2006年以来逆时针型和复杂型洪水数量大幅减少,8字型洪水数量增多; 出现这种现象可能是由于岔巴沟流域自20世纪70年代以来开展小流域综合治理,各种水土保持措施在1970—1989年间产生较强的作用,但2000年后,由于长期使用后产生淤满和损坏等状况,效力逐渐降低,对岔巴沟流域整体的水沙输移模式产生影响。     

考虑降雨空间变化的流域产流模型

本文从确定性与随机性相结合的途径出发，将超渗产流模型与降雨空间变化的频率特性有机结合，引入流域降雨产流计算中，经在黄土地区四个流域的初步应用，表明模型具有模型具有物理概念明确，弹性大的特点，对不同面积大小的流域均具有良好的适用性。     

考虑土壤特性空间变异的流域产流模型

为了模拟流域产流的空间变化,本文从土壤物理学与水文学相结合的途径出发,将标定理论引入流域产流计算中,用一个反映土壤特性空间变异程度且符合对数正态分布的标定因子将流域划分单元,通过对单元下渗曲线的标定和应用,建立了一个考虑土壤特性空间变异的流域产流模型。经在两个实际流域的初步应用证明,本模型具有物理概念明确,弹性大,适应面广,能够直接模拟产流面积的变化等特点,已获得较满意的计算结果。     

不同时间尺度下近20年江西省降雨时空分布特征分析

基于1996年—2015年江西省83个水文观测站逐日降水资料,运用Mann-Kendall趋势检验法和Kriging空间插值法来研究不同时间尺度下江西省降雨趋势,并探讨不同量级降雨日数的时空分布特征。结果表明：对于年平均降雨日数而言,江西省主要以小雨为主,其分布规律为赣西南地区向赣东北地区逐步减少,且整体上没有显著的变化趋势;江西省不同量级降雨日数受季节影响较为显著,其整体极差从大到小依次是春季、冬季、夏季和秋季,而局部最大极差出现在冬季小雨的13.3d;受西南气流影响,夏季暴雨区域范围较广,且表现出与其他季节不同的分布特征;不同量级的季平均降雨日数整体上没有显著的变化趋势,春季和夏季平均降雨日数在暴雨上没有显著的整体上升规律。     

Spatial and Time Variability of Drought Based on SPI and RDI with Various Time Scales

The spatial and temporal variability of droughts were studied for the Northeast Algeria using SPI and RDI computed with monthly precipitation data from 123 rainfall stations and CFSR reanalysis monthly temperature data covering the period 1979–80 to 2013–14. The gridded temperature data was interpolated to all the locations having precipitation data, thus providing to compute SPI and RDI with the time scales of 3-, 6- and 12-month with the same observed rainfall data. Spatial and temporal patterns of droughts were obtained using Principal Component Analysis in S-Mode with Varimax rotation applied to both SPI and RDI. For all time scales of both indices, two principal components were retained identifying two sub-regions that are similar and coherent for all SPI and RDI time scales. Both components explained more than 70% and 74% of drought spatial variability of SPI and RDI, respectively. The identified sub-regions are similar and coherent for all SPI and RDI time scales. The Modified Mann-Kendall test was used to assess trends of the RPC scores, which have shown non-significant trends for decreasing drought occurrence and severity in both identified drought sub-regions and all time scales. Both indices have shown a coherent and similar behavior, however with RDI likely showing to identify more severe and moderate droughts in the southern and more arid sub-region which may be due to its ability to consider influences of global warming. Results for RDI are quite uniform relative to time scales and show smaller differences among the various climates when compared with SPI. Further assessments covering the NW and NE of Algeria using longer time series should be performed to better understand the behavior of both indices.     

皇甫川流域降水量时空变化特征分析

以观测资料为基础,采用多种统计分析方法研究了皇甫川流域最近几十年的降水量变化特征。结果表明:①皇甫川流域多年平均降水量自东南向西北逐渐减少,冬、夏两季降水量空间分布略有差异;②皇甫川流域19世纪60—70年代降水量较大,80—90年代降水量较小,2001—2005年降水量略有增加,降水量变化呈南增北减的特点;③皇甫川流域降水变化受多种因素影响,周期特点比较复杂,20世纪90年代以来周期信号逐渐变弱;④海子塔、皇甫、沙圪堵3站在20世纪70年代的暴雨频次稍大一些,总体无明显趋势性变化,2001—2005年暴雨均值虽略有增大,但暴雨量级变化不大。     

Correction to: Spatial and Time Variability of Drought Based on SPI and RDI with Various Time Scales

Water Resources Management - Due to an oversight, Figure 1 image and Figure 4 caption were incorrectly captured in the original publication.     

梅州地区近50年不同时间尺度降水变率及规律分析

采用梅州各县建站以来的降水观测资料,通过对年、季降水相对变率和月、年的降水变化规律分析,为梅州地区合理蓄、用水提供科学依据。     

Differences in Spatial Patterns of Drought on Different Time Scales: An Analysis of the Iberian Peninsula

The differences in spatial patterns of drought over a range of time scales were analysed by the Standardized Precipitation Index (SPI). In a climatic area with a wide range of precipitation characteristics (the Iberian Peninsula), Pearson III distribution is flexible enough to calculate the drought index on different time scales. The Pearson III distribution was adapted to precipitation frequencies at time scales of 1, 3, 6, 12, 24 and 36 months. Spatial patterns of drought were analysed by Principal Component Analysis. The number of components found increased as the time scale did, which indicates great spatial complexity in drought analysis and uncertainty in drought classification, mainly at scales of 24 or 36 months, since the relationships between SPI series of observatories becomes more distant as the time scale increases. We concluded that there were no homogeneous regions with similar drought patterns that could be used for effective drought management or early warning.     

基于不同空间尺度的河流健康评价方法探讨

简要回顾了国内外河流健康评价的主要方法,并分阶段总结了其发展过程;结合河流健康评价的需要,对评价的空间尺度进行了等别划分,并对河流生态系统变化的时空相关性进行了探讨,初步建立了时空相关关系;按照空间尺度等别,对国内外各种评价方法的时空适应性进行了探讨,并推荐了适宜于大、中、小评价尺度的评价方法.     

年风能发电时间的空间变异性研究

以半方差函数和克里格插值为基础,利用GS+与Surfer软件对某地区的风能发电时间进行了空间变异性研究,并绘制了空间分布图。结果表明:风能发电时间样本数据符合正态分布规律,可以用克里格方法进行插值分析;研究区年风能发电时间均值为1 912.8 h,属于风能可利用区;样本变异系数为0.098,属于弱变异强度,表明风能发电时间的空间分布较为均匀。研究结果为区域风能资源的开发与利用提供了重要参考。     

不同时间尺度径流的多重分形特征解析

径流时间序列的变化过程呈现出复杂的非线性特征,分形是非线性时间序列的典型特点。以锦江流域为例,研究了1967年～2018年的年、月尺度平均流量时间序列的多重分形结构特征。分析结果表明,锦江流域过去52年的年、月尺度的平均流量均表现出明显的多重分形特征。其中,年平均流量的波动幅度最小,月平均流量中9月平均流量序列的波动幅度较大,即9月平均流量表现出强烈的多重分形特征;锦江流域10月平均流量波动行为的混乱程度和奇异性最低,而11月平均流量波动行为的混乱程度和奇异性最高。研究说明锦江流域年、月平均流量时间序列具有较为复杂的混乱特性,可为锦江流域年、月平均流量的复杂性规律的解析提供依据。     

不同空间插值方法在辽西降水空间插值的精度对比分析

本文结合区域降水站点实测降水数据,对比分析了反距离加权插值和克里金插值方法在辽西降水空间插值的精度。研究结果表明:反距离加权插值法由于考虑插值点之间的权重,在辽宁西部降水空间插值的精度高于克里金插值方法,反距离加权插值方法下降水插值和实测降水之间年和月尺度的误差分别为6.2%和20.7%,年相关系数达到0.79,克里金插值方法下降水插值和实测降水之间年和月尺度误差分别为10.9%和24.6%,年相关系数为0.51,反距离插值方法更适用于辽西地区的降水空间插值计算。研究成果可为辽宁西部无资料地区降水空间插值计算提供方法参考。