黄河源区降水径流变化特性初步分析

黄河源区唐乃亥水文站以上流域面积121972km^2，占黄河流域面积75．2万km^2的16．2％，多年平均径流量200亿m3（1956-2002年），占黄河流域多年平均径流量580亿m3的34．5％，因此该区域被称为黄河的水塔，也是黄河上受人类活动影响较小的天然产汇流区，其降水径流特性具有相对稳定性，对黄河水资源状况有重要影响。通过对黄河源区降水径流时空变化分析，初步揭示该区域降水径流变化特性及其规律。     

黄河源区径流演变研究进展

黄河源区是黄河流域重要的产流区和水源涵养区,年径流量占黄河流域径流量的三分之一左右,对流域水资源安全具有重要意义。总结了近20 a发表的有关黄河源区径流演变特征及其影响因素的相关文献,对研究成果进行了系统梳理、总结和对比。各研究成果在黄河源区径流整体变化趋势上具有一致性,近几十年黄河源区径流总体呈下降趋势,且存在丰枯交替的演变特征,径流年内分配不均,存在不同时间尺度的周期性变化,未来一定时期黄河源区径流仍将有所下降。但在径流演变驱动机制方面存在一定的分歧,气温和蒸发对径流变化的影响机制仍不明确,未来径流变化的定量预测仍存在差异。基于此,未来应注重开展黄河源区径流演变驱动机制、空间特征及未来趋势等方面的研究,为黄河源区水源涵养能力提升提供支撑。     

黄河源区降水径流时空特性及相关分析

分析了黄河源区降水径流的一般特点及统计特征。分析径流与降水的相关性 ,得出汛期降水与径流相关性好 ,年降水量与径流过程相关系数一般较大 ,说明地下水径流作用显著。黄河沿以上地区径流与降水相关性小 ,说明下垫面条件对径流调蓄作用显著。     

近50a来黄河源区降水、气温及径流变化分析

基于1961—2010年气象、径流资料,采用M-K趋势检验法分析了黄河源区近50 a来降水量、气温和径流量的变化规律及三者间的内在关系,探讨了气温、降水量对黄河源区径流量季节性变化的影响。结果显示,近50 a来黄河源区降水量、气温变化具有明显的时空差异;黄河源区春季降水量显著增加,年降水量呈微弱减小趋势但不显著,东南部高值区降水量呈下降趋势而西北部低值区的降水量呈增加趋势;各季节均显著升温,东南部气温高值区的升温幅度要低于西北部气温低值区的;近50 a来黄河源区径流量呈显著下降趋势,其夏季径流量主要受夏季季风降水量的影响,而春季径流主要受春季降雨/降雪和上一年冬季降雪的影响。     

黄河源区汛期降水径流序列多尺度小波分析

基于黄河源区15个地面站点日降水数据、唐乃亥水文站逐日径流数据以及小波分析方法,分析了黄河源区1961—2020年汛期降水和径流的周期规律、变化趋势及相关关系。结果表明,1)黄河源区近60 a汛期降水、径流均存在多时间尺度的变化特征,且不同时间尺度汛期降水、径流丰枯变化趋势均不同;2)汛期降水、径流序列均具有63 a左右、35 a左右特征时间尺度的主周期,两个时间尺度下的平均周期分别为41、25 a左右,汛期降水、汛期径流具有一定的正相关性;3)在63 a特征时间尺度可预测2020年之后未来5～10 a内黄河源区汛期降水、径流整体均呈减小趋势。     

黄河源区径流变化特征及影响因素研究

近年来,黄河源区水资源状况发生了较大变化,为探究黄河源区径流变化特征及影响因素,基于1961-2018年共58 a的径流和气象资料,采用Mann-Kendall检验和小波分析等方法对其进行了分析。结果表明：黄河源区径流量整体上呈现出不显著减少趋势,递减速率为-0.63×10⁸ m³/a,夏、秋季减少幅度大,冬、春季减少幅度较小;1990年前后径流量均呈现不显著增加趋势,且1990年后增加趋势明显加速,后者增幅是前者的3.09倍;1990年后,降水量和气温递增高值区高度重合,且降水量是影响径流量变化的最重要因素。说明暖湿化加速和空间迁移过程导致了黄河源区冰川的加速消融,这也是1990年后径流快速增加的主要原因。     

黄河源区水文水资源情势变化及其成因初析

目前,黄河源区水文水资源情势呈现降水总量变化不大、气温不断升高、实际来水不断减少的趋势,与之相关的水生态环境情势表现在土地荒漠化、湖泊和湿地萎缩、冰川消融、冻土层埋深加大、草场退化、鼠虫害肆虐、水土流失加剧、生物多样性和数量锐减等方面。在总结分析黄河源区近50年来水文水资源情势变化特点的基础上,从气候和生态环境变化等方面对该区的水文水资源情势变化成因进行了初步分析。研究结果表明：黄河源区水文水资源情势变化的主要原因是气候变化,如气候变暖、水面蒸发能力上升等,人类不合理干扰和生态环境恶化也起到了一定的作用。     

黄河源区径流时空特性及相关因素分析

利用有关软件,选定径流过程中的显著性因子如上年降水量、汛期月降水量及上月降水量、地温等,分析了黄河源区径流的一般特点、统计特征以及径流与降水、地温的相关性。结果表明：黄河源区汛期降水一径流的相关性较好,年降水量与径流过程的相关系数一般较大,说明地下水补给的作用显著;黄河沿以上地区径流一降水的相关性较差,但与地温的相关性较好,说明下垫面条件对径流调蓄的作用显著。     

黄河源区径流变化研究综述

针对20世纪90年代以来黄河源区径流量大幅度减少的现实,以及对影响径流的关键因子存在一定分歧的研究现状,对源区径流变化研究进展进行了总结和分析：降水是引起径流变化的重要原因,不同区域降水变化、季节降水变化以及降水强度变化等原因可能导致了径流量减少;源区气候变暖,但气温增加与水面蒸发量没有密切相关关系,二者相关性仍需要深入探讨;源区下垫面发生变化影响了降水量与径流量关系,但尚难明确气候变化和人类活动分别对下垫面变化的影响程度。     

黄河源区唐乃亥站径流持续减少的原因分析

对黄河源区重要控制站唐乃亥水文站径流的补给来源、空间分布和年季变化规律进行了分析，研究唐乃亥站天然来水量持续减少的原因，对黄河上游乃至整个黄河流域水资源的利用具有一定指导作用，对黄河源区水资源可持续开发利用及其生态环境保护具有举足轻重的作用。     

近50年黄河中游降水变化及其对径流的影响

利用黄河中游地区降水资料，统计分析了黄河中游近50年降水变化特点，建立了天然年径流量计算公式，计算分析了降水变化对径流量的影响。结果表明，由于1986年以来降水量较前期减少明显，使得1986年以来天然年径流量较前期减少近20％，尤其1994年以来最甚，平均每年减少66．5亿m^3。     

黄河天然年径流长期丰枯状态变化特性研究

基于Markov过程分析方法,对黄河陕县528年(1470～1997年)的天然年径流序列进行了分析,结果表明：①黄河年径流在长期的丰枯状态转移中,平水年和偏枯水年的自转移概率均较大,并且无论年径流处于何种初始状态,向偏枯水年转移的概率均大于向偏丰水年转移的概率;②黄河年径流在长期的丰枯状态转移中,出现平水年的状态占优势,而出现丰水年和枯水年的再现时间均较长,并且出现偏枯水年的概率大于出现偏丰水年的概率;③在黄河年径流长期丰枯变化的各态互转移过程中,存在以平水年为状态转移中心的邻态互转移模式,它的存在影响着年径流各态互转移的特性。     

近50年黄河上游降水变化及其对径流的影响

利用黄河上游兰州以上地区降水量资料，在统计分析近50年降水时空分布和变化基本特征，以及各站降水量与兰州站天然年径流量关系的基础上，选取代表站，计算区域平均降水量，并建立天然年径流量计算公式，计算分析了降水变化对径流量的影响。结果表明，20世纪70、80年代降水变化对天然年径流量的影响不甚明显，而90年代以来影响十分显，其影响幅度达10％-20％。     

黄河兰州以上地区近期天然径流量变化分析

根据黄河上游兰州以上地区1955～2003年天然径流量资料,统计分析了近期径流量的变化特点,结果表明:①近期各区年和汛期径流量均较前期减少,尤以洮河、玛曲～唐乃亥区间最甚;②近期年内各月径流量均较前期减小,7～12月减少达20%～38%;③全区年径流总量中,吉迈～玛曲来水量所占比重前期、后期都最大达到30%以上;④全区近期最大月径流量都较前期明显减少,洮河、湟水和玛曲～唐乃亥区间减幅达40%以上,7、8月出现最大月径流量的频率增大,较常年偏大15%以上;⑤出现最小月径流量的频率增大,7、8月份增大28%～38%;⑥全区年内最大与最小月径流量的差值减小趋势比较明显。     

黄河上游唐乃亥流域径流统计特征分析及气候影响

根据黄河上游唐乃亥以上气候资料, 统计分析了近 50年气候变化特点并以其与唐乃亥站径流关系为依据,分析了气候变化对唐乃亥站径流量的影响.结果表明:黄河上游径流呈现以枯水期占优势的丰、枯水交替变化规律,其完整的丰枯循环周期约在18 a;1920～1998年的年径流量呈现弱增长趋势,2000年以后进入一个丰水段;该区年均径流量为617 m3/s,主要集中在6～10月份;月均径流、降水和气温在变换趋势和影响月份上具有高相关性;在全球变暖的大环境下,研究区气温处于波动上升状态,20世纪90年代以后,降水、径流均呈下降趋势.     

黄河流域天然径流量计算解析

黄河流域天然径流量的计算是黄河流域水资源规划、调度、生产、科研的基础性工作。天然径流量主要包括实测径流量和人类活动影响的径流量两部分，其中实测径流量由水文测站进行断面控制，而人类活动河川径流影响的量需要通过还原，这部分还原水量的计算工作是天然径流量计算中最重要的部分。对黄河流域还原水量的计算，黄委目前已有一套较为成熟的方法，即通过国民经济各生产部门从黄河干支流引出的水量扣除回归河道后的水量，便可计算出还原水量，也就是通常所说的净耗水量。通过介绍还原水量计算方法，阐述了河川径流量与水资源量的区别。     

黄河源区未来气候变化情景预测

在经验正交函数展开的基础上,通过对主分量和大尺度预报因子进行最优回归,确定了流域降尺度统计模式。基于该模式对黄河源区2011—2040年中高排放情景、全球人口不断增加及中低排放情景、全球人口增长较少两种气候情景进行了分析。结果表明:黄河源区未来气温将明显升高,降水量略有增大,水资源压力将趋于增大。