黄河流域天然径流量评价探讨

针对现有径流系列一致性处理方法不够具体的问题,提出了一种黄河流域天然径流量还原、还现算法。根据黄河流域入海口利津站的实测径流、利津断面以上流域地表水消耗量、地下水开采引起的地表径流减少量、人工水库和淤地坝水面蒸发增加量、水库蓄变量等数据,对利津站的天然地表径流量进行还原分析,并以2001—2016年下垫面作为参照下垫面估算下垫面还现后的天然径流量。结果表明:1956—2016年长系列的黄河利津站地表水天然径流量为577.72亿m³,下垫面还现后的天然径流量为551.72亿m³,还现天然径流量比流域机构给出的第三次水资源评价结果多61.72亿m³。     

青海省近61年来地表水资源现状及演变趋势分析

青海省河川径流量具有年际变化大和年内分配不均匀的特点,水资源空间分布上差异明显,总体趋势由东南向西北递减。趋势演变分析采用集合经验模态分解法(EEMD),结果表明:青海省地表水资源量呈增加趋势,分区水资源量长江、西南诸河及西北诸河分区水资源量都呈增加趋势,黄河流域水资源量呈减少趋势。     

黄河流域天然径流量与气候因子的小波分析

利用黄河流域6个水资源区1961—2005年的年平均气温、年降水量、年水面蒸发量和年天然径流量数据和小波分析方法,研究了气候因子和天然径流量的多时间尺度波动周期及其相互关系。结果表明:黄河流域各气候因子的主要波动周期为3、7、18 a,年天然径流量的主要波动周期为3、6、18 a;年均气温与年天然径流量的波动周期呈负相关关系,小波互相关能量聚集尺度为6 a和18 a;年降水量与年天然径流量的波动周期呈正相关关系,小波互相关能量聚集尺度为3 a和6 a;年水面蒸发量与年天然径流量的波动周期呈负相关关系,小波互相关能量聚集尺度为3、12、20 a。由此可见,气候因子的波动周期对水资源量的变化具有重要影响。     

黄河水沙变化及设计水沙条件

利用黄河干支流主要控制站实测水沙资料,分析了黄河水沙的基本特性和近期黄河水沙变化的主要表现,结合已有规划研究成果,预估了不同水平年黄河的来水来沙量,提出了应用于流域综合规划和专项研究的设计水沙条件和水沙代表系列。结果表明:水少、沙多、水沙关系不协调是黄河水沙的基本特征;1986年以来,黄河中下游水沙量大幅减小,汛期径流比重减少,有利于输沙的大流量历时和水量大幅减少;预计到2020年、2030年,黄河多年平均天然径流量分别为519.8亿、514.8亿m3,年均沙量分别为10.5亿¹1.0亿t、9.5亿11.0亿t、9.5亿¹0.0亿t;根据2020水平年1956—2000年系列水沙条件,选取1968—1979年+1987—1996年作为水沙代表系列,该系列龙门、华县、河津、氵状头4站年均水量为278.03亿m3、沙量为10.77亿t,其中前12 a年均水量为290.17亿m3、沙量为11.48亿t,后10 a年均水量为263.47亿m3、沙量为9.93亿t。     

遭受旱魔肆虐后的反思

甘肃省张掖市地处我国西北内陆腹地,丝绸之路中部,属典型的大陆性干旱气候,全市有大小河流26条,均属内陆河黑河水系,多年平均天然径流量24.75亿m3,其中黑河15.8亿m3,地表水、地下水总资源量为26.5亿m3.人均占有可利用水资源量1250m3,低于全国人均水平,属于资源型缺水地区.     

黄河流域水资源量分配思路探讨

根据黄河流域水资源调查评价成果,分别给出了黄河流域分区水资源量、断面水资源量成果,与现行黄河水量分配方案对比,发现现行水量分配方案存在所依据的黄河径流量偏多、没有考虑地下水量等不足,因此合理的黄河水资源分配应为水资源总量分配,应当同时考虑地表水和与地下水的水量分配,两者共同构成沿黄各省(区)的可消耗黄河水量。     

气候变化情景下黄河天然径流预测研究

1961—2000年黄河天然径流量呈减小趋势,且径流变化与降水量变化过程基本一致。选用IPCC提出的A2、B2两种温室气体排放方案,并采用北京大学在黄河流域未来气候情景研究中的降尺度成果,以黄河流域未来气候情景模式和预测成果为基础,建立黄河水量平衡模型,预测黄河主要断面的未来天然径流量并分析其时空变化。结果表明:黄河径流量2050年将减少29.3亿～61.1亿m3,2100年将减少42.2亿～71.2亿m3;从空间分布来看,上游兰州以上主要产水区的降水量、径流量有较大幅度减小,其他区域产流量有所增加;从径流年内分配来看,冬季、春季略有增加或基本不变,夏季、秋季减少明显。     

基于贝叶斯网络的黄河径流预测

基于黄河流域1979—2018年的ERA-Interim再分析气候与水文数据,以及CMIP5中10个气候模式下3种典型排放情景(RCP2.6、RCP4.5、RCP8.5)的全球气候变化数据,采用离散数据的处理方法,建立黄河流域贝叶斯网络模型,推断黄河流域近40余年来气候要素对径流的影响概率,预测黄河流域未来径流量。结果表明:1979—2018年黄河天然径流量呈减小趋势,基于贝叶斯网络分区间概率预测预报的径流量也呈减小趋势;黄河流域的不同区间(低、中、高)径流量对气候的敏感程度不同,但径流始终与降水相关性最高;在RCP2.6情景下,黄河流域未来20年、60年的径流量为585.50亿、588.57亿m~3;在RCP4.5情景下,其值为585.42亿、587.53亿m~3;在RCP8.5情景下,其值为593.50亿、585.11亿m~3。     

黄河流域地下水开采总量控制方案

针对黄河流域内各区域地下水开发利用的特点,结合黄河流域水资源综合规划配置方案,对黄河流域地下水赋存与开发的不同层位、不同地貌单元、不同功能分区等分类提出地下水开采总量控制原则和方案。2020年和2030年,黄河流域地下水开采总量分别控制在125.7亿m3和125.3亿m3。不同层位地下水开采控制方案为:流域浅层地下水2020年、2030年开采控制量分别为123.7亿m3和125.3亿m3;深层承压水2020年开采控制量为2.0亿m3,2030年全部退出开采。不同地貌控制方案为:2020年,平原区地下水开采量控制为92.4亿m3,山丘区为33.2亿m3;2030年,平原区和山丘区地下水开采量控制在92.1亿m3和33.2亿m3。不同功能分区浅层地下水控制方案为:2020年开发区102.4亿m3,保护区16.9亿m3,储备区4.4亿m3;2030年开发区104.4亿m3,保护区17.0亿m3,储备区3.9亿m3。     

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。     

基于水资源综合模拟与调配一体化模型的北京市水资源模拟分析

在探讨2007—2018年北京市水资源供需平衡情况的基础上,利用WAS模型对1980—2018年北京市水资源进行动态模拟研究,分析区域自然-社会水循环转化模式,探讨社会水循环与自然水循环的转化机理。结果表明：2007—2018年北京市年均需水量（实部、虚部）呈上升趋势,年均蓝水供水量36.85亿m3,绿水供水量16.90亿m3;需水缺口呈显著增大趋势,年均水资源缺口为165.20亿m3;1982—2010年北京市多年平均及25%、50%和75%径流总量特征频率年模拟与实测误差率分别为7.0%、4.8%、1.2%和0,模型精度较高;各计算单元自然水循环下出流量由东北部向西南部递增,自然-社会水循环下实际出流量有所下降。     

汉江流域地表水资源可利用量分析

采用扣损法和改进的WAM模型分别分析计算了汉江流域地表水资源可利用量.两种方法均考虑了河道内生态和生产需水量,其中扣损法是一个倒扣过程,而WAM模型则是一个顺序过程;扣损法考虑了汛期难于控制利用的洪水量,而WAM模型采用80%保证率的天然径流来折合其影响;WAM模型把水库蓄水作为一种水权来考虑,而扣损法则将水库蓄水作为地表水资源可利用量的一部分.实例研究表明,两种方法的计算结果基本一致,扣损法为207亿m3,WAM模型为223亿m3,相对误差为7.17%.     

基于物理参数水文模型的水资源评价UCMV方法

“还原失真”和“还原失效”是变化条件下水资源评价中的棘手问题之一。本文提出基于物理参数的分布式水文模型用于变化环境下水资源评价的原理和假定，以及基于此的UCMV(Up-reach for Calibration and Mid-reach for Validation) Process水资源评价方法。以永定河山区流域为实例，进行了不同时期下垫面的水资源评价。结果表明，流域1990年代和2000年代下垫面条件下多年平均地表水资源量分别为10.799亿m3和9.892亿m3，后者相对于前者产流能力降低了8.0%，清楚地表现出下垫面变化对流域产流能力的影响，也进一步证实了“还原失效”现象的存在以及基于物理分布式水文模型进行变化环境下的水资源评价的有效性。     

大通河降雨径流关系演变与水资源衰减初步研究

大通河位于祁连山区,开发利用程度低,实测径流基本为天然径流,1956—2000年平均径流量28.95亿m~3。在全球气候变暖的背景下,降雨-径流关系发生了明显的改变,以水文气象要素明显的分界点1997年进行分时段比较,汛前径流明显衰减,汛后上游径流明显增加,中下游径流有一定减少,年均水资源减少1.72亿m~3。选择受冰川融水和冻土释水影响较小的中下游区间来水分析,得到蒸发增加减少径流深38 mm。基于上中游分阶段径流比较认为,枯季径流的增加来自冻结层下水的稳定释水,春季径流的减少由季节性冻土释水疏干和陆面蒸发增加导致,夏秋季径流的增加主要是冰川融水和冻结层上水转化成冻结层下水减少沼泽消耗所致。综合分析认为,随着气温的继续升高,冰川融水消失,冻结层上水进一步转化,伴随着源头沼泽的消失,冻结层下水的增加对蒸发增加引起的水资源衰减有所缓减。     

基于冻土水文模拟的松花江流域水资源演变规律

为分析松花江流域水资源的演变规律,基于寒区水-热-氮素循环模型（the?water?and?energy?transfer?processes and?nitrogen?cycle?processes?model?in?cold?regions,WEP-N）和水资源评价方法,对径流发生突变的 1998 年前后（即 1999—2018 年和 1956—1998 年）进行比较,松花江流域年水资源总量减少 217.0 亿 m3,减幅达到 22.2%。其中, 地表水资源量减少是水资源总量减少的主要组分,占水资源总量减少的比例为 96.9%,不重复地下水资源减少量 占 3.1%。基于多因子归因分析方法分析可知,气候变化是松花江流域水资源减少的主要因素,对松花江流域全年 水资源总量、地表水资源量、不重复地下水资源量减少的贡献率分别为 81.6%、74.9%、286.6%,取用水的贡献率 分别为 18.4%、25.1%、－86.6%。从年内不同时期分析可知,非冻融期是全年水资源量减少的主要时期,占全年水 资源总量减少的 82.6%,冻融期占 17.4%。和北方的海河流域、黄河流域相比,水资源减少幅度和主要影响因素各 不相同,主要取决于气候变化和人类活动强度变化幅度的不同。与位于华北和西北的两大流域海河流域和黄河 流域对比,气候变化对松花江流域水资源衰减的影响与海河流域相当,明显大于黄河流域,而人类活动对松花江 流域水资源衰减的影响明显小于两大流域。     

金沙江流域径流变化特征及成因

基于金沙江流域近60 a的降雨和径流资料,采用水量平衡法对天然径流量进行还原,利用Mann-Kendall法及小波分析方法研究流域降雨量及天然径流量的变化趋势、周期及可能突变的年份,分析天然径流的变化原因,构建天然径流量与降雨量及归一化植被指数的相关关系式。结果表明：金沙江流域降雨量和天然径流量总体呈周期性变化,主周期均为28 a,与此同时降雨量和径流量均呈增加趋势,降雨量每10 a相对增长幅度约1.28%,天然径流量每10 a相对增长幅度约0.57%;造成两者相对变幅差异较大的原因源于流域植被覆盖面积的增加;考虑降雨及植被的综合影响,建立的天然径流与两者共同作用下的方程相关系数为0.940,其关系式为R=0.017 7P^1.691/N^-0.923。研究成果可为金沙江流域水电开发和综合治理提供决策参考。     

西北地区水资源的特点

西北地区国产水资源总量为1563．1亿m^3，其中黄河流域部分水资源总量为511．9亿m^3内陆河水资源总量为1051．2亿m^3；地表水资源量1428．2亿m^3，地表水与地下水之间不重复的地下水资量为134．9亿m^3。西部水资源的分布不均匀，降雨受地形影响，形成了多个闭合圈。     

黄河流域洪水资源利用水平初步分析

依据1956~2000年黄河流域地表水资源评价结果和入海水量资料,对黄河流域洪水资源利用水平进行初步分析,指出基于全年地表水资源量与出境量的洪水资源利用水平较稳定地维持在400亿m3左右;探讨了黄河流域历年来水利工程空间布局及运行方式变化与洪水资源利用过程的关系,并采用洪水资源利用程度的概念来显示不同流域之间洪水资源利用水平的相对差异,结果表明,黄河流域洪水资源利用程度在20世纪90年代呈上升趋势,至2000年已接近90%;指出黄河上游低含沙洪水资源的利用对中游高含沙洪水资源利用具有影响。     

石羊河流域水资源可利用量分析

石羊河流域多年平均水资源总量为17.76亿m3,生态环境需水量为7.08亿m3,可利用总量为10.67亿m3,水资源可利用率为60.1%;2000年流域实际利用水量为20.23亿m3,水资源实际利用率达121%。石羊河流域可利用水资源总量一定要依照自然社会的发展规律进行控制使用,以求在生态不再恶化的情况下适度发展经济。建议首先考虑将下游的生态恢复到20世纪80年代以前的状态,保证下游红崖山站水库年均径流量达到80年代前的水平,逐步改善民勤盆地生态环境。