汉江上游径流情势变化及归因分析

基于 Budyko 框架及径流变化情势指标同气象因子的拟合关系,拓展 Budyko 方程并得到微分方程。选择汉江上游安康和白河水文站的年均径流、汛期平均径流和非汛期平均径流资料系列,开展径流情势变化及归因研究。结果表明：所有径流指标均发生变异且明显减小;多元对数线性回归模型拟合的相关系数大于 0.90,能够较好预估径流变化情势指标,并捕捉到径流变化情势指标同气象参数之间的非线性关系;基于 Budyko 假设的互补关系法性能优于全微分法,气候（流域下垫面）变化对安康站年均径流量、汛期平均径流量和非汛期平均径流量贡献的绝对值分别为 35.89%?(64.11%)、34.58%?(65.42%) 和 71.12%(28.88%),对白河站年均径流量、汛期平均径流量和非汛期平均径流量贡献的绝对值分别为 34.82%(65.18%)、26.29?%(73.71%) 和 35.11%(64.89%)。     

流域下垫面变化对水资源量情势演变影响分析

通过对河北省降水特性、水资源量评价计算结果分析．河北省降水量和水资源量均呈递减趋势,而水资源量递减幅度远大于降水量。这表明降水仅是水资源量变化的主导因素之一,而人类活动影响造成的流域下垫面条件变化对水资源量的影响更为重要。下垫面条件的改变,使地表水和地下水补给、径流、排泄的规律发生了变化,导致水资源情势发生变化。     

考虑降雨的下垫面变化对径流的影响分析

以下垫面覆被条件变化来表征的人类活动是水文循环研究中的核心问题,对流域发电、水资源管理以及社会经济可持续发展起到至关重要的影响。本文采用趋势分析法分析右江水电站控制流域内的年降雨量以及年径流量的变化特征及趋势,在利用Arc GIS分析流域下垫面变化的基础上,分别采用多元统计模型和考虑降雨的多元统计模型对径流系数进行模拟。结果表明年降雨量与年径流量的总体变化趋势是一致的,对年径流影响最大的要素是年降雨量,将降雨作为自变量放入回归模型后,模型拟合效果明显提高。     

河南省近11a水资源情势变化及可持续利用

根据2001—2011年水文资料,分析了河南省水资源量、供水量、用水量的变化特点和规律。虽然近11 a来全省水资源总量较多年均值稍微偏多,水资源利用效率也在逐年提高,但随着中原经济区上升为国家发展战略,水资源短缺问题逐渐成为制约河南省经济发展的关键因素。针对全省水资源开发利用中存在的问题,提出了加强管理、合理开发地下水、多水源优化配置等对策措施。     

珠江河口水沙情势变化及响应对策研究

利用珠江三角洲主要控制站历年水沙观测资料对珠江河口水沙情势进行深入分析研究。结果表明,珠江河口洪水水情主要变化是洪水归槽显著、腹部水位异常壅高;珠江三角洲年径流量无明显的增加或减小趋势,年输沙量呈下降趋势。根据水沙变化特点,在工程措施和非工程措施两方面提出响应对策,为珠江河口综合治理提供技术依据和有益参考。     

黄河流域近百年产沙情势变化

基于实测降雨、水文、坝库拦沙、灌溉引沙和河道冲淤等数据,分析了1919-2016年黄河潼关以上流域实际产沙量、产沙强度和不同时期下垫面在多年平均降雨情况下的产沙能力变化。结果表明,20世纪30年代以后,流域产沙能力逐渐增大,至50~70年代达到顶峰;80~90年代以后,流域产沙逐渐减少,其中2010-2016年流域产沙强度只有1919-1939年的23%。1919-2016年流域年均产沙量为13.7亿t。在多年平均降雨和1919-1953年下垫面情况下,潼关年均来沙量应约为14.6亿t;至1956-1975年,该值达到16.6亿t。     

下垫面变化对宁夏水资源量影响研究

对下垫面产汇流条件变化造成的区域水资源量的变化,在区域水资源评价与中长期规划中应予以充分考虑。以TM遥感影像为基础资料,运用GIS软件,对宁夏1985年和2000年各类土地面积的变化情况及对水资源量的影响进行了研究,结果表明：2000年与1985年相比,水地、旱地、高覆盖草地、城镇用地面积明显增加,中、低覆盖草地和水库、沼泽、滩地面积减少;全区水资源量减少了0．9亿m^3。     

下垫面变化对城市内涝的影响

采用美国农业部提出的SCS水文模型计算产流、二维非恒定流公式计算汇流、概化排水管网计算排水,构建了城市洪涝灾害积水模型。以蚌埠市为例,通过分析2006年与2014年的土壤及下垫面资料,确定产流关键参数,计算20年重现期降雨条件下的城市积水情况,对比分析了下垫面变化对内涝灾害的影响。     

唐山市水文水资源情势变化及影响因素分析

依据唐山市近55年的降水、蒸发、径流、和水资源量资料,分析了该市水文水资源情势变化的规律与特点,并对其影响因素进行了探讨。结果表明,受全球气候变化、人类活动和自然丰枯周期的影响,唐山市的水文水资源情势均呈衰减趋势,水资源安全问题日益严重。采用科学的水资源配置方案、生态友好型的发展思路来缓解该地区的水资源危机。     

九江市中心城区下垫面变化及其径流响应

在快速城市化的大背景下,城市地区下垫面变化是影响径流过程的重要因素。以江西省九江市中心城区为例,解译并分析1987—2018年土地利用/覆被变化(land use and cover change, LUCC)特征,利用城市时变增益非线性模型研究不同下垫面条件下的径流特征。结果表明:1987—2018年九江市中心城区(浔阳区、濂溪区、柴桑区)不透水面比例从0.49%上升为10.58%;典型年降雨条件下径流系数从0.31增长到0.38;场次洪峰流量增加了10%。不透水面比例是研究区流量变化的主导因素,其他下垫面类型及降雨条件的变化加剧了产汇流过程的时变性和复杂性,而绿地和水体的调蓄作用将抵消一部分由不透水面扩张引起的径流增大效应。     

豫北太行山区地质特征对降水产流的影响

通过论述豫北太行山区的地质、地貌特征,并根据这些特征,结合该地区的气候、降雨特点,分析得出该地区的降水产流方式以地下径流为主的结论,从而解释了该地区溪流罕见、泉水众多这一现象。     

黄河流域径流情势区域变化特征分析

针对黄河流域径流情势的区域差异性,采用Mann-Kendall法检测1960-2015年黄河源头和上、中、下游重点控制站点的径流情势指标的变化趋势,并采用变化范围法(RVA)评估其综合变化程度。结果表明:除源区黄河沿站外,源区唐乃亥站和上、中、下游各站点的大部分径流情势指标的变化为下降趋势,尤其是汛期大部分月份的径流量、高流量及其历时显著减少,另外上、中、下游各站点的年最大径流量也都显著减少;部分径流指标存在一定的区域差异性,如源区黄河沿站6、9月径流量和最大径流量显著增加、上游年最小径流量出现时间有所推迟、中游高流量频率显著减少,最大径流量的出现时间显著移前、下游几乎所有月份的径流量均显著减少,最大径流量的时序显著前移等;从综合变化程度来看,流域各站点的径流情势发生了全面改变,整体改变度在中度及以上,其中频率和历时的改变度最大。利津站的改变度最大,龙门站次之。     

下垫面变化对流域产汇流影响研究进展

近年来随着人类活动影响的加剧,流域的下垫面条件发生了显著变化,改变了流域入渗、蒸散发、径流等水文过程的特征,对流域的水资源、洪旱都造成了显著影响。为科学合理地开发流域水资源,下垫面变化对流域产汇流影响成为水文科学研究的热点问题。近年来国内外关于下垫面变化对水循环影响方面的相关研究历程可以划分为萌芽阶段、起步阶段和发展阶段,现有研究认为,森林砍伐与草地开垦、农业开发与城镇化建设活动可以增加径流量,而水土保持措施可以减少径流量,流域下垫面通过各种景观变化的耦合作用影响河川径流。下垫面变化的水文效应的研究方法主要有流域对比试验法、特征变量时间序列法、水文模型法等,其中,流域生态水文模型是生态水文研究的前沿和热点。此外,多种综合方法越来越多地应用在下垫面变化影响水文效应的研究中,而"原型观测+数值模型"的研究方法可能会成为一个发展趋势。     

人口及下垫面变化对漳河上游流域取用水量影响研究

运用遥感和GIS技术,获取漳河上游流域1993、2006和2010年3个时相的土地利用分类图,对漳河上游流域下垫面特征及动态变化进行了分析,并结合近10年的人口变化情况,研究两者变化趋势与取用水量变化之间的影响关系,结果表明:耕地面积变化的趋势与农田灌溉用水量的变化趋势大致相同,人口数量增长及城市化的提高是影响生活用水量变化的主要因素。     

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。     

黄河流域下垫面变化对径流量影响的讨论

20世纪90年代以来,黄河流域径流量连续偏小,目前人们对于偏小的主要原因认识不一。经过对河源地区降水量与径流量关系分析,以及对中游地区渭河、伊洛河、沁河2003年汛期径流量和汛期多年径流量的对比分析认为,径流量偏小应与降水量连续偏小、超过一定量级的暴雨次数偏少、气温的增高以及蒸发量增大等多种因素有关。这些气象因素的变化,主要受气候波动的影响,至于河源区下垫面的破坏、中游中小型水利水保工程等不应是黄河径流量变小的主要原因,因此对未来径流量不需要进行降水量与径流量关系的“一致性处理”。     

下垫面要素变化对径流影响的多元统计分析

为提高流域径流预报精度,增加水电站运行效益,选取小湾水电站控制流域为研究对象,根据卫星遥感资料提取的研究区域的1986、1995、2000年土地利用资料和小湾水电站多年入库流量资料,以径流系数为因变量,耕地、林地、建筑用地等下垫面要素为自变量,用SPSS回归模型、非线性回归模型分析径流系数和下垫面要素的回归关系;同时考虑到前一年降雨对下一年径流有一定的影响,加入降雨径流方法,采用3种方法分别对径流系数进行模拟。结果表明:非线性回归模型对径流系数模拟程度较好,可应用于径流预测工作中,提高中小流域的水能利用程度。     

泾河流域土地利用/覆被变化对径流情势的影响

通过建立泾河流域SWAT分布式水文模型,重点模拟分析了河流径流情势对土地利用/覆被变化的响应,对比了不同气候条件及人类活动综合影响下研究区水文过程的变化。结果表明:1996年以前土地利用/覆被变化是影响水文过程的主要人类活动影响源,径流量年际变化平稳,属有小幅增加的正偏;年内影响以枯水季节为主,年内分配更趋均匀,径流集中度降低,集中期略有滞后,且趋于平稳;土地利用/覆被变化导致流域蒸散发量、冠层和落叶层截留量减小,入渗量增加,河川基流量和地表径流量相应增大,并在时域上耦合形成了水文过程的新变化;1996年以后,气候条件驱动下泾河年径流量呈现明显的增大趋势,人类活动亦从以土地利用/覆被变化为主转变为以人类水事活动为主的综合影响模式,且人类水事活动超过气候变化和土地利用/覆被变化成为影响水文过程变化的主因。     

一种基于下垫面变化的产汇流模型及其应用

为土地利用变化较大的流域构建产汇流模型时,下垫面的变化是一个极其重要的因素。利用中国科学院土地资源分类系统将流域分为不同的下垫面类型,在每一种下垫面上分别考虑蒸发和下渗要素的影响,运用超渗-蓄满耦合产流模式进行产流计算,并采用单位线汇流和线性水库模型演算至流域出口断面,从而构建了基于下垫面变化的产汇流模型。在模型率定和验证时,对大清河水系紫荆关流域的洪水序列作频率分析,以不同重现期的洪水序列分别对模型进行率定和验证。从模拟结果来看,模型结构基本反映了流域产汇流的各个环节,模拟结果能够满足研究精度要求。     

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。