晋江西溪流域气候变化下的水文响应研究

气候变化的水文响应研究主要集中在气温和降水的变化对流域各水文要素的影响,选用分布式水文模型SWAT模型,采取直接设定气候情景的方法,定量的评估晋江西溪流域在不同气温和降水条件下产流量、产沙量及蒸发量的变化情况.模拟结果表明气温升高或降水减少都会使产流量减少,气温升高4℃,降水减少20 %,产流量减幅最大,为33.34 %,气温升高或降水增加会使产沙量及蒸发量增加,气温升高4℃,降水增加20 %,产沙量及蒸发量增幅最大,分别为106.73 %和25.12 %,且降水对产流、产沙的敏感性要大于气温.     

变化环境下考虑物理机制的SD需水预测研究

随着气候变化与人类活动作用的加剧,流域水资源受变化环境的影响愈加显著。研究变化环境下的流域水资源系统变化特征及需水预测对支撑流域水资源管理与合理配置具有重要的指导意义。基于系统动力学原理,耦合了考虑物理机制的需水预测方法,建立水资源系统模型,以黄河流域为例,分析了多因子驱动及多要素胁迫作用下黄河流域水资源系统变化特征,采用MPI气候模式预估的未来气温、降水结果及未来流域5种不同的经济社会发展情形,预测了黄河流域2017—2030年的水资源供需演变趋势。结果表明:①黄河流域的生活需水量随着流域人口及人均用水需求的增加不断增长。随着产业结构调整,工业需水量呈现缓慢减少态势,生态及三产需水量逐年增加,农业灌溉需水量呈下降趋势;②在加强流域水资源管理力度、增加节水技术投资的前提下,保障流域经济、社会协调发展,注重发展经济的同时兼顾流域生态环境保护,满足黄河流域下一阶段的经济社会可持续发展的要求;③为保障黄河流域水资源可持续发展,实现黄河流域生态保护和高质量发展,需要调整流域水资源管理策略,提高节水程度,促进流域产业结构优化。     

气候变化对黑河流域水资源影响分析

在全球气候变暖的背景下,选取水资源紧缺的黑河流域作为研究对象,使用统计方法分析了黑河产流区气温、降雨、蒸发、径流变化规律。得出的结论是：黑河流域气温升高同全球变暖趋势相一致,且升温幅度大于全球平均气温升高值,从20世纪70年代到现在,黑河流域平均气温升高了1cc左右：产流区降水量围绕多年均值波动,有增加趋势;产流区蒸发量自20世纪80年代至目前呈下降趋势,特别是20世纪90年代以后．蒸发量下降较多;径流围绕多年均值波动,有增加趋势;随着气温升高,极端气候事件洪水、干旱灾害发生风险加大。     

白洋淀流域气象要素和人类取用水变化过程分析

白洋淀是华北地区最大的淡水湖泊,但是近年来频繁出现干淀问题,正确分析其主要原因为制定白洋淀入淀水量保障措施具有至关重要的意义。采用Mann-kendall方法对白洋淀历史降水、气温及农业、工业生活用水量的变化过程进行分析。结果显示,流域内山区与平原区降雨量均呈现减小趋势,且山区的降水衰减程度大于平原区降水;流域内1980年以后气温呈现增加趋势;用水方面,除农业用地表水在20世纪90年代后呈减少趋势,其他用水均为持续显著增加趋势,其中农业用地下水占据所有用水比例较大。上述结果表明,降水不断减少、气温持续升高以及人类活动强度的逐步加大是造成白洋淀入淀水量减少的主要原因。     

20世纪90年代渭河入黄水量锐减成因分析

20世纪90年代渭河入黄水量平均为44.78亿m^3,与90年代以前平均水平86.56亿m^3相比减少了41.78亿m^3（减少48%）.从降水量变化和人类活动两方面分析研究了渭河90年代入黄水量减少的原因.研究结果表明：因降雨量偏少占49%,因国民经济耗水量不断增加占21%,因水土流失治理减水占4%,因流域非用水消耗水量增加、雨水利用、连续干旱和气温不断升高引起蒸发量增加等因素影响占26%.     

黄河流域水文站和气象站蒸发皿蒸发量时空变化及其差异

黄河流域蒸发皿蒸发量的变化趋势、时空特征及其影响因子,对深入理解黄河流域气候变化影响下的水循环过程具有重要的科学意义。目前大多研究将气象站蒸发皿蒸发量作为基础,以此反映黄河流域的蒸发格局及其变化规律,忽略了水文站蒸发皿蒸发量的重要参考价值。基于黄河流域51个水文站及其邻近55个气象站1975—2018年蒸发皿蒸发量观测资料,采用Mann-Kendall趋势检验分析黄河流域及其8个二级水资源分区水文站和气象站蒸发皿蒸发量的差异、变化趋势与空间格局,并通过Spearman秩相关方法分析影响蒸发皿蒸发量变化的主控气象因子。结果表明：黄河流域水文站蒸发皿蒸发量普遍低于相邻的气象站,水文站多年平均蒸发皿蒸发量为866.2 mm,气象站为1 021.0 mm,水文站蒸发皿蒸发量比气象站平均低15.2%。黄河流域整体年均蒸发皿蒸发量呈显著下降趋势,水文站、气象站蒸发皿蒸发量的变化率分别为-1.2、-1.9 mm/a。水文站和气象站蒸发皿蒸发量在空间格局上变化相对一致,“蒸发悖论”主要存在于流域中下游,在流域上游龙羊峡以上区间、龙羊峡至兰州区间主要呈上升趋势,流域中下游主要呈下降趋势。驱动黄河流域蒸发...     

基于生态位理论的黄河流域用水结构分析

为分析和探究黄河流域用水结构的变化特征,科学支撑流域水资源合理配置与调度,保障流域可持续发展,以黄河流域为研究对象,基于生态位理论构建了用水结构生态位及其熵值模型,分析了流域及流域内主要省区用水结构演变趋势和特征,并与发达国家用水特征作比较。在此基础上提出了相关建议。结果表明:黄河流域的农业用水生态位(0.7～0.78)最大但呈现波动减少趋势,工业用水生态位(0.12～0.15)次之且变化趋势为波动且有所下降,生活用水生态位(0.06～0.08)与城镇公共及生态用水生态位(0.03～0.09)相对较少但皆有不同程度的增长趋势。各省区的生态位熵值差异较大,表明流域及各省区间用水结构差异较大。统计年间宁夏、内蒙古及山东的农业用水占有率高于全流域,陕西、山西、河南及甘肃的工业用水占有率高于全流域,各省区城镇公共及生态用水的占有率变化剧烈,陕西、山西及河南的生活用水占有率高于全流域。相较于黄河流域,美国的工业用水(0.42～0.52)在用水结构中的优势更加突出,农业用水(0.31～0.44)相对处于劣势地位;两个区域生活用水在用水结构中的地位相对其他的用水类型更为接近。     

沿黄取用水对黄河干流主要断面径流影响分析

沿黄取用水对黄河流域径流量具有重要影响。基于黄河干流主要控制站实测径流量资料和水资源公报资料,初步分析了黄河干流上下游主要断面径流量变化及沿黄取用水对干流径流量的影响。结果表明:(1)兰州(1919—2018年)、花园口(1919—2018年)、利津(1950—2018年)三站实测年径流量长期系列均表现为减小趋势,但上游兰州站表现为非显著性趋势,而中下游两站均为显著性减小趋势;(2)1998—2019年黄河干流11个主要水文站年径流量变化趋势则呈一致性增大趋势,初步分析表明流域面平均降水量增大是可能原因之一;(3)1998—2019年流域取水、耗水总量的变化均呈增大趋势,表明沿黄取用水量不断增加,取用水对上游兰州以上断面的径流量变化的影响较小,贡献低于20%,在流域中下游分区,取用水、水库蓄水等影响增大,特别是在龙门—三门峡分区,地表还原水量占河道天然径流量的比例达到55.4%。     

黄河流域未来极端气候事件变化趋势评估

极端气候事件会对陆地生态系统服务功能以及人类社会生活造成严重影响。针对GFDL、FGOALS和CCSM4这3种CMIP5气候模式，对RCP2.6、RCP4.5、RCP8.5未来情景下的黄河流域极端气候时空变化特征进行研究。结果表明：RCP2.6、RCP4.5、RCP8.5情景下流域日最高气温的上升速率分别为0.052、0.170、0.470℃/10 a,日最低气温的上升速率分别为0.029、0.170、0.460℃/10 a。日最高气温和日最低气温的空间分布规律呈现出一致性，从黄河上游河源区向中下游呈上升趋势。未来情景下黄河流域整体年降水量呈弱增加趋势，到21世纪后期，高温室气体排放情景下年降水量的增幅变大。     

汾河流域气候变化及其对径流影响探讨

在分析汾河径流量变化趋势、20世纪70年代以来断流气候背景,以及气温、降水变化与径流趋势联系和80年代中期以来气候变化特点基础上,建立了河津站天然年径流量计算公式,探讨了气候变化对径流的影响。结果表明:①自20世纪50、60年代丰水期之后径流量总体呈递减趋势;②20世纪70年代以来汾河水量偏枯和断流趋势发展乃是以北半球增暖效应为背景;③20世纪80年代中期以来气候较前期变化有气温升高、尤其冬季最甚,降水减少、特别是汛期及夏、秋季最显著之特点;④气候变化引起径流量平均每年减少5.67亿m3(24.9%),其中气温影响8.6%,降水影响16.3%。因此,汾河流域气候变化及其对径流的影响较为显著。     

跨流域调水工程对渭河径流的影响

分析了渭河中下游主要控制站20世纪60年代以来的实测径流变化情况,研究了林家村、咸阳、华县断面规划要求下泄水量及非汛期低限环境流量的满足状况,以此为基础,根据调水工程规划建设年限及影响河段,分析了引红济石、引乾济石、引汉济渭调水工程实施对渭河径流及河道生态环境用水的影响。结果表明:这些调水工程实施后,渭河咸阳、临潼、华县断面非汛期分别增加流量10.9、22.9、26.0 m3/s,可保证渭河干流不断流,但咸阳断面非汛期不满足低限环境流量的情况仍有可能发生;渭河中下游河段生态亏缺水量减少3.34亿m3,较工程实施前减少30.9%,渭河河道生态水量不足的局面将得到有效改善。     

全域视角下黄河断流再审视与现状缺水识别

黄河干流从1999年8月迄今实现了连续20 a不断流,但干流不断流不代表流域供需水矛盾得到真正缓解,只是通过科学调控将以往的缺水矛盾由显性转为隐形、由干流转移到支流、由河道转移到陆面、由地表转移到地下、由集中性破坏转移到流域均匀破坏。随着流域经济社会的不断发展,学术界对黄河流域现状条件是否缺水、缺多少水等重大问题的认识开始出现争议。基于此,在回顾"黄河断流"现象的基础上,从全流域的视角对断流后水资源供需情势、水生态状况进行了对比分析,并基于系统可承受程度,构建了刚性缺水、弹性缺水的概念和划分标准。通过分析计算,认为现状年流域缺水总量为114.1亿m~3,其中:刚性缺水量为63.1亿m~3,弹性缺水量为51.0亿m~3。     

近50 a玛纳斯河流域上游气候变化的分析

根据玛纳斯河流域上游肯斯瓦特水文站1959—2008年气温、降水量及1984—2000年蒸发量观测资料,运用线性回归、Pearson相关系数、5 a滑动平均、Mann-Kendall检验以及Morlet小波分析方法对流域上游气候变化特征进行分析。结果表明①近50 a玛纳斯河流域上游气候总体趋向于暖湿,其中年均气温显著升高,且年内气温变化存在明显的季节差异,夏、秋两季增温趋势显著,降水量总体也呈增加趋势,但不够显著,且年内分配不均匀,降水量主要集中在春、夏两季;②近20 a流域年蒸发量围绕均值1 651.2 mm上下波动,总体呈微小增加趋势;③气温和降水量在20世纪90年代期间发生由低向高的突变,并且存在明显的年际周期变化。     

面向水资源配置的塔里木河干流农业和生态用水效益研究

塔里木河是我国最长的内陆河,其生态环境的维持和修复依赖于流域内水资源的合理配置。在连续开展多年生态补水的基础上,本文依据塔里木河干流流域内农业灌溉效益、生态用水效益和种植结构等数据开展计算,结合塔里木河干流水资源配置水量,获得了干流农业和生态用水的单位效益,发现其单位生态用水效益自上游至下游沿程升高。本文的研究将促进区域水资源可持续利用并为生态保护提供理论依据。     

黄河流域应对气候变化的需求分析

黄河流域气温呈波动上升趋势,与全球气温变化趋势一致,1961～2000年黄河流域年平均温度升高了0.6℃,其中河源区变化幅度最大,导致河源区径流量锐减和流域水资源减少.气候变化对黄河流域水资源影响的研究结果存在很大不确定性,原因是全球气候模式分辨率很粗,很难直接用于流域尺度.过去关于气候与水资源关系的研究主要集中在气候变化对流域径流平均变化的影响上,而气象水文事件中,平均事件和极端事件之间的关系并非线性的,平均事件和极端事件的变化并不是同步的.为了增强黄河流域管理对气候变化的适应能力,应加强近百年黄河流域气候变化对水资源的影响、流域尺度的气候影响评价模型、旱涝灾害等极端事件(气象水文要素平均值变化与极端事件之间的非线性关系)、应对气候变化影响的黄河流域管理对策等方面的研究.     

气候变化对汉江上游蒸发量的影响

根据汉江上游1961～2000年的月降水和月气温的实测资料,利用GCMs模型输出的气候背景为输入条件,采用气候情景趋势分析结果和直接利用GCMs模型的输出结果两类方法确定气候变化的数据源,分析了未来降水和气温变化对蒸发量的影响。分析结果表明：未来气候变化情况下蒸发量年内分配与多年平均年内分配一致,没有明显的变化。降水量变化对蒸发量的影响枯水期大于汛期,降水减少对蒸发量的影响大于降水增加的影响。气温变化对蒸发量的影响枯水期大于汛期,气温减少对蒸发量的影响大于温度增加的影响。降水对蒸发量的影响大于气温。     

近59 a黄河流域蒸发量变化规律及影响因素

为分析气候变化背景下黄河流域蒸发量变化特征及其影响因素,采用线性回归、Mann-Kendall突变检验分析和经验正交分解等方法对1961—2019年黄河流域95个气象观测站蒸发皿蒸发量变化进行分析.结果表明:近59 a黄河流域蒸发量呈显著下降趋势,全流域平均气候倾向率为-60.4 mm/10 a;2004年以后,蒸发量...     

黄河“八七”分水方案实施30 a回顾与展望

回顾了黄河"八七"分水方案出台的历史背景、研究历程以及在实践中不断细化和完善的过程,分析了1999年统一调度之前和之后两个时段的运用情况和效果,提出了变化环境下流域水资源面临的新形势并进行了展望。"八七"分水方案是我国大江大河第一个流域分水方案,对于国家推进水资源科学分配和高效利用具有重大突破和示范意义,在运用中先后开展了"八七"分水方案细化、新径流条件下分水方案完善、用水总量控制红线制定等一系列工作,分水方案得到持续细化、深化、发展和完善,有力支撑了黄河流域水资源管理,成为流域管理重要的技术文件。运用30 a来,"八七"分水方案以及黄河水资源管理实践有效控制了流域用水需求增长,协调了各省(区)用水关系,支撑了流域经济社会可持续发展与生态环境维持,实现了黄河干流20 a不断流。未来黄河流域面临的水资源需求仍将呈现一定的刚性增长,流域水资源管理的关键问题是如何缓解水资源对流域经济社会发展的制约,支撑生态环境良性维持。     

辽河干流生态湿地工程浅析

近年来辽河干流面临着水资源开发过度,缺少生态用水的问题,加之河道内植被覆盖率差,河道自然蒸发率高,造成河流生态流量严重不足,甚至出现断流,降低了河流的环境承载力。由于缺少生态用水,维持河道内生物繁衍和滩地内植被生长的水量严重不足,植被退化严重,天然次生林和人工林覆盖明显不足,生态系统对气候的调节功能减弱,生态功能下降。文章通过介绍辽河水生态恢复成功案例辽河干流法库段(和平)生态蓄水工程设计,为今后辽河流域河道生态建设进一步完善提供参考。     

人民治理黄河70年水资源保护进展

在分析黄河流域水资源及其面临压力的基础上,对20世纪80年代至今黄河流域经济社会发展及水质变化进行了分析:自20世纪80年代初开始,随着流域经济社会快速发展,用水量增加,工业废水及生活污水大量排放,流域水质一度呈恶化趋势,2000年前后流域水污染达到高峰;进入21世纪之后,随着国家水污染治理和水环境水生态保护力度的加大,流域废污水排放量及主要入河污染物量增长的趋势得到了有效遏制,并逐步降低,流域水质状况整体得到改善。从黄河干流、主要支流、省界水体、水功能区和水源地等方面,全面分析了2000年后黄河流域水质状况及其变化:黄河干流水质明显好转,主要支流水质有所好转,污染物浓度大幅降低,重要水功能区全因子评价的达标个数及达标率均呈上升趋势,黄河流域省界水体水质逐步好转。同时总结分析了黄河流域水资源保护体系建设情况,对黄河流域水资源保护效益进行了评价。