乌鲁瓦提水库建设对和田河的影响

通过对水库建成前后的水文系列进行对比计算,分析了乌鲁瓦提水库建设对和田河产生的影响。结果表明:水库建成后,和田河两条支流的径流过程不同步,导致初期洪水均消耗在河道中,河道损失水量增加。为合理开发、利用和田河水资源,建议在玉龙喀什河上规划建设必要的控制性水利枢纽,以实现联合调度。     

近60年和田河源流区径流特征及对气候变化的响应

分析气候变化下河川径流的变化规律及响应机制对河流流域内的经济、社会、生态发展具有重要意义。本文基于和田地面站点1953—2014年的气温、降水数据以及同古孜洛克站和乌鲁瓦提站1957—2014年径流数据,运用累积距平、小波分析、M-K突变检验等方法分析了和田河源流区近60年的径流特征及对气候变化的响应。结果发现:和田河源流区径流年际变化趋小,径流数值更加稳定,并在前期减少的情况下,在2006年发生突变,径流明显增大;和田河存在25～27年的主周期和6～9年的第二周期。在过去60年中,和田河经历了"丰-枯-丰-枯-丰"的交替变换,并在今后一段时间内依然表现为径流增加趋势;和田河径流的变化是气温、降水共同作用的结果,但气温是影响和田河径流变化最为主要的因子。在对气候变化的响应上,和田河径流对于气温的响应具有一定的滞后性。     

和田河流域干流河道耗水过程分析

为缓解和田河流域水资源供需矛盾,提高流域水资源分段管理效益,明晰了和田河水量损失、转化和消耗规律,确定了断面来水量与干流耗水量、河段耗水量与河道损失量之间的关系.利用2006-2018年和田河干、支流各断面地表径流数据,采用Mann-Kendall趋势性检验和水量平衡原理分析了各河段的耗水变化过程.结果表明:地表径流量...     

和田河上游62a径流演变特征分析

科学掌握径流演变特征,对干旱区水资源可持续开发利用及生态建设具有重要意义,本文基于和田河上游1957—2018年62 a长系列天然径流资料,采用累积距平、M ann-Kendall趋势检验和小波分析等方法分析了和田河上游径流年内分配、年际变化、径流趋势、突变性及周期变化等径流演变特征.结果表明:喀拉喀什河和玉龙喀什河年...     

近60年塔里木河三源流径流演变规律与趋势分析

气候变化对全球水文及其循环特性产生了不同程度的影响,以塔里木河流域三条源流为研究对象,基于1956—2016年径流实测数据,运用趋势分析、突变检验和周期分析等方法研究多时间尺度下径流变化特征,探讨变化环境对径流变化过程的影响机理,以期为塔里木河流域水资源合理开发提供理论基础。研究结果表明:阿克苏河和叶尔羌河径流量增长趋势明显,和田河径流量呈现轻微增长趋势;三源流Hurst指数大于0.5,径流量在未来仍将保持增加走势,可做长程预测;三源流的突变点均处于1990s,突变点之后径流年代际变化日趋均匀。在年际尺度上,阿克苏河具有明显3 a和5 a准周期,叶尔羌河与和田河的3a准周期较为明显。在年代际尺度上,三源流的主要周期分别为准31 a、准24 a和准25 a;阿克苏河径流变化以年代际波动为主导,而叶尔羌河、和田河呈现相反的结果。     

和田河绿色走廊天然生态需水量估算

和田河是塔里木河的一条重要源流河，同时也是唯一穿越塔克拉玛干沙漠的河流。本文在实地踏勘和勘测资料的基础上，阐述了和田河绿色走廊天然生态植被状_况，并运用不同方法估算了和田河绿色走廊的生态需水量，为塔里木河流域综合治理目标的制定提供了依据。     

塔里木河流域上游三源流径流变化趋势分析

以塔里木河流域上游三源流的阿克苏河、叶尔羌河、和田河为例,基于1957-2008年的年径流资料,运用趋势检验和小波分析方法分析了塔里木河上游三源流径流的变化趋势,揭示了流域径流的演变规律,得出以下结论:①塔里木河上游三源流的年径流变化趋势并不一致。其中,阿克苏河和叶尔羌河年径流表现出增加趋势,而和田河年径流量则表现出轻微的下降趋势。②塔里木河流域上游三源流年径流序列的主周期尺度并不一致。③塔里木河上游三源流年径流序列的丰枯变化与时间尺度密切相关,随着主周期尺度的降低,发生突变的年份会不断增加。④塔里木河流域年径流序列小波系数等值线分布比较密集,存在明显的小波系数高低值中心震荡。流域内年径流量在不同的时间周期尺度范围内均存在多个"丰枯"交替。     

水资源资产量评估方法研究

由于水资源资产量与水资源量有着密切的关系，要研究其评估方法及其与水资源量之间的关系，必须首先了解水资源量的估算。我国水资源量目前基本上是用径流量来表示的，按径流存在的空间划分，径流有地表径流、地下径流和壤中流。但由于在径流形成过程中，壤中流以坡面汇流...     

新疆和田河两支流丰枯遭遇分析

和田河是是塔里木河三大源流之一,是和田绿洲生存的命脉。和田河两支流的丰枯变化直接影响着绿洲内各种经济活动和向塔里木河的输水。应用copula函数方法理论,建立了和田河两支流喀河、玉河年径流量的联合概率分布模型,并对两支流丰枯遭遇进行了研究。结果表明,用copula函数方法研究两支流的丰枯遭遇问题是可行、合理的。通过分析,得到以下主要结论:两支流年径流具有相同的边际分布,均服从皮尔逊Ш型;两支流同丰的概率大于同平、同枯的概率,绘制了两支流的联合分布等值线图,并对两支流的条件概率分布进行了研究,结果表明随着一条支流来水的增多,条件概率分布趋近于单变量的频率分布曲线。这些研究成果对和田绿洲灌溉水量优化配置和实时调度具有重要的现实意义与参考价值。     

考虑不同状态划分方法的马尔科夫链入库径流预测

针对传统马尔科夫链方法状态划分单一的缺点,考虑入库径流的分布特性、丰枯状态划分的模糊性及径流年内分布的不均匀性,分别采用均值-标准差法、频率法、模糊法及模糊-集对法对入库径流进行状态划分,采用一步预测与多步加权预测相结合的方式对大渡河瀑布沟水库入库径流情势进行预测,探究不同状态划分方法及预测方法对马尔科夫链径流预测结果的影响。研究表明:考虑径流年内分布的状态划分结果更为合理,常规马尔科夫链方法对径流预测准确性的影响明显。研究结果可为今后应用马尔可夫模型开展径流预测提供科学依据。     

和田河干流河道径流损失与植被生态需水关系研究

和田河干流植被生态需水量是多少?河道渗漏水量能否满足两岸植被的生态需水?为了回答这两个事关和田河中下游河道整治必要性的基础问题,本研究定量分离河道损耗水量,探究河道渗漏水量与天然植被生态需水之间的定量响应关系,结果表明:(1)多年平均来水条件下,和田河干流河损量约为6.46×10~8m~3,其中,蒸发量与渗漏量分别为3.5×10~8和2.65×10~8m~3,各占河损量的58.88%和41.12%;(2)和田河干流天然植被的生态需水量1.37×10~8m~3,河道渗漏水量可以满足植被生态水量需求。因此,本研究认为开展河道整治,不仅不会影响干流植被生态需水,还可以减少水面蒸发,提高和田河输水能力,更有利于开展生态水量调度,保护和恢复干流天然植被。     

和田河流域冰川径流对气候变化响应的模拟分析

为模拟和田河流域上游冰川径流,构建了嵌入冰川模块的SWAT模型,并基于实测径流数据及冰川编目数据对模型进行校正与验证,定量分析了和田河流域上游冰川径流的变化趋势及其对出山径流的贡献和对气候变化的响应规律。结果表明:1967—2017年玉龙喀什河流域多年平均冰川径流量为11.02亿m³,冰川径流对出山径流的贡献率为48.7％,喀拉喀什河流域多年平均冰川径流量为9.51亿m³,冰川径流贡献率为45.5％;在0.01显著性水平下,玉龙喀什河流域气温与降水量均呈显著上升趋势,喀拉喀什河流域气温呈显著上升趋势,降水量呈不显著上升趋势;气候变化背景下,两条支流由于地理位置、冰川特征等的不同,导致两条支流的径流响应呈现较大差异,玉龙喀什河流域冰川径流量呈显著增加趋势,而冰川径流对出山径流的贡献率呈显著下降趋势,喀拉喀什河流域冰川径流量与冰川径流贡献率均呈不显著增加趋势。     

和田河流域水量沿程变化分析研究

为缓解和田地区水资源供需矛盾,满足和田河向塔河下泄任务,本文根据和田河流域水文站实测资料,分别计算3种工况下的自上游控制站至下游肖塔站的河道水量损失率;由此分析和田河两大支流水量沿程损失的原因.并在此基础上,进一步通过相关分析得到下游肖塔站接收上游来水的临界水量、喀拉喀什河及玉龙喀什河渠首合成最小下泄流量及艾格利亚站和吐直鲁克站的最小下泄流量.其成果对和田河流域水资源开发、管理及向塔河下泄水量具有一定的参考价值.     

The calculation of riverine ecological instream flows and runoff profit‐loss analysis in a coal mining area of northern China

The northern Shaanxi province of China has severe water shortages, especially in coal mining areas, and it is very important to calculate the riverine ecological instream flows (EIFs) and analyse the runoff profit‐loss situation. Using the Kuye River as a case study, the EIF was calculated for different years and seasons using the instream flows rate (IFR) method and compared with the Tennant and the minimum monthly average flow (MAF) methods. The recommended value of the Kuye River EIF was obtained by an analysis of the results of these three methods. The river runoff profit‐loss situation associated with the EIF was also calculated and the main reason for the loss explained. The Kuye River EIF was calculated to be 1.69 to 11.14 m³/s by the IFR method, 1.94 to 8.50 m³/s by the Tennant method, and 3.81 to 10.87 m³/s by the MAF method. Based on these results, the EIF annual recommended value of the Kuye River was 4.00 m³/s for the 1961–2010 period. The wet season (July–October), average season (March–June), and dry season (November–following Feb) EIFs were 6.50, 3.50, and 2.00 m³/s, respectively. The Kuye River had a large surplus runoff within the EIF prior to1999, but from 1999 to 2010, the runoff and EIF were very close and the April to June average runoff did not meet the EIF. The main factors that affected the river runoff were rainfall, temperature, water and soil conservation, coal mining, and water consumption for industry and domestic use, with coal mining becoming a more important factor since 1999. This case study provides important technical support and guidance for the ecological restoration of the Kuye River basin, and the concept can be applied to other similar coal mining areas.     

基于河道径流可变区间的河流水资源可开发利用率分析

为了确定水电开发活动对河流水资源的可开发利用率,建立分期展布的河道径流可变区间核算方法,其中河道径流包括河道最小生态需水和河道最大洪流,并以西藏拉萨河为例进行核算。结果表明:拉萨河河道最小生态需水和最大洪流年内动态变化分别为29.5~328.3 m3/s和95.1~1 673.4 m3/s。与河道最小生态需水约束相比,河道径流可变区间约束使得拉萨河年调节型水电开发的水资源可开发利用率从60.2%下降到18.7%。指出对于径流丰枯特征十分明显的季节性河流,大型水利工程在平衡径流季节分布的过程中,应该受河道径流可变区间约束,尤其是枯水期最大洪流约束下河道径流量的可增加空间。     

三江平原典型区河水与地下水水量交换的时空变化规律分析

地下水与河水之间的水量交换具有复杂的过程,受地形地貌、水文及水文地质条件等的影响。以松花江、黑龙江、挠力河及乌苏里江4条河流作为边界的三江平原典型区为例,通过补充水文地质勘察,结合2000—2018年河水位及地下水位动态的空间分布,对该地区河流代表性河段河水与地下水水量交换的时空变化规律进行深入分析。结果表明：三江平原典型区四周河流代表段的河水与地下水的水力联系较强,研究期内50%以上的年份两者的水位变化呈显著或高度相关,其中松花江富锦段地下水位与河水位相关性最强,挠力河菜咀子段和乌苏里江海青段次之,黑龙江勤得利段最弱;多年平均背景下,挠力河菜咀子段为地表水补给地下水,松花江富锦段、乌苏里江海青段及黑龙江勤得利段皆为地下水补给地表水;松花江富锦段多年平均地表水地下水单宽交换量为10^-2m³/（d·m）量级,黑龙江勤得利段为10^-5m³/（d·m）量级,挠力河菜咀子段为10^-3m³/（d·m）量级,乌苏里江海青段为10^-3m³/（d·m）量级;相关系数与地表水地下水单宽交换量大小存在正相关,相关系数越大,单宽交换量越大,MK趋势检验结果表明,各河流代表性河段单宽交换量均存在减小趋势,其中乌苏里江海青段趋势显著,松花江富锦段趋势最小;松花江富锦段单宽交换量年际和年内波动强烈且均占主导地位,年内尺度下仅6月份为显著减小趋势,未构成年际尺度下显著减小的整体趋势,水量交换变化频繁、规律性较弱;黑龙江勤得利段年际及年内尺度波动均占主导地位,与松花江情况类似但波动程度较弱,年内尺度下不存在显著变化趋势,因此未构成显著减小的整体趋势;挠力河菜咀子段主要以年际尺度波动,1—5月存在显著减小趋势,但未增大年内尺度波动,且未构成显著减小的整体趋势;乌苏里江海青段主要为年内尺度波动,6—9月及12月的显著减小趋势增大了年内波动,且构成了显著减小的整体趋势。研究结果可为三江平原典型区水资源评价提供科学依据,为该地区水资源的科学开发利用提供理论参考。     

基于黄河鲤栖息地水文-生态响应关系的黄河下游生态流量研究

本研究采用野外生物监测、栖息地同步观测和实验室控制实验等技术手段,应用生物学、鱼类生态学、生态水力学、水文学等多学科理论,基于河流栖息地模拟法,研究了黄河下游指示物种黄河鲤生态学特性及其栖息生境与流速、水深、水温等水文水环境因子之间的关系,将径流条件与目标物种不同生长阶段生物学信息相结合,建立了代表物种繁殖期、越冬期栖息地适宜度指数,构建了黄河下游重点河段河流栖息地模型,建立了指示物种栖息地状况与河川径流条件定量响应关系,提出黄河下游花园口和利津断面繁殖期最小生态流量为300 m³/s和100 m³/s、适宜生态流量为600~700 m³/s和190~250 m³/s。该研究在水生生物习性及其与河川径流响应关系方面实现突破,解决了黄河生态需水研究中关键技术问题。     

Temporal and spatial variations of runoff composition revealed by isotopic signals in Nianchu River catchment,Tibet

Understanding the hydrology of glaciated catchments is an important step in assessing the vulnerability of water resources to a changing climate. Based on multi-isotopes of water (²H, ¹⁸O and ³H) and dissolved radon (²²²Rn), the temporal and spatial variabilities of major hydrological processes along the main flow and tributaries in the Nianchu River catchment were examined and the isotopic response to climate variation was identified. Geographic variation in changes of isotopic composition that differ from other rivers in the Nianchu River catchment was apparent. Along the direction of runoff, river δ¹⁸O exhibited more depletion, which was closely related to water mixing and groundwater discharge. End-member mixing analysis using isotopic tracers suggested that annual recharge from summer rainfall and glacial meltwater maintained the surface water resources (their respective contributions rate were 65.9% and 26.5%); groundwater had a significant contribution on runoff in the dry season (about 46.6%). Summer rainfall and meltwater rapidly infiltrated through a series of faults and fissures and were, stored in underground reservoirs and released to runoff in the dry season, thereby ensuring rapid circulation and renewal of water resources (annual renewal proportion was about 40%). It was concluded that rainfall infiltration, meltwater and groundwater storage play important roles in the hydrology of this alpine-cold catchment. Similar to a general alpine-cold catchment, the stable isotopes (δ²H, δ¹⁸O) of river runoff will gradually be enriched, while groundwater reserves will increase in the Nianchu River catchment as a result of climate warming and an acceleration of glacial-melting.