黄河内蒙古段干流水面蒸发量变化特征

采用气象趋势系数和气候倾向率方法,分析了黄河内蒙古段河道形心点处E601蒸发皿蒸发量的变化特征,并计算了近55 a黄河内蒙古段水面蒸发量。结果表明:黄河内蒙古段年、季水面蒸发量均呈减小的趋势;多年平均水面蒸发量为3.27亿m3,其中春、夏两季的蒸发量在全年蒸发量中占主导地位;水面蒸发量的变化趋势是由气象因子综合作用所致,并不随着气温的升高而增大。     

长江流域1951—2000年蒸发皿蒸发量变化趋势

以长江流域内115个气象站1951—2000年逐日气象观测数据为基础,采用线性倾向估计、滑动平均和相关分析等方法对长江流域近50年来蒸发皿蒸发量及其主要影响因子进行了相关性及趋势性分析。结果表明:近50年来,长江流域4个子区域年平均蒸发皿蒸发量呈下降趋势,其中中游下降趋势明显,其他3区域呈微弱下降趋势;蒸发皿蒸发量下降的主要原因可能是平均水汽压的增加和日照时间的减少。     

GAMLSS模型在黄河流域蒸发皿蒸发量序列统计建模中的应用研究

本文采用广义可加模型(GAMLSS),以年份序号作为解释变量拟合模型参数,对黄河流域蒸发皿蒸发量序列的非一致性特征进行研究。考虑到流域空间差异性和年内变化,从年、汛期、非汛期3个时间尺度来研究黄河流域29个水资源三级区面蒸发量序列的非一致性特征。研究结果表明,黄河流域各水资源三级区的面蒸发量序列在不同时间尺度上均具有较为明显的趋势变化;非汛期蒸发序列呈现出显著的趋势变化,与一致性模型拟合结果相比,黄河流域非汛期蒸发序列的AIC准则(Akaike Information Criterion)和SBC准则(Schwarz Bayesian Criterion)值减少明显,能更好地反映出非一致性变化的特征。     

百年尺度黄河上中游水沙变化趋势分析

根据黄河有实测资料以来的水文泥沙定位观测数据,利用非线性统计方法分析了1919—2012年黄河潼关以上河段水沙系列变化趋势。20世纪80年代中期以来水沙变化特点表明,黄河年径流量、年输沙量自20世纪80年代中期以来总体呈不断减少之趋势,而上中游水沙关系则早于20世纪60年代末已发生突变,1986年发生的突变属上中游同时发生的第2次突变。从百年尺度看,黄河水沙变化在1960年以前主要受到气候等自然因素影响,径流泥沙系列随降雨丰歉而出现相应的丰枯变化,之后黄河水沙变化受气候等自然因素和人类活动因素的双重影响,尽管不同时段降雨有丰歉变化,但径流量、输沙量都持续减少;近百年内年输沙量趋势度的绝对值明显大于年径流量趋势度的绝对值,中游的年径流量、年输沙量的趋势度的绝对值明显大于上游的;近30年是黄河水沙百年尺度中最枯的时段,其变化的突出特点表现在来水来沙量不断显著减少,水沙变化程度在空间上分布不均,泥沙主要减于中游而径流主要减于上游,水沙年内分配趋于均匀,来沙系数趋于降低,水沙搭配关系趋好。     

黄河流域地表水耗损量变化特点

分析了黄河流域1956-2009年地表水耗损量逐年变化的特点及结构现状.结果表明:黄河流域多年平均地表水耗损量为254.1亿m3;20世纪50-60年代用水量相对较小,70年代稳步上升,80年代达到顶峰,90年代之后趋于稳定.     

1956-2016年黄河流域河川径流演变规律

黄河流域水资源短缺问题突出,深入分析河川径流的演变规律对于流域水资源管理具有重要的指导意义。基于黄河干流上、中、下游不同位置的代表性水文站实测径流,利用Mann-Kendall非参数趋势检验方法分析了1956-2016年期间黄河流域年、月径流的历史演变规律。结果表明:1956-2016年,除源头区年径流变化不显著以外,黄河流域径流呈现出显著的下降趋势,达到了1%的显著性水平。从上游到下游,河川径流下降幅度越来越大,趋势越来越显著。1980-2000和2001-2016年的多年平均入海径流比1956-1979年分别减少了50. 07%和59. 67%。径流演变呈现出3阶段特征,20世纪50、60年代属于丰水期;随后在70至90年代径流持续下降;在2000年以后径流有所回升。除源头区以外,黄河流域的月径流总体呈现减少趋势;上游和中游地区的月径流占年径流的比例枯增丰减;下游地区月径流占年径流的比例在冬季、夏季增大,春季、秋季减小。     

灞河流域气候因子对水沙变化的影响

利用灞河流域蓝田气象站和马渡王水文站1960—2012年的气象、水文实测资料,分析灞河流域气候及水沙变化规律,同时运用相关性分析、灰色关联分析、多元线性回归模型等多种方法探讨了该流域水沙变化与气候变化的关系。结果表明:灞河流域降雨量、蒸发量、径流量和输沙量皆呈显著下降趋势,而气温呈上升趋势;降雨量与水沙都有重要的相关关系,1960—1990年影响径流量的气候因子敏感度由大至小依次为降雨量、气温、蒸发量,而1991—2012年则为降雨量、蒸发量、气温,当气温和蒸发量不变时,降雨量每增加1 mm,两阶段的年径流量分别增加0.14亿m3和0.08亿m3;1960—2012年影响输沙量的气候因子敏感度由大至小依次为降雨量、气温、蒸发量,当气温和蒸发量不变时,降雨量每增加1 mm,年输沙量增加0.668万t。     

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。     

黄河流域近40年气候变化的时空特征

黄河流域是我国主要的气候敏感区之一,气候变化对其生态环境演变与经济社会发展有显著影响。本文利用欧洲中期天气预报中心ERA5再分析资料分析了黄河流域过去40年的温度、降水、水汽通量散度、蒸散和荒漠化风险等的演变特征,结果发现:1979—2019年黄河流域四季均呈现明显增温趋势,其中春季增温最为明显;季节性降水的变化差异显著,春季和夏季降水呈现下降趋势,秋季降水增加;黄河流域空中水汽以辐合为主,过去40年黄河流域上游水汽辐合年际波动最小,中游次之,下游最大;黄河流域蒸散整体呈现减少趋势,其中增加趋势集中在上游地区;黄河流域荒漠化风险整体处于中等风险以上,呈现由南向北加剧的空间分布,1982—2014年黄河流域荒漠化风险呈现下降趋势。本研究厘清了全球气候变化背景下黄河流域蒸散、水汽输送和降水等水循环过程的变化规律,能够为维护黄河流域地区生态安全、防范重大气象灾害风险提供科学依据。     

基于GRACE和GRACE-FO的黄河流域陆地水储量及影响因素分析EI北大核心CSCD

基于GRACE和GRACE-FO卫星陆地水储量遥感数据,采用长短期记忆(LSTM)神经网络模型,结合水量平衡方程和全球陆地数据同化系统(GLDAS)重建GRACE与GRACE-FO间的陆地水储量变化量,分析黄河流域2002年4月至2020年3月陆地水储量变化特征,探究影响陆地水储量变化的环境因子。结果表明:LSTM模型可以有效填补GRACE与GRACE-FO间的陆地水储量变化量;黄河流域陆地水储量呈明显下降趋势,上、中、下游下降趋势依次增大,陆地水储量与地下水储量的变化特征高度相关;黄河流域上、中、下游年陆地水储量变化量与年降水量和年干燥度指数呈极显著相关关系,表明黄河流域陆地水储量变化受到降水和蒸散发的影响。     

南水北调西线一期调水对黄河梯级发电作用分析

南水北调西线工程是从长江上游干支流调水入黄河上游,缓解黄河流域及邻近地区水资源严重短缺形势的特大型跨流域调水工程。南水北调西线第一期工程从雅砻江、大渡河干支流调水80亿m^3,调水进入黄河干流上游贾曲附近,初步规划向黄河干流河道内补水量20亿m^3。通过分析,调水后影响黄河调入断面下游河段梯级40座,总装机容量29668.3 MW。调水对电站保证出力和发电量等电能指标增加明显。在不考虑电站扩机的情况下,与调水前相比,黄河干流梯级电站可增加保证出力29.0%,多年平均年发电量增加26.8%。在考虑扩机的情况下,与调水前相比,多年平均年发电量可增加29.2%。     

石羊河流域气候暖湿化变化特征分析

根据石羊河流域47年的气温、降水量、干旱指数等资料,分析该流域暖湿化变化特征。研究表明：①近47年来,石羊河流域每10年的年际平均增温达到0.32℃,20世纪60—80年代期间,各季节平均气温变暖不明显,年平均气温大多处在负距平。90年代末期到21世纪初期,各季节平均气温均呈上升趋势,冬季增温显著,气温距平从-1.04℃上升到1.87℃。②降水量总体呈上升趋势,但增长趋势不显著,降水量每10年增长7.1 mm,与西北地区降水增加趋势一致。③年平均干旱指数总体呈下降趋势,但趋势不明显,其干旱指数每10年下降0.98。④通过Mann-Kendall方法验证,1994年为增温突变年,降水没有达到突变水平,1992和1993年为干旱指数下降突变年。研究发现,石羊河流域气候正趋于暖湿化,这将有利于该区绿洲的发展,对当地经济发展极为有利。     

Changes of pan evaporation in the upper reach of the Yangtze River

The upper reach of the Yangtze River,4511 km long from west to east, contains a great amount of water resources of the Yangtze River Basin.This article studies the characteristics of the pan evaporation, the related meteorological variables, and their effects on the pan evaporation, based on the data of the daily pan evaporation (1980-2008) and other meteorological variables (1961-2008).The results show that the linear trend of the pan evaporation has remarkable regional features, i.e., the decrease trend in the southwest and the increase trend in the northeast of the investigated region, and the Yangtze River is approximately the boundary of these trends.The meteorological variables have different effects on the pan evaporation depending on the fact that they are in the category the thermal variables or the dynamic variables.The thermal meteorological variables (i.e., air temperature, diurnal temperature range,and sunshine duration) have positive partial correlations with the pan evaporation,while the dynamic ones (air pressure,rainfall,and relateive humidity) have negative correlations with the pan evaporation.The correlation of the wind speed remains to be investigated.     

黄河宁蒙河段冲淤时空分布特征与淤积原因

在补充完善水沙、观测断面等资料的基础上,采用沙量平衡法和断面法分析计算了1960年以来宁蒙河段的泥沙冲淤量,两种方法计算结果接近、各有特点,可互为补充使用。分析冲淤量时间分布特征表明,不同时期年内的冲淤分配特征不同,1987年以来宁蒙河段泥沙淤积加重,且淤积加重主要集中在汛期和小于0.1 mm的各粒径组泥沙,大于0.1 mm的粗泥沙淤积量有所减少。分析冲淤量空间分布结果表明,宁蒙河段淤积主要发生在内蒙古三湖河口至头道拐河段和巴彦高勒至三湖河口河段,1987年以来以河槽淤积为主,横断面萎缩。根据宁蒙河段水沙来源情况,从多个方面分析宁蒙河段淤积变化原因表明,干流水沙条件变化尤其是龙刘水库联合运用对干流水沙条件的显著改变,包括减少了汛期水量以及大流量过程,是导致宁蒙河段淤积加重的主要原因。     

黄河下游水沙变化特点

本文以黄河下游河段小浪底、花园口、高村、艾山、利津水文站1950—2016年水沙资料为研究对象,通过实测资料分析与理论分析对黄河下游水沙特点进行研究。结果表明:近70年来黄河下游沿程各水文站年水沙量整体上呈现减小的趋势;水沙年际间、年内分配不均匀;1986年后下游水沙关系明显恶化,2003年后水沙关系又得到明显改善;近年来黄河下游大流量减少,小流量增多,输水输沙主要集中在1000~4000m~3/s洪水中;确定保证下游微淤甚至冲刷的来沙系数应不超过0.01kg·s/m~6。分析黄河水沙变化特点,掌握其变化规律可为缓减黄河下游水沙关系,完善治黄方略提供条件。     

四川盆地蒸发皿蒸发量变化趋势及影响因子分析

利用四川盆地蒸发皿蒸发量、气温、风速、日照时数、气压和水汽压资料,分析了1980-2010年四川盆地蒸发皿蒸发量的变化及其原因。结果表明,四川盆地蒸发皿蒸发量存在明显的时空变化特征,空间上川中丘陵区的蒸发皿蒸发量最大,川西平原次之,川东平行岭谷区域最小;时间上年蒸发皿蒸发量存在明显的波动上升趋势,季节序列中,秋季和冬季蒸发皿蒸发量增加趋势明显,春季和夏季没有明显趋势。对蒸发皿蒸发量变化有显著影响的气象因子依次为日照时数、平均风速、水汽压和气温,其中日照时数对蒸发皿蒸发量的增大作用是风速的1.71倍,是水汽压的2.48倍,而气温具有减少蒸发皿蒸发量的作用,其减弱蒸发皿蒸发量的平均强度是日照时数的1/4。     

Water Supply Need Analysis for the Lower Yellow River

Abstract

The objective of this paper is to examine a deficit in surface water for the lower reaches of the Yellow River. The methods suggested in this paper to diagnose water shortage problems are simple and practical. The results show that the lower reaches of the Yellow River are areas without sufficient water to meet the needs of irrigation, domestic, and industrial uses. The completion of the Sanmenxia reservoir and Xiaolangdi reservoir relax the conflict between water need and supply. However, if the hydrologic status becomes pessimistic with an exceedence probability of over 80 percent, then the water supply is still severe in the lower reaches of the Yellow River. The water resources in the lower reaches of the Yellow River to Tianjin and Qingdao cities are very limited and unstable. The most feasible options to offset the water deficiency in the lower reaches of the Yellow River are: (a) to obtain water from the Yangzi River; (b) to obtain more water from middle and upper reaches through regulation; (c) to conduct a comprehensive water saving program.     

黄河流域极端降水特征分析

利用黄河流域1965-2012年252个观测站日降水资料,分析了黄河流域年极端降水、汛期日极端降水的时空分布特征。研究结果表明:黄河流域年极端降水在空间分布上呈现出从东南向西北递减的特点,不同区域的年极端降水强度有显著空间差异,下游大汶河年极端降水强度最大,内蒙杭锦后旗临河一带年极端降水强度最小。极端降水站数偏多的年份,该年黄河流域总降水量也趋于偏多。汛期日极端降水强度从黄河上游到下游逐渐增强,主要发生在7-8月。     

近十年中国陆地水储量变化及其时空分布规律

利用GRACE重力卫星数据分析了我国及十大流域近十年水储量变化趋势、年变化特征、年内分布特征以及时空分布规律,结合TRMM降水数据分析了水储量与降水的关系。研究结果表明:近十年,中国水储量变化趋势具有空间差异性,西南大部、华北平原及黄河中下游、西北准噶尔盆地一带水储量呈减少趋势,东南部、长江大部分区域、长江黄河源头以及塔里木盆地区域水储量呈增加趋势;中国水储量年变化幅度较小,淮河、海河、珠江、松花江流域振幅较大,西北诸河流域振幅最小,全国除黄河、海河和西北诸河流域外,流域水储量年变化与降水年变化均呈显著正相关,东南诸河、珠江、长江流域相关系数均达0.7以上;年内分布上,我国冬春季水储量亏缺,夏秋季水储量盈余,3月-4月西南诸河及长江流域水储量亏缺严重,7月-9月则盈余较大,华北平原5月-7月水储量有亏缺,其他月份则水储量略为盈余。此外,黄河、长江、东南诸河、西南诸河以及珠江流域水储量与降水量年内分布一致性较好,西北诸河流域2月-4月份水储量与降水一致性较差,其他月份一致性较好,而其它流域则一致性较差。     

黄河干流沿程水沙变化及其影响因素分析

采用"中国河流泥沙公报"数据,结合流域内长系列年降水量资料,探讨黄河干流沿程水沙的历史变化情况。通过对17个雨量站长系列降水量资料的分析,认为气候不是黄河径流量变化的主要影响因素;黄河年径流量沿程降低,而且愈往下游降低的幅度愈大,这主要是引水量增加和水土保持措施引起的;中下游沙量明显降低,降低的幅度沿程增加,这主要是水土保持、水利枢纽建设及其对水沙量的调节、上游引水和气候变化等因素综合作用的结果,其中水利枢纽工程的兴建和水库运行方式的改变引起了沙量的突变。分析还表明,黄河利津站年水沙量自20世纪50年代的474亿m3和14亿t大幅度减少至2000年以来6年的平均值132亿m3和1.5亿t,给黄河口的演变带来很大的影响,值得深入研究。