近60年杂木河流域径流长期演变规律及趋势研究

甘肃河西内陆河流域水资源严重短缺,已成为制约区域经济发展的主要因素,如何规划利用及优化水资源配置、实现最严格监管是目前面临的主要问题。研究径流的变化,掌握其演变规律及趋势,对水资源定量监管具有重要意义。本文采用不均匀系数法、极差分析法、线性回归法、滑动平均法、Kendall秩次相关法、累积距平法、有序聚类法、Spearman秩次相关法及Mann-Kendall检验法等多种方法对杂木河的径流年内分配、年际变化、丰枯情况、演变趋势、变化显著性作了分析。结果表明：杂木河径流量年内分配极不均匀,极值比在逐渐缩小;年际变化较大、呈逐年减小趋势,减小量平均值为0.004亿m³/a。径流丰枯未出现显著的周期性变化;径流序列在1959年、2003年、2005年、2008—2010年发生突变且趋势变化显著。本次研究成果可作为杂木河流域农业灌溉、企业生产用水调度的依据,为当地最严格水资源管理提供有力的支撑。     

秃尾河1967—2007年径流变化特性分析

利用秃尾河高家堡站1967—2007年径流数据,对秃尾河径流年内、年际的变化进行了分析,并对年、月径流序列进行了Mann-Kendall检验,结果表明:①1967—2007年年径流量呈显著下降趋势;②径流量的年内分配呈双峰型,1967—2007年各月径流量均呈减少趋势,汛期径流量占全年径流量的比例逐渐下降,非汛期径流量占全年径流量的比例上升,1970年后径流年内分配的不均匀系数和集中度较之前明显减小;③秃尾河径流减少和年内分配均匀化是气温上升、水土保持措施以及水利工程建设等共同作用的结果。     

近40年来蒲河流域径流变化及影响因素分析

根据蒲河流域内沈阳站1975年以来近40 a实测径流资料和降雨资料,采用线性回归分析法、滑动平均法、M-K检验法、累积距平曲线、方差分析法和双累积曲线法,分析了蒲河流域径流年内年际变化特征、径流变化趋势、降雨及人类活动对径流的影响。结果表明:径流的年际变化不均匀丰枯变化较为剧烈;多年径流整体上有增加趋势,但增加趋势不明显,且存在5 a和10 a的周期变化。受降雨及人类活动影响,蒲河径流年际变化过程经历了1975—1984、1985—1994、1995—2004、2005—2015年4个阶段,人类活动成为影响径流变化的绝对主导因素。     

秃尾河径流特性及人类活动对径流的影响分析

采用秃尾河高家川水文站1956~2005年实测月径流量,对径流年内分配不均匀性、集中程度、变化幅度进行了详细计算;利用滑动平均法和Mann-Kendall秩次相关检验法分析了年径流的变化趋势,最后定量分析了降水和人类活动对径流的影响。结果表明,自20世纪70年代以来流域径流年内分配比较均匀,其中8月份径流量最大;年径流量有明显的下降趋势,自80年代以来人类活动是引起径流急剧减少的主要因素,且影响力度一直在增加。     

西江干流径流年际及年内变化趋势分析

为了分析西江干流径流年际变化趋势及年内分配规律,根据天峨、迁江、梧州三站60多年实测径流资料,采用Mann-Kendall趋势检验法、R/S法、有序聚类法、滑动T检验法等多方法分别对径流年际变化的趋势性和突变性进行分析;同时,对表征径流年内分配的各指标进行趋势性检验和未来变化趋势预测。结果表明:三站的M-K统计量Z值分别为-2.47、-2.38和-1.47,Hurst指数分别为0.72、0.83和0.80,均大于0.5;天峨站和迁江站的突变点均为2002年,梧州站的突变点为1954年和2002年;西江径流60多年来显著减少,且具较强的持续性;径流年内分配不均,多集中在4月-9月,占年径流的75%左右;2002年后径流年内分配显著性地趋于均匀,集中程度和变幅亦显著性地变小,集中期前移12日左右。     

近60年黄泽江流域降雨径流变化趋势及突变分析

基于黄泽水文站及流域内5个雨量站1958—2017年降雨、径流实测资料,采用5 a滑动平均法、Mann-Kendall检验法研究分析60 a来黄泽江降雨、径流的变化趋势,同时利用滑动t检验、Yamamoto法和Pettitt检验等方法对年径流序列的突变点进行验证,结合弹性系数法定量分析气候变化和人类活动对径流变化的贡献率,探究径流变化的可能原因。结果表明:研究时段内黄泽江流域年平均降雨量变化总体呈上升趋势但不显著,从年代际来看,20世纪60年代较常年偏少,21世纪10年代较常年偏多;年径流量整体呈下降趋势,整个研究期呈现丰、枯交替变化规律,确定1963、2008、2009年为径流变化的突变年; 1963—2007年人类活动对径流量减少的贡献率为86.87%;2008—2017年人类活动对径流量减少的贡献率为108.91%,说明人类活动是流域径流变化的主要驱动因素。     

榆林河多年径流特性分析

选取榆林河1974—2006年共33 a的各月出山口来水径流数据作为研究数据。利用显著性检验以及集中度、集中期的分析计算,阐述了榆林河多年平均年内分配和多年年际径流量变化状况。同时,利用Spearman秩次检验方法来检验各月及总的年际变化趋势。结果表明:榆林河多年年际径流量变化具有不显著的波动性,大多年份都属于平水年;多年径流量变化趋势最显著的月份是3月份,最不显著的是5月份;相对变幅最大年份为1998年,其次是1979年,最小年份为2003年;33 a期间,径流年内变化集中度变化趋势与分配系数变化趋势大体上是一致的,并且集中度对径流的变化敏感性更强;2000年以后径流的年内分配格局发生了变化,径流集中期由原来的7、8月份转变为5、6月份。     

近50年石羊河蔡旗站径流长期演变特征及趋势研究

为了能更好地掌握石羊河流域水资源量的变化特征,在收集蔡旗站实测径流资料的基础上,采用不均匀系数法、线性回归法、滑动平均法、Spearman秩次相关法、累积滤波器法对该站径流量从年内分配、年际变化、趋势演变方面进行研究;采用有序聚类法、Mann-Kendall检验法对年径流的变化显著性进行检验。结果表明,径流量年内分配不均,主要集中在1—4月、7—9月;径流量整体呈现逐年减少的趋势且变化不显著,1973年序列呈现显著性跳跃趋势;丰枯情况未出现明显的周期性规律。本次研究可为蔡旗断面水资源量监管提供依据,为石羊河流域调水及水利工程建设提供数据支持。     

灞河流域近50年径流量变化特征分析

基于灞河流域马渡王水文站1956-2005年实测径流量数据,综合采用年内分配不均匀系数Cu、年内分配完全调节系数CV和集中度指标CR对灞河流域径流量的年内变化特征进行分析;在此基础上,采用Mann-Kendall(M-K)方法对其年际变化特征进行趋势分析和突变研究。结果表明:1灞河河川径流在20世纪50-90年代内大部分年份分配比较集中,21世纪后年内分配较均匀,且年内分配不均匀系数Cu和径流年内分配调节系数CV变化规律一致;2灞河年径流量呈明显减少趋势,置信度水平达到99.7%。四季径流量特征中除冬季外其它季节均下降趋势显著;3灞河年径流量在1961和2002年分别发生两次突变;丰水期在1972、1977、1987年共发生三次突变;枯水期在1977、1983年共发生两次突变,且丰水期和枯水期的径流量趋势基本与全年保持一致。     

黑龙江哈巴罗夫斯克站径流变化规律

以黑龙江哈巴罗夫斯克站1897—2005年共109a年径流时间序列和1897—1985年共89a月径流时间序列为基础,应用累积距平法和Mann-Kendall法等,分析计算哈巴罗夫斯克站年径流丰枯特征及其阶段性、径流年内分配不均匀性、集中度。结果表明:哈巴罗夫斯克站径流连丰年、连枯年交替出现,径流年际变化阶段性明显;哈巴罗夫斯克站径流量年内分配不均匀,主要集中在夏秋两季,占全年的76.01%;20世纪60年代径流年内分配最为均匀,10年代最不均匀。     

东江流域径流序列年内分配特征研究

利用东江流域博罗站1956—2005年的实测月径流资料计算了径流年内分配不均匀性、集中程度、变化幅度等指标,采用经验模态分解、M-K突变分析与R/S分析方法研究了年内分配特征的变化规律。结果表明:不同时段径流年内分配具有较大差异,20世纪50年代、60年代径流年内分配相对较不均匀,20世纪70年代以来径流年内分配较为均匀;50 a来,径流年内分配不均匀性、集中程度、变化幅度均呈显著减少趋势,并于1970年前后发生了突变;径流年内分配特征具有较强的状态持续性,未来径流年内分配均匀性仍将持续增加,年内分配的集中程度和变幅将持续减小。     

金堤河径流年内分配变化规律分析

以金堤河濮阳站1956-2013年的实测径流序列为基础,综合运用年内不均匀系数、年内分配比例、变化幅度、集中度和集中期系列指标,分析了金堤河径流年内变化规律。结果表明:金堤河濮阳站近60 a径流年内分配变化较大,不均匀性逐渐减小,集中度逐渐增加。为新时期金堤河水资源开发利用提供了科学依据。     

气候变化下奎屯河流域径流特征分析

近年来,人类经济活动加快以及气候的变化,导致径流特征发生一定的变化,这为径流预报、水资源的合理规划及利用增加了难度。目前,随着气候的变化,奎屯河流域的径流特征也发生了极大的变化。根据1972—2017年奎屯河流域月径流量以及气温、降水实测数据,通过基本统计方法、累计距平法、MK检验等方法,分析了奎屯河流域两条主要河流在气候变化影响下的年内变化、年际变化和周期变化趋势等特性。结果表明:奎屯河与古尔图河年径流序列分布规律较为相似,主要体现在年径流分布较为集中,离散程度小,分布呈正偏,极值数据集中度较好;奎屯河、古尔图河,相对变化幅度均呈现减小的趋势且河流年内分配逐渐趋向均匀,其中奎屯河径流量46 a间平均上升速率为0.38×10~8m~3/10 a;古尔图河平均上升速率为0.214×10~8m~3/10 a;奎屯河、古尔图河年径流序列演化过程分别存在着4～8 a、10～15 a、20～25 a以及5～15 a、20～30 a尺度的周期变化规律,第1主周期分别为23 a和22 a;奎屯河径流量与气温Pearson相关性系数为0.703~(**),呈极显著相关的关系;古尔图河径流量与气温、降水Pearson相关性系数分别为0.698~(**)、0.225~(**),呈极显著相关的关系。     

澄碧河流域径流年内分配变化规律分析

基于澄碧河流域坝首和平塘水文站1963-2014年逐日实测径流资料,计算其径流年内分配的不均匀系数、完全调节系数和集中度等八个特征指标,分析了近52a来该流域径流年内分配的均匀度,在此基础上,采用线性倾向估计、Mann-Kendall趋势检验法和R/S分析法研究了澄碧河流域径流年内分配特征指数的变化趋势。结果表明:近52a来澄碧河流域径流年内分配不均匀性较强,变化幅度较大;径流年内分配的的洛伦兹不对称系数呈现增加趋势,其余特征指标均呈现减少趋势;年内集中期主要在7月,流域径流年内分布不均匀的主要原因是个别月份径流量较大;八个特征指数的Hurst值均大于0.5,故可预测澄碧河流域径流年内分配的特征指数序列呈现正持续性,与过去整体变化趋势保持一致;随着时间推移,澄碧河流域径流年内分配不均匀性越来越低,逐渐由不均匀向相对均匀转变。     

赣江径流特征及其变化趋势分析

为了解赣江河川径流特征和趋势变化,利用流域上、中、下游主要水文站1961~2010年的年、月径流资料,采用不均匀系数、集中度和集中期、滑动平均法等,对流域径流年内分配特征,年、月径流变化规律及趋势进行了研究,并用Mann-Kendall法对径流长期变化趋势进行了分析检验。结果表明：赣江流域内各站不同年代径流不均匀系数、完全调节系数等总体呈减小趋势;径流集中期在时空分布上没有明显的差异;近50 a来,各站年径流量均呈弱上升趋势;各站年径流Mann-Kendall检验总体趋势基本相似,但干支流、上下游在变化幅度和局部过程上略有不同。     

海流兔河径流特性变化及影响分析

采用海流兔河韩家峁水文站1957-2010年实测径流资料,利用基流指数(BFI)方法计算了河流基流量,并分时段分析了径流年际变化、年内分配不均匀系数、集中程度及变化幅度等特性。结果表明:①流域基流指数为0.864,即80%以上的河水来源于地下水的排泄。②20世纪50-60年代,年径流量较高;70-80年代,年径流量有所下降;90年代,年径流量持续下降至最低值;而2000年以来,年径流量有所回升。③径流年内分配比较均匀;50-60年代,径流年内分配较不均匀;70-90年代,径流年内分配趋于缓和;而2000以来,径流年内分配极不均匀。     

人类活动对晋江流域径流演变影响的分析与定量评估

为了进一步探讨人类活动对流域径流演变特征的影响,以东南沿海晋江流域为例,基于1960年-2010年逐月径流、降水数据,应用Mann-Kendall趋势分析法、差积曲线-秩检验法和小波分析等方法,分析了径流的变化趋势、突变和周期;利用SCRCQ方法定量估算了气候变化和人类活动对石砻水文站年径流及年内分配特征变化的贡献率。结果表明:在跨流域调水和山美水库调蓄等人类活动影响下,石砻水文站年径流上升趋势较不受水库影响的安溪水文站明显,年内径流变化幅度更趋于平稳。径流序列主要存在6~7a、11~12a和20~21a左右三个时间尺度的周期变化,与流域年降水周期变化基本保持一致,但20世纪80年代后石砻站周期变化与流域降水周期变化出现微弱差别。石砻站年径流序列在1982年发生变异,而安溪站年径流序列未发现明显变异;变异期内,以山美水库为主的人类活动对石砻站年径流、年内不均匀系数和集中度变化的贡献率分别为67.17%、84.76%和71.16%。     

叶尔羌河径流演变规律与变异特征

科学认识气候变化与人类活动影响下,以径流为主要指征的水循环过程及其变化,是合理利用水资源的前提,对于认识水文机理,应对径流变化具有重要价值。选取干旱区内陆河流叶尔羌河卡群断面1957-2015年长系列实测月径流系列、1962-2015年长系列实测月气温与降水系列,采用年内分配完全调节系数Cr、年内分配不均匀系数Cn、相对变化幅度Cm、集中度Cd、集中期D、年际径流均值、最大流量及出现时间、最小流量及出现时间、年际极值比等多指标,运用Mann-Kendall法、累积距平法、R/S法、排列熵法等多方法,揭示叶尔羌河径流演变规律与变异特征,并进行归因分析。结果表明:近60年来,叶尔羌河流域径流量年内分配趋均匀化、年际变化呈显著增多趋势且为正持续性,其中1957-1961年和1993-2015年为显著径流增加时段;Mann-Kendall法与排列熵法均证实了1997年为该径流序列的突变点也为变异点;气温,特别是夏季7-8月平均气温(相关系数为0.81)为叶尔羌河径流量变化的主要影响因素。     

鄱阳湖近60年天然入出湖径流特征分析

依据鄱阳湖流域“五河”7个入湖控制水文站及出湖湖口站观测资料,对其中人类活动影响较大的李家渡、柘林站进行径流还原,得到7个入湖站和出湖站1953～2011 年天然径流序列。综合采用多种方法对各站径流序列进行了分析。结果表明：李家渡站年径流量比以往研究结果增加25%左右,且枯水期增加更明显,与上游站点天然径流演变规律更具有一致性;“五河”各站天然径流量的年际变化和年内分配总体上具有相似性;入、出湖各站径流年内分配极不均匀;1953～2000年,入、出湖各站径流均呈现小幅度上升趋势,但21世纪以来各站径流量处于下降趋势;各站年径流序列存在33~35 a的变化主周期,与流域年降水量变化主周期基本一致。研究结果可为鄱阳湖流域水资源的合理开发和科学管理提供参考依据。     

渭河源区径流量变化特征及趋势分析

通过渭河源区渭源水文站1981~2010年30年的月年实测径流资料,从径流年内分配不均匀性、集中程度、变化幅度等指标,分析了渭河源区径流年内分配的变化特征。采用线性趋势回归检验法、坎德尔秩次相关检验法、斯波曼秩次相关检验法,分析了渭河源区径流的年际变化趋势。研究结果表明:(1)渭河源区径流年内分配不均匀系数和年内分配完全调节系数的变化规律总体上一致,都处于减小趋势;集中度的长期变化总体上呈下降趋势,集中期的长期变化总体上呈逐年滞后趋势,21世纪最初10年滞后到7月13日,相对多年平均的集中期推迟6天;相对变化幅度和绝对变化幅度长期变化总体上都呈下降趋势,绝对变化幅度下降趋势更明显。总体上来说,渭河源区径流年内分配逐渐趋于均匀。(2)渭河源区年径流量近30年呈逐年减小的趋势,趋势线具有513.0×10~4m~3/10 a的负倾向率,30年间年径流量减少了1 539×10~4m~3;通过3种趋势检验方法的计算结果均表明渭河源区年径流量减小趋势显著。