黄河干、支流径流量与输沙量年际变化特征

收集黄河流域干、支流21个主要水文控制站1950-2007年间年径流量与年输沙量时序数据,采用TFPW(Trend-free pre-whitening)-MK法检验年径流与年输沙长期变化趋势,并利用贝叶斯变点分析方法诊断时序数据突变点.结果表明,黄河干(除唐乃亥外)、支(除头站年径流外)流年径流量与年输沙量均呈现显著下降;干、支流年径流与年输沙序列下降变化中均存在显著突变点,除干流年径流序列在1968年前后和1985年前后有共同突变点外,其它序列突变点出现时间极少一致;干、支流年径流量与年输沙量的突变式下降是对流域降水变化与人为干扰复合响应的结果.     

黄河流域近500多年来径流量演变特征

长时间序列径流分析是从大尺度分析径流变化特征.黄河流域是我国水资源短缺地区,研究其径流量长时间变化对流域水资源利用具有重要意义.本文利用黄河三门峡1470～1998年时间序列,采用距平分析、滑动平均分析和Kendall趋势检验分析径流量的变化趋势和阶段变化特征,运用Hurst指数评价持续性和Pettitt法检验突变性,初步揭示529年径流量的特征和演变规律.     

黄河花园口站近523年天然径流量序列重建

通过对1919～1977年黄河中上游玛多、兰州、西宁、延安、太原、西安、郑州等16站的旱涝等级和,陕西黄帝陵园柏、华山西峰顶华山松、河南孟津侧柏、黄河上游阿尼玛卿山园柏树木的年轮,以及通天河直门达站年径流量诸因素与花园口站汛期天然径流量的相关分析,建立了花园口站径流量回归模型,重建了1485～2007年的天然径流量序列,并就其历史变化特点进行了分析.结果表明:①重建序列与现有序列具有较好一致性;②近523年径流量变化具有较明显的阶段性,大致经历了9个枯水段和8个丰水段.     

黄河流域天然径流量与气候因子的小波分析

利用黄河流域6个水资源区1961—2005年的年平均气温、年降水量、年水面蒸发量和年天然径流量数据和小波分析方法,研究了气候因子和天然径流量的多时间尺度波动周期及其相互关系。结果表明:黄河流域各气候因子的主要波动周期为3、7、18 a,年天然径流量的主要波动周期为3、6、18 a;年均气温与年天然径流量的波动周期呈负相关关系,小波互相关能量聚集尺度为6 a和18 a;年降水量与年天然径流量的波动周期呈正相关关系,小波互相关能量聚集尺度为3 a和6 a;年水面蒸发量与年天然径流量的波动周期呈负相关关系,小波互相关能量聚集尺度为3、12、20 a。由此可见,气候因子的波动周期对水资源量的变化具有重要影响。     

气候变化情景下黄河天然径流预测研究

1961—2000年黄河天然径流量呈减小趋势,且径流变化与降水量变化过程基本一致。选用IPCC提出的A2、B2两种温室气体排放方案,并采用北京大学在黄河流域未来气候情景研究中的降尺度成果,以黄河流域未来气候情景模式和预测成果为基础,建立黄河水量平衡模型,预测黄河主要断面的未来天然径流量并分析其时空变化。结果表明:黄河径流量2050年将减少29.3亿～61.1亿m3,2100年将减少42.2亿～71.2亿m3;从空间分布来看,上游兰州以上主要产水区的降水量、径流量有较大幅度减小,其他区域产流量有所增加;从径流年内分配来看,冬季、春季略有增加或基本不变,夏季、秋季减少明显。     

黄河兰州站520年汛期径流量变化规律及预测

利用兰州站重建的520年径流量资料,采用统计学方法对黄河上游兰州站汛期天然径流量的历史演变规律和未来30年变化趋势进行了分析,结果表明:①黄河上游兰州站近520年汛期天然年径流量大体上经历了8个枯水段和7个丰水段,目前尚处于自1989年开始的枯水段;②兰州站520年汛期天然径流量序列存在准30年、准4年等显著且比较稳定的变化周期;③兰州站未来30年汛期天然径流量变化趋势大体可以分为平水段(2005～2012年)、丰水段(2013～2018年)、枯水段(2019～2028年)、丰水段(2029～2034年)4个时段.     

气候变化和人类活动对黄河重点区间径流的影响

科学分析径流变化归因是流域治理的一项基础工作,对水资源管理具有重要意义。采用水文模拟途径定量评估了气候要素变化和人类活动对黄河重点水文站华县、河津、■头、龙门水文站河川径流变化的影响。结果表明:受人类活动影响,实测径流量出现明显的阶段性变化,突变之后的径流量较突变前减少了30%以上;可变下渗容量模型对黄河流域天然径流量具有较好的模拟效果,能够用于天然径流量的模拟;人类活动是黄河径流量减少的主要原因,人类活动的影响占径流量减少的70%以上;进入21世纪以来,由于降水增加,因此气候要素对径流量减少的贡献率有减小趋势。     

龙羊峡水库调度对径流的影响及蓄补水规律

通过对比同一时段内龙羊峡水库入库径流与出库径流的水文变化指标（indicators of hydrologic alteration,IHA）、流量过程变异程度等指标变化,结合突变检验,量化水库调度对径流过程的影响,采用显著性检验识别水库[JP+1]蓄补水与来水、耗水等因素的关系。结果显示,1986—2016年龙羊峡水库调度导致径流过程显著变化：年均流量表现为极值比和变异系数减小;月均流量表现为6—10月减小、11月—次年5月增大;日流量表现为径流过程坦化,但小范围波动加剧。水库出库断面流量过程变异程度在初次蓄水年份发生突变,蓄水后流量过程变异程度是蓄水前的43倍。水库年补水量与黄河天然径流量呈显著负相关关系,与黄河流域地表水耗水量占天然径流量的比例呈显著正相关关系。[JP2]黄河流域地表水耗水量占天然径流量的比例超过64%时龙羊峡水库以补水为主,反之以蓄水为主。     

DFA在径流波动分析中的应用

运用距平、累积离差、非趋势波动DFA法,对长江上游寸滩水文站近50年来河流径流量的年内变化和年际变化时间序列进行了分析,根据DFA指数的变化特性,分析了不同时间尺度下流量序列变化的突变点和幂律关系.结果表明,近50年来寸滩站河流径流量汛期、非汛期的径流量呈下降的趋势,变化具有多层次的时间尺度结构,年径流量和汛期、非汛期流量均存在3～8年左右时间尺度的周期变化,经水量变化趋势分析,2006～2013年汛期年径流量会有不同比率下降,2006～2009年非汛期的径流量会有不同比率增加.     

资江流域径流量演变规律研究

文章以资江流域代表站桃江站1959～2012年径流量的资料为依据,运用累积距平曲线-滑动联合检验法对桃江站年径流量的变异性进行分析,应用随时间变化系统的分段回归方法对资江流域年径流量的趋势性进行分析.分析结果表明：资江流域年径流量序列在2002年发生突变,径流量在2002年之前大致是先增大后减少再增大的过程,在2002年后呈减小的过程.     

黄河流域典型流域水文气象变化与径流过程模拟

典型流域水文气象分析及水文过程模拟是合理评价黄河流域水资源变化的重要基础。利用Mann-Kendall秩次相关检验法和均值差异T检验法分析了黄河流域7个典型流域的年降水量、年径流量和年均气温序列的变化特征,并采用VIC模型、新安江模型、WBM模型和GR4J模型模拟站点的径流过程。结果表明:各典型流域年均气温显著升高;年降水量变化趋势和突变情况均不明显;而年径流量呈显著下降趋势,且突变多发生在1980s。模型模拟结果表明4种水文模型在黄河流域应用效果较好。就Nash效率系数而言,VIC和新安江模型因为考虑产汇流过程较为详细,模拟径流过程与实测过程更贴近;就径流相对误差而言,WBM模型在水量模拟计算中表现较优,其结构简单,适用于流域水资源的模拟与评价。     

基于贝叶斯网络的黄河径流预测

基于黄河流域1979—2018年的ERA-Interim再分析气候与水文数据,以及CMIP5中10个气候模式下3种典型排放情景(RCP2.6、RCP4.5、RCP8.5)的全球气候变化数据,采用离散数据的处理方法,建立黄河流域贝叶斯网络模型,推断黄河流域近40余年来气候要素对径流的影响概率,预测黄河流域未来径流量。结果表明:1979—2018年黄河天然径流量呈减小趋势,基于贝叶斯网络分区间概率预测预报的径流量也呈减小趋势;黄河流域的不同区间(低、中、高)径流量对气候的敏感程度不同,但径流始终与降水相关性最高;在RCP2.6情景下,黄河流域未来20年、60年的径流量为585.50亿、588.57亿m~3;在RCP4.5情景下,其值为585.42亿、587.53亿m~3;在RCP8.5情景下,其值为593.50亿、585.11亿m~3。     

黄河流域径流演变归因研究

本文首先分析了黄河流域近43年天然径流量的变化规律,得出了降水、蒸发、土地利用和水利工程调蓄四个主要影响因子的变化规律,利用M-K、聚类分析等多种方法判别了黄河流域及6个集水区天然径流受人类活动影响较小的基准期。根据基于傅抱璞公式的流域尺度水均衡模型区分了降水、蒸发、土地利用和水利工程调蓄四个主要影响因子对于流域天然径流量变化的贡献。结果表明:流域内的天然径流量出现明显的衰减,其中4个主要影响因子中降水改变对于天然径流量的变化贡献最大,土地利用和水利工程调蓄因子的变化对各个集水单元的贡献率因为地区的差异也有很大差异。     

黄河流域天然径流量计算解析

黄河流域天然径流量的计算是黄河流域水资源规划、调度、生产、科研的基础性工作。天然径流量主要包括实测径流量和人类活动影响的径流量两部分，其中实测径流量由水文测站进行断面控制，而人类活动河川径流影响的量需要通过还原，这部分还原水量的计算工作是天然径流量计算中最重要的部分。对黄河流域还原水量的计算，黄委目前已有一套较为成熟的方法，即通过国民经济各生产部门从黄河干支流引出的水量扣除回归河道后的水量，便可计算出还原水量，也就是通常所说的净耗水量。通过介绍还原水量计算方法，阐述了河川径流量与水资源量的区别。     

御临河降雨径流驱动力模型研究

分析御临河年径流量1973～2002年时间序列变化特征,以径流变化突变前的数据建立气候驱动力模型;对比分析径流量的实测值与模型输出值,其差值即人类驱动力影响值.结果表明御临河年径流总量总体上趋于减少,但各个阶段减少的量有所不同,径流量演变以1991年为突变点分为前后2个阶段:前一阶段是气候驱动力占主导地位;而后一阶段则是人类驱动力占主导地位.因此可以认为在全球变化的气候背景下,人类驱动力是御临河径流演变的主要驱动力.     

黄河流域天然径流量评价探讨

针对现有径流系列一致性处理方法不够具体的问题,提出了一种黄河流域天然径流量还原、还现算法。根据黄河流域入海口利津站的实测径流、利津断面以上流域地表水消耗量、地下水开采引起的地表径流减少量、人工水库和淤地坝水面蒸发增加量、水库蓄变量等数据,对利津站的天然地表径流量进行还原分析,并以2001—2016年下垫面作为参照下垫面估算下垫面还现后的天然径流量。结果表明:1956—2016年长系列的黄河利津站地表水天然径流量为577.72亿m³,下垫面还现后的天然径流量为551.72亿m³,还现天然径流量比流域机构给出的第三次水资源评价结果多61.72亿m³。     

北江流域天然径流量变化趋势分析

针对北江流域天然径流量的变化趋势,以北江流域主要控制性水文站三水站近44年（1957～2000年）的径流量序列为基础,通过线性回归以及肯德尔检验法（Mann—Kendall）对其进行趋势变化分析,找出径流量时间序列的变化时间,分析其变化趋势明显与否。利用线性回归分析三水站汛期、最大月径流量、枯水期、最小月径流量以及全年径流量的变化趋势,通过肯德尔检验法进行趋势分析和检验,并计算相应径流量变化情况。     

黄河流域水资源量调查评价

分析了黄河流域1956—2000年长系列降水量、蒸发量等水文资料,计算了河川天然径流量和分区水资源量并进行了评价。结果表明:现状条件下黄河流域年均天然径流量为534.8亿m3,分区水资源量为719.4亿m3;黄河流域水资源存在水少沙多、水沙异源、水沙关系不协调、年际变化大、年内分配集中、连续枯水段长及水土资源分布不一致等特点。     

无定河输沙量长期变化趋势与变异点分析

采用Mann-Kendall非参数秩次相关检验法,对无定河白家川水文站的降水量、径流量和输沙量变化趋势进行了分析,利用降水量—径流量、降水量—输沙量和径流量—输沙量双累计曲线对径流量和输沙量的突变点进行了分析。结果表明:白家川水文站的输沙量时间序列分别在1966年、1972年和1979年发生了突变,赵石窑站的输沙量时间序列分别在1966年、1979年发生了突变;无定河流域下一时段的输沙量时间序列与过去50 a的变化趋势相同,具有继续下降的趋势;人类活动是造成无定河入黄水量和沙量减小的直接原因。     

山东省南四湖流域年径流变化特征及趋势分析

以山东省南四湖流域1956—2010年年降水量和年径流量序列为依据,运用线性趋势回归法、Kendall秩次相关检验法、突变分析法和相关系数法等,详细分析其变化趋势和突变特性并对不同时间系列评价结果进行比较。结果表明:南四湖流域1956—2010年年径流量变化趋势不显著,存在突变现象,突变发生在1974年且突变成分显著;而年降水量序列一致性较好,不存在突变现象。通过两者的相关性分析可知两者的相关性较强,故降水是影响该流域年径流量的主要因子;但径流量发生突变而降水没有,由此判断其发生突变的主要原因非降水量所致,而是受下垫面变化的影响。