气候变化和人类活动对灞河流域径流情势的影响分析

灞河径流决定其下游浐灞生态区的用水安全,开展其变化情势研究对有效管理区域水资源具有重要意义。基于灞河上游罗李村和中游马渡王水文站1959—2010年实测径流及流域降水、蒸发资料,采用肯德尔秩次相关法检验径流序列变化趋势、Mann-Kendall非参数检验法和累积距平法辨识各水文气象要素的突变点,并将累积量斜率变化率比较法用于定量计算气候变化和人类活动对灞河径流的影响程度。结果表明:11959—2010年间上游径流量相对稳定,但中游径流量有减少趋势,且在1988年发生突变后呈现出显著的减小趋势。2气候变化和人类活动对灞河上游径流变化的贡献率分别约为97%和3%,对中游径流变化的贡献率分别约为37%和63%。未来只有合理开发、开源节流并举,才能保障区域可持续发展。     

沮河流域径流变化特征及归因分析

径流变化的特征及归因分析对区域水资源规划和合理开发利用具有重要意义。本文以沮河流域为研究区域,利用线性回归法、五年滑动平均法及重标极差（R/S）分析法阐述水文要素的变化规律,通过Mann-Kendall突变检验和有序聚类法确定沮河黄陵站径流序列突变年份,利用基于Budyko假设的互补关系法及累积量斜率变化率比较法（SCRAQ法）对径流变化进行归因分析。结果表明,1967—2019年期间沮河流域年降水量呈上升趋势,年潜在蒸发量和年径流深呈下降趋势,且径流序列在1985年发生突变;两种方法计算得到的气候变化对径流减小贡献率分别为24.04%和11.71%,人类活动的贡献率分别为75.96%和88.29%,水利水保措施及煤矿开采等剧烈的人类活动是沮河流域径流减小的主要驱动因子。     

窟野河径流变化检测及归因研究

窟野河径流变化是气候变化和人类活动作用的结果,也是流域水资源开发利用及治理保护的重要依据。基于窟野河流域温家川站径流量(1954—2010年)资料,采用MK-P法和Pettitt法进行突变年识别及归因分析;并借助SCRAQ法估算降水、潜在蒸发和人类活动对径流的影响。结果表明:窟野河径流量呈显著减小趋势,且在1979年和1996年发生两次显著突变。与基准期相比,人类活动强度较低期(1980—1996年)降水、潜在蒸发、人类活动对径流的影响比例分别为29.21%、-3.63%,74.42%;人类活动强度较高期(1997—2010年)所占比例分别为20.62%,-1.53%和80.91%;与人类活动强度较低期相比,人类活动强度较高期占比例分别为11.85%,-0.16%和87.99%。大规模水土保持和高强度煤矿开采对窟野河径流突变具有重要影响。     

环境变化对汉江上游径流影响的定量分析

气候和土地利用等环境变化的水文响应研究对流域水资源利用具有重要价值。以汉江石泉水文站上游为研究区,采用7种基于Budyko理论的弹性系数法和SWAT模型定量分析了气候变化和人类活动对径流变化的贡献率,设置多种气候变化和土地利用变化情景,分析其对径流的影响。结果表明,石泉水文站年径流呈减少趋势,气候变化对径流减少的贡献率为65.3% ~ 68.1%,人类活动的贡献率为31.9% ~ 34.7%,气候变化是近56年径流减少的主要原因。气候变化情景的模拟显示径流变化主要由降水变化主导。土地利用自然增长情景和极端草地情景使石泉水文站年径流量增加,而退耕还林、极端耕地和极端林地情景使年径流量减少。     

气候变化和人类活动对北洛河径流的影响

气候变化和人类活动影响下径流变化的归因研究对于应对径流变化具有重要价值。以渭河的北洛河流域为研究对象,应用Budyko假设和TOPMODEL模型分析了气候变化和人类活动对径流的贡献率,在较可能的气候变化范围内设定气温和降水变化的25种情景,分析了各情景对径流的影响。结果表明,历史降水、径流呈减少趋势,气温呈增加趋势,气温的升高和降水量的减少同时影响径流量的变化。两种模型模拟的人类活动对径流的贡献率分别为58.9%和65.2%,人类活动是近50年来径流量显著下降的主要原因。不同气候变化情景下的月径流变化有明显差异,降水变化对径流的影响大于气温,表明流域未来降水变化是影响水资源变化的主要因素。     

基于生态水文模型的无定河流域径流变化归因

受到黄土高原气候变化和人类活动等因素影响,黄河流域中游河道径流在过去50年间有显著的下降趋势。此前的径流变化归因方法,未考虑气候变化通过影响植被生长进而对径流的间接影响。本文选择了位于黄土高原的无定河流域为研究区域,基于新发展的分布式生态水文模型CLM-GBHM,分别采用静态与动态植被两种模式模拟了1961—2012年的流域水文过程。径流变化归因分析结果显示,1972—2000年相对1961—1971年,单纯气候变化对径流减少的贡献为79.8%,而气候变化和植被生长共同贡献率降低为74.6%;2001—2012年相对1972—2000年,植被生长减小了单纯气候变化所导致的径流增加趋势,人类活动是对应时段径流减少的主导因素。这表明该流域植被生长对水文过程有较强的调节作用。     

黄河中游区间干支流径流变化特征与归因分析

为探究黄河中游径流时空变化特征及其驱动因素,本文采用Spearman秩相关系数、水文情势突变指标及双累积曲线法对中游头道拐-花园口区间干流4个水文站及11条典型支流1957—2018年实测降雨、径流数据进行统计分析。结果表明:黄河中游干流站年径流量呈显著减少趋势(显著性水平0.001),各站年径流发生两次突变,且都出现在1969年与1987年前后;区间11条支流多年径流深自1970s后显著减少,头道拐–龙门区间径流占整个中游区间径流的比例由2000年前的31%减至之后的23.5%,龙门断面以下区间占比则明显上升;人类活动对头道拐–龙门与龙门–潼关区间多年平均径流变化贡献率分别为62.68%和79.85%,坝库工程、引水灌溉及梯田林草等水利水保工程措施是黄河中游径流锐减的主要驱动力。     

灞河流域气候变化及其对径流的影响研究

根据1961—2010年的灞河流域内的逐月水文气象数据,采用Mann-Kendall法对水文气象要素进行变化趋势分析,采用双累积曲线和复回归模型进行径流量的气候变化响应研究。结果表明:流域内年径流量显著减少,年平均气温和年降水量均无显著的变化趋势,仅仅表现为气温略升高、降水稍减少;气温变化和降水变化对径流量的影响各自存在3个突变点,突变点前后径流量增加或减少的变化明显,由回归分析可知,气温升高、降水减少是径流量减少的主要原因。     

概念性生态水文模型区分气候变化与土地利用变化的径流影响

区分气候变化和人类活动对流域径流量的相对影响,对深入认识流域水资源形成和演变规律、合理开发利用水资源和保护生态环境具有重要的科学价值。采用由美国学者Tomer等提出的概念性生态水文模型,基于水量平衡和能量平衡原理,同时考虑气候变化和人类活动的作用,定性区分气候变化和土地利用方式改变对径流变化的影响。应用于石羊河流域内出山口径流有减少趋势且存在变异的大靖河、古浪河、黄羊河、杂木河和金塔河5个子流域,结果表明在同一干旱期不同子流域径流变化的影响因素存在差异,在整个研究期气候变化为各河流出山口径流量变化的主要影响因子。     

雅鲁藏布江上游径流变化及影响因素分析

雅鲁藏布江流域蕴藏着丰富的水资源，在气候变化背景下，近年来其上游(奴下水文站以上流域)的径流发生了显著变化。本文基于耦合冰冻圈过程的生态水文模型GBEHM，构建了雅鲁藏布江上游的分布式水文模型，对其水文过程进行模拟，计算得到上游水文要素的变化过程，并定量分析了气候变化对径流的影响。结果显示，1981—2010年雅江上游的年径流量和蒸散发量均呈显著增加趋势，降水增加是径流增加的主要因素；冰川和冻土发生显著退化，多年冻土面积占上游面积的比例减少约7%，多年冻土活动层厚度增加速率约30.6 cm/10a，季节性冻土的年最大冻结深度减少速率约7.3 cm/10a；流域冰储量以10亿m³/a的速率显著下降，而冰川融化径流以2.7 mm/a的速率增加。     

变化环境下东北半干旱地区径流演变规律分析——以洮儿河流域为例

受气候变化和人类活动影响,众多河流的径流量发生了改变,深入解析历史径流变化成因并探究未来径流演变趋势,是流域水资源科学管理的必然需求。本文以洮儿河流域为研究区,基于SWAT模型定量揭示历史径流变化原因,并结合未来气候情景,探究未来径流演变趋势。结果表明:洮儿河流域历史年均气温呈显著上升趋势,降水、径流均呈现一定下降趋势;气候变化和人类活动分别是洮儿河流域上游和下游径流变化的主要成因。在未来BCC-CSM2-MR(CMIP6)气候模式下,三种不同排放情景的未来期年均径流量相比于基准期变化-10.14%～16.86%,未来水资源利用将面临更大挑战。研究成果可为深入理解流域历史径流变化成因及未来水资源演变趋势提供科学依据,为流域水资源规划和管理提供决策支持。     

嫩江流域水文干旱归因分析及未来演变规律

在气候变化和人类活动的影响下,嫩江流域水旱灾害频繁发生。基于嫩江流域1980—2013年石灰窑、同盟、江桥和大赉水文站实测径流数据,构建流域分布式水文模型和多时间尺度下标准径流干旱指数（SRI）,采用Budyko假设耦合水文模拟法对尼尔基水库建成前后流域径流变化和水文干旱特征归因分析,并基于第六次国际耦合模式比较计划（CMIP6）探究流域未来情景下水文干旱演变规律。结果表明：年尺度下,人类活动为径流演变的主导因素,影响贡献率高达80%,上游至下游水文干旱特征整体呈加剧趋势,且水库上游主要受到气候变化影响,下游主要受到人类活动影响;未来情景下,SRI序列波动性增大且呈现干湿交替特征,干旱历时呈增加趋势,流域未来干旱风险增大。     

基于VIC模型的黄河上游未来径流变化分析

为研究变化环境下黄河上游流域降水、气温与径流的变化特征,采用Delta方法对大气环流模式(GCMs)中BCC-CSM1.1模式数据进行降尺度处理,建立未来时期的气候变化情景,应用VIC分布式水文模型,对流域未来径流过程进行预估。结果表明,与基准期(1971—2010年)相比,三种情景下黄河上游未来(2011—2050年)多年平均降水增加4.31%~5.74%;多年平均最高气温和最低气温升高1.04~1.61℃,其中冬季升温最为明显;多年平均径流量分别增加2.65%、2.66%和8.07%,且增加幅度随时间推移逐渐减小,长期呈下降趋势;就年内分配来看,径流在冬季有所增加,夏季略有减少。     

气候变化对疏勒河中游水循环及生态环境的影响分析

采用气候变化A1B,A2和B1三种情景数据,预测河西走廊疏勒河干流2011-2050年出山口径流量,加载到疏勒河中游地表地下水耦合模型,分析人类活动及气候变化对疏勒河中游水循环及生态环境影响趋势。结果表明:未来各排放情景气温均明显升高;降水先减少再增加,但增加趋势不明显;径流量较2000-2010年先减少再增加,其中A1B情景增加量最大,B1增加量最小。总供水量和供水结构与2010年现状相同;由于人类活动影响,渠系入渗、田间回归和地下水开采等变化不大,河流入渗、潜水蒸发、泉沟排泄等均衡项与径流量变化趋势一致。与2010年现状相比,地下水储量先减少后增加,至2050年A1B和A2情景地下水储量增加,而B1情景地下水储量减少。适宜天然植被生长的总面积将减少,植被退化区域主要集中在平原区的东南部。     

松花江流域上游径流变化及其影响研究

本文以松花江流域上游地区为研究区域,建立了松花江流域上游地区的分布式水文模型GBHM(Geomorphology-Based Hydrological Model)。利用扶余、五道沟、德惠站1981-1990年的实测月径流资料进行了模型的率定及验证。应用模型模拟了1981-2000年的径流过程,并采用分别固定土地利用条件和气象条件的方法,计算分析了土地利用和气象条件的变化对径流变化的贡献。结果表明,1991-2000年均降水及径流量均比1981-1990年减小,且气象条件的贡献率大于土地利用的贡献率,是径流量减少的主要控制因素。     

松花江流域上游径流变化及其影响研究北大核心CSCD

本文以松花江流域上游地区为研究区域,建立了松花江流域上游地区的分布式水文模型GBHM(Geomorphology-Based Hydrological Model)。利用扶余、五道沟、德惠站1981-1990年的实测月径流资料进行了模型的率定及验证。应用模型模拟了1981-2000年的径流过程,并采用分别固定土地利用条件和气象条件的方法,计算分析了土地利用和气象条件的变化对径流变化的贡献。结果表明,1991-2000年均降水及径流量均比1981-1990年减小,且气象条件的贡献率大于土地利用的贡献率,是径流量减少的主要控制因素。     

降雨-径流关系非一致性演化的驱动因素诊断——以渭河流域为例

降雨-径流关系是流域产水能力的关键表征。受气候变化、下垫面改变和人类活动的耦合影响，降雨与径流之间的相关性呈现出一定的非一致性变化，不同因素的影响仍有待量化。耦合去趋势互相关分析与去趋势偏互相关分析方法，提出了一种降雨-径流非一致性关系驱动要素识别与影响估算方法，量化了气象条件、下垫面条件和人类活动的贡献。结果表明：构建的量化方法对非一致性序列具有良好的适用性；人类活动对渭河流域降雨-径流关系的影响最大，平均贡献率为58.86%，气象条件次之，下垫面条件影响最小；人类活动对渭河流域降雨-径流关系的影响在时域上总体处于持续增长态势，空间上呈现渭河干流上中游>泾河流域>北洛河流域。     

西藏主要流域年径流的变化趋势及其原因北大核心CSCD

青藏高原是受气候变化影响最为明显的地区之一,气候变化驱动下的径流变化趋势及其原因备受关注。该研究采用Mann-Kendall检验和Pettitt突变点检验,分析了西藏自治区11个水文站1980—2016年径流深的变化规律;并采用基于Choudhury-Yang方程的气候弹性法,量化了年降水、年潜在蒸发以及下垫面变化对年径流深的影响。结果表明,研究区年径流深总体呈不显著上升趋势,多个流域在1997年左右发生突变;雅鲁藏布江下游地区年径流深对气候变化和下垫面变化的敏感性明显低于其他地区;年降水量的变化是年径流深变化的主要影响因素,导致所有站点的年径流深增加,但区域差异较为明显,其中对拉萨河流域的影响最大。     

径流对气候变化的响应研究-以黄河上游河源区为例

为了研究气候变化对径流的影响,选择黄河上游河源区为典型流域,构建多变量Copula联合分布模型,分析流域内主要气象要素与径流的相互响应关系。通过对多元相依结构分析,得到主要气候变化要素与径流变化的定量关系。结果表明,黄河上游吉迈水文站以上流域,径流受气候变化影响明显。长期以来主要气象要素,气温、降水、潜在蒸发能力(Penman-Monteith公式计算)与径流量的相依度指数分别为0.03、0.46、0.13,且在不同时期影响径流变化的主导因素各异。黄河上游径流受降水、冰雪、冻土融水和地下水共同补给,径流自演化过程复杂。     

气候变化及宝鸡峡引水对渭河径流量的影响分析

渭河宝鸡段河道年径流减少,生态基流得不到保障引起社会各界的重视。根据1954-2009年以来的降水、气温以及径流观测数据,分析降水及气温变化变化对渭河径流量的影响。采用相关系数法得到降水与径流的相关系数为0.69,正相关性好,气温与径流的相关系数为-0.73,呈明显负相关。采用降水、气温以及径流累积曲线分析得到,降水减少趋势不明显、年径流量减少趋势明显,以及气温升高趋势明显。分析认为径流减少趋势主要由降水量减少和气温升高所致。此外,1971年和2003年是两个重要突变点,主要原因是宝鸡峡渠首引水和宝鸡峡加坝加闸工程所致。