东江流域径流系数变化特征及影响因素分析

基于东江流域1956～2005年降雨、径流与气象资料,采用Mann-Kendall检验、小波分析及R/S分析等多种方法,分析了东江流域径流系数年际变化特征及其对气候变化与植被覆盖变化的响应.结果表明,流域径流系数序列呈不显著的上升趋势,并存在不同时间尺度的周期性变化规律和突变点,揭示了降水与蒸发是影响流城径流系数的主要气候要素,植被覆盖变化间接影响径流系数,为流域水资源规划与评价提供依据.     

河北省参考作物蒸散量时空变异性分析

基于河北省17个气象站点53年的逐日气象数据,利用FAO推荐的Penman-Monteith公式计算参考作物蒸散量(ET_0),分析其空间特征和时间变异性。结果表明,全省ET0不同时期分布均存在明显地区性差异,总体西部普遍大于东部;多年月ET0呈开口向下二次抛物线形分布;全省ET_0对相对湿度的敏感性最强,均值达-0.77;53年来ET_0有明显减小趋势,倾向率为-0.028mm/10a;通过0.001相关性检验分析发现,全省ET_0与相对湿度、风速、日照小时数呈极显著性相关,与气温相关性不显著,其变化主要受相对湿度和风速的影响。     

东江流域近50年来径流极值变化特征

流域径流极值事件由于突发性且破坏性强而得到广泛关注。依据东江流域主要水文站1959～2008年历年逐月径流资料及水文控制站博罗站历年逐日径流资料,采用Mann Kendall、R/S分析等方法,对流域近50年来径流及其极值变化特征和原因进行了分析。结果表明,近50年来,东江流域径流增长不显著;博罗站流量极大值指标对应汛期流量减少不显著,而极小值指标对应非汛期流量显著增长;主要水文站月均流量与博罗站极值流量Hurst指数均大于0.5,表明各流量指标未来与过去具有相同变化趋势,变化环境下东江流域径流极值朝着有利于流域水资源开发利用的方向变化。     

澜沧江流域干旱气候变化特征及影响因素分析

基于澜沧江流域10个气象站1961～2010年逐日气象资料,利用Penman-Monteith模型计算了年、月湿润指数,并对其进行了标准化,统计了极端干旱事件发生的频率,进而采用Mann-Kendall趋势检验方法分析了澜沧江流域干旱气候变化特征及其影响因素。结果表明,从上游向中下游多年平均湿润指数逐渐增加,上游和中游的湿润指数呈增加趋势、下游呈下降趋势;自20世纪60年代至今,澜沧江流域经历了相对冷干-冷湿-冷干-暖湿-暖干五个阶段,暖干化趋势较为明显,其中冬季和春季为暖干化趋势最明显的季节;年降水量、湿润指数均在波动中呈下降趋势,气温和潜在蒸发量呈明显增加趋势,年降水量、湿润指数、气温和潜在蒸发量的变化倾向率分别为2.095mm/(10a)、0.006/(10a)、0.276℃/(10a)、6.231mm/(10a);澜沧江流域极端干旱事件频率在波动中呈减少趋势,下游呈上升趋势(上升速率为0.010 3次/a),20世纪60年代和21世纪初为澜沧江流域极端干旱事件频发的年代;降水量和日照时数为影响澜沧江流域极端干旱事件的主要气象要素。     

东江流域降水时空变化及其与ENSO事件的响应关系

为了解东江流域降水的时空变化特征,揭示气候变化对流域降水变化的驱动关系,采用去趋势预置白Mann-Kendall检验、直线回归滑动平均、交叉小波等方法分析了东江流域1959~2018年降水时空特征,并揭示其与ENSO事件的响应关系。结果表明,东江流域近60年来降水以-4.29mm/10a的幅度缓慢减少,年内分布不均,属夏季降水最多,占年降水总量44%;各季节降水变化不一,春、秋两季在缓慢减少,夏、冬两季则在缓慢增加。汛期降水占年总量79%,以-10.6mm/10a的幅度减少;非汛期降水以6.1mm/10a幅度增加。空间上降水地域差异性明显,汛期降水与年际降水呈现由中游向上游、下游逐渐递减的分布;非汛期降水则呈现由上游向下游递减的带状分布;降水与ENSO事件响应关系显著,主要表现在1970年代2~4年周期与1990年代后期3~6年周期尺度上,表明气候变化是目前降水变化的主要驱动因子。     

淮北平原实际蒸散量的计算及时空分布特征分析

为了解淮北平原实际蒸散量的时空变化特征,利用Bouchet互补关系理论计算淮北平原1997~2013年逐月实际蒸散量,并与水量平衡方程计算结果进行比较,对Bouchet互补关系理论参数进行修正。根据修正后的Bouchet互补关系理论计算淮北平原1955~2013年实际蒸散量,并分析其时空变化特征及影响因素。结果表明,淮北平原实际蒸散量与潜在蒸散量存在明显的互补关系;多年平均实际蒸散量为632.4 mm/a,年实际蒸散量在1955~2013年以15.8 mm/10a的速率下降,其中夏季实际蒸散量的下降贡献最大;年均和季节实际蒸散量在空间分布上差异不大,其主要影响因素为日平均气温、日照时数和实际水汽压。     

基于Stacking集成学习模型的苹果树逐日蒸散量模拟研究

为准确模拟苹果树逐日蒸散量,以支持向量机(SVM)、多层感知机(MLP)、随机森林(RF)和梯度提升决策树(GBDT)为初级学习器,以多元线性回归(MLR)为次级学习器,基于Stacking策略建立集成学习模型(LSM),将LSM模型的模拟精度与MLR、SVM、MLP、RF、GBDT模型的模拟精度进行对比。结果表明,影响苹果树蒸散量的主要因子为日平均太阳辐射、相对湿度、风速、温度和日序数,最大互信息值分别为0.97、0.72、0.63、0.62、0.60,表层土壤温度及土壤含水率对蒸散量的影响较小。相比于MLR、SVM、MLP、RF、GBDT模型,LSM模型的模拟精度最高,MLR模型的模拟精度最低;使用日平均太阳辐射、相对湿度、风速、温度及日序数5个特征参数在准确模拟苹果树蒸散量的同时,还能降低特征的获取成本。研究结果可为苹果树逐日蒸散量的精准模拟提供有效方法。     

滦河流域径流系数时空变化特征及影响因素研究

利用滦河流域的长期水文观测资料,分析流域径流系数的时空变化特征,可为区域水资源的合理开发提供依据。采用相关系数法和滑动T检验法对滦河流域的径流系数进行趋势性和突变性检验,并揭示径流系数的时空变化特征和影响因素。结果表明,滦河流域的径流系数整体上为减小趋势,子流域径流系数值差异显著,但大部分子流域的年径流系数值为0.1～0.3。流域各分区的径流系数值呈现出高原区最小,山区丘陵区居中过渡,平原区值最大的空间分布特点。降雨是流域径流系数减小的主要气候因素,土地利用类型和植被覆盖度是导致各分区径流系数改变的主要下垫面因素。     

气候变化情景下广西参考作物腾发量估算及时空分布

气候变化条件下参考作物腾发量(ET0)的估算及其时空分布规律的预估可为灌区渠系合理配置及水资源优化调度提供参考依据。以广西壮族自治区为例,采用地区校正后的Hargreaves-Samani模型结合HadGEM2-ES全球气候模式RCP2.6、RCP8.5两种情景下2017～2100年研究区内21个站点的预估气温数据及反距离权重插值法(IDW),推求气候变化情景下研究区未来多年平均ET0及其时空分布规律。结果表明,RCP2.6、RCP8.5两种情景下未来广西区内年均ET0值均有不同程度地增长,且具有空间异质性,RCP2.6情景下2071～2100年广西大部分地区年均ET0较基准期(1970～2016年)增加量在80～120mm之间,而RCP8.5情景下2071～2100年广西年均ET0的增量均在120mm以上。     

变化环境下浑河流域近50年来径流变化特征研究

浑河是辽河重要支流,研究其径流变化特征,对做好区域水资源相关工作具有重要的参考意义。基于浑河流域上游大伙房水库站、中游沈阳站和下游邢家窝棚站的1962~2011年逐月实测径流资料,借助累积滤波器法、Mann-Kendall法、小波分析法、集中度和集中期等方法和指标研究了变化环境下浑河流域径流的年际、年内变化特征。结果表明,浑河流域径流存在阶段性特征,其中1962~1984年径流偏枯,1985~2011年径流偏丰;各站年径流变化主周期均为11年,第二周期均为5年,第三周期存在微小差别;径流年内集中度逐渐减小,各月分配的径流量趋于均匀;浑河流域各站年、非汛期径流量分别呈减少、增加变化,总体上,汛期各月径流量呈减少变化,非汛期各月径流多呈增加变化,这些变化有助于发展流域社会经济和保护河流生态系统的健康。     

基于相对湿润度指数的贵州省近十年干旱特征分析

为分析贵州省干旱分布特征,基于贵州省均匀分布的30个气象站点2010～2019年的逐日气象数据,以相对湿润度指数为干旱监测指标,利用反距离权重插值分析及相关分析研究贵州省近10年的干旱特征.结果 表明,贵州省不同月份的干旱强度和干旱发生范围有所不同,且总体上呈干旱等级越高,干旱范围越小的态势.不同时间尺度的干旱强度和干...     

标准化降水蒸散发指数在云南省历史干旱特征分析中的应用

鉴于标准化降水蒸散发指数(SSPEI)可用于多时空尺度的气象干旱过程评估,在采用Mann-Kendall方法分析1958~2013年间云南省37个气象站降水和气温变化趋势的基础上,对比分析了基于Thornthwaite公式和Penman-Monteith公式两种潜在蒸散发计算方法的SSPEI指数(SSPEI-Th和SSPEI-Pm)在历史干旱特征分析中的适用性。结果表明,云南省大部分气象站的SSPEI-Th和SSPEI-Pm时间序列均呈下降趋势,即变得更为干燥,站点主要分布于云南省南部地区;SSPEI-Th与SSPEI-Pm的相关性具有很好的一致性;两种潜在蒸散发计算方法的SSPEI指数在云南省均有较好的适用性,但SSPEI-Pm在中北部高海拔地区冬春干旱时间识别上精度更高。     

淮河流域参考作物蒸散发的变化及对气候的响应

采用FAO-Penman-Monteith公式计算了淮河流域参考作物蒸散发的年际、月际变化过程,并通过敏感性系数分析了影响参考作物蒸散发的主要因素.结果表明,淮河流域的参考作物蒸散发呈明显减小趋势,主要集中于20世纪70年代后6～8月,影响参考作物蒸散发的主要因素为平均相对湿度和日照时数,平均每10 a相对湿度减小0.5%、日照时数减小0.2 h.本文可为合理开发调配淮河流域水土资源、防洪抗旱提供理论依据.     

基于AHP法的东江流域水基系统健康模糊综合评价

基于水基系统的概念构建了东江流域水基系统健康评价指标体系,在层次分析法的基础上,采用模糊综合评价方法从稳定态、和谐度和演进率三方面分析了东江流域水基系统在2005、2010、2020、2030年的健康状态.综合评价结果表明,东江流域水基系统2005年处于较健康状态,影响因素主要为饮用水源水质达标率、节水达标率及河道生态...     

1961～2018年山西省潜在蒸散量变化特征及成因

针对Penman-Monteith模型计算的山西省1961~2018年20个气象站月平均潜在蒸散量(ET0)进行距平分析、突变检验、趋势性分析和贡献率分析,以期得到山西省ET0的时空规律及其主导因子。结果表明,山西省全年ET0距平值是逐年降低的,在1980年代首次由正转负,而四季距平最小值出现的年代不同;山西省ET0存在唯一的突变点为1992年,ET0在1961~1991年有显著减少的趋势,在1992~2018年呈现不显著增加趋势;山西省58年内气温呈增加趋势,而日照时数、风速、相对湿度呈减少趋势;山西省58年内ET0与温度、日照时数和风速的相关关系为正,与相对湿度的相关关系为负;对于山西省ET0变化,1961~1991年日照时数的贡献最大,1992~2018年温度的贡献最大。     

气象资料匮乏地区参考作物需水量的一种简化算法

为计算气象资料匮乏地区的参考作物需水量,以新疆额敏灌区为例,分别采用Penman-Monteith方法和Blaney-Criddle方程计算参考作物需水量旬变化过程。结果表明,两种方法计算参考作物需水量均呈抛物线变化规律,5月前变化趋势一致,5月后变化过程差异较大。以Penman-Monteith方法计算结果为标准,采用回归分析方法修订了Blaney-Criddle方程,应用表明修订方程可较好地模拟灌区参考作物需水量变化过程。     

三种干旱指数在南盘江流域识别干旱能力中的应用

基于南盘江流域1971～2010年25站的气温及月降水资料,分别计算了不同时间尺度的标准化降水指数(ISPI)、干旱侦测指数(IRDI)和标准化降水蒸发指数(ISPEI),以历史干旱灾情数据及典型大旱灾情数据为依据,比较分析了3种干旱指数对干旱及干旱级别的识别能力。结果表明,3种干旱指数的计算结果较为一致,具有较好的相关性;3种干旱指数对干旱和干旱等级的识别能力依次为ISPEI最强,IRDI次之,ISPI最差。ISPEI考虑了潜在蒸发量对干旱的影响,与ISPI、IRDI相比,ISPEI更适合于南盘江流域的干旱监测与评估。     

沂沭泗流域降水变化特征分析

分析区域降水变化特征可为区域水资源可持续开发利用提供科学依据、为防汛抗旱提供科技支撑。以沂沭泗流域为例,利用1960~2011年日降水资料和Mann-Kendall趋势检验法研究了该流域降水变化特征。结果表明,该流域降水量主要集中在汛期;20世纪70~90年代降水量相对较少,其他时期相对较多;降水量、有效降水特征量和极端降水特征量均具有减少的趋势,其中降水频率和年最大连续有效降水日数减少趋势显著。