若尔盖湿地流域径流变化及其对气候变化的响应

为探索未来气候变化情景下若尔盖高寒湿地水文过程和水循环演变规律,利用分布式水文模型,研究2020—2050年不同气候变化情景下若尔盖湿地流域径流变化趋势以及气候变化对湿地径流的影响。结果表明:在未来气候变化情景下,若尔盖湿地流域径流呈减少趋势,玛曲站径流减少比率最大,其次为若尔盖站,最后为唐克站;非汛期径流量减少幅度明显高于汛期,若尔盖湿地2020—2050年非汛期径流在未来气候变化情景下径流减少比率大部分在25%以上。非汛期径流的锐减可能会进一步加剧若尔盖湿地的退化和萎缩,导致黄河中下游区域的可利用水资源量减少。     

A coupled rainfall-runoff and runoff-routing model for adaptive real-time flood forecasting

This paper describes an adaptive hydrologic modelling technique for real-time flood forecasting. The modelling approach is based on a linear stochastic time-varying representation of the rainfall-runoff process and on the Muskingum routing method formulated as an optimal linear filtering problem. The most general stochastic rainfall-runoff model used for linear forecasting is known as the transfer function noise model. An on-line identification procedure based on an extension of the recursive Instrumental Variable estimator is discussed. The routing procedure, based on the Muskingum method, is written in a state-space representation. This allows real-time updating of the state and the system parameters by means of Kalman filtering. The described method is used to forecast extreme flood events for the River Ourthe (drainage basin: approx 3626 km²), one of the main tributaries of the River Meuse, Belgium. The method is compared with stationary modelling procedures and its superiority based on objective forecasting criteria is demonstrated.     

径流对气候变化响应的定量分析研究

全球变暖导致的水文水资源问题越来越突出,已成为全社会关注的焦点问题之一。本文选择河南省境内5个水文站、44个气象站的气象资料,对径流对气候变化的响应运用多元回归方法作了定量分析,结果表明:年、月径流随降水量的增加而增加;随着平均气温的升高而减少。降水量越少,温度越高,则径流越少;反之降水量越多,温度越低,则径流越多。不同流域的月径流变化对各种气候变化情景的响应表现出一定的差异性,且差异相对年径流变化较小。     

气候变化对湟水径流量影响分析

根据近55年水文气象资料,统计分析了湟水径流量的变化特点及其影响因子,并依据降水、气温、蒸发等主要影响因子与径流量的关系,建立了天然径流量计算公式,计算分析了气候变化和人类活动对湟水径流量的影响。结果表明,随着暖干化趋势加剧,20世纪80年代以来气候变化对湟水径流量的影响幅度不断增大,在80年代、90年代,气候变化和人类活动对径流影响量的比例分别约为2：8与3：7,而2000-2004年影响量的比例已接近5：5。     

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。     

近47年来降水变化和人类活动对滦河流域年径流量的影响

近47年来,随着流域降水量的减少,以及水利工程的修建、林草地的减少等土地利用方式的改变,在气候变化和人类活动双重因素的作用下,滦河流域年径流量呈现出显著的减少趋势。现基于降水-径流经验统计模型的构建,定量评估了滦河流域降水变化和人类活动对该地区年径流量的影响程度。结果表明:①1983年以前,滦河流域年径流量受环境变化影响较小,1983年以后,年径流量受到气候变化和人类活动影响较为显著;②1984年-2006年期间,受人类活动影响所产生的年均减水量为11.97亿m3,占该时段减水量的84.42%,受降水变化所产生的年均减水量为2.21亿m3,占该时段减水量的15.58%,人类活动的贡献率远大于降水变化。     

拉萨河流域水循环要素演变趋势分析

采用Mann Kendall秩次相关检验法、线性回归分析等方法对拉萨河流域水循环要素长期变化趋势进行了分析研究。结果表明,拉萨站的年平均气温总体上均呈上升趋势,每10年增加0.33℃,气温上升趋势显著;年蒸发能力总体上均呈上升趋势,但上升趋势并不显著;年降水量长期变化趋势不明显;拉萨站的年平均流量总体上呈上升趋势,但上升趋势并不显著;自2000年以来,拉萨站出现中水年的机会较少,出现丰水年的机会较多且丰枯变化剧烈;拉萨站径流年内分配不均匀系数和7—9月降水量占全年比例年际间较稳定。     

气候变化对黑河流域水资源影响分析

在全球气候变暖的背景下,选取水资源紧缺的黑河流域作为研究对象,使用统计方法分析了黑河产流区气温、降雨、蒸发、径流变化规律。得出的结论是：黑河流域气温升高同全球变暖趋势相一致,且升温幅度大于全球平均气温升高值,从20世纪70年代到现在,黑河流域平均气温升高了1cc左右：产流区降水量围绕多年均值波动,有增加趋势;产流区蒸发量自20世纪80年代至目前呈下降趋势,特别是20世纪90年代以后．蒸发量下降较多;径流围绕多年均值波动,有增加趋势;随着气温升高,极端气候事件洪水、干旱灾害发生风险加大。     

鄂尔多斯市水资源的气候特征演变

采用鄂尔多斯市鄂托克旗站和东胜站1957-2010年的月均温和月降水资料,分析了气温和降水的演变规律。采用高桥浩一郎的陆面蒸散发经验公式估算陆面蒸散发并分析演变规律。结果表明:鄂尔多斯市自20世纪90年代开始显著增温,东部东胜站增温幅度大于西部鄂旗站。四季中各季的显著升温也出现在90年代。夏季增温相对缓慢,其它三季变暖比较显著。两站年降雨量均呈减小趋势,东部东胜站减少量大于西部鄂旗站。春冬两季降雨量变化趋势不明显,夏秋两季降雨量呈减小趋势。蒸散量均呈现上升趋势,20世纪90年代以后上升趋势明显。东部东胜站多年平均年蒸散量大于西部鄂旗站。春、夏、冬三季蒸散量均呈上升趋势,而在秋季均呈下降趋势。降水量显著影响降蒸差,可利用降水量呈下降趋势,东部的东胜站下降趋势更明显。     

玉龙喀什河径流及气象因子演变规律及特征分析

选取玉龙喀什河同古孜洛克站实测径流及气象因子,采用Ｍａｎｎ－Ｋｅｎｄａｌｌ趋势性检验、小波分析等方法,系统分析了径流及其气象因子的演变规律及趋势性,利用霍尔特模型预测了未来５年径流量及气象因子变化趋势。结果表明:径流、降水及气温均呈现显著增加趋势,蒸发量表现为显著减少趋势;相关性分析得出气象因子中气温与径流相关性最大,其次是降水,蒸发与径流呈负相关;未来５年径流量、降水量和气温呈增加趋势,蒸发量呈减少趋势。玉龙喀什河１９８０年—２０１８年径流和降水在研究时间内变化趋势具有一致性,气温在未来将继续主导径流变化。     

泾惠渠灌区降水径流奇异谱分析

泾惠渠灌区是陕西省主要产粮区之一,灌区降水径流等水资源对于灌区的农业生产关系重大,分析灌区降水径流特性,明确灌区降水径流的主要影响因素,是灌区合理规划利用各种水资源的基础。降水径流等水文要素成因复杂,受气候因素影响具有周期性震荡特性,采用能够降噪和降维的奇异谱分析(SSA)方法对泾惠渠灌区降水径流时间序列震荡特征进行分析。分析显示,灌区降水径流时间序列均具有准3~4 a,9~12 a,18~22 a的周期性,与东部季风、太阳黑子等现象的周期性活动关系密切。由此表明,泾惠渠降水径流主要受东部季风的影响,且受太阳黑子等大尺度周期性因素的综合影响。     

永定河上游环境变化和水资源演变研究进展

在回顾文献研究进展的基础上,对永定河上游流域气候变化、土地利用变化及水资源量质演变的特征进行梳理和总结,并揭示其驱动因素.分析指出:永定河上游流域气温突变型升高,最低气温及冬季气温上升显著;年均降水量呈现不显著下降趋势,夏季降水下降趋势明显;潜在蒸散发和实际蒸散发并未随温度升高而升高,且流域存在一定的"蒸发悖论"现象....     

遥感Penman-Monteith模型中土壤含水量与土壤蒸发的关系

土壤含水量是影响土壤蒸发的重要因素,分析土壤含水量变化对土壤蒸发的影响,对水资源管理有积极作用。遥感Penman-Monteith(P-M)模型是利用遥感手段进行蒸散发模拟的重要方法,且能分别对土壤蒸发和植被散发进行计算。利用遥感P-M模型对望都站的蒸散发进行模拟,并结合地表土壤含水量数据分析了土壤含水量变化对模型参数及土壤蒸发的影响。结果表明:(1)遥感P-M模型对望都站蒸散发取得较好效果,纳什效率系数(NSE)为0.559;(2)土壤含水量变化与遥感P-M模型的土壤蒸发系数间具有不确定性;(3)在本研究的模拟期内,与植被散发相比,土壤含水量变化与土壤蒸发间的一致性更强。     

拉萨河流域径流对土地利用和气候变化的响应分析

拉萨河流域处青藏高原中南部,因其独特的地理位置是对气候变化较为敏感的区域之一,同时也是青藏高原人口和耕地较为密集区域.在建立SWAT模型对拉萨河流域水循环过程进行模拟的基础上,通过设置不同气候情景与土地利用状况,分析近30 a来拉萨河流域径流变化的成因,并研究径流对气候因子变化的敏感性.结果表明:①气候变化与土地利用对...     

农田土壤水分二区模型的研究

本文考虑作物根系吸水的特性,把农田土壤水分变化层分为包含根系的根区和无根系的储水区,以土壤-植物-大气连续体物质能量运动原理和土壤水动力学理论为依据,构建了农田土壤水分二区模型。对该模型的简化,即可得到了两个现在常用的描述土壤水分变化的概念性模型,表明本文提出的土壤水分二区模型是一通用式。对其中考虑下界面水分通量的概念性模型与二区模型进行了比较,结果表明,二区模型拟合精度较高,其复相关系数达到0.91以上,由二区模型计算的蒸发蒸腾量和根区下界面水分通量与实测值有更好的一致性。     

基于小波消噪原理的参考作物腾发量预测模型研究

将小波分析与随机分析结合,提出了基于小波消噪的随机模型并将之用于太子河流域参考作物腾发量(ET0)的模拟和预测。其思路是:首先对时间序列进行小波消噪;根据消噪序列的变化特性建立适合的随机模型;最后应用模型进行预测。     

黄河源区径流变化特征及影响因素研究

近年来,黄河源区水资源状况发生了较大变化,为探究黄河源区径流变化特征及影响因素,基于1961-2018年共58 a的径流和气象资料,采用Mann-Kendall检验和小波分析等方法对其进行了分析。结果表明：黄河源区径流量整体上呈现出不显著减少趋势,递减速率为-0.63×10⁸ m³/a,夏、秋季减少幅度大,冬、春季减少幅度较小;1990年前后径流量均呈现不显著增加趋势,且1990年后增加趋势明显加速,后者增幅是前者的3.09倍;1990年后,降水量和气温递增高值区高度重合,且降水量是影响径流量变化的最重要因素。说明暖湿化加速和空间迁移过程导致了黄河源区冰川的加速消融,这也是1990年后径流快速增加的主要原因。     

布哈河流域水资源的气候演变特征

布哈河是青海湖最重要的径流补给河流,其流域水资源气候演变分析对于青海湖生态安全有重要意义。通过天骏、刚察、茶卡气象站长系列气温、降水数据分析布哈河流域气候变化特征。结果表明,近50年来,流域内气温均显著升高,海拔越高升温越明显,冬季升温较其它季节明显。采用Mann-Kendall趋势分析法和累计距平曲线对各时段的升温趋势变化进行了分析,升温自1986年开始至1997年有一个10年左右的波动期,随后在1997出现显著的突变过程,在与青藏高原整体趋势一致的基础上表现出区域自身的增温特点。降水呈增加趋势,但不如温度明显。海拔越高降水增加越明显,夏季降水增加较其它季节明显。根据气温和可利用降水变化特征,流域20世纪80年代开始进入增温增湿期,在20世纪90年代进入相对暖干期,21世纪前10年复转为暖湿期。     

沙颍河代表站径流演变特征及归因分析

径流演变特征研究可为在变化环境下制定流域水资源规划、建立流域水文响应机制提供科学依据。以沙颍河流域代表水文站阜阳站为例,运用M-K检验法和小波分析法分析了1956年-2011年径流变化特征,并从气候变化及人类活动的角度分析了径流变化的主要驱动因素。结果表明:沙颍河阜阳站径流总体呈下降趋势,但下降趋势不明显,总体未达到95%显著性水平;在1966年前后存在明显的突变点;径流存在13a、26a两类周期变化特性,周期演变过程受人类活动影响显著。就驱动因素而言,人类活动对径流变化的贡献率在65%以上,气候变化对径流变化的影响较弱,表现为从负向到正向的趋势。     

利用SPAC模型对冬小麦蒸散发的研究

根据SPAC模型对不同灌水处理下冬小麦返青至成熟期田间水热传输及转化规律的数值模拟结果，拟合了根据地表以下1m土层贮水量和参考作物腾发量进行农田蒸散发估算的经验公式。利用经验公式和SPAC模型对不同灌水处理和不同潜水埋深下冬小麦返青至成熟期的蒸散发进行了计算，结果吻合良好。