气候变化和人类活动对永定河流域径流的影响

利用线性回归法和Mann-Kendall趋势检验法对永定河1957—2000年的降水量、潜在蒸发能力和径流量进行了趋势分析,利用降雨—径流双累积曲线以及Pettitt变点检验找出了径流突变年份。在此基础上,运用水文敏感性分析方法计算了人类活动和气候变化对永定河径流变化的贡献程度。结果表明:1957年以来,永定河流域径流深呈显著下降趋势,其变化倾向率为-0.8 mm/a,径流突变点发生在1982年;与基准期相比,1982年之后的年平均径流深减少了20.0mm,其中人类活动使径流深减少了14.0 mm,占总减少量的70.0%。     

气候变化和人类活动对大凌河上游流域径流的影响

通过趋势分析方法及突变点检验方法,分析大凌河流域水文气象要素的变化趋势;结合大凌河流域人类活特征及突变点分析结果,将流域径流量序列划分为"天然基准期"和"人类活动影响期"两个阶段;应用大凌河上游水文、气象、土地利用等数据建立大凌河上游水文模型,采用弹性系数法和水文模拟法定量分析大凌河上游流域气候变化和人类活动对径流的影响。结果表明:1956—2006年,大凌河流域降水量有轻微的上升趋势,而潜在蒸发量与径流量呈现显著下降趋势,导致径流量减小的主要原因为人类活动。     

气候变化及人类活动对东江流域径流影响的贡献分解研究

基于东江流域两期(1980年和2000年)土地利用现状图和主要水文气象站1956—2009年气象和径流时间序列,选择土地利用变化程度从小到大的3个子流域,建立了气候变化及人类活动对流域径流影响的贡献分解方法,运用改进的SCS月模型进行径流模拟,以揭示气候变化及人类活动对流域径流量的影响。结果表明:(1)东江流域在1980—2000年期间,土地利用发生了显著变化,具体表现在1980年和2000年的两期CN等值线的空间分布特征上;(2)SCS月模型于东江3个子流域径流模拟均能满足一定精度要求,各子流域土地利用变化越显著,则径流改变量越大;(3)相对于基准期(1970—1978年),1980—2000年各子流域径流量的改变表现为不同程度的增加或减少;不同子流域土地利用及气候变化对径流的改变作用各不相同,均分别起到增加和减少径流作用;总体而言,各子流域中气候变化和人类活动对径流影响的分量基本相当,岳城、顺天和蓝塘3个子流域土地利用变化对径流影响的贡献率分别为19.54%、24.11%和29.94%。     

气候变化和人类活动对南盘江上游径流的定量影响

根据南盘江干流控制站江边街水文站和区间20个降水代表站1956—2016年径流和降水资料,分析降水和径流变化特点和径流系列的突变点。根据径流变化趋势特点,将系列划分为1956—1973年、1974—2001年和2002—2016年3个分析期,并以1956—1973年为本底基准期,应用分离评判法,定量分析气候变化和人类活动对南盘江流域径流变化的贡献率。结果表明:①降水是径流的主要来源,多年平均产水系数为0. 24;江边街水文站以上流域降水为不显著减少趋势,而径流呈显著减少趋势;②1974—2001年分析期,气候变化和人类活动对径流变化的贡献率分别为65. 9%和34. 1%,2002—2016年分析期分别为82. 8%和17. 2%,气候变化仍然是影响径流变化的主要因素;③1974—2001年和2002—2016年分析期,径流的年内分配影响主要表现在月径流的均匀化和峰值的坦化现象上,人类活动是月径流影响的主要影响因素。由此可见,气候变化仍然是影响径流变化的主要因素,但人类活动对径流的影响程度有明显的增加趋势。     

气候变化和人类活动对潴龙河流域径流量影响的定量评估

采用SWAT模型定量评估气候及人类活动对潴龙河流域径流的影响,在1966-1974年率定并验证了模型,模拟了1975-2015年的天然径流量。研究结果表明,气候变化和人类活动对潴龙河流域径流量的减少均产生了不同程度的影响,与基准期1966-1974年相比,1975-1985,1986-1995,1996-2005和2006-2015年,气候变化对年径流的影响分别为-36. 7,-59. 5,+36. 9和-45. 2mm/年;在1985年以后,人类活动导致径流减小的程度大于气候变化。在该时段内,人类活动对年径流量的影响分别为-32. 9,-46. 8,-67. 8和-54. 9 mm/年。受水利工程调蓄作用的影响,在丰水年,人类活动对年径流量减少的影响贡献更大。     

基于Budyko假设的汉江流域径流变化归因

利用1964—2015年汉江流域气温、降雨和径流等资料,采用线性倾向估计与滑动平均法分析白河和沙洋站水文气象要素的变化趋势,通过Mann-Kendall检验和Pettitt检验确定2个站径流序列的突变年份,基于Budyko水热耦合平衡理论,计算径流量对各影响因子的弹性系数,并采用互补关系法进行归因分析。结果表明：白河与沙洋站年径流量均呈现下降趋势,变化速率分别为-2.797 mm/a和-1.875 mm/a,并在1991年发生突变;白河与沙洋站变化期（1992—2015年）径流对降雨、潜在蒸散发和下垫面的弹性系数分别为1.79、-0.79、-0.64和2.07、-1.07、-0.71,表明2个站的径流量均对降雨最为敏感,[JP]对下垫面最不敏感;下垫面变化是汉江流域径流量减少的主要因素,其对白河、沙洋站径流量变化的贡献量分别为74.67%、76.37%;变化期的NDVI较基准期整体增加,植被变化是导致汉江流域径流量整体下降的重要原因。     

基于Budyko假设的赣江流域径流变化归因识别

利用赣江流域1953—2017年的水文气象数据,采用非参数Mann-Kendall检验和滑动t检验等方法分析研究区水文气象要素变化特征,并基于Budyko假设理论,应用弹性系数法进行影响要素的敏感性分析,定量评估各要素对赣江流域径流变化的影响程度。结果表明：(1)1953—2017年赣江流域径流量及降水量呈现不显著增加趋势,潜在蒸散发呈显著下降趋势;(2)径流变化与降水成正相关,与下垫面特征参数和潜在蒸散发量成负相关,赣江流域径流对降水的变化最为敏感;(3)气候变化对赣江流域径流增加产生正效应,是影响径流变化的主导因素,贡献率为73.7%～104.9%,人类活动影响次之,占-4.9%～27.0%。人类活动对上中游的径流影响较为显著,赣江上游的生态建设工程及中游水利工程建设工程的实施,改变了流域下垫面条件,进而影响河川径流。     

气候变化和人类活动对汉江上游径流变化影响的定量研究

以汉江上游为例,基于弹性系数法和水文模拟法定量估算气候变化和人类活动对流域径流的影响,探讨了变化环境下流域径流对气候变化和人类活动的响应特征。研究结果表明:1961年-2013年汉江上游流域径流呈明显下降趋势,并在1985年前后发生了突变;降水及潜在蒸散发在同时期内也逐渐降低,但变化趋势不显著。气候变化对径流变化的贡献率为42.8%~43.5%,人类活动对径流变化的贡献率为56.5%~57.2%,相比人类活动对汉江上游径流的影响稍大,且其对径流变化的影响呈现增长的趋势。     

基于Budyko假设的环境变化对流域径流影响的界定

受气候变化和人类活动的共同影响,流域环境的变化导致流域径流发生了很大的变化,对流域水资源管理提出了新的挑战。区分和界定气候变化与人类活动对流域径流的影响,对减缓和适应环境变化的有关措施和行动具有重要的科学支撑价值,也是流域水资源可持续管理中亟待解决的关键问题之一。目前基于水文模型的划分方法在年以上尺度的分析中存在均化效应和附加误差,且由于参数较多相对比较复杂,存在的不确定性因素较多。本研究基于Budyko假设理论建立一种区分气候变化和人类活动对流域径流影响的界定方法,并选取黄土高原三川河流域进行应用分析,通过与VIC模型分析结果比较研究表明,对于年以上尺度径流变化分析,该研究中建立的方法具有较好的适用性。由于气候变化和人类活动对流域径流的影响缺乏真值,该方法丰富了这一问题的研究理论,增进了对该区域环境变化影响的认识。     

关于气候变化与人类活动对径流影响研究的评述

气候变化与人类活动对水文过程的影响是两种不同性质和不同时空尺度的物理过程。任何人类活动对水文过程的影响都是发生在某种气候背景下而不是独立的,因而揭示气候变异和变化对人类活动的制约作用有助于人们对自身行为后果的认识。如何将此两种过程耦合在气候系统中,将是天然水循环与社会水循环相互作用研究的方向。本文在总结归纳已取得的研究成果的基础上,提出改进水文模型中对气候变暖水文效应的描写,研制陆面过程中对天然蒸发与各种人类活动产生的额外蒸散发的定量计算方法,并将它们融入大气和陆地的水量与能量平衡方程中,将是最终建成天然水循环与社会水循环耦合模型的进程中不可或缺的研究问题。建立一个在网络上分散运营的,覆盖自然与社会,常规与非常规信息的数据库群,将为这种耦合模型研究提供基础数据支持。     

人为活动和气候变化对安阳河流域年径流量的影响研究

为研究人为活动与全球气候变化对安阳河流域水资源的影响,采用了流域水文模型模拟的方法,计算了人为活动和气候变化对流域水资源量的影响及其贡献率,利用聚类分析方法计算了两者的权重,判定了影响安阳河流域年径流量的主要因素。分析结果表明,人为活动是安阳河流域年径流量变化的主要影响因素,气候变化对流域年径流量的影响在流域内存在空间差异。     

长江流域径流对气候变化响应的定量分析

以长江流域1961—2010年的降水、气温、相对湿度和日照时数作为基本气候要素,分析大通径流量与气候要素的相关关系,并对径流量对长江流域气候变化的响应进行了分析。结果表明:大通径流量对长江中下游区域的气候变化很敏感,径流量对降水量的响应最强烈,径流量对相对湿度、气温和日照时数的响应仅为对降水量响应的1/2、1/4和1/39;当气候要素耦合且同向变化时,径流量对任何单一气候要素变化的响应都小于对多要素耦合变化响应程度;但是,当气候要素耦合且反向变化时,径流量对任何单一气候要素变化的响应都大于对多要素耦合变化响应程度,耦合的气候要素越多,这种效应越显著。     

基于SWAT模型对气候变化与人类活动影响下径流变化的量化分析

近年来在气候变化和人类活动共同影响下,海河流域径流出现了较为严重的减少趋势。为厘清气候变化和人类活动对不同类型流域径流变化的影响,分别以海河流域中受人类活动影响较为显著的漳河上游流域和受人类活动不显著的滦河上游流域作为研究对象,基于近60年的实测径流资料,验证了SWAT模型在海河典型流域的适用性;构建了基于SWAT模型的径流变化归因分析模型,分析了两种不同类型流域径流变化特点和两种影响因素的各自贡献率,进而系统分析并对比了不同驱动因素下两流域径流变化的差异特征。结果表明:近60年来两流域的径流均呈现下降的趋势,漳河上游以人类活动为主导因素,其贡献率为65%;滦河上游则以气候变化为主导因素,其贡献率为89%。相较于滦河上游流域,受人类活动影响显著的漳河上游流域流量值分布更为离散、下降更为明显,且对平水年和枯水年的影响更为显著。     

气候变化和人类活动对河川径流影响的定量分析

我国许多河流的径流量呈下降的趋势。在这些趋势变化中，如何区分人类活动及气候变化的影响是当前流域水文和气候变化研究的热点和难点。简要介绍了气候变化和人类活动对河川径流影响定量评价中的关键问题，以黄河中游三川河流域为例，基于对天然径流过程的模拟，采用流域水文模拟途径分析评估了气候变化和人类活动对该流域径流量的影响。     

气候变化和人类活动对黄河流域内蒙古段典型支流径流变化的贡献

以黄河流域内蒙古段典型支流旗下营、准格尔站点控制流域为基础,采用累积量斜率变化率比较法,定量分析了径流变化、气候变化和人类活动对径流变化量的贡献。结果表明,径流量多年来呈减少趋势,随降水的增加而增加,随平均气温的升高而减少。径流量2000 s最小,相对1990 s减少了45.67%~58.26%。径流突变点为1981年。1981~2010年与1957~1980年相比,旗下营、准格尔两个水文站点控制流域气候变化对径流减少的贡献率分别为12.80%和23.46%,人类活动对径流减少的贡献率分别为87.20%和76.54%。     

气候变化和人类活动对灞河流域输沙量影响的定量评估

采用小波分析法、累积距平法分析了灞河流域输沙量和降水量的变化趋势,应用累积量斜率变化率比较法分析了不同时期气候变化和人类活动在灞河流域输沙量变化中的相对贡献率。结果表明:灞河流域输沙量存在1988年和2002年两个突变点;以1960—1987年为基准期,1988—2001年降水量和人类活动在灞河流域输沙量减小中的贡献率分别为12.22%和87.78%,2002—2012年降水量和人类活动在灞河流域输沙量减小中的贡献率分别为6.56%和93.44%。     

气候变化及人类活动对长江入海径流的影响分析

根据近20 a长江流域的降水量、地表水资源总量、入海径流量以及工农业和生活用水量、净耗水量等数据,重点分析了长江流域人类活动和气候变化对长江入海径流量的影响。结果表明:降水量是长江入海径流量的关键控制因素;流域内生活用水、工农业用水等人类活动总用水量虽然呈增加趋势,但用水过程中净耗水量基本保持不变,因此用水量的增加对长江入海径流量没有影响;水利工程中水库蓄水多为调节径流的时域分布,对最终的入海年径流量并无明显的正负效应;但是,跨流域调水活动会在一定程度上减少长江入海径流量,而且这一影响会随着未来调水量的增大而增大。