北洛河流域分期径流变异诊断及成因分析

采用Mann-Kendall变异诊断法和有序聚类法,诊断了北洛河流域枯汛交替期、汛期、汛枯交替期、枯期等分期径流系列变异点并划分了变异等级,采用基于SIMHYD模型的径流还原方法,计算并区分气候变化和人类活动对分期径流变异的贡献率。结果表明:各分期径流变异等级从0级无变异到4级较强变异,排除0级的无变异点,各时期均发生了变异;径流变异程度与径流量有关,径流量较大时期(汛期、汛枯交替期)的变异等级低,径流量小的时期(枯汛交替期、枯期)变异等级高,径流量最小的枯期为4级较强变异;人类活动对枯汛交替期径流变异的贡献率较大,人类活动是主要驱动力;其余3个时期气候变化的贡献率较大,气候变化是主要驱动力。     

新村流域径流变异诊断及其影响因素定量分析

基于新村流域1956—2014年月降水、蒸发及径流资料,采用多种统计学方法分析了径流及其影响因素的变化特征。结果表明:新村流域径流量减小趋势明显,且在1977年发生了突变,降水量呈一定的减小趋势,而蒸发量减小趋势明显;新村流域由气候变化引起的年径流深减小量为75.51 mm,由下垫面条件变化引起的年径流深减小量为98.40 mm。同时,流域内水文循环规律也发生了变化,径流系数由突变前的0.31减小为突变后的0.11。     

径流变异对滹沱河流域水库生态调度的影响

分析了滹沱河中上游径流变异情况并计算了河道生态流量,通过构建岗南-黄壁庄梯级水库供水及生态多目标优化调度模型,并采用NSGA-Ⅱ求解多种情景方案,探求入库径流变异对水库生态调度的影响。研究结果表明：小觉站和平山站径流分别在1983年和1979年发生变异,流域径流整体呈显著下降趋势;利用频率众值法、Tennant法和年内展布法计算的河道理想、适宜及最小生态流量对应的年生态需水量分别为9.85亿、5.85亿、3.23亿m³;农业灌溉及生态需水缺水率随来水频率的增大而显著增大;入库径流下降趋势显著且发生变异,致使变异后不同水平年水库调度的供水保证率均有所降低;农业灌溉需水和生态需水矛盾显著,枯水年农业灌溉供水率降低4%可提高12%的生态供水率。     

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。     

考虑径流年际变异的洮河河道生态径流研究

人类活动尤其是大规模的水利工程建设,极大地影响了河道径流的一致性,因此考虑径流年际变异的河道生态径流研究具有重要意义。以洮河流域为例,采用Mann-Kendall突变检验法和滑动t检验法对洮河中游岷县站、下游李家村站1950—2016年逐月实测径流做突变检验,借助逐月次最小值法、逐月频率计算法计算了两站河道最小、适宜生态径流,分析了水文变异前后生态径流满足情况以及流域发展带来的可能影响。结果表明:岷县站和李家村站年径流存在显著水文变异,突变点分别出现在1989、1991年;逐月次最小值法得到的最小生态径流和逐月频率计算法得到的适宜生态径流均可保证河流生境处于"好"及以上的流量范围内;水文变异后,河流最小、适宜生态径流满足情况均变差,尤其是在鱼类产卵育幼期(4—8月);现状河流来水存在显著减少变化,未来人类活动强度和影响范围将进一步加大,应立足流域角度,统筹考虑河流生态用水与经济社会用水。研究成果可为流域未来更好地开展水资源开发与利用工作提供一定的参考。     

2022年鄱阳湖流域干旱综合评估及成因分析

2022年鄱阳湖流域发生了极端的干旱事件,综合评估其干旱程度对于探究流域旱情变化规律、开展抗旱保供水工作具有重要意义。基于鄱阳湖“五河”和湖区1960～2022年逐月降水、径流数据,采用标准化降水指数(SPI)和标准化径流指数(SRI)指标评估鄱阳湖各分区干旱程度,分析了干旱时空演变特征,结合大气环流指数初探了旱情成因。结果表明：2022年7～10月鄱阳湖流域降水和径流相比历史同期明显减少,不同分区累计降水量偏少63%～78%、径流量偏少29%～70%;2022年7～10月鄱阳湖流域气象干旱和水文干旱程度均较高,且表现为全流域干旱;从8月起绝大部分区域表现为中旱以上,部分区域表现为重旱和特旱。根据大气环流资料分析,在2020～2021年La Nina事件影响下,2022年夏秋季西太平洋副热带高压偏北,致使流域内降水偏少、高温频发,发生持续高温干旱事件,出现“汛期反枯”现象。研究成果可为鄱阳湖流域抗旱保水工作提供技术支撑。     

岷江流域径流变化趋势及水文情势变异研究

为探究水文变异法(RVA)评估流域下游河流水文情势变异情况的准确性,选取岷江流域为研究区域,首先还原高场站天然径流过程,采用Mann-Kendall非参数检验、Kendall秩次相关检验等方法分析得出岷江流域径流有显著下降趋势;然后采用RVA法分析现有梯级水库运行对岷江河流水文情势的影响程度,得出高场站整体水文指标改变度为高度;最后模拟双江口水库投运情景,预测高场站水文情势变异情况。结果表明,高场站汛期来水相比现状将减少、枯期来水相比现状将有所增加。     

1960-2012年澜沧江-湄公河流域气候变化趋势及不同区间的径流响应

气候变化是河川径流变化的主要驱动因素,分析流域气候变化及径流响应对有效适应气候变化具有重要意义。基于普林斯顿全球气象驱动数据集资料和澜沧江-湄公河(简称澜湄流域)干流8个水文站的实测径流资料,分析了澜湄流域不同区间气温、降水的演变趋势以及不同阶段降水-径流的响应关系。结果表明：1960-2012年期间,澜湄流域不同区间年气温呈现显著性升高趋势,其中,上游区间升温幅度较大,超过0.2℃/10a;同期,澜湄流域的8个区间只有“旧州-允景洪”区间年降水量呈现减少趋势,其余各区年降水量均为不同程度的增加趋势;此外,所有区间春季降水量均为增加趋势,冬季降水量大多为减少趋势;8个区间的年径流系数序列突变大多发生在20世纪60年代;澜湄流域不同区间降水-径流关系存在一定的差异,不同阶段降水-径流关系发生了不同程度的改变;相同降水条件下,“琅勃拉邦-穆达汉”区间在2000年以后的产流量大多高于前期,而“旧州-允景洪”区间和“清盛-琅勃拉邦”区间后期径流量大多低于第1阶段径流量。     

考虑水文变异的东江流域河道内生态流量研究

基于变化环境下河流水文情势发生变异的特殊性,应用滑动秩和检验法系统分析东江水文变异及其变异成因,确定变异前各月平均流量序列最适概率分布函数,将概率密度最大的月平均流量定义为河道内生态流量。分析表明,考虑水文变异的生态流量计算方法是合理可行的。水文变异后,东江流域干流满足生态需水的频率大大提高,满足频率从变异前的60%左右提高到变异后的73%以上(6月除外),非汛期提高幅度比汛期大。所得成果可为河道水文生态变化的研究提供参考。     

气候变化和人类活动对玛纳斯河流域径流及干旱的影响

基于1956—2020年玛纳斯河流域逐月降水和径流资料,运用Mann-Kendall非参数检验法、双累积曲线法和标准化径流指数(standardized runoff index, SRI)揭示了流域径流量的年际变化趋势,定量描述了气候变化和人类活动对流域径流变化的贡献比例,同时探究了气候变化和人类活动影响下流域季节尺度的干旱变化特征。结果表明：(1)玛纳斯河流域年径流量呈上升趋势,并在1995年发生了显著性突变;(2)气候变化是导致玛纳斯河流域径流量增加的主要因素,气候变化和人类活动对流域径流量增加的贡献率分别为56.73%、43.37%;(3)从季节尺度上看,相较于受气候变化的影响,人类活动降低了流域干旱事件发生的频率,改善了流域冬季的干旱状况,但同时春季农田灌溉需要消耗大量的水资源,使得流域春季呈现出干旱化趋势。     

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%。     

罗敷河流域径流演变特征及最小生态流量保障程度研究

基于罗敷河罗敷堡水文站1956年～2015年逐月实测径流资料,选取集中度C_d、不均匀系数C_u分析径流年内分配不均匀程度,借助Mann-Kendall法、R/S分析法研究径流突变、趋势和持续性特征;依据逐月最小值法和Tennant法评价,确定了河流最小生态流量,并分析了突变前后河流最小生态流量保证程度、对未来保证最小生态流量进行了探讨。结果表明,未来一段时间罗敷河径流处于偏枯期,且径流分配不均匀性长期存在,这意味着水生生物生存环境逐渐恶化,不利于河道生态的健康发展。     

流域景观的水文生态特征分析及景观生态规划方法的研究

由于城市化的快速发展，土地利用方式发生大规模改变的同时，城市河道及其沿岸景观系统在结构、形态上也发生巨大变化，导致流域水文生态系统的破坏与功能的退化，城市水涝灾害频发、水质污染严重以及景观美学质量下降等各种环境问题。以杭州市沿山河流域为例，应用景观生态学的原理，分规划的原则和方法以及河道系统的保护、修复与补偿措施，为城市的可持续发展提供科学的技术支撑。