汉江流域汛期径流时空变化特征研究

基于汉江流域5个典型水文站1956—2016年逐日平均流量资料,采用数理统计手段分析了汉江流域汛期径流量的时程变化特性;根据流域内水文气象资料、DEM、土壤类型和植被覆盖等资料,构建适用于汉江流域的VIC模型;基于VIC模型的径流模拟成果,分析汛期径流空间分布特征。结果表明:汛期径流量均呈现下降趋势,在1990年前后存在较强的突变性,并伴随有6～8 a、18～21 a两类尺度的周期振荡特性;从模型的率定和验证结果来看,VIC模型在汉江流域的模拟精度总体较好,基本能反映汉江流域的降雨径流特性;以1990年突变点为界,夏汛期径流空间分布差异性变大,极值中心有所转移,秋汛期和汛期径流深的极值呈减小趋势,极值中心变化差异较小。研究成果对加深汉江流域洪水资源变化规律的认识,雨洪资源利用及水资源优化配置具有一定的借鉴价值。     

变化环境下岷江黑水河流域径流演变特征分析

系统分析了岷江上游右岸的一级支流黑水河径流在变化环境下的演变特征。基于黑水河沙坝水文站1960—2015年径流资料,采用改进的启发式分割算法、Mann-Kendall趋势检验法、R/S分析法和小波分析法等对径流序列的演变特征进行了探索。研究结果表明：（1）年径流突变点为1995年;（2）年径流在1960—2015年间以0.32 m³/（s·a）的速率呈显著下降趋势,且在未来一段时间内仍可能呈下降趋势,年径流在1995年前呈现不显著下降趋势,趋势率为0.12 m³/（s·a）,在1995年后呈现不显著增加趋势,趋势率为0.80 m³/（s·a）;（3）受环境变化的影响,黑水河径流突变前均值较突变后大,突变后的年际变化较突变前大,年内分配在突变点前表现为双峰,在突变点后为单峰,突变前后径流的年内变幅呈现明显的差异,该变化在一定程度上减轻了流域的防洪压力,但不利于非汛期水资源利用;（4）年径流具有多时间尺度变化特征,在1960—2015年间存在6、16、28 a的主周期,在1960—1995年间存在7、16 a的主周期,在19...     

泾河流域近80a径流变化趋势及特征分析

基于泾河流域1932—2010年近80 a的实测径流数据,采用Morlet小波对泾河流域径流进行周期、丰枯变化及突变点分析,采用Db3小波对最大尺度下的低频成分进行重构,获得泾河流域的径流变化趋势,并应用Kendall秩次相关分析法对径流进行显著性检验。结果表明:在近80 a的研究时段中,泾河流域年径流量总体呈现明显减小趋势,但在2000年开始年径流量有所增大;在泾河流域的年径流序列多尺度分析中,同一时段径流变化的趋势有所不同,2 a周期年径流丰枯变化存在比较明显的局部差异,7 a周期经历了由弱到强,之后又逐渐减弱的过程,12 a和20 a周期逐渐增强。     

雅砻江流域气候变化对径流的影响分析

选取雅砻江流域1960～2004年降水、气温及径流资料,采用随机过程分析方法,探讨其变化趋势、突变点以及周期性,进而分析降水和气温对径流变化的影响。结果表明,雅砻江流域降水分布地区差异较大,年内分配严重不均匀,但年际变化较小。年降水在1960～2004年呈不显著的上升趋势,相比之下,春季降水上升趋势显著。年降水突变主要发生在1997年,但夏季降水在1966年也表现出显著性突变。降水存在3 a、5 a、11 a、19 a的年际周期变化,其中,8～15 a降水的周期振荡最显著。     

近60 a河南省河川径流演变特征研究

河南省地跨海河、黄河、长江、淮河四大流域,水资源问题突出,深入分析河川径流演变规律对河南省水资源管理具有重要意义。选取河南省主要流域的6个代表水文站实测流量数据,利用Mann-Kendall秩次相关检验分析了各代表站年平均流量、月平均流量演变规律。结果表明：近60 a河南省实测流量呈下降趋势,2000年后流量略有回升。自西向东,流量下降速率越来越大。全省径流突变后年平均流量减小,各站减小幅度均大于15%,北部流域突变年份较早,南部流域变化幅度较大。月平均流量总体呈减小态势,海河流域河南段、黄河流域河南段下降显著,达到5%显著性水平。除长江流域河南段外,全省月平均流量年内分配变化不大,从全省范围来看,月径流量占年径流量比例呈枯增丰减态势。     

大伙房水库汛期径流变化趋势及影响因素定量分离研究

基于大伙房水库1961—2004年汛期各月降雨径流资料,利用Mann-Kendall趋势检验法、Mann-Kendall突变检验法、Pettitt突变检验法和降雨—径流深双累积曲线方法,分析了大伙房水库汛期降雨、汛期径流深、最大月降雨和最大月径流深四类序列的趋势和跳跃特性,并利用累积量斜率变化率定量评价了降雨和人类活动对汛期径流深和最大月径流深的影响。结果表明:(1)流域汛期降雨和径流深下降趋势不显著,最大月降雨和最大月径流深上升趋势不显著;(2)汛期降雨、径流深、最大月降雨和最大月径流深突变不显著,降雨径流关系变异年份分别为1975、1985和1995年,1975年后流域汛期产流能力减弱;(3)大伙房水库汛期径流变化经历了4个阶段,人类活动是导致水库汛期径流深减少的主要原因,降雨变化是导致最大月径流深增加的主要原因。     

变化环境下南渡江干流径流特征分析及变化趋势研究

根据南渡江干流福才、龙塘水文站1959—2018年共计60 a的月实测径流资料,运用统计学分析法、目估适线法、Mann-Kendall法及滑动t-检验对其径流特征、长期分布及变化趋势进行研究与分析。结果表明:南渡江干流径流年内分配相对集中,汛期(5—10月)径流量占全年径流总量约80%,流域汛期防洪任务重;南渡江流域在1986年后,流量呈现不显著的下降趋势;自1959年来,年均流量变化较为平缓,未出现突变点,受人类活动影响不大。     

桑园河流域降雨时空分布与径流趋势变化研究

近年来,桑园河流域由于受自然与人为因素的影响,径流量年际变化较大,严重影响流域内水资源的合理开发与利用。对桑园河流域降雨量序列进行时空分布特性分析,采用滑动平均法和Spearman秩次相关检验法对降雨和径流序列变化趋势进行分析,采用Mann-Kendall秩次相关非参数趋势检验法对降雨和径流序列突变点进行分析,采用小波分析法对降雨和径流序列周期性进行分析。结果表明:桑园河流域降雨量由西向东递减,南、北降雨量相差不大;流域西部和东部降雨量受地形影响较为显著;降雨季节性差异显著,主要集中在汛期(5~10月),占全年降雨量的91.4%~93.8%;桑园河流域年降雨量下降趋势不明显,年径流深及径流系数有略微增加的趋势,在2002年,2008年径流深及径流系数上升显著;桑园河流域年降雨量在1986年,2012年出现变异点,年径流深在1987年,2013年出现变异点;桑园河流域年降雨量存在5,20 a和33 a的周期尺度;年径流深存在5,19 a和27 a的周期尺度。     

东江流域汛期降雨序列的小波分析

为了揭示流域汛期降雨变化的多时间尺度的复杂结构,采用Morlet小波函数,对东江流域1956~2005年汛期降雨时间序列进行了小波分析,找出了不同时间尺度下降雨序列变化的周期和突变点,并根据降雨主周期对未来汛期降雨变化进行了预测。研究结果表明,汛期降雨序列呈现微弱的减少趋势,倾向率为每10 a12.08 mm,近50 a汛期降雨量减少了约60.4 mm;汛期降雨量变化的特征时间尺度为2、4、7、12 a与19 a,其中4、7 a左右的周期振荡最强,为汛期降雨量变化主周期;依据主周期的变化趋势,预测2006年前后东江流域汛期降雨将偏少,在2008~2010年汛期降雨将偏多。     

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%。     

基于Mann—Kendall检验的嘎呀河流域降水变化趋势及突变分析

基于Mann—Kendall检验方法,时嘎呀河流域降水量数据进行分析,发现年降水量总体呈现下降趋势,在研究时段内年径流量各雨量站均存在突变点,就流域而言．1985年为整个流域降水量的突变点。汛期降水量整体呈现下降趋势,非汛期降水量整体呈现上升趋势,老庙、天桥岭、汪清、仲坪和西大坡站汛期降水量变化对年降水量变化具有决定性作用。该流域汛期降水量突变点为1982年,非汛期无明显突变点。     

基于SWAT模型的北江流域生态径流调节服务评估

为评估北江流域生态径流调节效果并分析径流调节量的时空变化,基于SWAT模型,考虑气象、水文、下垫面等因素,模拟北江流域水文过程,分别计算1980、2000、2015年的植被生态系统对径流的调节量及其经济价值。结果表明:2015年土地利用情况下,生态系统对北江流域的多年平均年调节径流深为-141.2 mm,调节比例为-12.2%,调节价值量为396.2亿元;丰水期的调节径流深为枯水期1.8倍,调节比例小于枯水期,而且丰水期的调节量主要集中在前汛期。流域上游的调节径流深比下游大,2000年与2015年北江流域调节径流深空间分布基本一致,但由于植被覆盖减少、建设用地扩张,北江流域径流调节量减少0.82亿m³,调节价值量降低5.85亿元。     

DFA在径流波动分析中的应用

运用距平、累积离差、非趋势波动DFA法,对长江上游寸滩水文站近50年来河流径流量的年内变化和年际变化时间序列进行了分析,根据DFA指数的变化特性,分析了不同时间尺度下流量序列变化的突变点和幂律关系.结果表明,近50年来寸滩站河流径流量汛期、非汛期的径流量呈下降的趋势,变化具有多层次的时间尺度结构,年径流量和汛期、非汛期流量均存在3～8年左右时间尺度的周期变化,经水量变化趋势分析,2006～2013年汛期年径流量会有不同比率下降,2006～2009年非汛期的径流量会有不同比率增加.     

基于R/S和Morlet小波分析的丹河径流变化特征研究

为揭示丹河流域径流年内、年际变化特征,根据山路平水文站1955-2000年的逐月平均流量资料,采用基尼系数法和集中度(期)等方法对丹河径流量的年内分配进行研究;并运用Kendall秩次相关检验法和R/S分析法对全年、汛期和非汛期的径流量变化趋势进行分析,同时使用Morlet小波对各径流序列的变化主周期进行识别。结果表明:1955-2000年,丹河流域径流量年内分配十分均匀,各时期的年内分配过程主要为"复式峰"型,最大峰值出现在8月份;流域全年、汛期和非汛期3个径流量序列均呈显著递减趋势,且未来递减过程都具有一定的反持续性;丹河全年和汛期的径流序列具有相近的丰-枯交替变化周期,包含4、10和15 a左右的变化主周期;而非汛期径流序列存在15和28 a左右的丰-枯交替变化主周期。     

基于分形和R/S分析的渭河干流径流变化特征研究

变化环境下日益突出的水资源供需矛盾对流域水资源管理提出更高要求。通过分析流域径流量变化特征,揭示流域水资源演变趋势,为流域水资源合理开发利用提供依据。以渭河流域为研究区域,采用Mann-Kendall非参数检验、分形理论和R/S等方法分析渭河干流6个典型水文站1956—2015年径流时空变化特征、持续性及两者之间的关系。结果表明:渭河干流各站点的月径流量均呈减少趋势,从上游到下游,月径流量减少趋势的显著性越来越弱,呈显著性减少趋势的月份越来越少。渭河干流各站点的月径流深Hurst指数均大于0.5,即未来与历史变化情况呈正相关性,各站点未来月径流量将呈持续减少趋势。汛期分维数大于非汛期,上游月径流分维数小于下游,中游月径流分维数最大。分维数越大,径流过程变化越复杂,河流调节能力越差,表明渭河干流在汛期和中游径流量调节能力相对较差。Hurst指数与分形维数之间有着显著负相关性,即径流量越复杂,分维数越大,Hurst指数越小。研究结果可为流域水资源科学调度提供依据,有利于促进流域内水资源严格管理。     

多时间尺度下黄河上游径流复杂度变化特征研究

研究黄河上游径流复杂度变化特征,对揭示区域径流演化规律具有重要意义。同时采用灵活样本熵和多尺度熵对该区域干、支流12个水文站1956-2015年的年、汛期及非汛期径流复杂性进行测度,分析不同时间尺度下径流复杂度变化特征。结果表明：黄河上游干流的年径流呈不显著减小趋势,汛期径流减小的同时非汛期径流增大。支流除湟水民和站外,其他站年、汛期及非汛期径流均呈显著减小趋势。在不同时间尺度下,黄河上游干流贵德站至兰州站、支流湟水民和站的年、汛期和非汛期径流复杂度差异明显,径流复杂度变化具有指示人类活动影响的作用。人类活动在单一时间尺度下对年和非汛期径流的影响作用强于汛期,在多时间尺度下对汛期径流的影响作用强于年和非汛期,而对湟水民和站径流的影响在不同时间尺度和不同时段下差异较大。同时使用灵活样本熵和多尺度熵能详尽测度径流复杂度的变化特征,识别人类活动影响强度的差异。基流对黄河上游年径流和非汛期径流的补给比例大于全流域,其变化对年径流有重要影响。     

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。     

广东丘陵区小型河流生态需水量多种方法估算

目前国内河流生态需水量研究多针对干旱半干旱地区和生态已退化的河流,而较少研究南方河流,对广东丘陵地区中小型河流研究更是匮乏。广东水资源相对丰富,但水资源开发强度不断增大,加上水质污染,河流生态退化已成为亟需解决的问题。根据泗合水双桥水文站1980~2010年日径流和实测断面资料,采用6种常用方法计算了泗合水的生态需水量,并分析计算结果。结果表明,NGPRP法、最小月平均流量法、逐月最小生态径流法的结果相对较为理想,但全年采用同一个生态需水量不符合广东河流汛期水量充足生物繁育栖息地要求高,而非汛期河流水量少生物越冬栖息地要求低的自然规律。将汛期和非汛期的径流独立排频,分别计算两个时段的生态需水量,其结果可满足河流径流和生物繁育的自然规律。研究为估算广东丘陵地区河流生态需水量提供了思路和方法。     

浏阳河流域降水时空演变规律分析

通过线性回归、滑动平均、Mann-Kendall检验、累积距平联合滑动t检验和Morlet小波分析等方法,分析了浏阳河流域1969~2013年的年、汛期和非汛期降水的演变规律。结果表明:(1)45 a来,年、汛期降水量呈非显著性下降趋势,非汛期降水量呈非显著性上升趋势。(2)年降水量的空间分布存在不均衡性,降水量总体从东北部向西南部逐渐减少。(3)年、汛期降水量均在1992年发生显著性均值突变,非汛期降水量突变不显著。(4)年降水量均存在27 a左右主周期,汛期和非汛期降水量在时间尺度上的相位变化与年降水大体一致。研究结果可为浏阳河流域气候分析和气候预测提供参考。