汉江流域降水时空演变特征研究

为研究汉江流域降水时空演变规律,基于汉江流域内23个气象站点1959～2019年的降水资料,采用线性趋势法、小波分析法、滑动平均差法和反距离权重法等多种统计分析方法,分析该流域的降水演变规律。结果表明：1959～2019年,汉江流域降水量呈现出不明显的上升趋势,在1978年、1989年和2001年检测出突变点,降水变化的主周期为26 a;汉江流域的多年平均降水量整体呈现出“东高西低、南高北低”的分布特征,不同年代降水量的空间分布特征差异较大。     

鄱阳湖流域日尺度降水集中度指数的时空分布规律

基于鄱阳湖流域1957—2019年14个气象站点的逐日降水数据,采用降水集中度指数CI（Precipitation Concentration Index）表征鄱阳湖流域日尺度下降水的集中程度。在分析出该流域多年平均降水集中度(A_CI)的空间分布特征的基础上,进一步采用Mann-Kendall和Sen′s方法检测出CI的趋势,利用Pettitt方法检验出CI突变的年份。结果表明:（1）鄱阳湖流域多年平均降水集中度(A_CI)由南至北上升,反映出流域北部降水更为集中,其降水极值的发生概率相对更高;（2）东部地区大部分站点的CI呈显著上升的趋势,反映出东部地区的降水程度愈发集中;（3）东北部景德镇站、南城站,降水集中指数CI分别于2006、2009年发生显著突变。并且,CI突变后的均值较突变前有所增加,表明近些年景德镇站、南城站日尺度下降水在年内显著集中。     

汉江流域径流时空变化趋势分析

汉江流域是南水北调中线工程的水源地,应用Mann-Kendall非线性检验方法,分析了汉江流域干流和各子流域1951-2003年春、夏、秋、冬径流的长期变化趋势.分析发现1991年是汉江流域年径流量趋势变化的突变点,从20世纪80年代的丰水期进入90年代的枯水期;在显著性水平a=0.05上,春季和冬季汉江流域许多子流域径流量长期变化趋势呈下降趋势.分析结果将为南水北调中线工程水资源配置决策提供科学依据.     

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。     

汉江上游流域产水产沙时空规律研究

以汉江流域为研究区，在GIS技术支持下，应用分布式模型SWAT（Soiland Water AssessmentT001）进行了流域产水产沙模拟。采用1987—1996年的资料进行模型率定，1997-2001年的资料进行模型检验，在此基础上，给出了汉江上游泥沙侵蚀量的空间分布图，分析了产沙量和植被／土壤类型、地表径流量以及地形的关系。结果表明汉江上游北岸丹江片区的泥沙侵蚀量最为集中，汉江上游流域产沙的空间分布主要取决于地表径流的空间分布和地形因素的变化，而植被覆盖／土壤类型对产沙量的影响较小。研究表明SWAT模型可以应用于与径流相关的各种模拟分析并对流域长期连续泥沙负荷模拟具有较好的适用性，研究成果对汉江流域的土壤侵蚀综合治理和进一步开展考虑南水北调中线工程的汉江流域综合管理具有重要参考价值。     

不同降雨集中度下流域干支流洪水全过程模拟

为研究流域洪水形成过程及淹没风险规律,采用二维全水动力模型GAST模拟灞河部分流域的降雨成洪情况,分析不同降雨集中度下的洪水形成过程及淹没风险区变化规律。结果表明,降雨集中度影响流域洪水的洪峰流量与峰现时间,也影响淹没风险区面积及峰值出现时间。雨量大且集中的降雨容易在短时间内形成大洪峰洪水,也较快达到淹没风险区面积峰值;流域干支流在出山口断面峰现时间顺序为清峪沟、流峪河、灞河上游、蓝桥河,汇流起始点与流域出口断面峰现时间最大相差80 min;淹没风险区域主要分布于流域出山口外的灞河干流沿河两岸,淹没面积达到峰值最早为低风险区,最晚为极高风险区,峰现时间均在4 h之前。流域干支流洪水过程及淹没风险变化过程分析结果可为灞河流域不同降雨条件下的防洪响应及部署提供参考。     

海河流域降雨时空变化特征分析

文章选取海河流域35个典型雨量站1956—2016年逐月降雨资料,利用线性回归法、模比系数差积曲线分析流域降雨时空变化特征。结果表明:海河流域61年来降雨量呈明显下降趋势;年内分配极其不均,汛期降雨量占全年的77%,部分典型雨量站汛期降雨呈减少趋势,非汛期呈上升趋势;空间上由多雨的太行山、燕山山前迎风区分别向西北和东南两侧减少。     

汉江流域安康段降雨径流特征分析及预测

精确的径流模拟在水资源的规划和管理中起着非常重要的作用。但是,传统方法在径流峰值及突变点附近的模拟存在一定的局限性。首先利用Mann-Kendall突变检验法识别汉江流域安康水文站控制断面以上流域降雨径流突变成分,并采用R/S分析法和小波分析对其进行趋势和周期分析。然后利用偏最小二乘回归(PLSR)和BP神经网络-偏最小二乘回归(BP-PLSR)对径流序列进行模拟,分析峰值处和突变点附近的模拟效果。结果表明:降雨突变点出现在1973年、1984年、2002年,径流突变点出现在1977年、1985年;降雨径流Hurst指数均接近0,未来均存在反持续趋势;BP-PLSR对径流的模拟效果(RMSE=92.863,NSE=0.797)优于传统PLSR(RMSE=152.182,NSE=0.456),对原始数据进行BP预处理能更好地避免径流峰值处过拟合现象及突变点附近的局部最优现象。     

不同潜在蒸散发估算方法在汉江流域中上游地区的适用性研究

正蒸散发是流域能量循环和水文循环的重要变量,准确估算蒸散发具有重要的现实意义。FA 056Penm an-M onteith方法计算潜在蒸散发量时气象资料往往不易满足,同时,在提出形式简单且满足精度要求的其它估算方法时,缺乏足够全面的适用性分析。针对上述问题,本文基于汉江流域中上游地区12个气象站点1961-2013年的逐日气象资料,以FA〇56 Penm an-M onteith方法估算的潜在蒸     

蒲河流域降雨侵蚀力时空分布规律研究

降雨侵蚀力时空分布规律是研究土壤侵蚀预报的基础,是反映流域降雨对土壤侵蚀程度的重要指标.根据蒲河流域9个水文气象站的日降雨量资料,分析蒲河流域的降雨侵蚀力时空分布规律.研究可知:蒲河流域在37年的长系列中,年降雨量与年降雨侵蚀力的变化趋势都呈逐步上升趋势,其变化趋势并不明显.全年降雨侵蚀力主要集中在6—9月,年内降雨侵...     

不同潜在蒸散发估算方法在汉江流域中上游地区的适用性研究

蒸散发是流域能量循环和水文循环的重要变量,准确估算蒸散发具有重要的现实意义。FAO56PenmanMonteith方法计算潜在蒸散发量时气象资料往往不易满足,同时,在提出形式简单且满足精度要求的其它估算方法时,缺乏足够全面的适用性分析。针对上述问题,基于汉江流域中上游地区12个气象站点1961-2013年的逐日气象资料,以FAO56Penman-Monteith方法估算的潜在蒸散发量作为参考标准,分别从不同的时间尺度和空间尺度对比分析了1种综合类方法、2种辐射类方法和3种温度类方法在汉江流域的适用性。结果表明,辐射类方法适用性最好,综合类方法次之,温度类方法适用性较差。其中Makkink方法和Priestley-Taylor方法在研究区的适用性最好,计算精度高,McCloud方法在研究区的适用性最差,误差较大。     

怒江流域云南区段降雨时空变化分析

利用怒江流域云南区段及其毗邻地区77个站点1980~2009年雨量资料,以及怒江干流道街坝站1957~2015年和南汀河支流姑老河站1960~2015年降雨、径流资料,研究该流域降雨区域分异特征及变化趋势。结果表明:怒江流域云南区段多年平均面雨量达1 336.7 mm,远大于全省平均降雨量;怒江干流云南区段上游贡山地区和下游支流苏帕河流域,以及支流南汀河流域下游多年平均降雨量达1 500 mm以上,而干流的中游怒江坝干热河谷不足1 000 mm,降水空间分布格局与西南季风强弱及纵向岭谷地形密切相关;怒江流域云南区段降水量呈下降趋势,与怒江上游西藏区域相反,支流南汀河流域面雨量减少速率(56 mm/10 a)大于怒江干流云南区段(29 mm/10 a);怒江流域云南区段夏季降水占全年降水量的51%,怒江干流云南区段与支流南汀河流域降水量差异主要表现在夏季;怒江流域云南区段春季降水量呈增加趋势,夏季、秋季和冬季降水量呈减少趋势;怒江干流道街坝站、支流南汀河姑老河站降雨量长周期分别为36 a和33 a左右,从降雨变化长周期来看,2002年以来的少水期将持续到2018~2020年。怒江干流云南区段降水量变化的Hurst指数值为0.69,表明其未来趋势与过去一致,仍将延续降水量减少的变化趋势。     

长江上游甘孜流域历史降雨时空变化分析

以长江上游甘孜流域为研究对象,采用一元线性回归法对流域3个降雨站点的降雨数据进行趋势分析,采用M-K检验分析其突变年份.结果表明,流域内降雨整体呈现增长趋势,流域降雨量从上游到下游逐渐增加,上游、中游和下游的年降雨量分别以0.684,1.9553,0.8313mm/a的速度增长;上游站点降雨突变年份为1982,2011...     

皖江流域土地利用与景观格局时空演变研究

为探求皖江流域地区景观变化规律,利用1995年、2005年、2015年3期土地利用数据,分析了1995—2005年、2005—2015年的皖江流域土地利用景观格局及其变化,并利用土地类型适宜性条件约束的MCE-CA-Markov模型预测分析了2025年土地利用景观格局,分析人类活动对景观格局变化的影响。结果表明:1995—2015年,耕地是区域的主导景观类型,预测2025年耕地仍占据优势地位,建设用地会增加。耕地面积的减少与建设用地面积的增加有着明显的相关关系。1995—2015年区域景观呈现均衡化发展,各景观之间的连通性下降;2025年景观的整体均衡性有所下降,景观的不规则化、破碎化程度加深。结合景观开发强度发现,土地利用总程度将会持续增加,耕地开发强度减缓,建设用地的开发强度提高,人类活动是导致景观变化的主要驱动力。     

南水北调后汉江中上游水电站联合优化调度研究

自20世纪80年代,随着经济和社会的飞速发展,中国北方缺水问题越来越严重。南水北调是解决京津华北地区缺水的重要措施,南水北调中线工程近期从长江支流汉江上的丹江口水库引水进京。丹江口水力发电站发电量因此势必减少。为降低发电减少损失,增加可调水量,汉江集团计划在丹江口水库上游兴建4座水电站。采用“随机双动态规划模型（SDDP）”,以调水量为限制条件,以下泄流量为决策变量,寻求汉江中上游水库群发电效益最大化。模型根据已有数据人工生成30个水文系列,模型运行时间步长为月,总周期跨度为5a。为分析不同水资源发展阶段的不同水配置政策,拟定了4套分析方案。研究结果表明,SDDP模型可用于优化水力发电。根据方案3和方案4,每年可分别调水120亿m^3和97亿m^3,总发电量将分别减少26．2％和19．7％,且两方案都能满足调水需求量。模拟结果显示上游水库增加了调水弹性,使得调水更加可靠。     

汉江流域参照作物腾发量时空变化趋势分析

采用1998年联合国粮农组织推荐的彭曼─蒙特斯公式计算了汉江流域参照作物腾发量,利用Mann─Kendall检验方法和空间插值方法,分析了1961─2000年汉江流域春、夏、秋、冬四季参照作物腾发量和小型蒸发皿蒸发量变化趋势的时空分布.分析结果有助于进一步研究气候变化对汉江流域水资源的影响.     

汉江流域水资源配置模型研究

以汉江流域为典型流域,利用先进的MIKE BASIN软件,构建汉江流域水资源配置模型.选取长江流域水资源综合规划2000年的水文资料和需水资料,验证模型的合理性,并由模型运行结果得到全流域供需水平衡数据,流域整体缺水率为1.60%,城镇工业、农村灌溉和河道内生态用水缺水率分别为1.68%、9.79%和0.46%.模型的建立为今后汉江流域水资源配置模型打下了良好的基础,随着资料的积累,已建的模型将得到不断的完善.     

川江流域土地利用时空格局动态变化特征

川江流域是长江上游经济区的核心区,也是国家西部大开发的重要地区,其土地利用变化对国土资源优化布局、生态屏障建设以及下游流域生境保护具有显著作用。该研究以2000年、2005年及2013年3期的土地利用数据为基础,分析了川江流域土地利用变化动态变化特征,并利用植被指数、植被覆盖度变化对研究区土地利用合理性进行评价。结果表明,该流域土地利用类型在数量、结构上都存在明显的分异特征。2000年-2013年综合土地利用动态度0.83%,表明这期间每年每100km2土地中有0.83km2的利用方式发生了改变。研究认为,土地利用类型间的多维向转化是引起土地利用时空分布变化的直接表现形式。2000年-2013年期间植被指数NDVI出现好转现象,表明近13年来川江流域土地利用具有一定程度上的合理性。     

湖北汉江流域水资源承载力研究

以湖北汉江流域为研究区域,构建了区域水资源承载力评价指标体系,并运用动态因子分析法对该流域9个湖北城市的2006年-2010年水资源承载力进行了定量评价研究。结果显示:研究期内,湖北汉江流域水资源承载力呈现较明显的区域差异特征:武汉市的水资源承载力的综合水平在区域内处于领先地位;神农架林区、襄阳市、孝感市和仙桃市平均综合排名相对靠前,均为正值;荆门市、天门市、十堰市和潜江市平均综合得分均为负值,排名较靠后。总体上,湖北汉江流域水资源承载力发展态势不容乐观,应积极采取相应措施提高各地区及整体的水资源承载力状况,从而促使水资源、社会、经济可持续稳定发展。