近50a来窟野河流域水文情势变化研究

对窟野河流域1966—2012年降水量、径流量以及降水—径流量关系的变化趋势进行了分析,通过建立SIMHYD模型,研究了气候变化和人类活动对窟野河流域径流的影响程度。结果表明:近50 a来流域径流量呈显著减少趋势;降水量虽然没有明显变化,但是1999年以后降雨强度减小;1998年后流域产流条件发生了很大变化;近几十年来,人类活动是窟野河流域径流量减少的主要因素。     

采矿塌陷对窟野河流域水沙的影响

窟野河流域近期实测水沙量的锐减既有夏季降雨雨强减弱、植被拦截入渗的影响,又有煤炭露天开采增加填洼、井采引起塌陷改变产汇流微地貌的作用;2000年以后实测径流量、输沙量锐减与该地区煤炭开采关系更密切;以鄂尔多斯为核心的黄土高原抬升短期内不会停止,该地区的地表物质组成短期内也不会发生大的改变,这就决定了窟野河仍会是黄土高原水土流失的严重区域。随着开采强度的减弱、塌陷的减少和时间的推移,产水产沙地貌会逐渐"回归"到新的相对平衡状态,窟野河流域的产流产沙也会有较大的恢复。     

窟野河水文特性分析

根据黄河中游较大支流窟野河流域各水文站历年水文资料统计,通过对流域概况、降水、径流、泥沙以及洪水特性的分析,得出主要结论:窟野河降水量、径流量、输沙量年际变化大,年内分配不均,窟野河暴雨洪水特点是该流域发生大洪水机遇较多,洪水过程陡涨陡落,历时短,含沙量大,泥沙颗粒组。     

淮河干流王家坝水文站水沙特性分析

为合理分析淮河干流水沙的变化情况,本文基于王家坝水文站1984—2021年逐月降水量、径流量、含沙量和输沙量数据,分析王家坝站水沙变化特征。各系列多年平均特征值表明:输沙量不均匀系数最大,6—8月的输沙量占全年的67.3%;降水主要集中在6—8月,而径流主要集中在7—9月。在统计的分期年平均值中,年降水量和年径流量时段均值呈上下波动趋势,年输沙量和年含沙量时段均值呈减小趋势,来沙系数和输沙模数时段均值均呈减小趋势。由双累积曲线分析可以看出,径流量与输沙量关系比降水量与径流量的关系密切。结果可为淮河流域的水沙特性及其变化规律的探究提供依据,也可为该地区的河道整治和防汛抗旱提供参考。     

基于短历时降雨数据的降雨输沙经验模型研究

"水文法"是目前分析黄河水沙变化原因的常用方法,而黄河泥沙多产生于黄土高原的暴雨洪水期,雨量集中、历时短、强度大,以往建立的降雨输沙模型中采用的降雨因子多基于日尺度降雨数据计算,不足以反映短历时的暴雨集中程度。基于无定河降雨摘录资料,以5 min为统计时段,采用动态泰森多边形法计算了短历时降雨特征指标,并通过MK法分析了降雨指标的变化趋势。采用双累积曲线法及MWP法等识别了无定河流域天然下垫面代表时期,构建了无定河流域天然时期降雨输沙经验模型,并与基于日降雨数据的天然输沙量计算结果进行对比。结果表明:①无定河流域0.1、0.4、0.5 mm/5 min等3种雨强以上降雨总量的变化趋势不显著;②1970年以前可作为无定河流域天然下垫面代表时期;③基于降雨摘录数据的降雨输沙模型更能体现黄土高原暴雨洪水的产沙特性。     

1954-1993年间窟野河径流量变化趋势及其影响因素分析

采用窟野河温家川站1954-1993年的水文资料和降水量资料,应用多种统计分析方法,系统分析了窟野河径流的年内分配及年际变化规律及其影响因素。研究表明:窟野河流域径流年内分配极不均匀,主要集中于7-9月。径流的年际变化剧烈,且呈减少趋势,1980年代以后基本处于枯水时段,与降水量的变化趋势基本一致。从多年平均值来看,温家川站1973-1979年平均年径流量较前期减少24.6%,20世纪80年代以来径流量锐减,年均径流量较1973年以前减少38.6%。在各项水土保持措施中,造林对径流量的影响最大。通过降水-径流双累积曲线的分析表明,径流变化趋势在1973年发生系统性向右偏转,说明径流量变化受降水量和人类活动共同影响。     

东洋河水文站多年输沙量分析

分析了东洋河水文站60年的降雨、径流和输沙量资料,结果表明东洋河流域的年径流量和年输沙量都呈减小趋势。输沙量的年内分配与水量的年内分配密切相关,主要集中在主汛期7~9月。探讨了输沙量变化的影响要素,提出了防治水土流失的建议。     

近58a来洮河流域水沙演变特征与驱动力分析

采用洮河红旗水文站1956—2013年的水沙资料和流域降水资料,应用累计滤波器法、Mann-Kendall法、双累计曲线法等分析了洮河流域水沙量的时间序列变化特征,定量估算了降水变化和人类活动对年径流量和年输沙量的影响。结果表明:洮河流域年降水量、年径流深和年输沙量的变化倾向率分别为-4.6 mm/10 a、-13.8 mm/10 a、-444万t/10 a,年径流量及年输沙量在1986年左右发生了突变;就平均情况而言,降水和人类活动对径流的影响量分别约占径流减少总量的32.9%、67.1%,对输沙的影响量分别约占输沙减少总量的47.4%、52.6%,不同阶段的人类活动特征明显;随着流域内大规模人类活动的继续,水沙量的递减趋势在未来一定时期内将会持续。     

基于小波和GIS分析的河川径流时空变化规律研究

选用Morlet小波和GIS空间分析方法,研究河川径流的时空变化规律,对窟野河控制性水文测站1956-2009年径流序列的实例分析。结果表明:Morlet小波能够较好的表征窟野河流域多年平均径流量的时-频局部化特性,对径流时间序列的周期性和奇异性分析也较为准确;而利用GIS空间插值功能也能够直观的分析出窟野河流域不同时间尺度的径流空间分布规律,为后续开展相似研究提供了科学参考。     

湟水水沙情势变化定量归因研究

水沙情势变化定量归因是水文学和流域地貌学的重要理论问题。以青藏高原向黄土高原过渡带的湟水为研究区,采用滑动t检验法、双累计曲线法系统分析了湟水干流径流泥沙的变化特征,量化评价气候变化和人类活动对湟水水沙变化的贡献率。结果表明:1956—2016年湟水干流上游石崖庄站径流量呈增大趋势,中下游站点径流量均呈减小趋势,各控制站输沙量年际变化呈显著减小趋势;径流量和输沙量表现出很强的年代际变化规律;各站径流量均在1980年、2004年左右发生突变,输沙量在1980年、2000年左右发生突变;不同时期,气候变化和人类活动对径流量和输沙量变化的贡献率不同;径流量和输沙量减少的主导因素是人类活动。     

黄河支流无定河水沙变化趋势及其驱动因素

20世纪50年代以来,无定河流域大规模的水土流失治理已显著改变了河道水沙规律.根据无定河控制水文站实测水沙资料,采用定量分析的方法,分析了无定河流域年降水量、及河道径流量和输沙量的变化趋势及其发生显著变化的临界年份.结果表明:无定河流域的径流量和输沙量都有显著的减少趋势;年降水量没有表现出明显的变化趋势.年径流量及输沙量发生显著的趋势性减小的临界年份分别为1979年和1971年.同时,利用历时曲线和双累积曲线两种方法,量化了无定河流域径流量与输沙量的减少量,明确了人类活动对无定河径流及输沙量的影响.     

浅析祖厉河流域水沙特性及其变化趋势

通过对祖厉河流域几十年来定点观测资料的统计 ,重点分析了降水、径流、泥沙等主要水文特征 ,表明流域内易发生历时短、强度大的局地暴雨 ;易形成高含沙水流 ;径流量、输沙量主要集中在汛期 ;受降雨及人类活动的影响 ,径流量、输沙量呈逐年减少趋势     

窟野河暴雨洪水泥沙特征分析

结合窟野河流域降水、洪水及泥沙数据,研究暴雨洪水泥沙特征,结果表明:窟野河流域年降水量呈递减趋势,且年内分配也极不均匀,年径流量总体呈下降趋势,流域输沙量年际变化较大,且年内分配极不均匀,6~9月产沙量占全年96%以上;窟野河泥沙空间分配不均且来源不同,王道恒塔站以上区域主要来自于汛期洪水冲刷且多为粗砂,神木站洪水含沙量峰值略迟于洪水洪峰,温家川站洪水过程与含沙量变化过程相关性较差,含沙量峰值出现时间明显早于洪峰出现时间;窟野河流域来沙量呈递减趋势。     

晋西黄绵土坡面径流流态与输沙特征试验研究

为了探讨晋西黄绵土坡面径流流态与输沙特征,本研究采用室内人工模拟降雨试验方法,对降雨条件下坡长对该区坡面径流雷诺数、弗劳德数、径流量、产沙量与输沙率进行量测与分析。结果表明:在雨强30~125mm/h、坡长1~5m的情况下,坡面薄层径流为层流,且为急流;径流流态对坡面水流侵蚀力有显著影响,产沙量与雷诺数呈良好幂函数关系;雨强与坡长的增大可增强径流紊动性,输沙率随二者的增大呈增加趋势,当雨强大于60 mm/h、坡长由3 m延长到4 m时,输沙率增量较2~3 m与4~5 m时小;输沙率与径流量的关系可用幂函数描述。该研究结论能够为黄土陡坡面水土流失治理和水土保持措施的布设提供一定的依据。     

北洛河上游区水沙特性变化分析研究

20世纪70年代以来北洛河流域径流量和输沙量衰减,2000年以后水沙减少显著。利用1956-2006年水文系列资料,分析了北洛河上游区水沙特性变化事实,剖析了不同下垫面、不同降水条件下水沙变化,及人类活动影响前后、典型场次雨洪、水沙变化对比分析,探讨了水沙变化原因,定量估算了降水量变化和各项人类活动对径流和输沙量的影响,为探索流域水资源可持续开发利用和保护提供技术支撑。     

窟野河产沙特性分析

从资料审查和洪水调查入手,对窟野河水沙特性以及相应降水等进行了全面、系统的分析.认为:窟野河温家川站实测最大含沙量1 700 kg/m3、5站次发生1 600 kg/m3以上高含沙量窟野河神木-温家川区间最大年输沙模数10.0万t/km2,与窟野河水文特性密切相关,符合该河流特性;实测1 700 kg/m3含沙量的"19580710"洪水区别于一般高含沙洪水,有它自身的特点,其在神木-温家川区间传播时间明显比类似洪水时间长,沙峰超前洪峰,水面比降变化反常,是在"浆河"的特殊水情条件下发生的;神木-温家川区间出现10.0万t/km2的年最大输沙模数的雨、水、沙是相应的,主要是降水量大、洪水多和有利的产沙自然条件形成的.     

月水量平衡模型在窟野河流域的水文模拟

在黄土高原生态脆弱区,水文模拟是一个巨大的挑战,特别是水文模型的应用是一个关键的问题.窟野河是黄河中游河龙区间重点支流,也是典型的黄土高原生态脆弱区,并且是我国重要的煤炭基地.人类活动比较频繁,在气候变化情景下,水资源问题比较突出.本文旨在收集窟野河流域降雨、蒸发、径流资料,资料系列1956-2008年,将月水量平衡模型对窟野河流域径流进行模拟,通过水文要素趋势分析,选取模型率定期和验证期确定参数,计算模拟径流.结果表明:Nash-sutcliffe系数在70％以上.可见,集总式月水量平衡模型具有结构简捷、参数少的优点,对窟野河流域均具有较好的模拟效果.为开展未来气候变化对水资源的影响作铺垫.     

秃尾河 窟野河 孤山川产流输沙模型研究

依据秃尾河、窟野河、孤山川三条河流域降雨时空分布极不均匀及产流输沙多集中汛期的特点,将流域分为若干单元,以各单元面积内的时段最大降雨、雨强、地貌参数为影响产流输沙综合指标,最后叠加成总指标的方法,建立了产流输沙次和年经验模型。统计结果表明,模型计算与实测值相比,平均相对误差分别为:年清水模数0.69％～4.5％;年浑水模数0.2％～8.4％;年输沙模数0.05％～11.5％。     

窟野河流域径流演变及其驱动因素分析

以黄土高原典型流域窟野河流域为对象,采用有序聚类方法,诊断了近60 a来实测径流演变的阶段性特征,在此基础上,分析了不同阶段实测径流与气候要素之间的响应关系,初步揭示了径流演变的驱动机制。结果表明：近60 a来窟野河流域实测径流量以1980年和1998年为分割点总体呈现阶段性减少趋势,其中,1999年以来减少尤其明显。不同阶段的年降水、径流关系有一定差异,相比而言,汛期（6-10月份）的月降水量与径流量具有相对较好的相关关系;非汛期（11-5月份）的月降水径流关系点群散乱,在月平均气温低于5℃时,月径流量与月平均气温具有较好的正相关性。窟野河流域汛期产流受高强度降水支配,人类活动对河川径流演变的影响有增大趋势。     

水电开发对下游河川径流及输沙特性的影响研究

以澜沧江流域为研究对象,建立了表征河川径流及输沙特性的系列回归还原模型,对澜沧江允景洪站的水沙特性进行了还原模拟,并以漫湾、大朝山两座电站的建设期与运行期为界,系统分析了澜沧江流域梯级电站建设对下游允景洪站水文特性的影响。水电站建成后,1993～2007年下游允景洪站年径流量、枯水期径流量分别年均减少5.79%,3.44%,而最小月平均流量年均增加4.38%,最大月平均流量年均减少13.4%,电站削峰作用明显。在水电站施工期间,电站对河道扰动明显,输沙强度大,而在运行期间,水库具有一定的拦沙效应。2001～2007年两座水电站共同运行期间,澜沧江径流年内分配均匀度年均升高1.47%,输沙年内分配均匀度年均降低0.42%,说明水电工程运行使河流中水沙关系发生了变化,但变化幅度均较小。因此澜沧江现有的水电开发对下游径流及输沙特性所产生的影响均较小。