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%。     

人类活动干扰对灞河流域设计洪水的影响研究

我国干旱半干旱地区,强烈的人类活动干扰引起城市河流洪水过程的显著变化,影响防洪与水资源规划设计结果。基于改进的网格化分布式降雨径流模型MCDRM(Modified Cell Distributed Rainfall Run-off Model),定量研究土地利用变化、水库建设运行对不同重现期暴雨洪水过程变化的影响。以秦岭北麓城市型河流灞河为例,结合流域典型人类活动干扰产汇流下垫面条件的实际情况,构建暴雨洪水模型,并依据推理公式法计算结果率定模型参数。研究结果表明:2000年后,西安市城镇加速扩张,并启动"八水润长安"工程建设,使得流域内城市用地及水域面积增加、水资源开发利用强度增加明显。强烈的人类活动改变了流域降雨产流、汇流的下垫面条件,引起流域洪水过程变化;秦岭北麓灞河流域1980-2015年设计洪水洪峰、洪水总量均减少。与1985年相比,2015年流域内重现期为10、20、50、100年一遇的设计洪峰流量平均减少22. 98%,设计洪水径流总量平均减少约21. 4%。其中,100年一遇标准设计洪峰径流减少23. 88%,20年一遇标准设计洪水径流总量减少21. 51%。基于改进的网格化分布式降雨径流模型,开展城市河流人类活动干扰的暴雨洪水模拟与响应变化研究,结果可为干旱半干旱区中小流域设计洪水复核与计算提供新的参考。     

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。     

气候变化和人类活动对老哈河流域径流的影响

通过趋势及突变检验将径流序列划分为"天然基准期"和"人类活动影响期",依据径流对降水及潜在蒸发的敏感性,定量分析了我国北方老哈河流域气候变化和人类活动对径流的影响。结果表明:1964年以来,老哈河流域径流呈显著减少趋势,其变化倾向率为-0.47 mm/a;流域径流受气候变化和人类活动双重影响,其中人类活动对径流起减少作用,在20世纪八九十年代及2000—2008年人类活动对径流深的减少量分别为10.9 mm、6.3 mm及17.9 mm;气候变化对径流在80年代和2000—2008年起减少作用,减少量分别为10.0mm和8.5 mm,而90年代气候变化对径流起增加作用,增加量为12.4 mm。     

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黑河水资源的影响

随着全球变暖和人类活动强度的增强,水资源正经历着巨大的改变,定量分析气候变化和人类活动对水资源的影响就显的尤为重要。选择西部干旱区内陆河黑河的中游为研究区,分别运用主观、客观赋权法和组合赋权法分析气候变化和人类活动中各因素对黑河水资源影响的权重。组合权重评价结果表明:人类活动是研究区水资源变化的主要原因,其累计权重达66.63%,大于气候变化影响权重33.37%;人类活动因素中人口占主导作用,权重为17.67%;气候变化因素中年降水量是主要因素,权重为24.83%。     

气候变化及人类活动对地表径流影响的贡献分析

地表径流是陆地水循环系统中最重要组成部分之一,流域内的气候变化及人类活动均会引起地表径流水文特征的变化。一般情况下,地表径流是由气候变化和人类活动两者共同作用的结果,以辽宁省碧流河流域为研究样本,通过模拟径流量与实测径流量的变化比较,得出碧流河流域年径流量的变化规律。利用碧流河流域的实测降雨量系列值来分别分析人类活动及气候条件变化对地表径流的影响,进而分别得到人类活动及气候变化对地表径流的贡献量和贡献率。     

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%。     

人类活动对祖厉河流域径流变化的影响分析

分析了祖厉河流域径流的变化规律，对影响径流变化趋势的因素进行了探讨，70年代以后，频繁地人类活动对径流的影响十分显著，引黄工程跨流域引水灌溉使径流有增加的趋势，流域内的水利水保工程措施又使径流呈减少的趋势，总的变化趋势是，上游区径流减少较多，中游区有少量减少，下游区径流明显增加。     

灞河流域气候因子对水沙变化的影响

利用灞河流域蓝田气象站和马渡王水文站1960—2012年的气象、水文实测资料,分析灞河流域气候及水沙变化规律,同时运用相关性分析、灰色关联分析、多元线性回归模型等多种方法探讨了该流域水沙变化与气候变化的关系。结果表明:灞河流域降雨量、蒸发量、径流量和输沙量皆呈显著下降趋势,而气温呈上升趋势;降雨量与水沙都有重要的相关关系,1960—1990年影响径流量的气候因子敏感度由大至小依次为降雨量、气温、蒸发量,而1991—2012年则为降雨量、蒸发量、气温,当气温和蒸发量不变时,降雨量每增加1 mm,两阶段的年径流量分别增加0.14亿m3和0.08亿m3;1960—2012年影响输沙量的气候因子敏感度由大至小依次为降雨量、气温、蒸发量,当气温和蒸发量不变时,降雨量每增加1 mm,年输沙量增加0.668万t。     

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。     

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。     

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。     

气候变化对乌裕尔河流域水文特性的影响

对两参数月水量平衡模型进行改进,加入融雪径流模块,经验证,模型适用于乌裕尔河流域。建立了以最高气温、最低气温、降雨和风速为变量的蒸发皿蒸发估算模型,实现了气候模型结果与水文模型的连接。利用CS IRO-M k2和CCSR/N IES两个模型模拟结果加权平均,模拟未来气候变化,探讨了水文要素对气候变化的响应。结果表明:在未来四种温室气体排放情景(SRES A 1,A 2,B 1,B 2)下,最高气温、最低气温和降水呈显著的上升趋势,而风速则呈显著下降趋势;径流深和径流系数在四种情景下都有显著上升趋势,置信水平排序为A 2>A 1>B 1>B 2;敏感性分析和趋势检验结果证明了降水是影响径流的最主要因素。     

Effects of climate change and anthropogenic activities on runoff change of the Weihe River basin,Northwest China

The Weihe River has experienced a significant runoff decline in the past few decades, but the detailed and systematic analysis of different sub-regions of the Weihe River basin (WRB) for a long time is insufficient. Based on the data of five hydrological stations from 1957 to 2018, this study investigated the variation of annual runoff both in the whole Weihe River basin (WWRB) and its sub-regions: the upper, middle, and lower reaches of the Weihe River (URWR, MRWR, LRWR, respectively), the Jing River basin (JRB), and the Beiluo River basin (BLRB). Moreover, the contribution of climate change and anthropogenic activities on runoff change was quantified by double mass curve (DMC) and hydrological sensitivity analysis (HSA) methods. The results showed that runoff of the URWR, MRWR, JRB, BLRB, and WWRB showed significant downward trends, and with the change-point years of 1993, 1990, 1996, 1994, and 1993, respectively. Both results of DMC and HSA showed that anthropogenic activities were the main factors for runoff reduction. The contribution of human activities was largest in the JRB and BLRB, whereas lowest in the MRWR. Over the study period, land use has changed significantly in the basin, mainly manifested in the reduction of farmland, and the increase of construction land and grassland, indicating that intense anthropogenic activities have taken place. Moreover, the total water consumption of the WWRB increased evidently, which exacerbated the contradiction between supply and demand of water resources. The results of HSA showed that runoff was more sensitive to precipitation than to E_p. Precipitation reduced the runoff, while E_p increased runoff in the basin. The results of this study are helpful for understanding the regional hydrological situation in more detail, and can act as a reference for formulating reasonable water resources allocation schemes.     

灞河出山径流序列变化的小波分析

以西安地区年降水序列为参照,利用小波分析方法对灞河出山径流序列的周期性变化进行分析。结果表明,西安地区平均年降水序列和灞河出山径流序列存在着多时间尺度周期,并且基本具有同步变化的规律性,反映了人类活动对灞河出山径流序列的周期性影响不大。其中,变化较明显的周期是10 a1、5 a左右时间尺度,水文序列变化的高能量主要集中在较小的时间尺度上。用秩次相关分析法检验得出灞河出山径流序列均存趋势性,用有序聚类分析法分析得出灞河出山径流序列的突变年份是1948年。