塔里木河年径流量时间序列趋势分析

采用Mann—kendall检验趋势分析方法和线性趋势回归检验方法，对塔里木河源流和干流8个水文站44a的年径流量进行了趋势分析。结果表明：塔里木河源流阿克苏流域出山口站沙里桂兰克站和协合拉站、叶尔羌河流域出山口站卡群站的年径流量呈现增加趋势，和田河流域出山口站乌鲁瓦提站和通古孜洛克站的年径流量没有明显的趋势；干流阿拉尔站、英巴扎站、卡拉站的年径流量均为减少趋势。从趋势分析结果可以看出塔里木河干流水量的减少是由于人类活动造成的，同时建议稳定源流区灌溉面积，提高水的利用效率，增加源流下泄塔里木河干流的水量。     

塔里木河源流和干流径流特征及其相关性分析

基于塔里木河流域源流和干流1957~2013年实测径流数据,运用Mann-Kendall和Mann-Whitney等非参数检验和相关分析等方法,探究源流和干流径流变化趋势和突变特征,以及源流和干流不同径流频率的对应关系。结果表明:(1)1957~2013年塔里木河源流径流量呈显著的增加趋势,干流径流量呈不显著的下降趋势,干流径流量的减少主要是源流耗用量不断增加导致。(2)当源流径流频率低于50%时,干流径流量的增加幅度小于源流;当源流径流频率高于50%,干流径流量的减少幅度小于源流。     

黄河流域水沙变化趋势分析及原因探讨

利用黄河干流主要水文站近60 a来的实测年径流量及年输沙量资料,采用M–K秩相关检验法及秩和检验法研究了黄河主要水文站来水量和来沙量的变化趋势及其发生跳跃的年份。结果表明:黄河干流除上游唐乃亥水文站外,其他水文站年径流量和年输沙量均呈显著减少趋势,年径流量发生主要突变的年份为1986年,年输沙量发生主要突变的年份为1980年。最后,探讨了气候变化和人类活动对黄河水、沙量变化的影响,认为降水减少和两岸引用水量增多是影响实测径流量减少的主要原因,除了来水量减少引起来沙量减少外,汛期暴雨强度减弱、中游水土保持措施减沙及水库建设拦沙对黄河来沙量的减少起到了主导作用。     

气候变化对塔里木河源流径流近61年的影响分析

本文根据塔里木河源流域近61年的水文和气象资料,运用趋势分析法、差积曲线分析法以及Mann-Kendall检验法,分析了气候变化对地表径流的影响以及径流量的突变分析。结果表明:61年间径流量增加了39.85亿m~3,尤其在1993年之后径流量急剧上升,在相同时间段内降水与温度分别增加了20.95mm和0.92℃,这与气候变化形成了明显的响应,气候因素(主要指降水跟温度)是造成这种情况下径流变化的最重要原因。并且通过相关性分析可知,温度变化是影响源流径流量的主要因素。     

塔里木河流域径流变化趋势分析及预测

结合塔里木河流域三源流各水文站及干流阿拉尔52年(1957-2008年)的径流实测资料,运用时间序列周期方差分析外推、非参数检验和R/S分析等方法探讨了径流量的周期、跃变及未来的变化趋势。结果表明:阿克苏河两水系径流趋势增加显著并在未来的一段时间内将长期持续,其突变点皆在1993年;和田河同古孜洛克与乌鲁瓦提存在相反的径流趋势且突变不显著;叶尔羌河表现为微递增趋势并在1993年发生显著性突变,但在未来的一段时间这趋势将转变为减少;源、干流在突变、径流趋势、径流量等皆存在较大差异,这表明人类活动强烈干扰了干流的水文过程。     

塔里木河流域汛期地表径流变化趋势和预测分析

基于塔里木河流域三源流和干流1957-2008年实测月地表径流数据,运用Mann-Kendall非参数检验和小波变换等方法,探究三源流和干流汛期地表径流变化趋势,并建立周期性叠加趋势模型预测其2009-2025年地表径流量特征和变化趋势。结果表明:近50多年来,塔里木河源流7、8、9月地表径流均呈增加趋势,干流7、8、9月地表径流均呈减少趋势,反映出源流用水量持续增加挤占干流水资源量。根据预测,塔里木河三源流2009-2025年,7月和8月多年平均地表径流量属平偏丰水期,9月属偏丰水期;7月和9月地表径流量呈增加趋势,8月地表径流量呈下降趋势。塔里木河干流2009-2025年,7月多年平均地表径流量属平偏丰水期,8月和9月属偏丰水期;7月和8月地表径流量呈增加趋势,9月地表径流量无明显增大或减小趋势。     

叶尔羌河洪峰流量沿程变化分析

叶尔羌河发源于喀喇昆仑山北坡,从河源到出山口水量控制站—卡群水文站河长528 km,集水面积52 048 km2,多年平均年径流量64.5×108m3,是塔里木河的三条源流之一。主要根据叶尔羌河近50年来的干流上3个控制站实测洪峰流量资料,分析叶尔羌河出山口至48团渡口区间流量的沿程变化。     

滏阳河莲花口至阎庄站区间水量平衡分析

1 莲花口至阎庄区间概况 莲花口水文站位于邯郸市永年县境内,多年平均年径流量为2.55亿m~3。随着水利工程的逐步完善和工农业的发展,上游来水量明显减少,如1961至1970年平均年径流量为3.59亿m~3,1971至1980年平均年径流量为2.34亿m~3,1981至1992年平均年径流量仅为1.69亿m~3。阎庄水文站位于邢台市平乡县境内,在出邯郸市2km处,多年平均年径流量为1.27亿m~3,1961至1970年平均年径流量为3.09亿m~3,1971至1980年平均年径流     

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。     

塔里木河源流区径流量年内变化特征

基于塔里木河源流区6个水文站1957年-2008年的实测径流资料,运用非参数检验、小波分析等方法探讨了径流量年内变化特征。结果表明:塔里木河源流区月径流量以及丰水期、枯水期径流量以显著增加趋势为主;源流山区径流量集中度指数在协合拉水文站有轻微增加,而在其他5个水文站皆表现减少趋势;径流量集中度指数的显著周期集中在3⁸a。以上研究结果可为实现该流域水资源的合理配置提供理论依据。     

榆林市马镇黄河引水设计径流计算分析

马镇引水工程是榆林市规划的黄河东线引水骨干工程,从榆林东部黄河干流马镇断面引水,断面设计径流的确定是工程设计的基础,关系到工程水源的可靠性,取水口位于府谷水文站下游,其间无较大支流汇入,可采用府谷站径流分析成果。依据黄河流域相关典型断面径流设计成果,进行府谷断面设计径流计算分析。对实测径流考虑流域地表用水损耗及大中型水库调蓄影响进行还原计算,并对还原后的径流量考虑下垫面条件变化影响,进行径流一致性处理,得到天然径流量(1956~2010年)。在此基础上,分析计算上游断面设计水平年2030年配置用水量,通过对断面以上梯级水库进行调节计算,分析断面设计水平年2030年来水量为192.7亿m~3,其中汛期7~10月径流量92.6亿m~3,非汛期11月~6月径流量100.1亿m~3;90%保证率来水143.4亿m~3,断面径流可以满足工程年取水量7亿m~3的要求,为工程设计提供可靠依据。     

塔里木河干流上中游河道耗水过程分析

为明晰塔里木河流域干流河道损失水量组成、去向以及变化规律,实现流域水资源分段管理以及科学调度,本文利用2005—2017年塔里木河上中游各断面地表径流数据,分析了干流上中游各河段耗水过程。结果表明:(1)在塔里木河干流上中游,阿拉尔年径流量呈不显著的减少趋势,而新其满、英巴扎、乌斯满、恰拉均下降趋势显著。(2)塔里木河干流耗水呈现随耗水量增大主要耗水区下移的特点,各河段中英巴扎—乌斯曼河段耗水平均占比最高(34.13%),除阿拉尔—新渠满河段以外,塔里木河干流各河段来水与耗水呈现显著或极显著的正相关关系。(3)塔里木河干流上中游年均河损水量为24.9亿m~3,单位河长河损为294.63万m~3/km。其中英巴扎—乌斯曼河损水量最大,达到7.73亿m~3。同时塔里木河干流各河段年均耗水量与河损量存在极显著的正相关关系。(4)为了控制水资源无效耗水、提高流域水资源利用效率,应该合理地规划流域耗水结构,其中英巴扎—乌斯曼河段是重点防止河段。     

石羊河流域水资源变化分析与保护利用建议

水资源保护利用是石羊河流域重点治理的核心。对石羊河各条河流出山口流量统计分析表明,石羊河天然径流量基本稳定;下游蔡旗水文站近50年年径流量从4亿～5亿m~3下降到1亿m~3左右,其水量减少原因是上中游消耗过大。流域内人口、耕地比20世纪50年代翻了一番多,人均水资源占有量降到了700多m~3,民勤县人均地表水资源量不到200 m~3,水资源供需矛盾突出。当前农业用水占总用水量的86.2%,相同产值情况下,石羊河流域农业用水量是工业用水量的23.6倍。提出了以调整农业种植结构、推进节水型社会建设和制定科学合理的流域水资源管理制度为思路的水资源保护利用对策。     

基于贝叶斯网络的黄河径流预测

基于黄河流域1979—2018年的ERA-Interim再分析气候与水文数据,以及CMIP5中10个气候模式下3种典型排放情景(RCP2.6、RCP4.5、RCP8.5)的全球气候变化数据,采用离散数据的处理方法,建立黄河流域贝叶斯网络模型,推断黄河流域近40余年来气候要素对径流的影响概率,预测黄河流域未来径流量。结果表明:1979—2018年黄河天然径流量呈减小趋势,基于贝叶斯网络分区间概率预测预报的径流量也呈减小趋势;黄河流域的不同区间(低、中、高)径流量对气候的敏感程度不同,但径流始终与降水相关性最高;在RCP2.6情景下,黄河流域未来20年、60年的径流量为585.50亿、588.57亿m~3;在RCP4.5情景下,其值为585.42亿、587.53亿m~3;在RCP8.5情景下,其值为593.50亿、585.11亿m~3。     

大渡河流域年径流变化特征及其归因分析

根据1951—2012年大渡河流域内气象站年降水量、年平均气温和铜街子站年径流量资料,利用Mann-Kendall秩次相关检验法识别年径流量变化趋势,基于小波分析法检验其周期成分,采用有序聚类法、累积距平法及Pettitt法诊断年径流量突变点,利用累积量斜率变化率比较法揭示气候变化与人类活动对流域年径流量的影响程度。研究结果表明:1951—2012年大渡河流域年径流量整体呈不显著的减少趋势,其中,1951—1968和1988—2012年期间呈不显著的减少趋势,1969—1987年期间呈不显著的增加趋势;年径流量存在7年、11年、17年和28年的周期成分;流域年径流量在1968年和1987年发生突变;以1951—1968年为基准期,1969—1987年期间气候变化和人类活动对大渡河流域径流量减少的贡献率分别为36.22%和63.78%;在1988—2012年期间的贡献率分别为33.68%和66.32%;人类活动是大渡河流域年径流量变化减小的主导因素,气候变化是次要因素。     

气候变化和人类活动对渭河流域径流量的影响

采用M-K趋势检验法、有序聚类变点分析法以及径流变化归因分离评判方法,分析渭河流域近50 a的气温、降水、径流的演变特征和径流量变化的影响因素。结果表明:流域气温升高趋势显著,通过95%的置信度水平检验,其中1994年是气温突变的节点;流域降水量呈缓慢减少的态势,变化节点发生在1969年;流域径流量减少趋势极显著,通过95%的置信度水平检验,突变节点发生在1969年,与降水突变节点一致。由VIC模型计算得出:流域径流量的变化主要由气候波动和人类活动改变流域下垫面共同作用引起的,其中气候变化的影响较大。     

大沽河入海径流演化特征及其影响因素研究

为揭示胶东半岛大沽河入海径流量演化特征及其主要驱动因素,采用Mann-Kendall法与改进Mann-Kendall法、累积距平法与滑动t检验法、Morlet复小波变换等研究了1956～2016年大沽河入海径流量及其变化趋势、突变特征与变化周期;采用降水-径流双累积曲线法,定量计算了气候变化与人类活动对大沽河入海径流量变化的贡献率。结果表明：大沽河入海径流量呈显著减少趋势,平均减少速率为0.158 5亿m3/a, 1976年发生了由多到少的突变,变化的主周期为21 a;导致径流量减少的主要影响因素为人类活动,大规模水资源开发活动改变了流域水资源转化过程。研究成果可为胶州湾水资源开发利用保护和生态环境评价提供参考。     

渭河源区径流量变化情势分析

通过渭河源区渭源水文站1981~2010年30年的月年实测径流资料,分析了渭河源区径流年内分配的变化特征。结果表明:渭河源区径流年内分配逐渐趋于均匀,集中期的长期变化呈滞后趋势;年径流量30年呈减小趋势,趋势线具有513.0万m~3/10a的负倾向率;年径流量在1993年发生突变,之后呈显著减少;累积滤波器法和斯波曼秩次相关检验法对比分析,所得结果一致,呈显著减少趋势;得出渭源站发生洪水的风险减小,发生干旱的风险持续稳定。     

基于弹性系数法的阿克苏河径流归因分析

为了探究阿克苏河径流对气候变化和人类活动的响应情况,采用Mann-Kendall、Pettit检验法结合距平序列变化分析水文、气象要素的变化趋势和突变情况,基于弹性系数法定量评估气候变化和人类活动对径流变化的贡献率,并探究了冰川积雪消融对径流量的影响。在此基础上,根据突变点检验结果,将历史长序列划分为基线期(1956—1976年)、改变期I (1977—1993年)及改变期II (1994—2018年),定量研究了阿克苏河径流变化的归因。结果表明:(1)阿克苏河流域1956—2018年的年平均降雨和径流呈现出显著的上升趋势,降雪量呈现不显著的上升趋势,而潜在蒸散发呈现出递减趋势;(2)径流变化对降雨和潜在蒸散发变化的敏感性程度自基线期到改变期II呈显著的增加趋势;(3)径流变化对降雨变化的响应更敏感,降雨的增加与潜在蒸散发的减少都会导致流域径流量的增加;变暖引起的积雪与冰川的加速消融都将显著地促进径流量的增加;(4)自1977—2018年,气候变化使径流量增加的影响(59%)明显大于人类活动使径流减少的影响(-41%),气候变化是阿克苏河径流量变化的主导原因。     

潮河流域降雨径流变化趋势分析

基于趋势分析、突变分析和小波分析方法对密云水库主要汇水流域之一的潮河流域1973—2013年的降雨径流资料进行分析,结果表明:潮河流域1973—2013年的降雨量总体保持稳定且有缓慢减少的趋势。1998年降雨量突然增多主要是由于气候异常引起的突变。流域的径流量呈显著减少趋势,特别是1998—2013年经历连续15年的干旱,密云水库来水量明显减少。突变检验结果表明1998年是流域降雨径流变化发生突变的显著年份。近年来强烈的人类活动是造成径流持续明显减少的主要因素,当人类取用水活动影响较弱时,径流变化同降雨变化基本保持一致。潮河流域降雨、径流变化受自然气候变化和人类活动影响,其变化周期均包括2个主变化周期,其中降雨有2~3年的变化周期,径流变化有3~6年变化周期。根据周期变化特征,潮河流域未来降雨量基本保持稳定,但由于人类活动的强烈影响,即使某些特别年份降雨量波动性增多,但密云水库入库流量总体仍将维持在比较低的水平。