鄱阳湖近60年天然入出湖径流特征分析

依据鄱阳湖流域“五河”7个入湖控制水文站及出湖湖口站观测资料,对其中人类活动影响较大的李家渡、柘林站进行径流还原,得到7个入湖站和出湖站1953～2011 年天然径流序列。综合采用多种方法对各站径流序列进行了分析。结果表明：李家渡站年径流量比以往研究结果增加25%左右,且枯水期增加更明显,与上游站点天然径流演变规律更具有一致性;“五河”各站天然径流量的年际变化和年内分配总体上具有相似性;入、出湖各站径流年内分配极不均匀;1953～2000年,入、出湖各站径流均呈现小幅度上升趋势,但21世纪以来各站径流量处于下降趋势;各站年径流序列存在33~35 a的变化主周期,与流域年降水量变化主周期基本一致。研究结果可为鄱阳湖流域水资源的合理开发和科学管理提供参考依据。     

鄱阳湖流域降水集中指标的时空变化特征

研究降水在年内的集中程度,对干旱、洪涝及水资源管理具有重要意义。本文基于1957—2012年鄱阳湖流域的月降水资料,并利用两种降水集中度(PCI和PCD)指标、一种降水集中期(PCP)指标,研究了降水集中指标在鄱阳湖流域的适用性及其时空变化特征。结果表明采用的这些降水集中指标在鄱阳湖流域有较好的适用性。两种降水集中度指标均呈现出由西南向东北逐渐增加的趋势,其时空分布特征十分相似。降水集中期变化范围为4月上旬至6月中旬,呈由西向东逐渐减少的趋势。通过对月降水集中几种指标的变化进行MMK趋势检验,发现流域内大部分站点的降水集中度指标呈不显著的减小趋势,降水集中期呈不显著的延后趋势。     

鉴江流域径流变化特征分析

以鉴江流域控制站点化州站为例,通过Mann-Kendall检验、Spearman检验、径流量统计等方法,分析研究了鉴江流域径流变化特征。研究结果表明,鉴江流域近60 a来天然径流量呈现不显著的上升趋势,但径流序列不存在突变;人类活动是鉴江流域实测径流量变化的主要因素,2010年广东省开展鉴江流域枯水期水量调度以来,化州站枯水期径流量占全年径流量比例由原来的20%左右提高至31%,水量调度效果明显。     

新疆阿克苏河近50a径流变化特征分析

以阿克苏河流域的沙里桂兰克和协合拉水文站1957—2005年实测年径流资料为基础,运用变差系数、累计距平、Mann-Kendall突变检验法、小波分析等方法对阿克苏河流域近50a来的径流变化进行了多角度分析。结果表明:①径流量的年际变化平缓,年径流量的变差系数和极值比都相对较小;②径流量的多年变化特征明显,表现出显著的丰枯变化,1957—1993年为枯水期,1994—2005年为丰水期;③Mann-Kendall突变检验表明,在过去的近50a中,阿克苏河的年径流量在1966年存在一次突变,从1996年开始,阿克苏河的年径流量显著增加;④小波分析表明,阿克苏河年径流量存在较为明显的周期特征,其显著周期为18a、14a和4a。     

近60年东江流域降雨径流特性分析

根据东江水量调度工作需要,以1956—2015年资料为基础,采用Mann-Kendall、小波分析等方法,分片区、分时段对流域降雨径流的趋势和周期等特性进行了分析。研究结果表明:近60 a东江流域年降雨径流趋势总体平稳,有8a左右的显著周期;汛期降雨径流特性与年降雨径流基本一致;枯水期降雨径流特性受人类活动影响显著,降雨有32 a左右显著周期,径流从20世纪60年代初开始至今有显著增加趋势;各片区降雨径流特性总体一致,受地理位置和空间尺度因素影响局部有差异;近10 a实施以防洪供水为主的调度后,流域降雨径流特性未有显著变化。     

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。     

长江上游保护区径流变化特征及其对气候因子响应的区域差异性研究

分析河川径流的演化规律和动因,对于变化环境下的水生态环境和水资源适应性规划管理十分重要。以长江上游保护区屏山、朱沱和赤水站的1956—1990年的近自然状态径流为研究对象,分别利用小波分析方法、非参数Mann-Kendall趋势分析方法和弹性系数方法,探究了径流变化的多时间尺度演变特性、变化趋势和径流变化对气候因子的响应状况。结果表明:3个研究站点的年径流周期性变化存在相似性,都有着10~14 a的丰枯震荡周期。各站点的径流在年和季节尺度上呈现增加的趋势,但在月尺度上,屏山和朱沱站情况相似,在8月份径流存在明显的下降趋势,赤水站径流在3,4月份有显著增加。3个站点的径流都对降雨的敏感度较高,但是各站点年径流对气候因子的响应也存在区域差异性,流经区域大多位于高山峡谷的屏山站和赤水站,其年径流对降雨的弹性系数要大于朱沱站,而位于四川盆地区域的朱沱站的年径流对蒸发的弹性系数要稍微大于屏山和赤水站。     

1956～2018年长江上游寸滩站径流演变特征

厘清流域径流变化特征可为水资源利用开发、水环境污染整治和水旱灾害防治等提供重要的理论基础。基于1956～2018年长江上游寸滩水文站日径流资料，采用线性回归、Mann-Kendall突变检验、小波分析等多种方法，对近60 a长江上游径流的年内年际变化、突变性和周期性进行分析。结果表明：寸滩站径流主要集中在7～9月，约占全年的51.98%,且年际变化差异较大；年均径流以10.6 m³/(s·a)的速率呈不显著减小趋势，该变化主要受夏季和秋季径流变化的影响；受夏季径流变化的影响，年均径流在1968年发生突变，突变后径流相对减少7.8%;年均径流变化的第一和第二主周期分别为28 a和14 a,第一主周期主要受秋季径流的影响，第二主周期主要受夏季径流的影响。研究成果可为流域水资源合理开发利用、生态规划和洪涝灾害防控等提供参考。     

赣江流域年降雨和径流量的周期特征分析

亚热带流域降雨是河道径流大小的重要控制因素,两者周期变化引起流域水资源的丰枯变化。研究降雨和径流的多时间尺度周期特征和相关性可以为流域水资源管理和区域经济发展提供重要参考。利用赣江流域15个气象站和赣江下游控制站——外洲水文站的降雨、流量资料(1960—2010年),基于小波分析和R/S分析方法探讨了流域降雨和径流的多时间尺度特征和持续性。结果表明:①近50 a赣江流域年降雨和径流存在6、11、17(18)a三个尺度的主周期;②17 a(18 a)尺度的周期信号在1960—1990年期间占主导地位,在近20 a信号减弱;6 a尺度的小波振荡在近20 a愈加凸显;③1960—2010年降雨和径流的Hurst指数约为0.50,表明未来降水和径流的变化趋势与过去50 a的变化趋势不存在显著联系。因此,从长尺度的周期特征看,2010年以后赣江流域可能进入水量偏多时期,但6 a小尺度的周期振荡加强可能会加剧赣江流域水资源的不确定性。研究结果反映了赣江流域水资源变化的多时间尺度周期特征,可为流域水资源管理提供参考。     

珠江流域枯水期流量周期特征及影响因素分析

本文从珠江流域的枯水问题入手,重点分析了珠江流域几个主要控制站(梧州站、马口 三水站、博罗站)约50年的流量时间序列,并利用正规化周期回归模型提取了序列的周期,最后,对厄尔尼诺、太阳黑子、人类活动等对枯水径流的影响进行了分析,得到以下结论:珠江流域三个主要控制站点存在21年、11年的显著周期;厄尔尼诺现象的对枯水期流量的影响有滞后效应,总体而言,使珠江流域下游地区枯水期来水更枯,拉尼娜现象影响特征不明显;太阳黑子活动规律和枯水期流量变化特征相反,其周期和流量变化周期较为一致;人类活动对枯水的影响越来越大,使枯水期水资源供需矛盾加大。最后提出珠江流域枯水研究未来的发展方向。     

三峡工程与两湖河川径流丰枯遭遇研究

基于多种常用的统计技术对三峡工程坝址控制站与两湖入湖控制站天然径流序列进行趋势诊断,识别了其变化趋势;采用多种拟合精度评价方法,从构建的多种边缘分布和Copula联合分布模型中优选出拟合精度较高的模型,计算分析三峡工程与两湖天然径流量丰枯遭遇概率及其变化规律。研究表明:三峡工程坝址控制站径流量呈现不显著下降趋势,两湖入湖控制站径流量呈现不显著增大趋势;三峡工程与鄱阳湖丰枯遭遇概率较洞庭湖略大,全年期三峡工程与洞庭湖、鄱阳湖遭遇同丰同枯概率较汛期、非汛期要大,同丰概率分别为42.10%和44.71%,同枯概率分别为11.74%和16.62%。研究成果可为三峡水库供水调度研究提供理论参考。     

鄱阳湖流域气候变化及其对入湖径流量的影响

为分析鄱阳湖流域气候变化特征及评估其对流域径流的影响,研究利用1961-2010年间鄱阳湖流域29个气象站和入湖"五河"水文控制站观测数据,分析该时段内流域气候和径流量变化趋势,建立统计模型分析其对流域径流量的影响。研究结果表明:鄱阳湖流域年气温呈显著性(99%置信度检验)波动上升趋势,流域降水总体呈略上升趋势,降水天数呈下降趋势。受气候变化的影响,鄱阳湖流域径流量呈上升趋势。统计模型计算结果表明,径流量与降雨变化呈非线性关系,径流量对降雨变化有着较强的敏感性,相同的气温变化情景下,降水增加比降水减少对径流量的影响更加显著,表明降水变化对径流量有着不同程度和方向的影响作用。气温对径流的影响呈线性,但其影响不明显。未来气候变化情景下,2050年前鄱阳湖流域在高排放A2和RCP8.5情景下呈现明显增长趋势,但其径流量低于其他排放情景。     

1960-2015年洞庭湖水资源演变特征分析

洞庭湖是我国第二大淡水湖,也是长江流域重要的调蓄湖泊。由于受下垫面变化、人类活动和气候变化等的影响,洞庭湖流量、水位呈现新的变化趋势,研究洞庭湖水资源演变特征可为洞庭湖保护提供依据。采用Mann-Kendall突变检验方法对洞庭湖出口控制水文站城陵矶（七里山）及长江干流水文站枝城站、螺山站的1960-2015年流量、水位的年际和年内变化趋势进行分析。结果表明：洞庭湖上游长江枝城站在2000年以前径流量变化不大,但从2001年起呈现下降的趋势,水位呈现先上升后下降的趋势,洞庭湖出口城陵矶（七里山）站整体径流量呈现下降的趋势,而平均水位呈现上升的趋势,洞庭湖下游长江螺山站径流量整体上变化不显著,平均水位则呈现上升的趋势;三峡枢纽运行后,3个水文站汛期（4-10月）的径流量和水位均呈现下降趋势,枯水期（1-3月）则出现水位上升趋势;长江上水利工程尤其是三峡工程的修建,对洞庭湖水资源的调节影响明显。     

鄱阳湖湿地适宜生态需水位研究——以星子站水位为例

根据鄱阳湖水位频变的实际情况,以星子站水位为例,利用生态水文法对鄱阳湖湿地的适宜生态需水位进行了研究.通过分析1953—1973年、1956—2000年、2006—2010年期间鄱阳湖水位和一些代表物种如白鹤和芦苇的生长、分布及变化规律,表明(1)针对鄱阳湖湿地水位剧烈变化的特征,将适宜水位分为枯水期和丰水期两个时段进行研究更为合理;(2)在丰水期以12～15 m作为适宜水位,枯水期以11～14 m作为适宜水位,作为关键时段的4月和10月适宜水位一定要得到保证;(3)水位条件变化虽然不能从根本上改变鄱阳湖湿地植物的带状分布,但水位变化直接决定各种物种的数量及生物量.     

洞庭湖和鄱阳湖水量优化调控工程研究

随着三峡水库及上游干支流控制性水库的逐步投运,长江中下游防洪形势得到极大改善。同时,由于蓄水拦沙,“清水”下泄,江湖关系已经并将继续发生变化,导致两湖水文情势进一步变化,对两湖地区水资源综合利用和水生态环境保护产生深刻影响。分析了洞庭湖江湖关系变化趋势和鄱阳湖枯水变化情势及其影响,结合湖区经济社会发展和生态环境保护对水利的要求,研究了两湖水量优化调控总体思路,提出了优化调控两湖水量的工程措施,为两湖生态经济区和长江经济带建设提供支撑和保障。     

玛纳斯河流域地表径流过程时空分异特征研究

新疆内陆河流域干旱缺水。在全球气候变化影响下,流域水资源不确定性增加。以玛纳斯河流域为研究典型,依据流域内塔西河、玛纳斯河、金沟河以及八音沟河出山口水文站1957-2012年径流量资料,统计分析了56年来玛纳斯河流域各河流年径流量的多年变化规律以及空间变异特征。研究结果表明,玛纳斯河流域内各河流年径流过程大致存在4~5个时间尺度的周期性规律,其中8~10 a和16~20 a左右的周期性变化起作用主导。通过泊松相关分析,基本可以认定,流域4条河流年径流过程存在着正相关性,也即存在着同步变化规律。     

浅谈低枯水位对鄱阳湖湿地和候鸟的影响

近年来,鄱阳湖连续多年低枯水位并呈常态化趋势已经影响了湿地植被与越冬候鸟,进而影响了鄱阳湖的湿地生态系统。本文从水资源、植被状况、越冬候鸟三个方面分析鄱阳湖的生态环境受到的影响,提出通过开展宣传教育、完善政策法规、加强基础设施建设是解决鄱阳湖生态环境问题的有效途径。     

长江与鄱阳湖水文关系及其演变的定量分析

鄱阳湖蓄水受到自身流域来水和长江流量的双重影响,利用长江汉口和鄱阳湖星子水文监测资料,统计分析后得到长江与鄱阳湖量化的水文关系:(1)如果汉口流量小于15 000 m~3/s,长江对鄱阳湖出流影响不明显,鄱阳湖基本上自由出流,湖水位变幅较大。(2)如果汉口流量超过18 000 m~3/s,长江对鄱阳湖出流顶托作用明显,汉口流量越大,顶托越显著,因顶托而滞蓄在湖盆的水量可达31.9%~81.4%。(3)如果星子水位10.5~16.5 m且汉口流量大于20 000 m~3/s,出现长江向鄱阳湖倒灌的可能性较大;星子水位低于8 m或鄱阳湖主汛期一般不会发生倒灌。2000年以后鄱阳湖与长江水文关系发生了一些变化,主要表现在长江对鄱阳湖出流顶托作用弱化,鄱阳湖枯水期提前并延长,湖水位日涨落幅度增大。定量研究这些关系,对于鄱阳湖水资源利用、水环境和水生态保护具有重要作用。     

基于最小二乘法的鄱阳湖水位流量关系研究

为了进一步揭示鄱阳湖与长江及其流域来水之间的"江河湖"关系,选取鄱阳湖湖口水文站作为研究对象,以三峡工程的蓄水时间(2003)为分界点,应用最小二乘法对其1978-2007年的水文数据序列(逐月平均水位与月平均流量)进行线性、多项式(三次曲线)拟合及其对数拟合,根据建立拟合曲线的判断系数R2大小选出最优的鄱阳湖水位流量关系拟合曲线,并对影响3种曲线拟合精度的影响因素进行探讨,最后对湖口水文站年均水位及年平均流量变化趋势进行分析。研究结果表明:2003年前后,鄱阳湖湖口水文站水位流量关系拟合曲线均以三次曲线拟合精度为最高,以对数拟合精度为最低;湖口水文站历年年均水位呈现下降趋势,而年平均流量则呈现上升趋势,年均水位和年平均流量最大值均出现在1998年,最小值则分别出现在2006和1979年。研究结果能够为鄱阳湖湖区水资源合理利用与水环境安全保护提供一定的参考依据。