径流对气象变化的敏感性分析

全球变暖愈来愈引起社会各界的关注,本文利用月水文模型,采取假定气候方案,以黄河流域为例,分析了径流对气候变化的敏感性。结果表明,径流对降水变化的响应气温变化显著;一般情况下,半干旱地区经济较半温润地区对气候变化敏感,人类活动的影响可在一定程度上消弱径流对气候变化的敏感性。     

黄河上中游径流对气候变化的敏感性分析

利用月水文模型, 采取假定气候方案, 分析了黄河上中游径流对气候变化的敏感性。 结果表明, 径流对降水变化的响应敏感, 对气温变化的响应相对较弱, 如气温不变, 降水增加 10 %时, 径流量约增加 17%。 如降水不变, 气温升高 1 ℃, 则径流减少 5 %左右。 在区域上分布, 中游较上游对气候变化更为敏感。     

气候变化对黄河流域径流变化及其可能影响研究进展

阐述了黄河流域水文要素变化的事实,揭示了黄河流域径流的脆弱性;综述了黄河流域径流对气候变化的敏感性及未来气候变化对黄河流域径流的可能影响的研究现状.目前的研究表明:降水在20世纪80年代后呈弱减少趋势,径流减少明显;径流对降水的敏感程度高于对气温的敏感程度;在未来气候变化情景下,径流总体呈减少趋势,黄河流域未来水资源紧张态势将进一步加剧.依据上述研究成果,提出了黄河流域适应气候变化的对策.诸多气候变化对黄河径流影响的研究中,尚存在不足:气候变化对径流变化影响的机理尚需进一步研究,缺乏极端气候事件对径流的影响研究,气候模型和水文模型中的不确定问题有待解决.     

近50 年海河流域径流的变化趋势研究

该文用Mann-Kendall方法对近50年海河流域山区20个子流域的径流及降水的变化趋势进行了显著性检验, 结合降水, 径流及气温的年代距平值的同步分析以及径流对气候变化的敏感性研究结果, 对近50年海河流域径流的变化趋势, 提出了一个半定量分析的研究思路和方法。提出影响径流变化的三种类型:以气候暖干化为主, 人类活动为辅的径流显著衰减型;以人类活动为主, 气候暖干化为辅的径流显著衰减型;人类活动与气候变异都不明显, 径流无显著变化的类型。分析结果展示了气候、人类活动与水之间的相互作用。这种相互作用, 给径流的变化趋势分析和成因分析带来了复杂性与困难, 也给气候变化对水资源的影响研究提出了挑战。     

气候变化及人类活动对西北干旱区水资源影响研究综述

本文回顾了西北干旱区气候变化事实及其对水资源影响的最新研究进展,从气候变化和人类活动两个角度综述了水资源变化的原因,以及未来西北干旱区水资源变化与适应对策。研究表明：1961年以来西北干旱区呈现明显暖湿化趋势,其中冬季增温最快,夏季降水增加速率最大。伊利河谷、塔城等地区增温趋势最大,北疆降水量增加最多。受气候变暖导致冰雪快速消融和山区降水增加的影响,西北干旱区西部河流黑河、疏勒河、塔里木河出山口径流量显著增加。由于东部河流石羊河径流的补给主要靠降水,降水的减少导致径流呈现下降趋势。不合理人类活动造成石羊河、黑河和开都河中下游径流减少。本文提出了西北干旱区亟待深入研究的任务：极端天气气候事件的变化规律及其对水资源影响;未来气候变化和水资源的预估;气候变化归因研究;气候变化-社会经济活动一体化适应策略选择;水资源科学合理定量分配等。     

基于VIC水文模型的滦河流域径流变化特征及其影响因素

基于1971—2000年的滦河水文站径流资料,采用Mann-Kendall法和有序聚类分析法对滦县水文站的水文序列进行突变分析,利用VIC(variable infiltration capacity)水文模型对滦河流域的径流进行模拟,探讨该模型对滦河径流的模拟效果,并定量计算气候变化和人类活动对滦河流域径流的影响程度。结果表明:1980年是滦河流域径流的突变点,1971—1979年为该流域径流序列的基准期;该时期VIC水文模型模拟效果较好,模拟的流量过程与天然径流过程较一致;1980年之后,因受气候变化、人类活动导致的下垫面情况变化因素影响,VIC模拟的月径流过程的确定性系数有所减小,1980年代,模型的模拟效果总体较好,只有1988年对于丰水期的模拟略偏小,然而从1990年代开始,模型对于丰水年的模拟偏小明显。定量分析计算出的气候变化对滦河流域径流影响为54.9%,人类活动影响为45.1%,可见人类活动不容忽视。     

气候变化对长江上游径流影响预估

利用第五次国际耦合模式比较计划(CMIP5)中5个气候模式在3种典型浓度路径(RCPs)下的预估结果驱动SWAT水文模型,预估了21世纪气候变化对长江上游年径流量、季节分配以及极端径流的影响。结果表明：预估的长江上游平均气温呈显著上升趋势,21世纪末较当前(1986—2005年)升高1.5~5.5℃,降水总体呈增加趋势,在21世纪30年代后高于当前气候平均值,21世纪末相对于当前增加5%~15%。流域内气候变化存在明显空间差异,金沙江和岷沱江流域气温升高和降水增加幅度均大于流域平均值。预估的长江上游年径流量及各月平均径流均有增加趋势,在21世纪30年代后高于当前多年平均值,21世纪中期增加4%~8%,21世纪末增加10%~15%。预估的径流年内分布的均匀性有所增加,但年际变化明显增大,极端旱涝事件的频率和强度明显增加。预估的各子流域径流变化对气候变化的响应也存在差异,金沙江和岷沱江流域年径流量、年际变化和年内分布变化小,对气候变化的响应表现为低敏感;嘉陵江流域、乌江流域和长江上游干流径流增加幅度大,同时极端丰枯出现的频率和程度增加显著,是气候变化响应的敏感区域。     

农户生计对气候变化的敏感性研究综述

开展农户生计对气候变化的敏感性研究有利于深入认识气候变化与生计的关系,对增强农户的气候变化适应能力和降低生计脆弱性具有重要意义。在梳理不同领域敏感性概念的基础上,阐述了农户生计对气候变化敏感性的科学内涵和研究框架,重点分析了敏感性表征和综合评价指标体系。农户生计对气候变化的敏感性是指气候变化和极端事件对农户生计的影响程度,敏感性表征主要表现在气候变化对自然资源、人类健康、牲畜、资产和收入等方面的影响,不同地区和人群敏感性表征具有差异性。农户生计对气候变化的敏感性随着发展程度提高而下降,生计多样化、基础设施建设等有助于降低气候变化的影响。生计敏感性多为脆弱性研究的一部分,常以可持续生计分析为框架,运用指标评估法进行综合评价。未来研究需要完善敏感性理论框架和研究方法,加强适应的有效性评估,以及开展跨区域或跨时段的生计敏感性对比研究,重点关注生态脆弱和贫困地区。     

黄河源区积雪变化特征及其对春季径流的影响

基于1978-2016年积雪、气象和径流资料,采用Mann-Kendall检验法、线性分析法及敏感性公式,分析了黄河源区积雪变化特征及其对春季径流的影响。结果表明:(1)黄河源区表现出积雪初日推迟、终日提前、积雪期缩短和积雪日数减少趋势,其中,积雪初日、终日与积雪期分别通过了p0. 05、p0. 05及p0. 01的显著性检验。(2)年均雪深1978-2016年无明显变化趋势,但自21世纪以来呈显著上升趋势,且通过了p 0. 1的显著性检验。(3)黄河源区积雪日数对春季径流的影响较积雪深度显著。积雪日数、积雪深度平均变化1%,将分别引起春季径流变化0. 60%和0. 25%。因4月和5月份平均气温升高,积雪大量融化,故4月和5月径流对积雪变化敏感性较3月径流大。(4)降水和温度的不同组合引起积雪变化,导致春季径流的不同响应。气候变暖环境下,黄河源区融雪径流提前,表现为3月径流呈上升趋势,4月和5月径流呈下降趋势,但同时也因区域大气水汽含量变化,导致春季各月径流及春季径流自21世纪以来呈上升趋势。     

气候变化对城市年径流总量控制率分区的影响

城市地区强降水发生频次和强度的增加容易诱发内涝现象,年径流总量控制率作为海绵城市的重要设计参数,更是直接受到降水变化的影响。以江苏省为例,利用全省70个国家级气象观测站1961—2019年最新的日降水量资料评估了气候变化对城市年径流总量控制率分区的影响。研究发现,有效降水的年代际变化十分明显,1991—2019年降水日数、降水量、降水强度均比其他时间段上更多、更强;太湖流域的设计雨量较小,连云港地区的设计雨量较大,南北差异随着控制率的提高而扩大,当控制率为85%时,全省设计雨量平均值为38.1 mm,最大值是最小值的1.7倍;气候变化对年径流总量控制率分区影响明显,江苏的苏南、江淮南部大部分地区的分区变大,导致全省IV区所占面积明显增加。不同等级降水的变化趋势是影响年径流控制率分区的关键因素,大雨以上的雨日、雨量在有效降水中占比增加,则分区变大。     

Quantifying the effects of climate variability and human activities on runoff for Kaidu River Basin in arid region of northwest China

Much attention has recently been focused on the effects that climate variability and human activities have had on runoff. In this study, data from the Kaidu River Basin in the arid region of northwest China were analyzed to investigate changes in annual runoff during the period of 1960–2009. The nonparametric Mann–Kendall test and the Mann–Kendall–Sneyers test were used to identify trend and step change point in the annual runoff. It was found that the basin had a significant increasing trend in annual runoff. Step change point in annual runoff was identified in the basin, which occurred in the year around 1993 dividing the long-term runoff series into a natural period (1960–1993) and a human-induced period (1994–2009). Then, the hydrologic sensitivity analysis method was employed to evaluate the effects of climate variability and human activities on mean annual runoff for the human-induced period based on precipitation and potential evapotranspiration. In 1994–2009, climate variability was the main factor that increased runoff with contribution of 90.5 %, while the increasing percentage due to human activities only accounted for 9.5 %, showing that runoff in the Kaidu River Basin is more sensitive to climate variability than human activities. This study quantitatively distinguishes the effects between climate variability and human activities on runoff, which can do duty for a reference for regional water resources assessment and management.     

Sensitivity of Runoff, Soil Moisture and Reservoir Design to Climate Change in Central Indian River Basins

Climate change due to a doubling of the carbon dioxide in the atmosphere and its possible impacts on the hydrological cycle are a matter of growing concern. Hydrologists are specifically interested in an assessment of the impacts on the occurrence and magnitude of runoff, evapotranspiration, and soil moisture and their temporal and spatial redistribution. Such impacts become all the more important as they may also affect the water availability in the storage reservoirs. This paper examines the regional effects of climate change on various components of the hydrologic cycle viz., surface runoff, soil moisture, and evapotranspiration for three drainage basins of central India. Plausible hypothetical scenarios of precipitation and temperature changes are used as input in a conceptual rainfall-runoff model. The influences of climate change on flood, drought, and agriculture are highlighted. The response of hypothetical reservoirs in these drainage basins to climate variations has also been studied. Results indicate that the basin located in a comparatively drier region is more sensitive to climatic changes. The high probability of a significant effect of climate change on reservoir storage, especially for drier scenarios, necessitates the need of a further, more critical analysis of these effects.     

气候变化对汉江上游径流的影响

 根据汉江上游安康以上流域1961-2005年历年逐月气温和降水量资料,统计分析了近45 a流域气候变化的基本特点。同时,通过对各站气温、降水量与安康站径流量的相关计算,建立了天然径流量气候模型,并分析了径流量对气候变化响应的敏感性。结果表明：1) 近45 a来汉江上游安康以上流域的年平均气温呈上升趋势;降水量呈递减趋势,90年代以后减少更为显著。2) 在过去45 a中,汉江上游径流量总体呈下降趋势;1961年以来,汉江上游径流量大体经历了两个丰水段和两个枯水段;1985年发生跃变,以前呈微弱的上升趋势,以后呈下降趋势。3) 径流量与区域年平均气温呈负相关,而与年降水量呈较显著的正相关,年径流量对降水变化的响应较其对气温变化的响应更为敏感。     

气候变化对汉江上游径流的影响

根据汉江上游安康以上流域1961-2005年历年逐月气温和降水量资料,统计分析了近45 a流域气候变化的基本特点。同时,通过对各站气温、降水量与安康站径流量的相关计算,建立了天然径流量气候模型,并分析了径流量对气候变化响应的敏感性。结果表明：1) 近45 a来汉江上游安康以上流域的年平均气温呈上升趋势;降水量呈递减趋势,90年代以后减少更为显著。2) 在过去45 a中,汉江上游径流量总体呈下降趋势;1961年以来,汉江上游径流量大体经历了两个丰水段和两个枯水段;1985年发生跃变,以前呈微弱的上升趋势,以后呈下降趋势。3) 径流量与区域年平均气温呈负相关,而与年降水量呈较显著的正相关,年径流量对降水变化的响应较其对气温变化的响应更为敏感。     

辽河流域气候变化及对径流影响预估与评估分析

辽河流域属于气候变暖较为显著区域,增温幅度比全球和全国的增温幅度都要高。同时辽河流域也是水资源较为匮乏且需求量大的地区,因此气候变化对水资源影响问题也更值得关注。基于长期历史观测气象水文数据和未来不同情景下气候变化预估资料,建立评估气候变化与径流量的关系,预估未来气候变化对径流量的可能影响,为辽河流域应对气候变化决策提供科学依据。结果表明:1961—2020年,辽河流域气温为持续上升趋势,降水没有明显的增减趋势,但存在阶段性变化;辽河流域降水量与径流量有较好的相关关系,具有较为一致的长期变化趋势与特征,年降水量与径流量相关数达到0.6以上。日降水量与径流量相关分析表明,降水发生后次日且为大雨降水等级(即日降水量≥25 mm)时,两者相关系数可高达0.85;敏感性试验和模式模拟试验表明,径流量对气候变化有明显的响应,降水增加(减少)、气温降低(升高),则径流量增加(减少);在未来RCP8.5排放情景下气温升高趋势最为明显,未来径流量也为显著增加趋势;RCP2.6排放情景下气温增加的幅度最小,未来径流量也表现为无明显增减趋势;RCP4.5情景下,气温增加的幅度居中,未来径流量则为减少趋势。     

气候变化对滦河流域水资源影响的水文模式模拟（Ⅱ）: 模拟结果分析

利用PRMS水文模式系统 ,模拟研究了气候变化对滦河流域丰、枯水年不同季节水资源的影响。结果表明 ,滦河流域蒸发量主要受气温变化的影响 ,受降水量变化的影响相对较小 ;且湿润季节变化绝对值较大 ,干旱季节变化百分率较大。而地表径流量、次地表径流量、地下径流量及河川径流量主要受降水量变化的影响 ,受气温变化的影响相对较小。湿润季节对气候变化的敏感性较高 ,干旱季节敏感性较低。     

博斯腾湖流域气候变化及其对径流的影响

利用博斯腾湖流域开都河、黄水沟和清水河的出山口水文站月径流量和气象站月平均数据，开展变化特征分析和径流变化对气候因子的响应研究。结果表明，博斯腾湖流域年际气候变化以气温上升为主，降水量增加趋势不显著；域内主要河流径流量持续上升。突变检验发现，三条入湖河流90年代之前径流量增加主要是域内降水量增加的结果，随后受气温上升导致冰雪消融加快也对径流量的增加有贡献。相关分析结果显示，博斯腾湖三条入湖河流年径流量变化主要受4月和7月降水因子影响。此外，开都河的径流变化还表现出对8月气温和降水的显著响应，同时开都河流域集水区冰川的面积和占比均大于黄水沟和清水河流域，这表明冰川融水补给对开都河径流的影响大于黄水沟和清水河。所建立的气候因子-径流量多元线性回归模型，能够很好的模拟开都河、黄水沟和清水河的径流变化过程，证明了博斯腾湖流域水文变化受气候因子的显著影响。     

Sensitivity Analysis of Discharge in the Arctic Usa Basin, East-European Russia

The high sensitivity of the Arctic implies that impact of climate change and related environmental changes on river discharge can be considerable. Sensitivity of discharge to changes in precipitation, temperature, permafrost and vegetation, was studied in the Usa basin, Northeast-European Russia. For this purpose, a distributed hydrological model (RHINEFLOW) was adapted. Furthermore, the effect of climate change simulated by a GCM (HADCM2S750 integration) on runoff was assessed, including indirect effects of permafrost thawing and changes in vegetation distribution. The study shows that discharge in the Usa basin is highly sensitive to changes in precipitation and temperature. The effect of precipitation change is present throughout the year, while temperature changes affect discharge only in seasons when temperature fluctuates around the freezing point (April and October). Discharge is rather sensitive to changes in vegetation. Sensitivity to permafrost occurrence is high in winter, because infiltration and consequently base flow increases if permafrost melts. The effect of climate change simulated by the scenario on discharge was significant. Peak flow can both decrease (by 22%) and increase (by 19%) comparedwith present-day, depending on the amount of winter precipitation. Also, runoff peaks earlier in the season. These results can have implications for the magnitude and timing of the runoff peak, break-up and water-levels.     

河西走廊地区气候和绿洲生态研究的若干进展

河西走廊地区以其独特的生态环境和气候特征一直成为众多学者研究的焦点区域,文中从该区温度、降水特征及其背景下区内绿洲生态环境变化两方面,对国内在这些方面的研究成果作了初步的归纳整理和分析综述。