渭河流域上游枯水径流特征与机理分析

选取渭河干流及上游主要支流葫芦河、牛头河、藉河的秦安、社棠、天水、武山和北道5个水文站1956-2005年50 a逐月径流资料(社棠从1959年开始共47 a资料), 利用传统概率统计法和时间序列分析法, 对渭河流域葫芦河、牛头河、藉河3条支流和渭河干流的年最小枯水流量特征、月最小流量特征、枯水发生时间进行了分析, 并从气象及人类活动两方面分析了枯水径流及极值的形成机理. 研究表明: 渭河流域上游年平均流量与多年平均最小流量的倍比较大, 且下垫面越复杂, 人类活动越频繁, 最小流量受到的影响越大; 最小月平均流量相比瞬时最小流量更为稳定; 耕地面积与枯水径流呈负相关关系, 不同时期、不同量级的枯水流量随着耕地面积的增大而减小.     

100多年来东亚地区主要河流径流变化

应用东亚地区8条主要河流100多年来的径流观测资料, 用线性趋势分析不同时段径流变化趋势.结果表明: 1870年来东亚南部 (主要发源于我国境内)的河流径流均表现出减少趋势;而最近1930年以来, 东亚南部河流均为减少趋势, 北部河流(西伯利亚3条大河)则表现为增加趋势, 但年际变化存在着较大差异;1951年以来大部分河流径流变化趋势基本与1930年以来相同, 但长江下游大通站由于中下游地区90年代降水增加表现为增加趋势.     

祁连山北坡流域冰川物质平衡波动及其对河西水资源的影响

祁连山北坡各流域发育有现代冰川 2 166条 ,总面积 13 0 8km2 ,冰储量 60km3,冰川融水补给河流约 8× 10 8m3·a-1,占河西地表总径流量的 11% .近 4 0a来 ,东段石羊河流域冰川物质平衡 (Bn)呈较大负平衡 ,Bn在 - 80～ - 12 0mm间 ;西段的讨勒河、疏勒河和党河流域冰川具正物质平衡 ,Bn在+ 5 0～ + 90mm ;黑河流域的冰川处于过渡区 ,其冰川物质平衡多年平均在 - 4 0～ + 4 0mm间 .冰川物质平衡的变化直接影响着河流径流的变化 ,洪水坝河、党河和昌马河的冰川融水补给率达 3 0～ 4 0 %以上 ,东大河、大渚马河、马营河和讨勒河的补给率在 12 %～ 14 %之间 ,而西营河和梨园河仅有 7%左右 .冰川物质平衡逐年变化显示 ,2 0世纪 5 0～ 70年代冰川以负物质平衡为主 ,80年代开始向正的平衡开始转化 ,90年代以正平衡为主 ,主要是冬季气温上升引起的降雪量增加的结果 .在全球气温变暖情景下 ,东段冰川物质平衡将呈增加的趋势 ,西段冰川物质平衡将呈下降的趋势 ,将使西段以冰川融水补给的河流径流增加 ,而东段石羊河流域径流下降明显 .     

枯水研究进展

枯水和洪水是水文学中极值范畴,自20世纪七八十年代以来,大规模地开展河流枯水研究工作,但枯水研究的深度远远低于洪水。总结前人研究的成果可以发现,人类对枯水研究的内容主要集中在以下3点:①对不同区域影响枯水的主要因素进行识别;②枯水频率分析以及有关枯水资料的处理方法;③分析枯水径流的计算方法及系统预测。从研究方法来看,过去,对于枯水研究中所采用的方法主要是以概率统计学和时间序列分析等为主的传统方法。随着信息时代的到来,一些新的技术、新的方法纷纷地应用于枯水研究,如"3S"技术(RS、GIS、GPS)。通过枯水研究综述,对我国进一步开展枯水研究以及合理利用枯水资源提供了科学依据,为我国开展系统综合分析应用研究,特别是对西部的干旱、半干旱地区具有深远的科学现实意义。     

河西内陆干旱区主要河流出山径流特征及变化趋势分析

根据相关水文气象台站的降水、气温和径流观测资料,分析了以黑河、昌马河、西营河等河流为代表的河西内陆区出山径流的变化特征和规律,研究表明：河西内陆干旱区诸河流出山口径流的季节变化主要受地理位置和河流补给来源的影响,而年际变幅则受山区降水量年际变幅的影响十分明显,总体上讲,本区出山径流变化相对稳定。区内梨园河以西河流水量处于上升阶段,梨园河以东的河流则处于下降的他人阶段;以黑河干流莺落峡水文站年径流为     

雅鲁藏布江流域径流变化特征及趋势分析

采用Mann-Kendall秩次相关检验法等分析方法对雅鲁藏布江流域径流变化特征及年降水量、年蒸发量观测系列进行了详细研究。雅鲁藏布江上中下游控制站径流20世纪60年代最丰,80年代最枯,年平均流量过程总体上呈略有下降趋势,但不显著。1960～1981年,中水年和丰水年份较多;1982～1997年,中水年和枯水年份较多;1998年以来,丰水年份较多。径流量主要集中在汛期(7～9月),其中,8月份径流量最大,2～3月份径流量最小,径流量月最大值是月最小值的12倍左右;径流年内分配不均匀系数和7～9月占全年比例年际间较稳定。雅鲁藏布江流域降水量和径流变化不显著,气温和蒸发呈明显增加趋势。     

东北小流域夏季枯水径流对覆被变化的响应

根据枯水径流在流量过程曲线上的定义,绘制枯水径流流量过程曲线(Low Flow Duration Curve,LFDC),分析1973～2004年间东北地区育林沟流域夏季桔水径流对造林引起覆被变化的响应规律.结果表明,1983～2004年相对于1973～1982年,流域森林覆被增加了l5%,多年平均夏季枯水径流相对增加11.84%,各年夏季枯水径流增加值却随着森林覆被的增加整体呈现递减的趋势.其中,流域覆被的增加对LFDC曲线上0～50%频率的夏季枯水径流增加尤为显著.LFDC曲线能够更好地体现超过某一频率的枯水径流对覆被变化的响应规律,对于枯水季节水文水资源的利用管理具有重要的参考价值.     

甘肃黑河的径流变化及预测

黑河出山口莺落峡站年径流大致表现为五十年代和八十年代初是丰水期,1968—1974年水量最枯。分析月径流多年变化发现:7、8两月的丰、枯水变化与年变化相似;每个较大的丰(枯)水年之后,一般在当年12月到次年3月也有一个相应的峰(谷)与之对应。最后,还对该河年径流量变化趋势的预测作了探讨。     

天山北坡玛纳斯河355a来年径流量的重建与分析

玛纳斯河树轮年表序列与该河肯斯瓦特水文站年径流总量相关显著,使用5个树轮年表序列较好地重建出天山北坡玛纳斯河肯斯瓦特水文站355a来的年径流总量,解释方差达61%.355a重建流量变化表明:1)玛纳斯河年径流总量355a来大致经历了11个偏枯水期和10个偏丰水期,最长的偏丰水期为1670-1699年,持续了30a,最长的偏枯水期为1949-1994年,持续了46a;2)最显著的两个百年流量变枯趋势为1872-1995年和1671-1775年,径流量减少率分别为0.19×10⁸m³·(10a)^-1和0.26×10⁸m³·(10a)^-1;3)在1711-1712年、1872年重建流量发生过两次突变,前者年径流量由多到少突变,后者相反;4)重建流量最丰水的年代为17世纪80-90年代,比现今偏多17.9%～18.1%,最枯水的年代为19世纪60年代,比现今偏少16.7%;5)重建流量存在着58～59、9.6、27.2、16.9、4.8、4.3、2.9～3.0a的变化周期.     

甘肃省河流天然水化学特征的分布规律及控制因素分析

依据甘肃省108条主要河流、128个监测站点近60 a的水质监测资料,对全省河流按天然水化学特征的分布规律及控制因素进行研究.结果表明:甘肃河流的天然水化学分布状况可根据主要离子浓度接近、水化学类型趋同原则,划分为祁连山区、甘南高原区、黄土高原干旱区、黄土高原半湿润区和陇南湿润区5大区域;全省河流加权平均的主要离子浓度整体略高于全黄河流域均值,但明显高于全长江流域均值.主要离子中Cl-、Na+的空间变异性最大,而HCO-、Ca2+空间变异性最小,SO42-、Mg2+居中;主导水化学特征变化的主要因素是径流深,各主要离子与径流深之间存在显著的相关性,径流深<120 mm相关性最为显著,径流深>120 mm相关性减弱,优势离子在径流深5～46 mm区间内根据径流深的变化而转换,表现出随径流深变化的规律性.     

祁连山北坡河川径流变化的分析及趋势预测

本文结合大气环流及山区内,外气温和降水的年际变化,分析了径流变化与气候变化的关系。分析指出:山区东段河流的枯水年段与欧亚地区中高纬度纬向环流的加强有一定关系;山区对流性降水对本区河流年径流的变化有不可忽视的影响。用时间序列分析方法模拟了年径流的变化规律,并预测未来5—10年径流的变化趋势。     

塔里木河干流上游中、下段河床淤积和耗水对生态环境的影响

塔里木河干流上游中、下段河床一直呈淤积状态, 新渠满站1965-2007年总淤积厚度达120 cm, 平均年淤积3.0 cm. 其中: 1965-1990年25 a淤积50 cm, 年均淤积2.0 cm, 1991-2007年17 a中河床淤积加快, 总淤积70 cm, 年均淤积4.7 cm. 由于河床淤积, 河道行洪断面缩水, 洪水漫溢不断增大, 导致上游段耗水量呈不断增加趋势, 2001年起上游段己成为干流最大的耗水区. 阿克苏河、和田河和叶尔羌河3条源流出山口多年平均年输沙量为6310×10~4t, 进入塔里木河干流龙头站--阿拉尔站多年平均年输沙量为2050×10~4t, 干流上游段多年平均年泥沙淤积量为1462×10~4t, 占塔里木河阿拉尔站多年平均年输沙量的71.3%, 是干流最大的泥沙淤积区, 也是现今最大的洪水漫溢区和耗水区. 塔里木河干流上、中、 下游各水文点年输沙量呈急剧減少趋势, 泥沙淤积河道主要是上游段的沙雅二牧场至英巴扎318 km河段. 塔里木河上游段河长495 km, 多年平均区间耗水量14.48×10~8m~3, 占阿拉尔站多年径流量的31.5%;中游河长398 km, 多年平均区间耗水量24.84×10~8m~3, 占阿拉尔站年径流量的54.0%;下游河长428 km, 多年平均区耗水量6.68×10~8m~3, 占阿拉尔站年径流量的 14.5%. 上、 中游段多年平均区间耗水量39.32×10~8m~3, 占阿拉尔站年径流量的85.5%. 上游耗水量从2001年起成为塔里木河干流最大的耗水区, 导致2002、 2005和2006年上、中游耗水量达到50.0×10~8m~3, 占阿拉尔站年径流量的88%, 成为历史最大值.     

水沙动态图法分析中国主要江河水沙变化

利用《中国河流泥沙公报》数据,采用水沙动态图方法并按平衡水沙比相对应,分析中国主要河流2006年前实测水沙的变化。根据河流下游站历年水沙变化趋势,将中国主要河流大致分为4类:水量不变沙量降低、水量和沙量均降低、水量和沙量同步略降低、几近断流断沙。按地域看,中国淮河及其以南大多数河流年径流量无明显改变,而年沙量呈明显下降趋势;淮河以北地区河流水沙量均呈明显下降趋势,特别是黄河年径流量的近10年平均值仅为多年平均值的1/3,输沙量10年平均值仅为多年平均值的1/4,而海河水系的河流下游几乎是断流断沙。总体上,中国大多数河流的沙量明显下降。大多数河流入海水沙量的明显降低主要是人类活动造成的,淮河及其以南河流沙量的降低多与水库兴建、河道采砂和水土保持工程等有关;北方河流水沙量的降低主要是引水量的大幅增加、水库建设及其运行方式的改变以及水土保持工程的发挥效益等造成的。分析也表明,利用水沙动态图法分析河流的水沙长期变化具有一定的优越性。     

Drought–flood variation and its correlation with runoff in three headstreams of Tarim River, Xinjiang, China

The Tarim River lies in the inland area of Northwest China, which has a semiarid or arid climate. Because of relatively scarce precipitation in this area, the main water resource is runoff from a mountainous drainage basin. It is very important to ascertain variations of regular hydrologic and meteorological time series data. Through the use of monthly precipitation and hydrologic data in the three headstream mountain areas of the Tarim River over the past 50 years, this work analyzes the variation of a drought–flood index and annual runoff volume, along with spatio-temporal structures of the index related to runoff at multiple time scales, via non-parametric testing and a wavelet transform method. Wavelet transform can clearly demonstrate many characteristics of the time series, including trend, shift, and major periods. Based on the analysis, the following conclusions can be drawn: (1) the drought–flood indices showed increasing trends for the Aksu and Yarkand rivers, and rose non-significantly for Hotan River. The indices of the three headstreams changed remarkably (p < 0.05) in 1986. The curves of wavelet variance show that significant periods of the indices are 4 and 8 years for Aksu and Hotan rivers, and 8 and 10 years for Yarkand River; (2) runoff of the Aksu and Hotan rivers had significant periods of 6 and 8 years, plus 3 and 9 years for Hotan River; (3) there was significant correlation between the drought–flood indices and annual runoff volume in the three headstreams. The results provide important information toward achieving predictability of flood and drought in Northwest China.     

Modelling surface–groundwater interaction in the Ruataniwha basin, Hawke’s Bay, New Zealand

Modelling groundwater and surface water is important for integrated water resources management, especially when interaction between the river and the aquifer is high. A transient groundwater and surface water flow model was built for Ruataniwha basin, New Zealand. The model covers a long-time period; starting in 1990, when water resources development in the area started, to present date. For a better resolution, the simulation period was divided into 59 stress periods, and each stress period was divided to 10 time steps. The model uses data obtained from surface water, and groundwater collected over the last 20 years. Rivers and streams were divided into 28 segments and flow and streambed data at the beginning and end of each segment was used. Parameter estimation and optimisation ‘PEST’ was used for automatic calibration of hydraulic conductivity, groundwater recharge and storativity; whereas riverbed conductance was manually calibrated. Model results show that the rivers gain from the aquifer considerably more than the river losses. The cumulative groundwater abstraction over the last 20 years is approximately 210 million m³. This amount is very low compared to other water budget components; however, the effect of groundwater abstraction on storage is significant. Based on the results of this study, it was found that the loss of storage over the last 20 years is more than 66 million m³. Results also reveal that the effect of groundwater abstraction on rivers and springs flow is significant. The rivers gain from the groundwater system, and the springs flow have been decreasing.     

河川径流的灰色拓扑预测研究——以新疆阿克苏河为例

根据阿克苏河流域内出山口水文站1957～2006年的径流实测资料,利用数理统计、Mann-Kendall非参数趋势检验及小波分析等方法对径流年际变化特征进行了分析。研究发现,阿克苏河年径流量具有相对稳定且振荡上升的趋势,年际变化小;  径流序列在1993年发生突变,径流量呈现出显著增加趋势,且通过了α=0.05的显著性水平检验;  丰、枯水周期变化存在着25a左右的主周期,丰水年发生在20世纪90年代后期,且大量连续出现,最长持续时间达7年,枯水年多以连续2年的形式出现,平水年年数占52％。运用灰色拓扑预测方法对突变前后两个径流时间序列分别进行了模拟和预测,模拟结果的平均相对误差仅为12.06％,且位于同一突变区间的精度达97.7％,预测未来几年阿克苏河年径流量存在上升趋势,但趋势不显著。     

The petroleum factor in environmental decay in Isoko local government area,Bendel State,Nigeria

China has a great number of rivers, but they are distributed unevenly. There are many large externally flowing river systems with dense stream networks, normally exceeding 0.3 km/km², while in the interior drainage regions the rivers have short courses with sparse stream networks, generally less than 0.1 km/km². Although the total runoff of the rivers is abundant, 96% is distributed in the exterior drainage regions and only 4% in the interior drainage regions. Temporally, the distribution of the runoff is also very uneven: high in the summer and autumn, and low in the winter and spring. In addition, runoff varies greatly from year to year, and successions of abundant and deficient years appear frequently. China encompasses a great variety of river water regimes, influenced mainly by the different climatic zones: e.g., temperate continental, temperate, subtropical and tropical monsoons, and the Qinghai-Xizang Plateau, with its high altitude and cold. The rivers contain a high silt content, with a sediment discharge of up to 2.6 billion tons annually. The amount of the silt discharged into the seas reaches 2.01 billion tons/annum.     

江河洪水预报流域水量分析法

江河洪水预报流域水量分析法具有概念明确、分析计算严谨、预报精度较高且仅应用江河水文站实测流量资料等特点,对于水文站数多、流量资料系列长的大江大河尤为适用。初次应用于淮河干流上游,取得了一定的经验。这一方法的应用,将会对我国大江大河防 及水资源利用起到良好的作用。     

新疆天山北坡山区流域水文特征分析

以天山北坡的乌鲁木齐河、玛纳斯河和奎屯河作为典型流域,以出山口水文站多年序列水文气象实测资料作为分析样本,基于定性和定量相结合的研究方法,利用多种水文统计模型,全面分析典型流域近50年的流域水文综合特征、判断径流年内/年际变化特征及变化趋势,为深入了解天山北坡内陆河径流的多年变化过程和规律提供科学参考。研究结果表明,天山北坡典型流域在近50年水文特征及其变化趋势上具有较大的相似性:径流年内分配不均匀,集中度高;年际变化较稳定、Cv值逐步增大、多年平均径流量的距平变化幅度偏大,特别是1990年后各流域Cv值增大与径流变化增大趋势较明显。     

Coupling a glacier melt model to the Variable Infiltration Capacity (VIC) model for hydrological modeling in north-western China

For the sustainable utilization of rivers in the mid and downstream regions, it is essential that land surface hydrological processes are quantified in high cold mountains regions, as it is in these regions where most of the larger rivers in China acquire their headstreams. Glaciers are one of the most important water resources of north-west China. However, they are seldom explicitly considered within hydrological models, and climate-change effects on glaciers, permafrost and snow cover will have increasingly important consequences for runoff. In this study, an energy-balance ice-melt model was integrated within the Variable Infiltration Capacity (VIC) macroscale hydrological model. The extended VIC model was applied to simulate the hydrological processes in the Aksu River basin, a large mountainous and glaciered catchment in north-west China. The runoff components and their response to climate change were analyzed based on the simulated and observed data. The model showed an acceptable performance, and achieved an efficiency coefficient R ² ≈ 0.8 for the complete simulation period. The results indicate that a large proportion of the catchment runoff is derived from ice meltwater and snowmelt water. In addition, over the last 38 years, rising temperature caused an extension in the snow/ice melting period and a reduction in the seasonality signal of runoff. Due to teh increased precipitation runoff, the Aksu catchment annual runoff had a positive trend, increasing by about 40.00 × 10⁶ m³ per year, or 25.7 %.