气候变化和人类活动对石羊河流域水资影响评价

石羊河流域的年平均气温(最高、最低气温)自1951年以来总体呈上升趋势,增温速率为0.22℃/10a,增幅达1.2℃。1992年是年平均气温显著变暖的年份,与显著变暖前相比,年平均气温上升了0.85℃,低于近51年1.1℃的增幅水平。在近55年中,石羊河流域的年降水总体上在增加,出山口径流量在减少,流域尾闾民勤绿洲的地下水位在快速下降。气温显著变暖后,年降水量增加了约18.2 mm,增幅达5.8%,出山口径流量减少了4.1×108m3,民勤绿洲的地下水位下降了1倍~2倍。水资源变化的成因分析表明,出山口径流量的减少源自径流补充之一的上游山区降水的减少,而红崖山水库入库径流量的持续快速减少则是民勤地下水位快速下降的主要原因之一。受气候变化的影响,石羊河流域出山口径流量峰期有所提前,而人类活动严重地影响了石羊河流域中游地表径流利用量和下游可利用量分配比例。     

天山北坡呼图壁河流域水资源变化及转化研究

利用天山北坡中段呼图壁河流域石门水文站1956—2011年径流量数据,以及2013年9月—2014年10月逐月呼图壁河地表径流和地下水的δD和δ18O数据,研究了呼图壁河流域地表径流和地下水位变化,并结合同位素和水化学方法探讨了地表径流和地下水之间的转化关系。结果表明,近55 a呼图壁河流域出山口径流量有明显增加趋势,在20世纪90年代之后增加了13.36%,而地下水位呈持续下降趋势。流域地表水与地下水水化学特征差异显著,地表径流受岩石风化作用影响,而地下水受蒸发—结晶沉降作用控制。该流域地表水与地下水出现了两次转化关系,上游地区地下水对地表径流的补给占到18.45%,而中下游区域地下水的补给占到92.31%。     

1960-2009年石羊河流域气候变化特征

利用线性倾向率和Mann-Kendall非参数检验及克里金（Kriging）空间插值法,分析石羊河流域气温、降水量和蒸发量3个气候要素的年代际时空变化特征。结果表明：1960-2009年石羊河流域气温最小增速为0.25 ℃/10 a,高于中国及全球平均增速,且石羊河流域东部地区增温速度大于流域西部;20世纪60年代石羊河流域气温为降低趋势,其他年代流域大部地区均为增温趋势,且这种增温趋势是突变的。石羊河流域各年代及50 a平均降水量流域西部地区均比东部地区增加明显,近50 a石羊河流域降水量的变化趋势大多数未通过显著性检验,流域降水量的变化是由于降水的年际振荡造成的。近50 a石羊河流域大部地区的蒸发量呈先减少后增加的趋势,除民勤外,流域各地区蒸发量的减少或增加均存在突变。石羊河流域气温持续升高和蒸发量增加及二者的协同关系可能导致区域干旱的加剧。     

青海地表水资源的变化及影响因子

通过分析近３８年青海省主要河流径流量及其流域降水、气温的变化趋势,着重研究了干旱气候对青海地表水资源的影响。结果表明,内陆河多为高山冰雪融水和雨水混合补给型河流,外流河多为以雨水补给为主的河流;青海地表水资源呈减少趋势,其减少趋势进入９０年代尤为明显;气温和降水是影响静海地表水资源的主要气候因子,其中气温升高加剧了流域蒸发量的增大和干旱影响,减少了地表径流量;而９０年代以来降水量的减少特别是汛期降     

青海地表水资源的变化及影响因子

通过分析近３８年青海省主要河流径流量及其流域降水、气温的变化趋势,着重研究了干旱气候对青海地表水资源的影响。结果表明,内陆河多为高山冰雪融水和雨水混合补给型河流,外流河多为以雨水补给为主的河流;青海地表水资源呈减少趋势,其减少趋势进入９０年代后尤为明显;气温和降水是影响青海地表水资源的主要气候因子,其中气温升高加剧了流域蒸发量的增大和干旱影响,减少了地表径流量;而９０年代以来降水量的减少特别是汛期降水量的减少直接影响到径流量的减少。     

干旱气候对青海地表水资源影响的研究

通过分析近38年青海省主要河流径流量及其流域降水、气温的变化趋势,研究了干旱气候对青海地表水资源的影响。结果表明,内陆河多为高山冰雪融水和雨水混合补给型河流,外流河多为以雨水补给为主的河流;青海地表水资源呈减少趋势,其减少趋势进入90年代后尤为明显;气温和降水是影响青海地表水资源的主要气候因子,其中气温升高加剧了流域蒸发量的增大和干旱影响,减少了地表径流量;而90年代以来降水量的减少特别是汛期降水量的减少直接影响到径流量的减少。     

石羊河流域干旱特征及其灾度和危险度

使用石羊河流域1960—2019年的气温、降水资料和2000—2019年干旱灾情资料，采用统计学、灰色理论等综合评判方法分析了石羊河流域各地干旱的时空变化和强度特征，并对干旱灾害灾度和危险度进行计算和定量评价。结果表明：石羊河流域干旱年频次从高到低基本为中游永昌和凉州、上游天祝和古浪、下游民勤，随年代呈先减少后明显增多趋势。各等级干旱频次的变率较大，干旱频次总体随强度加重而减少。各地最大灾度与出现的干旱频次不太一致，干旱灾害均为轻灾，救灾以县级为主。该流域没有极重度危险区和重度危险区，凉州、古浪、民勤为中重度危险区，全流域及永昌、天祝为中度危险区。干旱灾害的灾度和危险度的分析结果不完全一致。     

吉林省中西部浅层地下水位时空变化特征及与降水的关系

地下水资源是农业生产和人民生活的重要水源之一,地下水动态变化规律的研究具有重要的现实意义。利用2007~2013年降水和地下水位监测数据,对比分析吉林省中西部浅层地下水位的时空变化规律及其与降水的关系。结果表明:(1)2007~2013年吉林省中西部地区平均地下水位总体呈由东北向西南逐渐升高的空间分布特征,且年内及年际变化中、西部区域差异较大。其中,西部地区地下水位年内波动幅度较小,且各测站的年变化趋势差异较大,而中部地区的年内波动变幅较大,且除长春站年变化幅度不大外,其余测站均呈上升趋势;(2)中部地区各测站年均、月均地下水位与年、月降水量基本呈正相关关系,地下水的补给主要源自降水量的入渗,而西部地区各测站地下水位与降水量的相关性不显著,地下水位埋深受人类活动影响较大;(3)降水对地下水位的影响表现在:年均浅层地下水位与年降水量整体保持一致的变化趋势,降水量影响着浅层地下水位的变化幅度;汛期前后地下水位的变化及变幅与汛期降水量有密切关系,且丰水年与枯水年汛期降水对春季地下水开采量的缓解作用略有不同。     

山东水资源分析及趋势预测

通过分析近３９年山东省水资源的历史倾向性、阶段性、周期性,研究了水资源总量及径流量和地下水位的变化特征。结果表明,山东水资源量的年际变化大且呈快速下降态势,其中,地表径流量的下降尤为明显;水资源的变化存在一定的阶段性和周期性。通过分析降水与水资源的关系,发现两者的变化规律一致,但降水对水资源,特别是对地下水分量的影响有一定的持续性。建立均生函数预测模型,对未来水资源总量进行预测显示,１９９８￣２０     

泰安市降水特征与水资源分析

分析泰安市1951～2002年降水资料,利用Excel图表分析得出泰安降水分布特征和未来趋势。降水年际变化大,年降水量最大值是最小值的5倍;季节分配极不均匀,分布总体呈下降趋势,特别是1997年以来降水量持续少于平均水平,下降趋势明显。利用1951～2002年月降水量和月气温资料,依据高桥浩一郎的陆面实际蒸发经验公式,计算出陆面蒸发、蒸发系数和可利用降水系数,得出泰安水资源的变化特征与降水变化特征基本相似,春季是泰安最易出现干旱的季节。分析1984～2002年泰安地下水埋深资料,得出地下水位的变化基本随每年降水量的多少而升降,总体呈明显下降趋势,地下水资源相应减少,特别是自1995年以来地下水位逐年下降。提出缓解和解决水资源缺乏的两个有效方法,人工影响天气增加降水量和开源节流节约用水。     

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GIS的黔南州近31 a降水时空分布特征

该文利用贵州省黔南州12个国家级自动气象站1989—2019年的地面降水观测资料,采用线性回归方法、Kriging法、反距离权重法、滑动t检验等方法,分析了黔南州近31 a降水的时空变化规律及突变特征,主要得出以下结论:(1)黔南州年平均降水呈东西部偏多、北部和中南部偏少的"川"字型分布,降水量有明显的增加趋势;(2)季节降水高值区围绕都匀为中心南北摆动,其中春、夏、秋3个季节降水呈增多趋势,冬季呈减少趋势;(3)月降水主要集中在4—8月,其中11月—次年4月降水为东多西少的东西向分布,5—9月为南多北少的南北向分布,10月为北多南少的南北向分布;(4)降水突变总体表现为2000年左右由减少趋势向增多趋势突变、21世纪10年代初由增多趋势向减少趋势突变。     

气候变化背景下中国陆地水循环时空演变

水循环是气候系统各子系统相互作用过程中一个最活跃的枢纽,受气候变化影响显著。本文采用观测和多套再分析数据,系统分析了1979年以来中国及各大流域大气水汽含量、降水、蒸散发和地表径流等水循环要素年际变化。研究发现,1979-2018年,中国陆地整层大气水汽含量和水汽收支呈显著上升趋势;水汽收支除在松花江和西南诸河略有下降,其余流域均呈上升趋势;降水除西北诸河流域呈现显著上升趋势外,其余流域变化不显著;蒸散发整体呈微弱增加,但南方大部流域呈现显著的减小趋势;除西北诸河径流显著上升趋势外,北方大部分流域地表径流呈现减少趋势,而南方流域的径流变化趋势复杂多样。相对1979-2000年,21世纪以来中国年平均气温上升约0.63℃,年降水量、大气水汽含量分别增加0.5%和1.2%,水汽总输入和输出量均减小,降水再循环率增加10.9%。进入21世纪,中国陆地水资源一级分区内循环均较前20 a活跃,降水再循环率除松花江和辽河流域外,均有所增加。其中,海河、黄河、淮河和西北诸河流域的水汽和蒸发形成的降水都有所增加;辽河流域蒸发形成的降水有所增加,但输入水汽减少导致流域降水减少最多;松花江、长江、珠江和西南诸河流域蒸发形成的降水增加,输入水汽减少导致降水略有减少;东南诸河蒸发形成的降水略有增加,但整体变化不大。     

气候变化对石羊河流域生态环境的影响分析

为探讨气候变化对石羊河流域生态环境的影响，利用流域多年（1959-2018年）气象、水文和卫星遥感资料，采用线性倾向率、滑动t检验等方法,分析流域气温、降水、河流流量、植被覆盖、沙尘暴的变化事实及趋势，并使用相关系数（pearson）法研究气温和降水分别与环境要素的关系，得到气候变化对流域生态环境的影响程度。结果表明:气温呈显著上升趋势，增温速度为下游0.42℃．（10a）-1＞中游0.36℃．（10a）-1＞上游0.35℃．（10a）-1, 近10年增温最显著，较60年代升高了1.67℃。四季气温均呈显著上升趋势，增温速度为冬季＞秋季＞春季＞夏季。降水呈波浪略增加趋势，增幅为上游8.3mm．（10a）-1＞中游7.0mm．（10a）-1＞下游4.1mm．（10a）-1，近10年增加最显著，较60年代增加了17%。四季降水呈弱增加趋势，增加幅度为夏季＞春季＞秋季＞冬季。河流流量以波浪式持平变化；植被覆盖面积和归一化差异植被指数（NDVI）显著增大；沙尘暴频次显著减少，近10年较60年代减少了13.05d。流域气候暖湿化近20年较显著，气候变化有利于增加本地水资源总量、提高地表植被覆盖率、抑制沙尘暴的发生，对生态环境和大气环境质量改善有积极作用。     

石羊河流域雷暴气候特征及防护等级区划

利用1961—2013年石羊河流域5个气象站的雷暴资料，运用统计学方法分析了石羊河流域雷暴的时空变化特征，并对雷暴防护等级进行划分。结果表明：石羊河流域年、年代雷暴日总体呈减少趋势，天祝的减少趋势尤为显著，递减率达-5.843 d/10 a，雷暴日的时间序列存在7～8 a的准周期变化。石羊河流域雷暴初日最早出现在3月下旬（永昌），其他均出现在4月上旬，终日最晚出现在10月下旬末（永昌出现在10月上旬初），平均雷暴期为100.4～171.3 d。6—8月是雷暴的高发期，雷暴日占年雷暴总日的70.7%～78.4%。雷暴的日变化明显，雷暴多发时段为12—22时，集中发生时段为13—17时，雷暴的平均持续时间为10～40 min。石羊河流域雷暴具有明显的地域特征，南部山区天祝雷暴日远大于其他各地，占总雷暴日的40.8%。随着雷暴站数的增多，区域性雷暴日迅速减少。石羊河流域雷暴防护等级划分为3级：天祝属1级防护，为高雷区；永昌和古浪属2级防护，为多雷区；民勤和凉州属3级防护，为少雷区。     

沈阳市降水对水资源的影响及对策

在分析沈阳近百年特别是近50 a降水变化规律的基础上,研究了沈阳市降水对水资源的影响。结果表明：沈阳市降水量变化决定水资源变化,从1956年以来水资源总量呈减少趋势,且随着年降水量的变化而变化;地下水变化平缓;地表水资源变化速度比降水变化速度快。同时降水量对辽、浑河的自然径流量影响显著,年际变化剧烈;近10 a沈阳降水量呈减少趋势,将加剧沈阳水资源短缺的矛盾。在对气候进行预估的基础上对水资源的发展趋势做了预估。     

甘肃民勤春季沙尘天气的气候特征

用民勤气象站1976—2005年春季沙尘天气的观测资料,分析了沙尘天气的时空变化特征与气象条件、水资源以及人类活动的关系。结果表明：春季民勤地区的沙尘天气大多发生在中午至傍晚,持续时间一般在1-2h。沙尘天气总的发展趋势在减少,它与降水量之间有很好的反相关性;民勤地区特殊的地理位置所形成的气候背景、石羊河流域来水的大幅度减少、水资源不合理的开采与利用、人口增长对生态环境的压力等方面的影响都造成该地春季沙尘天气较多。     

祖厉河流域近50a降水变化及典型人类活动对降水的影响

对祖厉河流域近50 a 降水资料的分析结果表明:祖厉河主流域区等降水量线纬向分布特征明显,降水量随纬度增高而减少;在流域南部和东北部高度差大的地方,降水量随高度增高而增加;受地形影响,祖厉河中下游有一条干舌自西北向东南伸到流域东部边缘,与周边区域相比,干舌区降水偏少90～140 mm.近50 a祖厉河流域降水显著减少,区域平均减少106.4 mm.小波分析表明,25 a以上和10 a左右的降水变化周期很明显,目前处于偏少期;区域平均降水量从20世纪60年代后期开始减少,1986年发生了突变,之后迅速减少.流域内降水季节分配很不均匀,夏季降水最多,占年降水的55%,春、秋季均占年降水的21%,冬季占年降水的3%;春、夏季降水减少不显著,秋季降水减少显著,但进入本世纪,秋雨开始增多,冬季降水有不显著的增多趋势.中下游过度垦殖及河流源头过多的小水利工程等人类活动造成地表状况变化,降水有加剧减少的迹象;流域外大量调水虽然对降水不足有相当的补偿作用,但地表调水显然没有使流域内的天然降水量增加;地表植被增加和人类活动对地表影响较小的区域降水减少比较缓慢.     

气候变化对石羊河流域重点治理规划的影响

 根据IPCC全球气候变化情景,分析了石羊河流域未来可能气候变化趋势及其对流域河川径流量的影响。利用宏观经济水资源模型,研究了不同径流变化情景对石羊河流域治理规划效果的影响。结果表明：若石羊河流域未来径流量减少15%,对流域现状发展模式和治理模式经济影响将分别为29.8%和7.2%。石羊河综合治理可提高流域应对气候变化风险的能力,减小气候变化对流域社会经济的影响。     

气候变化对石羊河流域重点治理规划的影响

根据IPCC全球气候变化情景,分析了石羊河流域未来可能气候变化趋势及其对流域河川径流量的影响。利用宏观经济水资源模型,研究了不同径流变化情景对石羊河流域治理规划效果的影响。结果表明：若石羊河流域未来径流量减少15%,对流域现状发展模式和治理模式经济影响将分别为29.8%和7.2%。石羊河综合治理可提高流域应对气候变化风险的能力,减小气候变化对流域社会经济的影响。