1960-2004年金沙江径流量特征及其对气候变化的响应

基于金沙江流域内1960-2004年的水文、气象站观测数据,分析了区域内径流量的年际、年代际变化以及气候因素(如降水量、平均气温)对径流变化的影响.结果表明:近40 a来径流量呈现逐渐增加趋势,并且支流雅砻江为金沙江径流量的主要产流区;干流与支流均存在年代间丰枯转移,20世纪60年代、90年代偏丰,70年代偏枯;干流夏...     

黄河上游径流丰枯变化特征及其环流背景

为了揭示影响黄河上游径流丰枯变化的气候因子,为径流的长期、超长期预报与水资源的规划利用提供依据,利用相关台站的降水、径流观测资料,分析了黄河上游汛期径流的丰枯变化特征及其环流背景.结果表明:黄河上游(唐乃亥以上)流域丰、枯水段基本上是交替出现的,总体上枯水持续时间多于丰水,一个完整的丰枯循环周期大约在18 a左右.黄河上游径流的丰、枯,与大气环流的异常有着非常密切的关系,其中,西太平洋副热带高压偏西、偏强、偏北,青藏高原中部地区有西风槽存在是黄河上游汛期降水偏多、径流偏丰的两个重要因素.因此,基于汛期流量的丰枯与其所对应的环流背景之间的联系,可根据前期环流的演变特征对黄河上游汛期流量的丰枯做出大致预测.     

径流丰枯分类的投影寻踪-集对分析耦合方法

针对集对分析的年径流丰枯分类方法未考虑不同时段对径流丰枯贡献的不同,将投影寻踪技术和集对分析方法互补耦合,探讨径流丰枯分类。首先根据径流年内分配赋予权重因子,利用投影寻踪法求得加权联系数;然后应用集对分析方法判断年径流的丰枯等级;最后以宜昌地区年径流为数据资料进行案例研究。结果表明:与径流丰枯分类的集对分析方法比较,投影寻踪和集对分析耦合方法解决径流丰枯分类问题更加客观、准确。     

变化环境下海河流域天然河川径流丰枯概率演变规律

海河流域天然河川径流持续衰减,水文丰枯情势显著变化,亟需研究适用于非一致性水文序列的丰枯概率计算方法。基于标准化径流指数、GAMLSS模型等方法,提出一种不同等级丰枯水事件期望发生次数和期望等待时间的计算方法,研究变化环境下海河流域天然河川径流丰枯概率的演变规律。结果表明：(1)径流丰枯概率呈现出显著的枯增丰减趋势;(2)同传统的一致性分布等多类概率分布相比,以时间t为协变量的LOGNO分布拟合流域径流系列的效果最优,且基于该分布计算的期望发生次数更接近于历史实际;(3)非一致性最优模型不同情景条件下计算的流域极端枯水和极端丰水事件的期望等待时间分别为4.9～9.4 a、14.5～36.0 a,说明海河流域近期发生极端枯水的概率远大于极端丰水。     

喀斯特流域径流量时序演变特征分析——以贵州省为例

以贵阳水文站近45年年径流量序列为例,利用Mo r let 小波变换对喀斯特流域径流量时序演变特性进行了分析预测。结果表明: ( 1)贵阳水文站年径流主要存在4a和25a 两个时间尺度的周期变化,在这两种时间尺度下,径流演变呈现出较明显的丰、枯交替振荡。( 2) 2000年以后的10a左右,年径流量有由丰转为枯、逐步下降的趋势。( 3)年平均径流量的丰、枯周期变化主要受年平均降水量的影响;人类活动对喀斯特流域年径流量有增加和减小两方面的影响,总体上会使径流量略有增加。      

黑河230 a以来3～6月径流的变化

利用祁连山中段树木年轮资料,重建了黑河230a来春季至夏初(3～6月)的径流变化,发现枯水年与历史记载的相对干旱时期比较吻合,证明了重建结果的可靠性.230a来黑河3～6月径流的变化振幅在各时段强弱不同:19世纪初之前丰枯变化振幅强,19世纪中后期至20世纪初变化幅度减弱,20世纪20年代以来,丰枯变化幅度又趋于增强.在过去的230a,黑河3～6月径流以丰水为主,目前正处于相对枯水阶段.奇异谱分析表明,230a来3～6月径流具有明显的24a和3a周期.     

和田河流域近 60 年降水尧气温与径流演变特征研究

以新疆和田河流域为例,采取Mann-Kendall趋势检测法、Pettitt突变检测法与小波分析等方法剖析了研究区近60年气温、降雨和径流变动特点。结果显示：（1）研究区降水、气温和径流均有增加或升高趋势,其中气温变化呈显著增加;（2）研究区降水、气温、径流突变分别发生于1986年、1996年和1993年;（3）研究区降水、气温和径流均无显著性周期性变化,但存在短时间段周期变化,降水在研究时段内呈现丰枯交替变化,自20世纪90年代逐渐湿化。气温呈现逐渐升高的发展趋势。20世纪90年代以前,径流年代际变化以偏枯为主,近20年年代际变化以偏丰为主。     

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。     

长江流域干流水沙阶段性分析(1956～2009年)

由于自然因素和人类活动的影响,近年来长江水沙过程发生了变化,径流量和输沙量变化尤为引人关注。采用Mann-Kendall检验方法和累积距平方法分析了长江流域干流屏山站,屏山站,朱沱站,宜昌站,汉口站和大通站(1956～2009年)年径流和年输沙量的变化情况。结果表明,长江流域年径流量阶段性变化大体上分为,上游:丰-枯-丰3个阶段,中下游无明显趋势变化。年输沙量上游:枯-丰-枯-丰-枯共5个阶段,中下游:丰-枯两个阶段。并且年径流量在2006年前后发生明显突变,年输沙量除屏山站在1962和2006年发生突变,朱沱站在2001年出现突变外,其他站点无明显突变。     

华北及胶东地区部分河流、区域间的水量丰枯遭遇分析

根据华北及胶东地区长系列雨量、径流资料和五百年旱涝史料,用统计分析法分析了这两个地区部分河流及区域间的丰枯遭遇,得出的结论是:(1)与京津唐地区供水有关的滦河、潮白河、永定河、拒马河年水量丰枯变化基本同步,同丰、同平、同枯的机率约60～70%,丰枯互相遭遇的机率约为2～8%,河流之间以丰补枯的可能性很小;(2)海河流域平原区年降水量与山区年径流量同枯或平与枯互相遭遇时,为农业水资源条件不好的年份,水量严重不足。在最近34年中,这种年份占41.2%;(3)海河南系、鲁北平原、胶东等引黄地区水资源量与黄河水量同丰、同平、同枯的遭遇机率约为38～50%,对引黄较为有利,但不利于引黄(引黄区枯、平水年与黄河枯水年遭遇)的年份约占总年数的25～33%。     

西南河流源区径流量变化规律及其未来演变趋势

采用统计学方法及集合经验模态分解、小波分析、水文模型等多种方法,在对气象水文、湖泊岩芯、树木年轮、气候模式数据进行深入分析的基础上,研究了西南河流源区径流变化规律与历史丰枯规律及其驱动机制,分析了未来气候变化影响下的径流演变趋势。结果表明：三江源地区的径流近50 a整体表现为上升趋势,雅鲁藏布江流域除尼洋河外的其他区域年径流量整体呈不显著下降趋势,气候变化是导致三江源、雅鲁藏布江和怒江流域径流变化的主要原因,其中降水是引起径流变化最关键的因子;主要河流径流不同时间尺度的丰枯演变规律为,雅鲁藏布江中游全新世洪水事件呈现出早晚全新世频繁、中全新世相对较少的特征,近500 a怒江流域重建径流序列存在10个丰水期和10个枯水期,丰枯序列变化主要受季风环流和厄尔尼诺-南方涛动(ENSO)活动的影响;在未来15～60 a,全球持续增温将使西南河流源区平均年径流深相比近30 a增加6%～14%,而极端径流呈现出“干更干、湿更湿”的变化特征,同时生态因子对径流变化的影响不可忽视。     

近年来山西中部地区水雨情及旱情旱灾分析

分析了山西中部地区20世纪70年代以后的降雨、流量、蒸发量的时空分布。山西中部地区降雨偏少,年际丰枯变化大,年内分布不均。70年代以来径流在逐渐减少,2000年以后径流的减少更为明显。90年代以后蒸发量增大。分析了90年代以来该地区发生的农业受旱、粮食旱灾情况,降雨、流量、蒸发量是影响旱情旱灾发生的重要因素。     

艾比湖水面近50a变化成因分析

20世纪90年代以来,艾比湖水面面积持续增大,湖区生态环境明显改善,与60、70年代水面面积急剧缩小、湖区生态环境严重恶化形成鲜明对比.针对艾比湖水面面积近50a变化过程,利用入湖径流及有关水文、气象资料,分析河流丰枯变化对入湖径流的影响、农业引水量与降水的关系,研究了艾比湖水面面积近50a变化成因.     

气候变化对天山西部哈什河径流变化过程的影响分析

由于气候变化导致的我国西北地区径流变化已引起了广泛关注.哈什河位于新疆天山西部,冰雪融水是哈什河主要补给源.根据哈什河1955年以来的实测水文、气象资料分析表明,50多年来,哈什河降水、气温呈波动性上升趋势,特别是20世纪80年代后期以来,降水、气温进入明显上升阶段.对径流丰枯周期分析表明,哈什河径流变化过程与降水、气...     

1975-2011年渭河上游径流演变规律及对气候驱动因子的响应

为探讨渭河上游径流的变化特征及其对气候变化的响应,选取1975-2011年河流实测径流量进行计算和分析. 结果表明：近40 a来,渭河上游径流总体呈明显下降趋势,其中,20世纪90年代前处于丰水期,90年代后进入枯水期,进入21世纪有明显增多趋势. 径流年际丰枯变化激烈,枯水年的发生概率高、持续性强,最长的连枯年份达8 a. 径流量集中在汛期,各年代的分配峰型有所不同,在70、80年代为7、9月双峰,之后变为单峰型分布. 流域内气候增暖明显,降水减少,蒸发加剧;90年代为明显的暖干型气候,21世纪初期气候向暖湿型转变的过程对径流的增加十分有利. 径流对气候变化有较强响应,但响应程度随时间变化而变化. 通过定量分析气候因子对径流变化的贡献值,发现由于气候增暖导致潜在蒸散量的加剧对径流变化的负贡献达60%以上,绝对值高于降水量的正贡献.     

1961-2010年西藏雅鲁藏布江流域降水量变化特征及其对径流的影响分析

采用1961-2010年雅鲁藏布江流域6个气象站近50 a降水量的实测数据,统计降水量的年、干季、湿季平均序列;结合流域6个水文站近50 a年径流序列资料,分析雅鲁藏布江流域降水变化特征及其对径流量的影响. 研究表明： 雅鲁藏布江流域1961-2010年近50 a年平均降水量表现为不显著增加,增加速率为3.3 mm·（10a）^-1,其中干季、湿季分别为1.9 mm·（10a）^-1 和1.4 mm·（10a）^-1,均为增加趋势;降水量的年代际变化在20世纪60年代相对偏多,70年代较平稳,而80年代为最少,到90年代有所回升,21世纪前10 a降水量处于不显著的增多态势. 雅鲁藏布江径流的变差系数C_V值在0.15~0.40之间,年际变化较小. 径流的年代际变化总体上存在一定的周期性波动,20世纪60年代是一个相对的丰水期,70年代减少,80年代达到最小值,之后径流有所回升,进入21世纪前10 a呈不显著增加趋势. 年、湿季尺度上径流量和降水量的相关显著,湿季作为径流主要形成期,其降水量的多寡直接影响流域径流量的丰枯,湿季降水量的增减影响着流域径流量的增减. 由此可见,降水变化是雅鲁藏布江天然径流最主要影响因子,最终也决定了雅鲁藏布江流域年径流量的丰枯.     

基于概率加权FDC法的河流生态需水量计算

基于河流流量过程的年内和年际变化特性,提出了一种计算河道内生态需水量的概率加权FDC(流量历时曲线)方法。该方法基于年均流量系列和逐月月均流量系列的特定频率,将年均流量系列和逐月月均流量系列划分为丰、平、枯组,通过建立年月丰枯遭遇的Copula联合分布函数,求得不同典型年下各月丰平枯的条件概率,将其作为概率权重,得到不同典型年生态需水过程的计算公式,改进了FDC法,计算出了丰、平、枯典型年的年内生态需水过程。以屏山站为例,将计算结果与Tennant法、逐月最小生态径流法、年内展布法和改进FDC法进行了对比分析。计算结果表明:由此方法得到的生态流量在Tennant法评价体系中,能很好的满足河道的生态需水要求,且较好地体现了河流径流的年内及年际变化过程,符合实际情况。     

黄河上游径流与太平洋海温场关系及其预测应用

根据北太平洋网格点月平均海温资料的统计分析,揭示了海面水温场与黄河上游年径流量丰枯的联系,并探讨了海温异常变化对径流的影响.同时建立了回归方程,利用海温资料对黄河上游年径流量作长期预测试验,效果良好.     

扎陵湖、鄂陵湖对黄河源头年径流影响

黄河源头扎陵湖、鄂陵湖为吞吐湖泊，是黄河源头二大主要湖泊，对黄河源头年径流具有滞蓄、调节作用。利用黄河源头控制站黄河沿站和下游吉迈、唐乃亥、循化站3个测站水文资料，依据年径流在地区上的变化特点，分析了扎、鄂二湖对黄河源头径流的影响：（1）扎、鄂二湖滞蓄作用改变了黄河源头径流的年内分配，使其均匀化；（2）在枯水年份，入湖水量小，加上湖面蒸发强烈，使得湖泊以下黄河沿站年径流量更小，致使枯水程度加剧，加大了年径流的年际变化；（3）黄河沿站与下游吉迈站年径流丰、平、枯程度对比分析，二站丰、平、枯水年同步出现机率为78.8%，扎、鄂二湖没有改变源头黄河沿站年径流丰、枯规律,是以年调节为主的湖泊。     

松花江流域尼尔基与丰满水库来水丰枯遭遇频率分析

尼尔基、丰满水库分别为松花江流域两源嫩江和第二松花江干流上的控制性工程,两水库的联合运用对松花江流域(哈尔滨以上)水资源调配意义重大。选取尼尔基和丰满入库年径流系列,采用Copula函数构建了尼尔基和丰满水库来水的联合概率分布模型,并对其丰枯同步和异步频率进行了分析。结果表明:两库丰枯异步频率(60.78%),明显大于丰枯同步频率(39.22%),说明来水条件总体有利于开展水库联合运用;同时,对水库联合运用作用不大的情况(丰丰、丰平、平丰、平平)发生频率为40.92%,有利于水库发挥联合运用效益的情况(丰枯、枯丰、平枯、枯平)发生频率为43.16%,不利情况(同枯)发生频率为15.92%,由于发生不利情况可能性不低,且发生后会对流域供水产生较大影响,因此在水库兴利联合调度方案制定中应认真考虑。