黄河流域代表水文站径流和降水量变化的初步分析

通过对1995—1990年共36a黄河上游和中游两个代表站径流量和区域降水量资料的季节和年际变化趋势的分析，初步揭示了黄河不同流域降水量和径流量之间的关系，发现虽然黄河上游区域平均降水量距平的变化在夏季和秋季呈下降趋势，但代表黄河上游的兰州水文站径流量在夏季和秋季却呈现出明显的上升变化趋势，而黄河中游区域平均降水量距平的变化在夏季和秋季呈下降趋势，代表黄河中游的花园口水文站径流量在夏季和秋季也呈现出明显的下降变化趋势。因此，在比较长时间的气候趋势上，黄河中游地区径流量异常与降水量异常变化趋势是一致的，降水量异常是影响径流量异常的主要因子。而在黄河上游地区径流量异常与降水量异常变化趋势并不一致，降水量减少的同时径流量却增加，这可能与伴随着降水量减少的全球增暖所引起的高原冰川和积雪融化等因素有关。因此，影响黄河上游径流量的因素除了降水等自然因子外，其它因子诸如上游的径流量、人类活动、全球增暖等也同样会影响黄河上游的径流量。     

天山巴音布鲁克盆地汛期水资源变化趋势及其影响因素分析

利用1982—2018年巴音布鲁克气象站逐日气象资料和开都河流上游大山口水文站逐月径流量资料，采用Morlet小波分析、气候敏感与水量平衡法，时间序列分析等方法，分析了汛期（5—9月）巴音布鲁克盆地地表径流量变化趋势及气候变化与人工增水作业对径流量的影响。结果表明：近37 a巴音布鲁克盆地汛期地表径流量呈增加趋势，突变年份为1989年，存在主周期依次为14 a、22 a、4 a 、7 a的周期变化，具有17~27 a、11~16 a年代际尺度和4~8 a年际尺度的丰枯位相交替变化特征。降水量是影响径流量变化的主导气候因素，对径流量变化的平均影响率为73.1%。因人工增水因素影响，盆地的降水可分为自然降水和人工催化降水，其中自然降水在历史期（1982—1993年）为69.5%，作业前期（1994—2006年）为59.28%，作业后期（2007—20018年）为74.56%，而人工催化降水在人工增水期（1994—2018年）对径流量变化的平均影响率为7.93%，表明径流量对降水的依赖程度正大幅增加，同时人工增水作业对径流量也有一定增加作用。     

SWAT模型在黄河河万区间入库径流模拟中的应用

以黄河万家寨水库流域河口镇至万家寨坝址区间(下称河万区间)为研究区域,利用GIS/RS技术获取了该流域水循环空间分布信息,构建了黄河河万区间流域的SWAT模型,采用输入模块、水文单元和河网汇流对入库径流进行了模拟运算,并根据头道拐和万家寨水文站的实测月径流量资料,对2000—2009年万家寨水库的入库月径流量进行了系统的模拟、敏感性分析和参数率定,并用2000—2006年数据进行了模型校正和用2007—2009年数据进行了模型验证,同时对运行结果做了误差分析、降雨—径流关系分析及水量平衡分析。结果表明,SWAT模型基本上能反映河万区间的月径流水文过程,具有一定的适用性,为进一步预测降雨径流提供了技术支撑。     

1953—2011年信江流域径流量变化特征及归因分析

利用信江流域梅港水文控制站1953—2011年径流量观测资料和11个气象站同期气象观测资料,采用统计方法、Mann-Kendall非参数检验方法、Morlet小波分析法,对信江流域径流量年内、年际变化的不均匀性、长期趋势、周期变化,及其与气候因素的相关性等进行分析。结果显示,信江流域多年平均径流量呈缓慢增大趋势,但具有显著的年际和年代际变化特征,振荡周期明显,年际变化的主要周期为6—8 a,年代际变化的主要周期为准22 a,在20世纪70—90年代最明显。年流量以主汛期(4—6月)为最多,春、夏季(3—8月)径流变差系数小,水量稳定,冬季变差系数大,水量不稳定。流域径流量与气候因素中的降水、蒸发具有显著的相关性,而人类活动中的城镇化、经济、人口等因素对径流变化起到了一定的辅助作用。     

1980—2018年黄河上游气候变化及其对生态植被和径流量的影响

黄河上游是黄河流域最重要的水源涵养地和产流区,对黄河流域的水资源安全、生态环境和粮食安全有决定性的意义。近年来在西北地区气候暖湿化的背景下,黄河上游气候生态水文等问题受到了各方的高度关注。本文利用卫星遥感数据、格点融合数据和水文监测数据,分析了黄河上游气候的多尺度变化特征及其对植被和径流量的影响。结果表明：1）1980-2018年黄河上游暖湿化趋势呈现全区域较一致的气候特征,温度增加率为0.023℃/a,降水增加率为1.09 mm/a,但同时又存在明显的区域差异性,湟水流域至甘肃中部降水增加最显著,宁蒙荒漠地带增温趋势最明显,2000年以来整个黄河上游降水明显增加。2000年后汇流区与流径区的蒸散发明显增加,但源头区南部波动减少。2）当前的暖湿化有利于黄河上游植被生长,1999年以来汇流区和源头区部分区域的植被增加率达到0.04/（10 a）;从长期趋势看,源头区、汇流区植被指数与上年降水呈显著正相关关系,而流径区植被指数与当年降水相关性显著;降水对黄河上游流域植被具有明显的改善作用,而温度对其影响较复杂,各区域不同的植被类型是导致降水、温度、蒸散影响存在差异的可能原因。3）1980-2018年唐乃亥站和兰州站的年径流量均呈减少趋势,但1998年以来两站的年径流量明显增加,兰州站年径流量的增加率是唐乃亥站的近3倍。长期趋势表明,唐乃亥站年径流量与当年降水呈显著正相关关系,兰州站年径流量与当年降水、蒸散的相关系数均明显低于唐乃亥站;从年际波动看,降水是决定年径流量的最主要影响因子,而生态植被、冻土退化、水储量变化及社会活动等因素对径流量的影响也不容忽视。该研究为科学应对黄河上游生态保护及实现黄河流域高质量发展提供了参考依据。     

黄河源区径流量变化特征及其影响因子研究进展

近年来黄河源区径流的锐减,对下游水资源和经济造成了一定的威胁。本文对近年来黄河源区径流量变化特征及其影响因子的研究进行了概述与总结,结果表明近年来黄河源区径流量年内单、双峰分布形式不均,年际、年代际丰枯变化频繁,最长也只有4~5年的周期,且枯水年持续时间多于丰水年。影响源区径流量的主要气候因子是降水,降水的增加使得径流量增加,温度升高,蒸发量加大,使得径流量减少,同时人为因素造成植被覆盖减少,沙漠化加剧,破坏了源区生态环境,对径流量减少也起到很大的作用;根据以往研究总结指出,应更加关注径流量年内单、双峰分配形式变化特征及高原局地热力性质和环流场(如地面感热、高原季风等)对于径流量的影响,同时还应加强分析自然和人为因子对于径流量减少的定量贡献。      

近57a长江黄河源区径流量变化异同特征分析

利用1956~2012年长江和黄河源区内2个水文站点逐月流量数据,分析了近57a两江源区径流的长期变化趋势、突变特征以及周期特征的异同。结果表明:长江源区径流量月变化呈单峰型,峰值在7月;黄河源区则表现为双峰型,峰值分别出现在7月和9月。近57a来,长江源区各季节及年平均径流量均呈现上升趋势,而黄河源区表现为年平均、春季和秋季平均流量呈下降趋势,而夏季和冬季则表现为上升趋势的特征。长江源区1960年和1968年前后的突变点比较可靠,在1998年前后可能也存在一次突变;而对于黄河源区,则在1960年和1968年前后的突变点具有较高的可靠性。长江源区年径流量主要存在9~10a和准22a的变化周期,而黄河源区年径流主要存在4a、7~8a和准16a的变化周期。      

近年来黄河下游断流的干旱背景分析

近年来黄河下游连年断流 ,引起社会的极大关注。文中根据全国 1 60个基本气象测站近47a的月降水量资料 ,应用旋转主分量分析等统计分析方法 ,分析了黄河流域平均降水量的年际变化 ,比较了全国各区域降水量异常及其累积程度 ,还与历史上著名的大旱灾荒和黄河下游断流事件作了对比分析。结果表明 ,近 2 0 a来 ,黄河流域尤其黄河下游山东省及其附近地区 ,遭遇到数百年一遇的气候上连续干旱阶段 ,近 1 0 a来累计少降的雨水总量 ,相当于黄河 4 a的径流量。黄河下游近 2 0 a里集中发生了 1 5 a明显的干旱年份 ,其中 5 a大旱 ,1 0 a干旱。其干旱的累积程度不仅是全国最严重的地区 ,而且超过了历史上著名的“崇贞大旱”(1 640年 )和 1 372年的大旱及黄河下游断流事件     

新疆精河流域河川径流及对气候变化的响应

根据精河流域1957—2012年的气温、降水和径流量等资料,分析了精河流域近55 a来径流量的变化趋势和周期特征,研究了河川径流及对气候变化的响应关系,并建立基于多变量时间序列自回归CAR(Controlled Auto-regressive)径流预测模型。结果表明:(1)精河径流在年内分配不均,季节变化明显,夏季集中,枯水期长且枯季径流量小。6—9月为径流连续最大4个月,占全年径流量的74%。(2)从20世纪80年代开始,河川径流量增加,持续至90年代,在21世纪有减小的趋势,1981—2005年平均年径流总量比1957—1980年增加了3.24%。(3)精河流域年径流量序列在21 a和13 a左右的振荡周期最为明显,其次是32 a和9 a,而其中的21 a和13 a时间尺度上的振荡是全时域的。(4)建立了径流与降水和气温的CAR模型,发现拟合平均相对误差为6.54%,均方根误差为0.039。用CAR模型模拟河流年径流量误差在可接受范围内,可以利用该模型对精河流域年径流量进行预测。     

气候变化对黄河上游水文的影响

利用月水量平衡模型,采取假定的气候方案,分析了黄河上游水文对气候变化的响应。结果表明：降水变化对上游水文影响较在,气温影响相对较小,在气温不变、降不减少１０％的情况下,年径流量和土壤含水量分别减少１２％和６．９％,若降水不变、气温升高１℃时,则二者将分别减少４．３％和５．１％左右;汛期径流量和土壤含水量对气候变化的响应较非汛期强烈。     

葛州坝,唐乃亥径流量的时变特征分析

本文利用葛州坝、唐乃亥的月平均径流量资料分析了长江、黄河的径流量时变特征。结果表明：葛州坝和唐乃亥的径流量存在明显的丰、枯交替的周期性变化，但葛州坝，唐乃亥的周期性变化有所不同。唐乃亥径流量存在７．４年和１８．５年的显著周期，而葛州坝径流量存在１５．１４年和７．０７年的显著周期；唐乃亥径流量的持续（距平符号不变）时间较葛州坝流量的持续时间长，而葛州坝径流量月变率比唐乃亥的月变率小；葛州坝的多年月平     

黄河源区重力波势能值计算及其与降水量关系的分析

本文基于1960—2016年的降水量数据分析了黄河源区降水量的分布特征,并利用COSMIC掩星数据计算得到2008年黄河源区的重力波势能值（Potential Energy,Ep）,分析其变化特征,进而运用小波相干分析法探究黄河源区重力波势能值与降水量的相关性。结果表明：1） 黄河源区多年平均降水量受海拔高度影响显著。2） 对不同月份每一不同高程下的Ep值进行分析,得到2008年黄河源区重力波势能值随海拔高程及季节的变化趋势。3） 在2008年黄河源区呈现出：冬夏两季降水量存在较大差异,而重力波势能值同样存在明显的季节性差异,且与逐月平均降水量具有负相关的趋势。此现象是由于山坡地形的动力抬升作用影响和重力波对湿润气流的拖曳作用影响在不同时段占优。4） 黄河源区重力波和降水有着显著相关性,降水对于重力波有着很好的响应。     

唐乃亥流量年变程分型与地温场的相关分析

１９５６－１９９４年唐乃亥流量年变程可分为丰、平、枯等前枯后丰（平）、前丰（平）后枯两种类型，黄河上游主产流区春，夏季平均３．２ｍ地温距平场可分为暖涡，暖涡偏东，暖涡偏西，暖涡减弱消失，均温场和冷涡六种类型。分析发现，地温场型与流量年变程分之间有较好的相关性，以此可以对唐乃亥水库年流量进行初步的定性预报。     

甘肃省河东地区伏旱的小波分析

该文阐述了小波变换的基本思路和优点,并对甘肃省河东地区1951～1995年伏期干旱强度指数分别用墨西哥帽型小波和Haar型小波进行了分析。结果表明:甘肃省河东地区的伏旱由不同尺度的振荡构成,中部地区的伏旱准19年的振荡周期较明显,有2个上升和2个下降阶段;陇东和陇南地区准22年和准10年的振荡周期较明显,有1个上升和2个下降阶段。对原时间序列进行了不同尺度的重构,说明小波分析可以用于滤波。     

长江黄河流域上中下游汛期重旱涝的气候特征

为了揭示长江，黄河流域汛期（6-8月）重旱涝的气候特征，首先采用墨西哥帽小波对长江，黄河流域1951-1999年汛期的降雨资料作分析，得到了两流域汛期降雨量的年际变化趋势；其次将长江流域划分为三段（上游、中游、下游段），黄河流域分为两段（上中游、下游段），以各游段逐月的平均降水量（R）为基准，计算降雨量距平面分率，从而得到逐游段，逐月49年来的重旱涝的时序资料；最后分析该时序资料，得到两流域上中下游汛期重旱涝的时空分布，其结果深化了我们对重旱涝的认识。     

“内蒙古黄河凌汛3G无线传输及实景监测系统”中心端管理平台的设计与实现

文章在Microsoft Visual Studio.NET环境下,利用ASP.NET Web开发技术,研发实现了"内蒙古黄河凌汛3G无线传输及实景监测系统"中心端管理平台。用户通过Web方式登录该平台后,不仅可以实时浏览内蒙古所有黄河凌汛3G无线实景监测站点实景画面,还可以对多个黄河3G监测站点进行实景画面回放、查询、对比。从该平台一年多的业务应用效果来看,平台已在内蒙古黄河凌汛监测与预警预报服务中发挥了非常重要的作用。     

太阳活动与黄河流域降水关系分析

太阳活动对黄河流域降水有一定影响.引用Morlet小波分析技术,对黄河流域近50年来的降水与太阳黑子的小波系数变化进行分析,表明在1951～1997年期间,黄河流域年降水与太阳黑子在9年时间尺度上呈一定的负相关关系,且降水有1～2年的滞后现象.     

黄河流域城镇化对地下水的影响分析

黄河流域是我国重要的生态屏障,也是我国粮食作物的主要产区。近年来,随着城镇化的发展,当地水资源分配出现了显著变化。因此,厘清黄河流域城镇化作用下水循环的改变对制定黄河流域城镇化政策具有重要意义。本文利用资源环境科学与数据中心的黄河流域下垫面数据、世界人口数据集的人口密度和Gravity Recovery and Climate Experiment (Grace)的Center for Space Research (CSR)陆地总水储量格点数据,开展了黄河流域城镇化过程中地下水的变化特征分析工作。结果表明：黄河流域城镇化程度具有显著的空间差异,下游存在明显的城镇化加剧现象;全域人口密度整体呈上升趋势,其中下游的人口增长趋势最大;黄河流域的地下水呈下降趋势,以下游的地下水下降最为显著。通过对比黄河流域新增城镇、不变城镇和消失城镇的地下水变化差异,发现地下水下降幅度最小出现在消失城镇,新增城镇的地下水下降幅度小于不变城镇的区域。因此,黄河流域城镇化对地下水的减少具有显著的作用,新增城镇地下水并没有出现显著下降的结果也说明近年来城镇化后的地下水保护政策取得的效果良好。     

利用RIEMS-LRM对黄河河川径流的模拟研究

利用区域系统环境集成模式(RIEMS）和一个offline的大尺度汇流模型(LRM)对黄河的河川径流做了模拟。中国科学院大气物理所东亚中心从1991年开始建立和发展RIEMS，并验证RIEMS对东亚区域气候有较好的模拟能力。LRM是以线性时基不变假定为基础并能够计算水的水平传输的数学模型。RIEMS—LRM可以用来模拟和预测大尺度河流的河川径流。RIEMS—LRM在黄河上游河段的应用证实其有能力对大尺度河流的河川径流进行模拟。此外，作还分析了模拟误差产生的原因。     

The Structure of a Typical Mei-yu Front Identified by the Equivalent Temperature

In mainland China, the summer monsoon rainy band is referred to as the mei-yu precipitation front, which extends northward from South China to the Yangtze River, Huaihe River, and Yellow River, depending on the season. This paper describes the structure of the mei-yu front associated with a persistent heavy rainfall event that occurred in the summer of 2007. The mei-yu front occurs when the subtropical oceanic warm, moist air mass and the extra tropical continental dry, cold air mass converge on the lee side of the Tibetan Plateau. The authors defined the equivalent temperature using two terms of dry-air temperature and the specific humidity and calculated its horizontal gradient to indicate the mei-yu front. The vertical structure of the mei-yu front and the moist thermal winds surrounding it were examined based on the equivalent temperature.