黄河中游渑池盆地湖泊沉积记录的古气候变化及其意义

渑池盆地位于黄河中游,处在黄土高原向华北平原的过渡地带,该区域也是我国东部湿润区和半湿润区的交汇地带。文章通过对位于渑池盆地池底村厚约4mm古湖泊沉积剖面进行了 ¹⁴ C 年代(校正为日历年龄)、有机碳含量、粒度和地球化学元素组成等测试分析,重建了研究区19.5cal.kaB.P.以来的气候变化过程。19543~9240cal.aB.P.期间,气候比较干旱,风化淋溶作用较弱,湖泊尚未形成; 9240~8039cal.aB.P.为气候过渡时期,气候向暖湿方向转变,古湖泊开始形成; 8039~5368cal.aB.P.为暖湿气候类型,对应于全新世大暖期的鼎盛时期,湖盆流域温暖湿润,湖泊的水位较高; 5368~3439cal.aB.P.为亚暖湿气候类型; 3439~2423cal.aB.P.气候环境比较恶劣,之后气候向干旱化方向发展,又分为两个亚段: 3439~2931cal.aB.P.气候出现剧烈波动,2931~2423cal.aB.P.湖泊干枯。盆地的文化演进与环境变化间存在着耦合关系,环境的变化对应黄河中游地区相继发展的裴李岗文化、仰韶文化、龙山文化和夏商文化。     

基于弹性系数法的径流对气候变化与人类活动响应研究

基于永定河流域内1957~2010年降雨、蒸发和径流数据,采用Mann-Kendall趋势检验法结合距平序列变化情况分析蒸发能力、降雨和径流的变化趋势;运用Mann-Kendall突变检验法、Hurst系数法分析流域径流序列的突变年及对应的突变程度;在此基础上以径流突变年为界划分基准期和变化期,采用弹性系数法定量分析气候变化和人类活动对径流的影响,并简要分析其原因。结果表明:流域蒸发能力呈现上升趋势,降雨和径流呈现递减趋势;径流序列突变点发生在1984年,突变程度属中度变异;永定河流域由气候变化引起的径流变化率为28%,而由于人类活动引起的径流变化率为72%,可见人类活动是影响永定河流域径流变化的主要驱动因素。     

两大江河流量的半世纪变化与“南水北调”

根据最近50余年资料研讨黄河、长江月平均流量的特征，揭示其若干演变规律。分析得出：长江中下游多年平均年流量约为黄河的20倍。初夏（6月）时，则接近50倍。黄河的大流量主要集中出现于 7～10月，这4个月平均月流量为全年的14.5%，其它8个月平均为 5.25%；长江流量自 5月起逐渐增加，5～10月平均月流量占全年的12.0%，其它各月平均为4.67%。最近50余年来，黄河中下游流量在1968年以前主要为正距平；1969-1985年基本正常；1986年起一直为负距平；加上人为因素，致使下游流量剧减迅猛，以致90年代以来连年有断流出现。长江中下游流量在1953-1955年为显著正距平；然后缓慢下降；90年代以后回升，1997年以后迅速上升，并出现几次大洪水。总之长江水源比黄河丰富且较稳定，黄河流量近10多年来则是贫瘠且多变。南水北调既是需要又有可能，尤其对解决北方春旱更为有利。     

乌力吉木仁河水文要素时间尺度变异分析

由于气候变化和人类活动的影响,水文要素的分布形式和参数可能在统计意义上产生了变异。为了揭示水文要素在时间尺度上的变异关系,将乌力吉木仁河梅林庙测站1956~2000年的逐月径流资料,按照不同的时间尺度划分为季度、汛/非汛期和年径流序列,利用水文变异诊断系统分别对其进行变异诊断,并查阅相关文献得出剧烈的人类活动是导致变异的主要原因。通过归纳不同时间尺度的变异诊断结果得出,对于按照季度尺度划分的径流序列,不同月份径流量占年径流量的比例是影响季度变异的主要因素,在变异程度方面,第一季度的变异程度最大,而第三季度的变异程度则最小;对于汛/非汛期尺度划分的径流序列,其变异则受所包含月份的综合影响,且月径流量比例系数越大,其影响程度也越大;对于年径流序列,其变异则主要受到第三季度或汛期径流的影响。     

黄河源区降水与径流过程对ENSO事件的响应特征

根据最新季分辨率ENSO指数序列所确认的近40年多来所发生的20次ENSO事件，并确定了每次ENSO事件强度及其影响年，通过对相应年份黄河源区降水与径流距平变化值的对比，分析了降水与径流过程对ENSO事件响应的统计规律；ENSO事件与黄河源区降水与径流年际波动变化有很好的相关性，这种相关性与ENSO事件的性质强弱，发生季节以及持续时间等有关。一般夏秋季暖事件无论强弱均使影响年降水减少，发生于春季的中等强度暖事件使发生年降水呈负距平，影响年降水呈增加趋势，冷事件与暖事件对降水的影响正好相反；暖事件对应年份黄河源区径流量减少，而冷事件则使其增加，随着20世纪90年代以来暖事件发生频率的增加，径流呈现持续减少。     

基于集对分析的赣江中上游流域汛、枯水期分期研究

南方红壤丘陵区洪涝和季节性干旱灾害并存,合理划分汛、枯水期可为旱涝灾害防控提供科学依据。本文选取并统计赣江上中游国家气象站、水文站旬最大1日降水量、旬最大3日降水量、旬降水总量和旬平均流量,采用集对分析,将赣江上中游流域汛期划分为2月1~28日为汛前期,3月1~31日为前汛期,4月1日~6月30日为主汛期,7月1日~9月10日为汛后期,9月11日~次年1月31日为枯水期。集对分析汛期分期结果与传统汛期相近,理论基础完善,可用于赣江上中游流域水资源综合管理。     

人类活动和气候变化影响下的黄河下游 月径流时-频综合特征的小波分析-自组织映射网络（WA-SOM）分析

以黄河利津站54年（1950～2003年）的月径流序列为基础资料,以1970年为分界点,对比分析黄河下游1950～1969年和1970～2003年的各月径流序列和年径流序列的变化特征;  并把 1950～1969年和 1970～2003年的各月径流序列的特征值和主周期作为自组织映射网络（SOM）的输入向量,分别建立小波分析-自组织映射网络（WA-SOM）耦合模型,根据其输出结果对比分析1970年前后黄河下游各月径流序列的变化情况。研究表明: 1970年以后,黄河下游各月径流量明显减少,各月径流序列（除1月和12月）的C_V和C_S显著增大,整体来看,主周期变得更加复杂;  并且在1970年之后,3月、4月、5月和6月的径流序列变得相似,汛期8月、9月和10月的径流序列特征差异很大。     

中更新世晚期以来高阶地发育与中游黄河贯通

黄河的形成演变,是综合反映东亚构造地貌和自然环境变迁的重大地质事件,中游是黄河演化的关键河段,也是研究意见分歧集中的河段。发育于晋陕峡谷北段的寺沟T5阶地代表了晋陕峡谷未沟通前的雏形黄河发育阶段,T4阶地代表了黄河的贯通形成。文中选择了自三门峡峡谷至河曲寺沟间不同地貌部位的5个T5阶地和1个T4阶地典型剖面进行了系统研究,通过对阶地上覆黄土野外地层划分、OSL和ESR年代测定及磁化率测试结果与黄土高原段家坡典型黄土地层的对比,确定T5阶地和T4阶地上覆黄土最底部地层分别为S2和S1古土壤层,由黄土地层年代序列确定两级阶地分别形成于250~200 ka BP和130~80 ka BP。根据阶地的分布和沉积特征,认为250 ka BP前后的构造活动是T5阶地形成的主因,此时雏形黄河自三门峡溯源侵蚀到了河津地区,但未沟通河套盆地。形成于130~80 ka BP期间的T4阶地发育,代表晋陕黄河北段与河套盆地得以沟通,现今黄河最终形成。     

官厅水庫下游河道观测工作概况

为了了解官厅水庫修建后,永定河下游河道的变化情况、变化原因及其規律,給多沙游蕩河流特別是黄河的整治提供資料,自1956年起在永定河下游进行河道观測研究。这时,官厅水庫起作用已有三年了,芦沟桥附近河床已刷深不少,护岸工程基础露出,滩地坍失,防汛困难很大。考查这些新情况,以安排永定河本身的整治問題,則是观測研究工作的一个更重要的目的。1958年冬起,开始进行河道整治,观測工作也加多了一項目的和內容。     

赣江中下游近60年水沙时空分布特征

基于赣江中下游4个代表水文站(吉安站、峡江站、樟树站、外洲站)60多年的水沙时间序列资料,分析了赣江中下游水沙时空分布特征,探讨了水库滞沙、人为采砂、水土保持等人类活动对径流、输沙特性的影响。结果表明:年径流量整体上呈微弱增加趋势,受万安水库运行的影响,1990年以后汛期径流量集中程度微弱降低;各站年输沙量在20世纪50~80年代没有明显变化趋势,进入90年代以后整体上呈逐渐降低趋势,1990年汛期输沙量降幅最为明显,各测站下降幅度大小与水文测站距水库的远近有关;降雨量是影响年径流量的主要因素,水土保持和水库滞沙是年输沙量急剧下降的主要因素,而万安水库的蓄水拦沙作用和人为采砂是影响近期水沙条件的主要因素。     

1939年海河流域洪涝灾害的气象—水文—灾害过程浅析*

1939年为海河流域20世纪特大洪涝灾害年之一。根据历史文献记载及观测资料,从降水过程、洪水过程及受灾情况等方面对1939年海河流域洪涝灾害过程作了梳理,得出以下结论: (1)1939年的洪涝灾害是7—8月份3次大范围集中暴雨导致的,集中降水出现于7月9—15日、7月23—29日和8月11—13日。3次暴雨中心均集中在昌平—紫荆关—中唐梅一带,其7、8两个月份总降雨量最高达到1000 mm以上,向东向西逐渐减小。(2)1939年海河流域诸河径流随着7—8月份集中降雨而出现涨落变化,稍滞后于降水变化1~2天,各河流最大流量和水位出现在7月23—29日集中降水后,并开始涨溢、决口,各河水位至8月底各河上游降雨中止而渐渐回落,9月中旬天津市区各河水位骤落,10月份以后洪水才迟缓退去,而洪水泛滥引发的涝灾一直延续到1940年。(3)1939年洪涝灾害在海河南系和北系都有发生,共造成150多个县市受灾,大部分受灾县市农业减产甚至绝收,被灾耕地面积成数超过8成的县市主要分布在大清河下游沿线、永定河下游沿线和南运河下游沿线靠近天津市的地区。     

长江流域“2017·07”暴雨洪水分析

2017年6月下旬至7月初,受持续强降雨影响,长江发生中游区域性大洪水。以实时报汛数据为基础,分析长江"2017·07"暴雨洪水特性,依据洪峰水位判断,强降雨导致洞庭湖水系湘江发生超历史最高水位特大洪水,资水、沅江发生超保证水位大洪水,洞庭湖超过保证水位;鄱阳湖水系乐安河上游发生超历史最高水位特大洪水,昌江、乐安河中下游、修水发生10a一遇较大洪水,鄱阳湖超过警戒水位;长江干流莲花塘以下江段全线超过警戒水位。在应对此次洪水过程中,长江上中游重点水库防洪效益十分明显,有效避免中游干流莲花塘至螺山江段超保,缩短洞庭湖城陵矶站超保时间6d左右。     

Geochemical records of the sediments and their significance in Dongping Lake Area,the lower reach of Yellow River,North China

Dongping Lake area, located in the lower reaches of Yellow River, is an ideal place to study the changes of modern river and lake sedimentary environment. The sediment samples of Dawen River, Yellow River, and Dongping Lake were collected, and the major elements, trace elements and organic matter geochemical composition of the samples were analyzed. Cluster analysis, characteristic element ratio method and graphic method were used to explore the geochemical characteristics of sediments and their environmental implication. The results show that the contents of SiO_2, Na_2O, TiO_2 and Zr in sediments of Dawen River and Yellow River are relatively high, and the contents of iron and manganese oxides, organic matter, CaO, P_2O_5 and Sr in lake sediments are relatively high. That reveals the differences of sedimentary environments between the rivers and the lake. The contents of Sr and Zr in Dawen River are affected by the rapid migration of clastic materials in the upstream carbonate source area during the flood season; the δCe,ΣREE and REE's ratios in the sediments of the Yellow River reflect the influence of the Loess source; and the distribution of elements changes along the flow direction during the flood season. The characteristics of p H, element composition and LREE HREE fractionation of the lake sediments indicate that the sediment source is complex, and the lake environment is affected by the flood season. The study shows that the geochemical content and its variation characteristics of sediments effectively reveal the sedimentary environment, material composition and characteristics of flood season of rivers and the lake in the study area.     

2003年黄河第二次调水调沙试验效果分析

2003年8～10月,泾、渭、洛河和三门峡～花园口区间降雨持续50余d,黄河中游出现了历史上罕见的秋汛洪水。为扩大黄河下游河道主河槽的过洪能力,实现黄河下游主河槽的全线冲刷,同时,进一步探索三门峡、小浪底等水库水沙联合调度方式,深化对黄河河道、水库水沙运动规律的认识,黄委会于9月6日～18日进行了黄河第二次调水调沙。该文着重介绍了此次实验中黄河下游主要断面的水文泥沙过程,以及河道冲淤情况,认为花园口水文站来水量26．5亿m~3,冲刷量0．456亿t,整个下游河段基本为冲刷；下游主要断面主槽过洪能力增加幅度为150～400m~3/s,2500m~3/s流量相应水位降低0．04～0．23m,提高下游河道的输沙效率。     

硫和氧同位素示踪黄河及支流河水硫酸盐来源

为了准确识别河水硫酸盐受自然风化和人为活动影响的过程,做好地表水资源管理,选择黄河小浪底水库以下干流和支流河水为主要研究对象,分期采集河水样品,采用硫酸盐硫和氧同位素,结合水化学组成及潜在硫酸盐来源硫和氧同位素范围,判定黄河及支流河水硫酸盐的来源及混入比例。结果表明:① 研究区黄河河水硫酸盐主要来源于第四纪黄土中易溶硫酸盐,干流河水SO₄2-含量均值为2.23 mmol/L,δ34S_SO4和δ18O_SO4均值分别为+8.9‰和+10.4‰;② 研究区沁河丰水期河水硫酸盐24%来源于大气降水,61%来源于土壤硫酸盐溶解,15%来自于石膏溶解;平水期河水硫酸盐39%来源于大气降水,36%来源于土壤硫酸盐溶解,25%来源于石膏溶解。沁河河水SO₄2-含量均值为2.44 mmol/L,δ34S_SO4和δ18O_SO4均值分别为+9.8‰和+9.7‰;③ 研究区洛河河水硫酸盐受生活污水影响较大,伊河河水硫酸盐受到土壤硫酸盐溶解和化学肥料溶解的共同影响,伊洛河河水SO₄2-含量均值为1.27 mmol/L,δ34S_SO4和δ18O_SO4均值分别为+10.4‰和+6.5‰。蒸发盐类矿物溶解以及土壤硫酸盐溶解等自然风化过程是控制区域河水硫酸盐来源的重要过程,人为活动对伊洛河河水硫酸盐的贡献不容忽视。     

黄河中下游地区夏季旱涝年低频振荡特征分析

利用1971-2010年NCEP/NCAR逐日再分析资料和黄河流域67个测站逐日降水资料, 对黄河中下游地区旱涝年的低频振荡特征进行了分析.结果表明: 黄河流域30~60 d低频降水呈现区域性分布的特征, 大值区位于黄河中下游地区, 10~20 d低频降水呈现整体性分布.黄河中下游地区旱涝年夏季降水普遍存在10~20 d和30~60 d的低频振荡, 10~20 d振荡强度整体上均强于30~60 d振荡,10~20 d低频振荡在旱涝年差异不显著.涝年30~60 d低频振荡较旱年显著, 涝年和旱年30~60 d低频振荡的传播特征不相同, 同时涝年的30~60 d低频振荡的传播特征也存在差异.影响涝年30~60 d低频降水的主要原因是低纬的低频振荡强度增强向北传播到黄河流域, 以及青藏高原热源的低频振荡向东北传播与西太平洋热源的低频振荡向西传播在黄河中下游交汇.正常年份的低频降水主要受低纬低频振荡向北传播的影响.     

Relationship between South Asia High Low Frequency Oscillation and the Drought and Flood in the Middle and Lower Reaches of the Yangtze River

Based on the NCEP/NCAR daily reanalysis data and the daily rainfall data of ground observation at 164 weather stations in the middle and lower reaches of the Yangtze River from 1960 to 2013, the relationship between South Asia high low frequency oscillation and the drought and flood in the middle and lower reaches of the Yangtze River were analyzed using a composite analysis, wavelet analysis and band-pass filtering analysis method. The results indicated that in the typical drought and flood years, the Qinghai-Tibet Plateau 200 hPa atmosphere u, v low-frequency primary cycle and the summer rainfall cycle over the middle and lower reaches of the Yangtze River were the same. In more summer rainfall, from the Qinghai-Tibet Plateau to east China and west Pacific coast, there existed a cycle-anticyclone-cycle low frequency wave train. Low-frequency anticyclone controlled eastern China and the low-frequency cyclone controlled the northern Qinghai-Tibet Plateau. In drought years, results were opposite. In flood years, the precipitation of low frequency over the middle and lower reaches of the Yangtze River and that of 200 hPa atmospheric low frequency change of the Qinghai-Tibet Plateau was closely related. When the northerly wind in the northeast part of the the Qinghai-Tibet Plateau and in the middle and lower reaches of the Yangtze River was strong, and Lake Baikal southerly wind was strong, there was more precipitation. On the contrary, precipitation was less. The low frequency oscillation wave train was mainly spread from the northeast of China and Japan's southern to China’s southwest. However, in drought years, the relationship between them was not clear and needed to be further studied.     

阿克苏河洪水类型及其形成的500hPa环流特征

利用阿克苏河两条支流和干流的月径流量以及年最大洪峰流量资料,分析了阿克苏河的洪水特征.阿克苏河西支托什干河主汛期在5~8月,北支库玛拉克河与阿克苏河干流的主汛期在7~8月,库玛拉克河的洪水对阿克苏河干流洪水作用更大.托什干河洪水以融雪型、融雪叠加暴雨型两种类型为主,库玛拉克河洪水以融雪(冰)型、融雪(冰)叠加冰湖溃坝型为主,阿克苏河干流洪水以混合型最多见,其次是融雪(冰)型.年最大流量排名前15位的洪水中,阿克苏河两条支流与干流在1987年以后分别出现了7~9a,在此基础上分析归纳了三类形成阿克苏河流域主要洪水的500hPa环流模型.阿克苏河流域主汛期形成混合型洪水的500hPa环流特征为:新疆高压脊稳定在天山山区中部及以东地区,5880gpm等高线北界稳定在天山上空或天山以北,西部边界在帕米尔高原以东的南疆盆地上空,中亚地区为副热带低槽活动区,环流形势相对稳定.主汛期形成融雪(冰)型洪水的500hPa环流特征为:新疆高压脊向北发展且稳定维持3d以上,5880gpm等高线北界稳定在天山以北,西部边界在帕米尔高原以西.春季形成融雪型洪水的500hPa环流特征为:帕米尔高原及西天山受新疆高压脊控制,稳定维持3d以上,高压脊内5840gpm等高线北边界维持在40°N以北.     

中国大陆降水时空变异规律——I.气候学特征

为系统了解大尺度降水气候特征,利用2 300多个国家级气象站逐日观测资料,分析了中国大陆1956—2013年多年平均降水的空间分布和季节性变化规律。主要新认识有:① 暴雨量、暴雨日数和暴雨强度最高的站点在华南沿海,而小雨量、小雨日数最多的站点主要在江南内陆山区、丘陵;东部季风区山地、丘陵多出现低强度降水,平原和沿海易出现高强度降水;② 四季降水量均由西北内陆向东南沿海递增,南方秋季降水量明显小于春季,但华西和江南沿海秋季降水量较多,冬季降水在东南丘陵出现高值中心;③ 珠江和东南诸河流域降水量年内存在2个峰值,其中珠江流域有6月主峰值和8月次峰值,东南诸河流域主峰在6月中下旬,次峰在8月末,长江流域总体表现为单峰型,出现在6月下旬和7月初,西南诸河流域和北方所有流域降水均表现为夏季单峰型;④ 南方各大河流域从2月末到6月中下旬陆续进入雨季,北方各大河流域进入雨季时间集中在6月末、7月初;南、北方雨季结束时间比雨季开始时间集中,从南到北进入雨季时间持续120 d以上,而从北到南退出雨季时间则仅持续不到45 d;⑤ 丰雨期的持续时间,珠江流域从5月初到9月上旬后期,东南诸河从5月上旬到7月上旬,8月末到9月初再度短暂出现,长江流域从6月中下旬到7月中旬,西南诸河从7月中旬到 8月下旬,淮河流域从7月上旬至7月底、8月初,辽河流域在8月初出现极短丰雨期;⑥ 降水年际变异性最高的站点在青藏高原西南、塔里木盆地、阿拉善高原、华北平原北部和汾河谷地,海河流域年降水具有最大的变异系数。     

黄河中游汛期水沙联合分布模型及其应用

为在宏观上对黄河中游水沙运动的变化规律从随机过程的角度予以揭示,以黄河中游潼关水文站1952-1998年期间流量超过6 000m3/s的次洪过程中的洪峰流量和相应的沙峰含沙量系列为基础,运用Copula函数方法构建了黄河中游汛期水沙联合分布模型并对其应用进行了探讨.结果表明:在水沙丰枯同步频率中,同丰的频率略大于同枯的...