气候变化对长江上游径流影响预估

利用第五次国际耦合模式比较计划(CMIP5)中5个气候模式在3种典型浓度路径(RCPs)下的预估结果驱动SWAT水文模型,预估了21世纪气候变化对长江上游年径流量、季节分配以及极端径流的影响。结果表明：预估的长江上游平均气温呈显著上升趋势,21世纪末较当前(1986—2005年)升高1.5~5.5℃,降水总体呈增加趋势,在21世纪30年代后高于当前气候平均值,21世纪末相对于当前增加5%~15%。流域内气候变化存在明显空间差异,金沙江和岷沱江流域气温升高和降水增加幅度均大于流域平均值。预估的长江上游年径流量及各月平均径流均有增加趋势,在21世纪30年代后高于当前多年平均值,21世纪中期增加4%~8%,21世纪末增加10%~15%。预估的径流年内分布的均匀性有所增加,但年际变化明显增大,极端旱涝事件的频率和强度明显增加。预估的各子流域径流变化对气候变化的响应也存在差异,金沙江和岷沱江流域年径流量、年际变化和年内分布变化小,对气候变化的响应表现为低敏感;嘉陵江流域、乌江流域和长江上游干流径流增加幅度大,同时极端丰枯出现的频率和程度增加显著,是气候变化响应的敏感区域。     

气侯变化对东部季风区赣江和官厅流域径流的影响

选取中国东部季风区南方赣江流域和北方官厅流域,基于逐日气象和水文观测数据率定和验证了HBV水文模型,并以国际耦合模式比较计划第五阶段（CMIP5）中输出要素最多的5个全球气候模式在3种典型浓度路径（RCP2.6、RCP4.5和RCP8.5）下的预估结果驱动HBV模型,预估了气候变化对21世纪两个流域径流的影响。结果表明：(1) 1961—2017年,赣江和官厅流域年平均气温均呈显著上升趋势,升温速率分别为0.17℃/(10 a)和0.28℃/(10 a);同期,赣江流域降水显著增加,官厅流域降水微弱下降。不同RCP情景下,21世纪两个流域均将持续变暖、降水有所增加,北方官厅流域的气温和降水增幅均大于南方赣江流域。(2) 21世纪,官厅流域年、季径流增幅远大于赣江流域。官厅流域年径流在近期（2020—2039年）、中期（2050—2069年）、末期（2080—2099年）均呈增加趋势,RCP8.5情景下增幅最大、RCP4.5最小。赣江流域在RCP4.5下,近期、中期年径流相对基准期略有减少,但在整个21世纪径流呈上升趋势;RCP2.6和RCP8.5下,21世纪中期以后径流增幅下降。(3) 21世纪,东部季风区北部的官厅流域发生洪涝、南方赣江流域发生干旱的可能性增大,不同RCP情景预估得到相同的结论。     

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。     

气候影响下以融雪水补给为主的河川径流变化

以气象文献资料为基础,结合区域水文代表站1961—2000年的资料,分析了气候影响下融雪水补给的河川径流的变化过程,建立年平均气温、季平均气温序列,利用距平分析法、多年平均降水量与多年平均径流量相关法、模比系数差积曲线图等方法,分析了区域增温变暖趋势,与全国、全球增温变暖趋势情况大致相似。年径流量从80年代以来随气候的变化呈上升趋势,以气温的增温变暖、降水的增多为主要影响因子,分析了区域内河川径流的水量变化。     

21世纪天山南坡台兰河流域径流变化情景预估

基于台兰水文站2003—2005年观测的水文气象数据,通过参数率定和验证获得了适用于台兰河流域的HBV水文模型优化参数。应用RegCM3气候模式在IPCC SRES A1B情景下的预估数据,经Delta降尺度方法生成流域未来气候数据,并结合流域冰川退缩情景预估台兰河流域径流在21世纪中期(2041—2060年)和末期(2081—2100年)可能发生的变化。结果表明:在21世纪中期和末期,台兰河流域气温将显著上升,而降水变化不大;21世纪中期冰川3种可能退缩比例为15%、20%和25%,末期分别为20%、30%和40%;无论冰川处于哪一种退缩情景,21世纪径流较基准期(1981—2000年)都呈增加趋势,中期和末期最小增幅将分别为17.3%和18.6%;最大增幅可达45.9%和66.0%;耦合RegCM3气候模式预估增幅为28.9%和41.5%;台兰河流域未来径流年内分布与基准期大体相同,但又呈现出一定的差异性,具体表现为,在21世纪中期5月份径流增加很快,径流峰值出现在7月份,而到21世纪末期径流峰值出现在8月份。     

气候变化对呼图壁河径流量的影响

依据呼图壁河青年干渠渠首水文站1979—2005年径流量资料和呼图壁县气象站同期历史气候资料,统计分析了27a来呼图壁河径流的年内分布特征、多年变化规律以及呼图壁河流域气候变化对河流径流的影响。结果表明:径流量年内分配极不均匀,11月—3月几乎无径流产生,而4月—10月径流十分集中,水热同期的气候特点是形成呼图壁河径流年内分配不均的根本原因;径流量的年际变化较稳定,变差系数仅0.14;27a来呼图壁河年径流量表现出较明显的递增趋势,平均增加倾向率为0.157×108m3.10a-1;降水是影响河川径流的主要气候因素,27a来降水量呈增多趋势是导致呼图壁河年径流量递增的主要原因。气温升高,加快了冰川、积雪融水的产生,对增加和稳定径流也具有重要作用。     

气候变化和人类活动对永定河流域径流变化影响定量研究

以永定河流域为研究对象,在对永定河流域1957-2010年降水、实际蒸发和气温实测资料进行趋势分析的基础上,建立SWAT模型,验证了还原径流的必要性,对气候变化和人类活动对永定河流域径流的影响进行了定量研究。结果表明：20世纪60、70年代为永定河流域的丰水期,80年代至今为枯水期。永定河流域80年代后的实测径流资料受气候变化和人类活动影响显著,需进行径流还原后才能保证径流资料的一致性。气候变化是80年代后期径流减少的主要原因,其贡献量约占总减少量的65.4%,人类活动的贡献量占34.6%,也是不容忽视的因素。     

近50年气候变化对滦河上游径流的影响

为了解近50年滦河上游气温和降水气候的变化特征、趋势及其对该流域径流量的影响,利用1956-2009年滦河上游的实测气温、降水量和径流深资料,分析了该流域气温、降水和径流深的年均和季度变化的时间序列,并建立了该流域气候变化对径流影响的复相关回归模型。结果表明,年径流深随着年降水量的减少而减少,随着年平均气温的升高而减少;春、夏和秋季的径流深随着同期降水量和气温的变化趋势与年际变化趋势基本一致,但冬季径流深则相反,而且其变化幅度非常小。     

1961—2018年中国主要江河枯季径流演变特征与成因

枯季是水旱、水生态和水资源问题的重要时期,枯季径流的变化直接影响着河流生态和流域水资源管理。基于中国网格气象数据和主要江河枯季径流资料,初步分析了1961—2018年中国气候变化趋势和主要江河枯季径流演变特征与成因。结果表明,全国枯季平均气温显著上升,北方地区升温较早,南方地区2001—2018年升温明显。全国约84%的地区枯季降水有增加趋势,其中约42.2%的地区增加显著;全国枯季降水呈现西北、东北和东南显著增加,中部变化不显著格局。黄河中游和海河枯季径流下降显著,2001—2018年黄河中游枯季径流较1961—1980年减少了34%,同时期海河流域枯季径流量减少幅度均超过80%;松花江上游和长江流域枯季径流增加显著,2001—2018年松花江上游枯季径流量增加了约67%,长江流域枯季径流量增加了约16%。枯季降水增加主导了松花江上游、辽河、淮河、长江以及珠江枯季径流的增加;气温的显著上升对黄河中游和海河等地枯季径流有显著负向作用;人类活动是松花江中游、黄河和海河枯季径流下降的主要影响因素。尽管全国枯季降水的增加对于缓解流域生态和水资源问题有积极作用,但人类活动和气温显著上升加速了水资源的消耗,加大了流域水资源脆弱性。     

土地利用变化对长江流域气候及水文过程影响的敏感性研究

使用区域气候模式(RegCM3)和大尺度汇流模型(LRM), 研究土地利用/植被覆盖变化对长江流域气候及水文过程的影响。RegCM3嵌套于欧洲数值预报中心 (ECMWF) 再分析资料ERA40, 分别进行了中国区域在实际植被和理想植被分布情况下两个各15年 (1987～2001年) 时间长度的积分试验。随后, RegCM3 两个试验的输出径流结果分别用来驱动LRM, 研究土地利用/植被覆盖变化对长江流域河川径流的影响。研究结果指出, 中国当代土地利用变化对长江流域降水、蒸散发、径流深及河川径流等水文气候要素的改变较大, 对气温的改变并不明显。土地利用变化引起长江干流河川径流量在夏季(6～8月)有所增加, 并且越向下游增加幅度越大, 其中大通站径流量增加接近15%。总体而言, 土地利用改变加剧了长江流域夏季水循环过程, 使得夏季长江中下游地区降水增多, 径流增大。     

松花江、辽河流域实测径流的变化趋势及其与降水的关系

利用松花江、辽河流域内132个降水测站1961-2000年40年的月降水资料,以及水文测站哈尔滨、江桥、铁岭1956-2000年45年的月实测径流量资料,分析松花江、辽河流域实测径流的变化趋势,并探讨夏季径流与同期降水的相关性。结果表明：松花江流域的年实测径流量呈现较微弱的下降趋势,而辽河流域年实测径流呈现显著的下降趋势;两流域径流量均存在着一致的阶段性丰枯周期变化;最显著的一次波动是夏季实测径流由20世纪60年代中后期呈现的显著下降趋势转为80年代初期的明显上升趋势;降水是影响松花江、辽河流域夏季实测径流的一个重要气候因素。初步揭示了人类活动、下垫面改变对实测径流的影响。     

白河流域年径流量对气候变化的响应研究

基于气象和水文观测资料,分析白河流域年径流量与气象要素的关系并建立拟合模型,利用CMIP5模式在不同典型浓度路径(RCPs)下的模拟结果,预估21世纪白河流域年径流量的变化特征.结果表明:1981～2012年白河流域年径流量呈先减少后增加的变化趋势,与气象站观测的年平均最高气温呈显著负相关,与降水量呈显著正相关.以红原...     

近45年来长江上游通天河径流量演变特征及其气候概率预报

利用长江上游通天河流域直门达水文站1957～2001年各月平均径流量资料,对长江水系通天河的径流量变化规律及与气候要素的关系进行了分析.结果表明,通天河月平均流量具有很好的持续性,尤其是7～12月,其显著落后自相关可达4～6个月以上;近45年来,通天河流量经历了小-大-小的演变过程,期间出现过径流量的多次转折,其中1967年由大变小,径流量持续减小直到1979年,长达11年;1979年径流量由小变大,直到1989年达到历史(有记录以来)最大值,持续时间长达10年;1990年代径流量持续减小;从1998年开始,径流量又开始表现出增大趋势;年径流量表现出较明显的准2年短周期和7.5及12.3年的长周期变化;年平均径流量与同期6～9月降水存在显著的正相关关系,与气温关系不显著.对径流量丰枯划分的标准不同,进行径流量转移概率的预报结果也不同.     

博斯腾湖流域气候变化对开都河径流量的影响

利用线性回归分析法、突变检验法等分析博斯腾湖流域1980～2018年的年均气温、年降水量、年蒸发量等气候因子变化趋势和突变现象及其对开都河径流量的影响.结果表明:1980～2018年博斯腾湖流域年均气温呈波动中上升趋势,其变化速率为0.15℃(10a)-1,年降水量则以0.765mm(10a)-1的速率增加,而年蒸发量...     

长江源流量对长江源流域气候年代际变化的响应

利用长江源流域气象站降水、气温资料和源区直门达水文站流量,建立了历年各月、季降水距平百分率和气温距平序列,分析了长江源流量与长江源流域降水、气温的年代际变化.结果表明,长江源流域气候演变存在非常明显的年代际变化.年降水量呈平缓下降趋势,60、80年代年降水量正常或偏多,70、90年代偏少,主要受夏季降水的影响;年气温明显呈上升趋势,60年代最冷,70年代开始回升,80年代暖在冬,90年代暖在秋,目前年、夏、秋、冬季已达到1961年以来的最暖期;年流量与年降水的年代际变化、突变年份对应,60、80年代偏多,70、90年代偏少,目前除春季流量外,夏、秋、冬季已转入上升趋势,1965、1979、1997年二者均发生了突变.     

塔里木河流域的气候变化、径流量及人类活动间的相互影响

根据塔里木流域13个气象站（1961~2000年）和8个水文站（1957~1998年）的观测资料，对塔里木河各流域段的气候变化以及沙尘时空分布特征进行了分析，建立了相对耗水影响指数，试图量化人类活动的强度，研究了塔里木河流域各段的气候变化和人类活动对源流径流及生态环境的影响，为正确制定塔里木河流域发展战略，保护和治理塔里木河流域生态环境提供科学依据。研究结果表明:（1）50年代以来塔里木河源流的水量并没有多大的变化，但最终净入塔里木河干流的水量却明显下降。（2）相对耗水影响指数表明人类活动影响对中游的影响要远大于上游的影响，70~80年代中期是人类活动影响最大的时期。（3）90年代与多年平均相比，塔里木河流域气温增高，降水量明显增加；从塔里木河源流区到下游区，气温增高幅度逐步加大。（4）90年代以来塔里木河各区，沙尘暴、浮尘和大风日数均呈明显大幅下降趋势。（5）塔里木河下游铁干里克的年降水不仅没有增加，反而略有下降，沙尘暴日数不但没有下降反而上升，应该引起人们的注意。     

辽河流域气候变化及对径流影响预估与评估分析

辽河流域属于气候变暖较为显著区域,增温幅度比全球和全国的增温幅度都要高。同时辽河流域也是水资源较为匮乏且需求量大的地区,因此气候变化对水资源影响问题也更值得关注。基于长期历史观测气象水文数据和未来不同情景下气候变化预估资料,建立评估气候变化与径流量的关系,预估未来气候变化对径流量的可能影响,为辽河流域应对气候变化决策提供科学依据。结果表明:1961—2020年,辽河流域气温为持续上升趋势,降水没有明显的增减趋势,但存在阶段性变化;辽河流域降水量与径流量有较好的相关关系,具有较为一致的长期变化趋势与特征,年降水量与径流量相关数达到0.6以上。日降水量与径流量相关分析表明,降水发生后次日且为大雨降水等级(即日降水量≥25 mm)时,两者相关系数可高达0.85;敏感性试验和模式模拟试验表明,径流量对气候变化有明显的响应,降水增加(减少)、气温降低(升高),则径流量增加(减少);在未来RCP8.5排放情景下气温升高趋势最为明显,未来径流量也为显著增加趋势;RCP2.6排放情景下气温增加的幅度最小,未来径流量也表现为无明显增减趋势;RCP4.5情景下,气温增加的幅度居中,未来径流量则为减少趋势。