汉江流域降水与径流演变特征研究

利用Mann-Kendall趋势检验法和Pettitt突变检验法剖析了1965—2018年汉江流域内4个典型水文站径流量及控制流域降水的时空演变特征,并基于双累积曲线法探究了降水变化和人类活动对径流的影响。结果表明：4个典型水文站径流量及控制流域降水量在1965—2018年间变化呈显著波动性,在1970s的变化幅度最小。黄家港站和仙桃站年径流量呈显著减小趋势;石泉站、白河站和黄家港站控制流域年降水量均在2003年发生突变,而仙桃站控制流域年降水量在1985年发生突变,各水文站年径流量均在1991年发生突变;研究期限内人类活动对汉江流域径流减少的影响逐渐增强,如石泉站和仙桃站控制流域人类活动对径流减小的贡献率在阶段III(2003—2018年)相较阶段II(1991-2002年)分别增加了18.56%和11.15%。研究成果以期为汉江流域水资源科学管理及可持续利用提供理论参考。     

钦州市降雨及入海河流径流演变规律与趋势分析

依据钦州市58a平均降雨量和3条入海河流控制站径流量长序列资料,采用滑动平均、线性回归、Spearman、M-K及R/S法综合分析降雨径流的趋势性及突变特征。结果表明,钦州市降雨量总体呈弱增加趋势,增加率为0.742mm/10a,而茅岭江、钦江、大风江流域径流量存在总体减少趋势,减少率分别为0.2×108m~3/10a、1.1×108m~3/10a、0.4×108m~3/10a。运用复Molet小波分析多时间尺度周期性,降雨量序列存在5个时间尺度,22a和15a时间尺度分别为序列第一、三主周期;径流量序列存在3个时间尺度,其中22a和8a时间尺度分别为径流量序列第一、二主周期。     

鄱阳湖流域抚河径流特征及变化趋势分析

抚河是鄱阳湖流域第二大河流,其径流变化研究对揭示鄱阳湖水文情势演变规律和鄱阳湖生态环境保护具有重要的科学意义。本文采用鄱阳湖流域抚河上、中、下游8个主要水文站的实测资料,分析了抚河径流年内分配特征及变化规律;应用Mann-Kendall非参数检验与回归分析等方法,研究了近几十年内抚河年、月径流变化规律及与降雨的关系。结果表明:(1)抚河径流年内分配不均,但不均匀性在流域内空间差异较小;(2)受水利工程调蓄影响,径流年内分配越来越均匀;(3)不同年代年径流特性存在差异,20世纪70年代至90年代初,径流相对稳定,90年代中期到2002年,呈较明显上升趋势,2002年后,表现为下降趋势;(4)月径流变化有增有减,基本规律为枯水期(11月~次年3月)月径流量基本呈上升趋势,洪水期(4~6月)月径流基本呈下降趋势;(5)抚河的年降水量在2002年附近发生突变减少,与年径流量突变时间基本吻合,说明气候变化降雨量减少对近10年鄱阳湖流域抚河入湖径流的减少影响显著。     

天山南坡清水河与阿拉沟流域径流变化特征及其对气候变化的响应

依据1956-2012年天山南坡清水河流域的克尔古提水文站以及阿拉沟流域的阿拉沟水文站资料,采用Mann-Kendall非参数检验法和交叉小波变换法,分析了清水河与阿拉沟出山径流的趋势、突变、周期变化等特征,并进一步探讨了出山径流对气候变化的响应。结果表明：清水河与阿拉沟流域年径流量均呈上升趋势,其中1988年为径流突变年,该年前后年均径流变化态势不同,1988年以后径流升幅显著。同时,流域径流过程呈现多时间尺度的周期变化,以32 a以上大周期为主,2 a和8 a小周期变化为辅。因流域下垫面特征等差异,清水河出山径流对降水变化的响应程度强于阿拉沟,而阿拉沟出山径流对气温敏感性高于清水河。且受冰川径流调节作用与多年冻土退化的影响,阿拉沟径流过程对气温的滞后性强于清水河。     

1956-2016年渭河支流葫芦河流域径流及降水的年际变化特征

研究河流径流量和流域降水量的变化特征,对区域水资源规划与开发利用具有重要意义。基于葫芦河干流上下游的两个主要控制水文站实测年径流量及其流域年降水量资料,运用标准距平累计曲线法、小波分析法和Mann-Kendall等方法,研究了葫芦河干流年径流量和年降水量的年际变化趋势、周期性和突变性。结果表明：葫芦河上下游年径流量变化趋势一致性较好,流域年降水量变化趋势与径流量变化趋势基本对应,均呈下降趋势,但径流减少的速率远大于降水减少速率,且下游径流量的减少速率比上游更快。葫芦河上下游径流量变化的大周期一致,但下游径流小周期的转换要比上游径流和流域降水更频繁,上下游径流量与其流域降水量变化周期的年份对应关系不好,径流变化的主周期和次周期均小于降水的变化周期。葫芦河下游年径流量在1988年发生了突变,而上游径流量和流域降水量均无明显的突变点。     

额尔古纳河流域近50年水文气象要素变化分析

应用预置白处理后的Mann—Kendall非参数检验方法及小波分析方法,分析了额尔古纳河流域20个水文气象站点近50年水文气象要素(气温、降水和径流)的变化趋势以及典型站点降雨量、径流量的多时间尺度特征。同时应用聚类分析方法推算了径流量序列的突变点。结果表明,该区域气温呈现明显升高的趋势,其中海拉尔站可能由于城市化进程的影响气温升高幅度最大。流域年降水总量变化趋势不显著,但某些月份降水量存在明显增加或者减小的趋势,其中显著增加的月份为11、12和1月,显著减小的月份为7、8月;降水趋势显著变化的站点主要分布在该流域的呼伦湖水系和海拉尔河水系。流域年径流量有减少趋势但不显著,然而4、5月份大多数站点径流量出现显著减少趋势。小波分析表明,典型站点年降水量存在25a左右的主周期,年径流量存在20～26a的主周期。各个站点径流量序列的显著跳跃点大都发生在1999年,这与通过小波分析得出的有关突变点的结论相一致。     

白龙江干流代表站径流变化特征及未来趋势预测

白龙江引水工程被列入国家确定的172项重大水利工程项目之一,分析研究白龙江干流代表站径流变化特征并进行未来趋势预测,为实施白龙江引水工程提供技术支撑。对白龙江干流白云、舟曲、武都、碧口4个代表站1956~2013年的实测径流系列资料进行分析,采用周期波均值外延叠加模型、谐波分析模型和逐步回归分析模型组合形成的加法模型对代表站未来径流变化趋势进行分析预测。结果表明:(1)该4站9月份多年平均流量占全年径流量比例最大,主汛期6~9月多年平均流量占全年径流量比例达到50%左右。(2)4个水文站多年径流量变化趋势呈现出逐渐缓慢减少的趋势,上游减少的幅度比下游小。(3)预测2015、2020、2025年年径流量的结果是:白云水文站均小于多年平均值,武都水文站均大于多年均值,舟曲和碧口水文站在多年均值上下浮动。     

广东梅江中上游河段气温、降水、径流变化趋势及周期性分析

运用梅江中上游河段两个国家气象站和两个水文站的时间序列数据,应用累积滤波器、Kendall的秩次相关和小波分析等方法对该河段气象水文要素的长期变化趋势及周期性进行了分析。结果显示:1梅江中上游河段降水量、径流量呈不同程度的减少趋势,而气温则表现出较明显的上升趋势,其中两个水文站径流量的减少趋势和气温的增加趋势十分显著,均通过了置信度为95%的显著性检验;2该河段气温、降水、径流序列周期变化不一,年均气温只有28a的主周期,年降水变化的主周期依次为28a、12a、7a和4a,尖山站和水口站径流量变化的主周期很接近,尖山站依次为28a、20a、12a、8a和5a,水口站依次为29a、20a、12a、9a和5a;3另一方面,在河段气温上升、降水量几乎保持不变的情况下,两个水文站的径流量明显减少,这是人类活动所致还是气候变化的影响,还有待进一步研究。     

黑河流域上游融雪径流时间变化特征及成因分析

以黑河流域上游莺落峡水文站和札马什克水文站1959-2008年及祁连水文站1967-2008年的天然径流序列为基础数据, 通过计算水文站的流量质心时间来表示融雪径流时间, 研究了黑河流域上游融雪径流时间变化的特征. 结果表明: 莺落峡站和札马什克站自20世纪70年代起, 融雪径流时间表现为提前的趋势, 祁连站自20世纪80年代起融雪径流时间提前.野牛沟站和祁连站10月至次年4月降水量增加或4-7月气温升高, 会使得莺落峡站融雪径流时间提前, 札马什克站融雪径流时间的提前与野牛沟站10月至次年4月降水量的增加具有较高的相关性, 祁连站融雪径流的提前与祁连气象站4-7月气温升高的相关性较强.通过分析莺落峡站融雪径流时间与年径流及各季节径流的相关性, 可知如果融雪径流时间提前, 莺落峡站观测到的年径流量和夏秋季的径流量均会减少, 而同时冬春季的径流量会增加, 这对合理安排流域水资源配置和管理具有重要的指导意义.     

河川径流的灰色拓扑预测研究——以新疆阿克苏河为例

根据阿克苏河流域内出山口水文站1957～2006年的径流实测资料,利用数理统计、Mann-Kendall非参数趋势检验及小波分析等方法对径流年际变化特征进行了分析。研究发现,阿克苏河年径流量具有相对稳定且振荡上升的趋势,年际变化小;  径流序列在1993年发生突变,径流量呈现出显著增加趋势,且通过了α=0.05的显著性水平检验;  丰、枯水周期变化存在着25a左右的主周期,丰水年发生在20世纪90年代后期,且大量连续出现,最长持续时间达7年,枯水年多以连续2年的形式出现,平水年年数占52％。运用灰色拓扑预测方法对突变前后两个径流时间序列分别进行了模拟和预测,模拟结果的平均相对误差仅为12.06％,且位于同一突变区间的精度达97.7％,预测未来几年阿克苏河年径流量存在上升趋势,但趋势不显著。     

新一代天气雷达背景场特征资料生成方法及检验

地形对波束遮挡是影响雷达观测资料质量的重要误差源之一。国家防汛抗旱指挥系统二期工程建设了天气雷达应用系统,系统利用新一代天气雷达背景场特征资料客观分析技术计算出雷达站周围环境对雷达波束造成遮挡影响的背景场特征资料(挡角图、等射束高度图和波束遮挡能量耗损率图)。详细介绍了新一代天气雷达背景场特征资料计算原理和方法,并提出利用雷达回波概率特征方法,将计算出的背景场特征资料与不同仰角雷达回波统计的概率空间分布进行对比分析,验证了新一代天气雷达背景场特征资料的正确性,为后期雷达波束能量遮挡进行定量订正提供依据。     

半干旱半湿润地区洪水预报模型适用性研究

针对半干旱半湿润地区的流域特性和产汇流特点,比较了河北雨洪模型和新安江模型的模型原理和模型特性,以滦河支流老牛河流域为例,开展了洪水预报适用性研究。结果表明,河北雨洪模型的预报精度较高,更适用于半干旱半湿润地区的洪水预报。     

岩溶泉流量衰减曲线分析

由于岩溶含水介质的强烈非均质性和各向异性,如何有效认识岩溶含水层内部的水文地质特征为研究难点之一,岩溶泉衰减曲线分析为认识岩溶含水层的一种有效手段。总结了目前广泛用于泉流量衰减曲线分析的几种常见方法,主要包括指数型衰减、非指数型衰减分析方法以及综合型的衰减曲线分析方法,讨论了管道可能对泉流量衰减曲线的影响,最后提出了今后对岩溶泉流量衰减曲线分析拟解决的一些关键问题。     

松嫩平原哈尔滨地区地下水环境背景值分析

受自然条件及人类活动的影响,地下水环境发生了较大的变化,地下水污染问题日益引起广泛的关注。正确确定背景值对地下水污染评价十分重要。以收集的松嫩平原哈尔滨地区150余组地下水水化学样品分析数据为依据,在分析区域流场、补给径流条件的基础上,选用数理统计法和经验法求取了研究区潜水和承压水地下水环境背景值,并对地下水环境背景值进行比较。结果表明:数理统计法以自然地理环境和人类长期活动的综合作用为基础,克服了经验法的不足,可较真实地反映研究区地下水背景状况;研究区内潜水中指标NO3-、Fe、Mn和承压水中指标Fe、Mn均为高背景值指标;区内地下水环境背景值与人类活动、地下水的补、径、排和沉积环境条件具有密切的关系。     

TRMM卫星降水数据在小尺度流域的评估与应用

选取史灌河流域上游黄泥庄站以上集水区域为研究流域,以地面站点观测为基准数据,评估TRMM 3B42V7版本卫星降水数据的精度,并采用上述两种降水数据驱动栅格型新安江模型,模拟黄泥庄站日径流和月径流过程。结果表明:2001~2010年TRMM 3B42V7降水数据与雨量站数据累积量的偏差不大,仅为1.71%,但相关系数较低,采用TRMM降水数据模拟的日径流能基本再现黄泥庄站的日径流过程,但对洪峰的模拟精度较低;TRMM月降水数据精度较高,相关系数为0.96,能够较为精确地模拟黄泥庄站的月径流过程。     

流速仪信号采集系统设计

介绍了流速仪检定系统的工作原理,分析流速仪信号特点和采集难点,针对流速仪信号受外界干扰信号波形复杂问题,设计信号采集硬件调理电路。针对流速仪信号周期多样性问题,对测频法和测周法进行误差分析和比较,确定在不同速度区间使用不同软件滤波的方法。通过硬件调理电路及软件滤波仿真验证,证明设计的可行性,可有效提高流速仪信号采集的精度,并在单片机平台上完成了硬件设计。     

沉积盆地动力学进展及在油气勘探中的应用

沉积盆地在演化过程中,其沉积充填记录了海陆变迁,构造格局演变及与周围环境的相互作用的具体历史。人类所需绝大部分油气资源也都蕴藏于沉积盆地中。讨论总结前人有关研究成果,综述我国盆地动力学主要研究进展。结合若干实例概述沉积盆地动力学在油气勘探中的应用。二十世纪九十年代,对于沉积盆地的研究上升到了沉积盆地动力学的高度,且与油气勘探的关系越来越密切,已成为油气勘探中不可缺少的分析方法,沉积盆地动力学对油气生成、运移和聚集成藏有着重要的影响。     

山区高速公路地质勘察中几种方法的综合应用

龙长高速公路是闽西通往赣南的唯一的一条快速汽车通道。该公路位于山区路段,跨越不同地形(地貌)及地质构造单元,地质构造条件复杂,地层多,岩性多变。介绍了通过多种勘探方法的综合应用、分析评价,有效地解决了在以桥梁、隧道为主的线性工程勘察中,钻孔布置、钻探施工、工程地质测绘、工程地质评价、路线方案比选等技术难题,效果显著。     

中国南阳伏牛山世界地质公园地质灾害评价

中国南阳伏牛山世界地质公园位于豫西南山区。地貌类型以中、低山为主,地表多出露变质岩及侵入岩,岩体风化强烈,多赋存基岩裂隙水,地质构造发育,人类工程活动强烈,园区地质环境条件复杂。通过野外调查及评价,园区处于地质灾害高易发区,主要地质灾害有崩塌、滑坡和泥石流。针对地质公园这一特色旅游,提出地质灾害防治对策,保障当地旅游经济可持续发展。     

基于水资源生态足迹的浑河流域水资源利用评价

用水资源生态足迹模型计算浑河流域2005~2013年水资源生态足迹和水资源生态承载力,并基于各评价指标对浑河流域水资源利用情况进行评价。结果表明:2005~2013年浑河流域水资源生态足迹呈现不显著的下降趋势,水资源生态承载力呈现波动变化;流域一直处于水资源生态赤字状态,仅在2010年出现盈余;流域水资源生态足迹指数低于可持续发展足迹指数范围,但万元GDP水资源生态足迹持续下降。总体来看,流域水资源利用处于不可持续状态,但2010年后流域水资源利用效率明显提高,并向着可持续的方向发展。