青海湖水文特征及水位下降原因分析

青海湖自有记载以来,湖水位一直处于下降之中。通过分析流域内的各项水文因子的特征及湖泊水量平衡,看出流域内降水有逐步变小的趋势;湖泊长期处于水量收支负平衡中,致使湖水水位下降。降水变小及湖水位下降又改变了流域水文环境,使径流变小、径流系数下降。通过进一步分析发现,青海湖对降水变化的敏感性要大于其它因子的变化。     

分布式流域水文模型水量过程模拟——以黄河河源区为例

文章分析了分布式水文模型、遥感和地理信息系统技术在流域径流模拟过程中的结合点,采用数字网格技术,以流域水量变化对地表土地覆被和气候变化响应过程为目的,讨论利用分布式水文模型研究下垫面和气候变化下流域水量响应过程的一般方法,并以黄河河源区为实例进行验证。     

基于流量监测的西藏东南部然乌湖水量平衡季节变化及其补给过程分析

青藏高原分布着亚洲大陆最大的湖泊群,其湖泊变化对气候变化响应敏感。基于遥感数据的湖泊面积变化不足以反映外流湖对气候变化的响应,需借助湖泊水量平衡过程分析来进一步研究各补给要素的变化。本文利用2015年4月-11月然乌湖水文气象监测数据,通过建立流量—水位关系,依据连续的水位数据重建了观测期内然乌湖主要径流的水文过程线,并结合SRM模型分析了然乌湖的水量平衡过程及季节变化。结果表明,观测期内然乌湖入湖水量约为18.49×10⁸ m³,其中冰川融水约为10.06×10⁸ m³,冰川融水占然乌湖补给的54%以上,湖面降水、湖面蒸发对湖泊水量平衡过程影响微弱。流域降水对湖泊的补给具有明显的季节特征。春季受西风南支扰动影响,然乌湖地区降水量大,降水是春季然乌湖的主要补给源。夏季和早秋由于气温升高,冰川消融量大,冰川融水是湖泊补给的主控因素。在未来气候变暖的条件下,冰川融水将会在湖泊补给中占据更大比例,并可能使得流域内的冰湖水量增加,产生潜在灾害风险。     

沱江流域水文对全球气候变化的响应

本文研究了全球气候变化对沱江流域水文的影响。根据流域水量平衡模型和未来气候情景对水量平衡各分量的可能变化进行了计算。结果表明;径流对气温变化不敏感,但对降水变化十分敏感;降水变化±１０％将引起径流量±３５％左右的变化;此外,径流年内分配亦发生了明显的变化。这将对沱江流域未来水资源计划与管理带来一定程度的影响。     

近20年青海湖水量变化遥感分析

青藏高原湖泊水量的变化是揭示全球气候变化及其区域水循环响应的重要信息载体。区别于常用的水文学方法,本文利用MODIS遥感影像和LEGOS高度计多年连续数据,基于湖泊水位—面积关系,探讨了湖泊水量变化的遥感分析方法,并以青藏高原面积最大的青海湖为例,揭示青海湖近20年来(2001-2016)湖泊水量年内与年际变化特征。主要结论为：青海湖湖泊面积在2001-2016年间整体扩张了187.9 km²,变化速率为11.6 km²/a;水位在2001-2014年间上升了1.15 m,变化速率为0.10 m/a。青海湖水位—面积关系表现为二次函数关系(相关系数R²=0.83)。基于水位—面积关系,进一步估算分析了青海湖水量平衡的净收支及其年内和年际变化。近20年来,青海湖水量总体呈增加趋势,其变化率约为4.5\times {10}^8m³/a。降水的增加与蒸发能力的下降是湖泊水量增加决定性的驱动因子。     

不同情景下干旱区尾闾湖泊生态水位与需水研究——以黑河下游东居延海为例

水位作为湖泊重要的水文要素之一,在反映湖泊水量变化,指示湖泊湿地生态环境状况等方面都有重要的生态意义。选取黑河下游尾闾湖东居延海为研究区域,采用湖泊形态学法对湖泊最小生态水面和最低生态水位进行了研究。依据水量平衡原理,结合已有研究对不同情景下的生态需水量进行了估算。最后结合黑河输水河道耗水规律,提出不同情景（水文频率）下各水文断面需下泄水量。研究结果对于干旱区流域湖泊湿地的保护和水资源的合理利用都有重要意义,同时也为黑河流域生态输水工程的实施提供现实的科学依据。     

湖泊集水域地表-地下径流联合模拟

研制了流域尺度的地表- 地下径流联合模拟的分布式水文模型。模型考虑了地表径流、土 壤水、地下水之间的相互作用和水量交换, 更真实地模拟径流系统。特别是, 考虑了湖泊- 流域系 统的特点, 例如, 多条入湖河流、直接入湖的坡面水流和地下入湖径流等, 使模型比现有水文模型 更适合于湖泊集水域径流系统的模拟。模型在云南抚仙湖集水域作了初步应用研究, 模拟结果与 河道径流、土壤含水量和地下水位等观测数据的比较显示, 模型模拟效果理想。此外, 模拟结果与 SCS 模型结果的对比分析, 进一步验证了模型的有效性。该模型可用于研究湖泊与流域的相互作 用、模拟流域水文过程对自然条件改变或人类活动的响应、探究地表径流- 地下水- 湖泊之间的相 互作用。模型也可用作湖泊- 流域系统水量平衡分析和水资源管理的有效计算工具。     

流域水热条件和植被状况对青海湖水位的影响

湖泊是陆地水资源的重要组成部分，也是局地气候和全球环境变化的敏感指示器之一。湖泊面积增加和水位的变化直接反映了流域内水量平衡变化过程，对区域和全球的气候变化的反映较为敏感。利用线性趋势法对青海湖流域长时间序列气象、水文资料以及流域水热条件和植被生长状况进行分析研究，利用皮尔逊相关系数法计算了各因素与湖水位的相关关系，旨在定量评估区域气象、水文、植被等要素的变化对和湖泊水位变化过程的贡献，开展细致的青海湖水位变化特征的影响因子探讨与分析。结果表明：该流域气候呈现显著的暖湿化趋势，其中流域年降水量总体上呈现弱的增加态势，气候倾向率为10.8 mm·（10 a）^-1；流域年平均气温呈显著的升高趋势（P <0.01）。流域年可能蒸散率和年实际蒸散波动较大，年实际蒸散虽有波动但增加趋势非常明显（P <0.01）。流域净第一性生产力（P）平均值为2.86 t DM·hm^-2·a^-1，呈现显著的增加趋势（P <0.01）。从1961年开始湖水位呈现逐年波动下降的趋势，到2004年水位最低（P<0.01）；2004—2015年的近10 a连续上升，上升速率达14.4 m·（10 a）^-1（P <0.01）。流域气温升高、降水量增加，流域气候呈显著的暖湿化特征，入湖河流径流量也呈现出弱的增加态势；气候暖湿化特征导致流域生物温度增加，植被生长状况得到改善，[WTBX]NPP[WTBZ]显著增加。年降水量增多，河流径流量增大，湖水位抬升；前一年的降水量、≥0 ℃积温、温度、径流量、NPP和蒸发量对湖水位的影响更大；NDVI和NPP的增加反映流域植被生长状况得到好转，从而增加了流域植被水土保持和水源涵养能力，对湖水位产生间接的影响。降水量、≥0 ℃积温、温度、径流量和NPP对青海湖水位起到正反馈效应，而蒸发量对湖水位主要起负反馈效应，年降水量和年径流量是湖水位变化的最直接的影响因子。     

鄱阳湖水文节律变化及其与江湖水量交换的关系

在气候变化、人类活动导致流域水循环改变、极端水文事件频发的背景下,从江湖关系角度分析鄱阳湖水文节律变化规律,对于维护流域水安全具有重要意义。利用1951~2011年湖区4站及湖口站水文实测资料,采用统计分析及水文过程分析方法,对湖泊水文节律在2003~2011年与1980~2002年发生的显著变化及其与长江水量交换的关系进行研究。结果表明:2003~2011年,湖泊因涨、退水阶段水位均偏低,进而枯水阶段延长,同时丰水阶段缩短,湖泊水文节律整体呈现洪旱急转情势;近年来江湖水量交换的变化是造成湖泊水文节律变化的主要原因。     

LASCAM水文模型在流域生态水文过程研究中的应用——模型理论基础

LASCAM水文模型是一种大尺度分布式概念水文模型,介于高精度分布式水文模型和集总式经验模型之间,是基于亚流域空间单元建立的中等精度的分布式概念模型。LASCAM模型在亚流域空间单元定义了3个概念性土壤水库,在经验方程的基础上:①建立亚流域各土壤水库与亚流域生态特征(LAI)和气候(降雨)之间函数关系;②通过对亚流域的降雨-植冠截流过程、地表产流过程、表层入渗-亚表层产流过程、亚表层入渗过程的模拟,揭示降雨在亚流域的(地表和亚表层)径流和入渗等环节的再分配过程;③基于亚流域各土壤水库的水量(水位)建立了各土壤水库之间的水通量过程方程;④建立亚流域各库的蒸散发与生态特征(LAI)之间的函数关系模拟各库的蒸散发过程。最后,通过河道径流演算法则,并依据亚流域与流域总体之间的分布式关系,将各亚流域的径流汇总到整个流域,从而将亚流域空间的水文响应扩展到流域整体空间上,实现了大尺度异质性流域的水文过程和水量平衡模拟。     

呼伦湖近年水情变化原因分析

流域水量平衡变化机制及其效应的认识是理解湖泊水情变化与制定缓解措施的根本依据。针对2000年后呼伦湖持续水位的急剧下降,并考虑到流域监测资料稀缺的实际情况,借助遥感反演降水和蒸散时空数据序列,利用时空模式分解、趋势分析等方法揭示了流域降水时空变化特征及其引起的蒸散效应。结果表明:流域降水变化主要由空间分布及过程强弱互补的2个降水模式决定,这2个模式的变化解释了流域降水变化的67.4%。2000年后2个模式强弱的变化导致了流域整体降水由两侧山区向中部地势平坦区域的转变。流域中部受地形及气象条件影响,相比两侧山区产流效率偏低。因而降水空间分配的改变形成了更有利于增加陆面蒸散的供水条件,导致了流域蒸散占降水比重上升到较高水平。蒸散变化强度及趋势的时空特征分析也进一步确认了以上现象,这种降水模式的变化及其效应直接导致了流域水量平衡中可供产流的净雨量减少,是呼伦湖流域近年产流减少的根本原因。2000年后流域冻土消融补给的改变则对呼伦湖极端水情的发生起到了推波助澜的作用。     

1972-2019年萨雷兹堰塞湖遥感时序监测与水文特征过程分析

堰塞湖的水文特征过程对于库区洪水宏观调控、预报预警、安全防治等具有重要意义。为了及时掌握萨雷兹堰塞湖水文特征和历史演化过程,本文基于密集时间序列遥感数据,综合调查全面系统地分析了1972—2019年帕米尔高原萨雷兹堰塞湖的水文特征以及时空变化过程;并通过“面积-水位”关系模型重建了1972—2019年萨雷兹堰塞湖的历史水位面积演变时序过程;在此基础上采取M-K趋势和突变检验分析了水文变化特征。研究结果表明：① 萨雷兹堰塞湖水位总体上呈现波动性显著上升趋势,这种波动趋势主要表现为年内波动和高位震荡,但振幅在逐年减小。② 萨雷兹堰塞湖水文时序演化过程在2013年前后出现了一个突变拐点,面积水位变化特征表现为由原来的缓慢增加转变到加速上升。③ 1972—2019萨雷兹堰塞湖面积和水位关系模型为：y=-0.1003x²+18.181x+2440,（R²=0.63,P<0.05,双尾）。结合流域气象、径流以及相关文献数据分析得出萨雷兹堰塞湖的水文特征年内/际波动直接受穆尔加布河径流补给量的影响;区域冰川积雪加速消融带来的河道径流补给量增加是近年来面积水位加速上升的主要原因。     

A multi-proxy approach to reconstruct hydrological changes and Holocene climate development of Nam Co, Central Tibet

Holocene lake level fluctuations were reconstructed from a 2.7-m sediment core from Nam Co, Central Tibet, China dating to >7.2 cal ka BP. Results were compared to existing lake records from the Tibetan Plateau to infer variations in the strength of the Asian Monsoon. Geomorphological features in the Nam Co catchment, such as beach ridges and lake terraces, indicate high lake stands during the late Glacial. A major low stand is suggested for the Last Glacial Maximum (LGM). Sands and sandy silts at the base of the core are transgressive facies, with material transported by melt water and deposited under rising lake level conditions that followed the LGM low stand. Variations in grain size, major elements, biomarker stable isotopes and minerals in the core suggest a climate evolution reflected in at least five depositional units and subunits. Sediments in Unit I (~7.2 to ~5.4 cal ka BP) were deposited at highest lake levels. Large amounts of allogenic minerals and allochthonous organic matter suggest high precipitation and melt water input, implying positive water balance. Increasing aquatic productivity points to favourable environmental conditions. Unit II (~5.4 to ~4.0 cal ka BP) marks a transition between favourable, stable hydrological conditions and lake level decrease. Lower lake levels were a consequence of drier climate with less monsoonal precipitation, higher evaporation rates, and increased moisture recycling in the catchment. Unit III (~4.0 to ~1.4 cal ka BP) reflects the driest periods recorded, at ~3.7 cal ka BP and 1.6 cal ka BP. Lake shrinkage and salinization was interrupted as suggested by the deposition of Unit IV (~1.4 to ~0.8 cal ka BP), when increased precipitation and runoff that might be related to the Medieval Warm Period, led to a stable, but still low lake level. Unit V (800 cal years BP—present) is characterized by progressive lake shrinkage due to intense evaporation. Large fluctuations in geochemical variables indicate humid and arid periods, respectively, at Nam Co between ~450 and ~200 cal years BP, with the latter assumed to correspond to the Little Ice Age. Modern hydrological data indicate the lake level is rising. Comparison of the Nam Co record with other lake records from the Tibetan Plateau suggests general agreement with the broader picture of Holocene environmental evolution. The timing of dry and wet climate conditions at lake sites across Tibet indicates a gradually decreasing influence of the southern monsoon during the Holocene, from NW to SE. Nevertheless, further research is needed to improve our understanding of Holocene spatio-temporal hydrological variations across the Asian continent.