黑河干流山区流域月径流计算模型

西北内陆河山区流域天然来水量的准确预测对于维持区域可持续发展和生态环境的保护具有重大的意义。鉴于这些山区流域地形、地貌、植被景观复杂，观测站点稀疏，建立了6种月平均流量的计算模型，效果都很好。所进行的数值试验表明，山区平均月降水量、月平均气温、平均月蒸发量和出山月平均流量相互之间存在复杂的非线性关系。降水和气温都是影响月蒸发力和平均流量的一个综合因素。气温是影响含有冰雪融水的山区流域产流的一个极为重要的因素，但降水、气温物蒸发力不足以完全综合反映产流过程，应该探讨加入新的因子。     

用树轮资料重建黑河近千年来出山口径流量

依据黑河上游流域内获取的树木年轮样本和该河上游及出山口水文站径流资料, 利用树木年轮水文学的原理和方法, 建立了年轮年表. 年表与河流径流量的相关关系, 重建了黑河上游及出山口径流. 得出在距今1319 a以来, 黑河莺落峡出山口最大年径流量为26.74 × 108 m3/a, 最小为6.44×108 m3/a, 年际变率Cv = 4.17, 多年平均为15.284 × 108 m3/a. 特枯、偏枯水年以及平水年、特、偏丰水年出现的概率分别为18.9%, 23.9%, 20.5%, 19.0%, 17.7%. 相对而言, 枯水年稍多一些. 持续5 a以上的枯水段出现过37次, 共358 a, 持续最长的枯水段达22 a; 丰水段为38次, 共390 a, 最长达39 a. 这两种现象仅占总数的一半, 另一半是2～3 a间的丰、枯水循环和平水期. 小周期循环是出山口径流量的主要变化方式. 同时也有较明显的中、长周期变化. 据历史文献记载中所描述张掖(原甘州)旱涝灾害与出山口年径流量的对比中, 旱灾的吻合率高达80%以上. 而涝灾也在60%以上. 从中长周期的变化趋势来看, 目前在全球气候变暖背景下, 出山口径流量正处在一个百年尺度的丰水期中. 这一结果是目前我国在利用树木年轮重建千年以上长度水文资料的首例工作. 它为黑河流域经济发展、生态环境保护以及合理利用地表水资源提供重要科学依据.     

近50年来ENSO与祁连山区气温降水和出山径流的对应关系

根据有关水文气象台、站的观测资料,分析了恩索(ENSO)与祁连山区气温、降水的对应关系,研究了祁连山区出山径流对厄尔尼诺(ElNino)现象响应.结果表明:ElNino现象对祁连山区的气温、降水和径流的影响随着发生时间和地段的不同而不同.ElNino现象发生之年,整个祁连山区均出现气温偏高、降水减少及径流偏枯的现象,尤以东段和中段最为明显.ElNino现象次年,祁连山区东段和中段气温偏高、降水减少及径流偏估的程度不如ElNino现象当年那样显著,而西段的气温、降水及径流与ElNino现象则无明显关系.     

河西内陆干旱区主要河流出山径流特征及变化趋势分析

根据相关水文气象台站的降水、气温和径流观测资料,分析了以黑河、昌马河、西营河等河流为代表的河西内陆区出山径流的变化特征和规律,研究表明：河西内陆干旱区诸河流出山口径流的季节变化主要受地理位置和河流补给来源的影响,而年际变幅则受山区降水量年际变幅的影响十分明显,总体上讲,本区出山径流变化相对稳定。区内梨园河以西河流水量处于上升阶段,梨园河以东的河流则处于下降的他人阶段;以黑河干流莺落峡水文站年径流为     

河西走廊绿洲生态经济系统良性循环的水资源问题

河西走廊绿洲生态经济系统良性循环,有其特定的结构和模式:其结构主要地决定于水资源的供给和分配结构;其模式包括物质循环和能源循环两个方面。水资源问题主要是水土资源平衡问题、发展与污染问题、生态环境质量与蒸腾、蒸发问题等。针对这些问题,我们的水资源管理策略应该是:要严格控制高耗水企业的比重,引导企业增添循环用水工艺和设施,设立中水道系统;要抓节水技术的推广。造林的目标是农田生态防护作用、厂矿噪音隔离作用和居民生活、工作区的人造景观作用。人工水域主要布局在人口集中的城镇地区。经济开发强度的空间结构要以水资源的空间分布为基础。运用水价来促进节水型经济结构的形成,并用特价水来支持某些产业。提供特价水的企业的经济损失应通过开征水资源调节税来补贴。该税种应全额用于政府支持水资源开发管理与水利建设。完善水资源的有关法规并使其具可操作性。河西走廊三大流域系统上下游间的分水问题是一个关系到下游人民生存权和生态环境能否进入并维持良性循环的核心问题,必须从法律的高度解决。要变目前的部门决策为区域综合决策,并成立专家委员会,吸纳有关专家参与决策。对用水量大的项目和涉水工程,要建立起有专家委员会会同各有关部门联合组成的质量监督委员会认证制度。     

内陆绿洲灌溉农田SPAC系统土壤水分动态模拟研究

基于土壤水动力学原理,建立了内陆河流域山前农田绿洲SPAC系统土壤水分运移的子模型。应用该模型对土壤剖面含水率、农田棵间蒸发和叶面蒸腾量进行了模拟研究,并以实测值进行了验证。对相同种植与田间管理条件下的春小麦生长季田间土壤水分、土壤蒸发和叶面蒸腾量进行了预报,得到了较满意的结果。对模型主要参数土壤饱和导水率Ks、土表排水系数Wmax、净辐射Rn、风速Uz、饱和差D、作物叶面指数LAI进行了敏感性分析,得出这些参数对土壤水分运移的影响显著。应用该模型对西北干旱区内陆河流域山前绿洲灌溉农田的土壤水分均衡和作物根系吸水规律以及SPAC系统中土壤水分运移规律进行了模拟研究。     

沙枣树干液流的动态研究

利用热平衡方法,研究了黑河下游额济纳绿洲中沙枣(Elaeagnus angustifolia L.)树干液流的特点及其与环境因子的关系,结果表明：①在整个生长季的晴天, 沙枣树干液流的日变化呈现明显的单峰窄峰曲线;液流在10：00时迅速上升,在12：00时达到高峰,14：00时又迅速下降;日累计液流为2.43 L·d－1,白天液流量占全天的92.6%~93.9％,晚上占6.1%~7.4％;由于存在根压,沙枣在夜间有微弱上升液流。② 1月份液流量最小为22.0 L;7月份最大,为76.6 L;非生长季节的液流量占全年液流的35.6％;生长季节占64.4％。③生长季液流速率与环境因子逐步回归分析表明,树干液流受环境因子的综合影响,在日变化中大小依次是净辐射、总辐射、空气温度、风速和相对湿度,相关系数为0.69,决定系数为0.49;在季节变化中影响大小依次是空气温度、总辐射、净辐射、相对湿度和风速,相关系数和决定系数都是0.91。     

基于小波变换和GRNN神经网络的黑河出山径流模型

对黑河山区流域月降水量和气温做Harr小波变换,并作为GRNN神经网络的输入,对黑河出山径流进行模拟和预测验证,效果较好。应用全球变化成果,在不同的气候情景下,对黑河出山径流进行预测。结果表明,黑河出山径流在未来一段时间内,径流量会有一定程度的增加,最终会减少。但模型对气温反应不敏感。去除气温重构的细节系数后,气温也成为一个敏感因素,但径流量却随气温的增加而增加。可推断,引进Haar小波变换的GRNN神经网络模型可应用于径流量对气温不敏感的流域。     

黑河流域水资源动态变化及其趋势的灰色Markov链预测

根据有关水文气象台站的观测数据,对黑河流域水资源时空分布特征及变化规律进行了分析,并基于GM(1,1)模型和Markov链原理,提出了一个用于黑河流域的水资源变化趋势预测的灰色离散随机过程模型。结果表明,从1944年有观测记录以来的近60a时间里,以黑河干流为代表的黑河流域天然径流经历了几个长度不等的丰水段与枯水段,而目前正处于1996年开始第5个丰水段的下降段的最低点或自2000年开始的第6个枯水段的起始点。未来几年里,黑河流域天然水资源的变化总体上将呈现一种偏枯或平水偏枯的状态,但径流偏枯的幅度将不会很大。     

水文模型研究综述

水文模型是水文学发展到一定阶段的产物。依照水文系统的概念,给水文模型下了一个粗略的定义。在初步分析水文模型发展历程的基础上,划分了水文模型的发展阶段。汇总了水文模型的11种分类。依照系统理论模型、概念性模型和分布式模型的分类标准,对各类水文模型的优缺点进行了分析和比较,并探讨了水文模型的可能发展方向。