大清河流域水文特性分析

根据望宝山站1959年建站以来的实测资料，分析了大清河流域的降水、径流及其时空分布。     

清河流域水文特性简析

采用清河流域4个水文站及9个雨量站几十年的水文资料,利用水文统计分析方法,分析了清河流域降水、径流、泥沙、蒸发水文特征,为合理开发、利用清河流域水资源,解决环境及水资源短缺问题,提供分析依据。     

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.     

近50a来青海水文要素变化特征分析

对青海省境内降水、径流、水面蒸发站观测资料的分析,结果显示年降水量在昆仑山、巴颜喀拉山、达板山以北,阿尼玛卿山、日月山以西的地区呈增加的趋势,且以柴达木盆地增幅较大,以东的黄河流域降水略有减少;以南的长江流域变化趋势不明显.年径流量在柴达木盆地南部、昆仑山北麓呈较明显增加的趋势,盆地北部诸河、长江流域、大通河变化趋势不明显,其它地区包括青海湖、黄河及其支流(不含大通河)呈减少的趋势.水面蒸发量除个别站点外,呈明显下降的态势,而且减幅较大,下降的幅度西部地区大于东部地区.与此对应是全省的干旱指数明显变小,湿润程度有所增加.     

人类活动对海河流域径流系列一致性影响的分析

从地下水开发利用、水土保持生态建设两方面分析流域降水径流关系变化的成因,说明山丘区、平原区径流系列一致性修正方法,提出一致性、代表性较好的径流成果。结果表明,进行一致性修正后,海河流域1956～1979年平均年径流量较第一次水资源评价减少11.1%,且山丘区减少幅度小于平原区。     

贝江流域暴雨高值中心区水文特性

贝江流域是广西境内最大暴雨高值区的暴雨中心，该流域的降水量、暴雨强度、暴雨持续历时等多项水文特征值指标均居广西之最，在珠江流域也名列前茅。结合该流域的自然地理概况，从降水、蒸发、洪水、径流等方面分析了该流域的水文特性，探讨了各水文要素的变化规律。     

气候变化对乌鲁木齐河流域水资源的影响

分析了乌鲁木齐河流域近40 a来的气候变化及其气候要素与冰川融水、降水径流的关系.结果表明:高山冰川区融水径流的变化主要受气温变化影响,冰川区夏季6~8月累积气温每增加0.5℃,流域37.95 km2冰川产生的融水量将增加3.3514×106m3;近期气温再升高0.5℃,冰川融水年平均径流量将达到35×106m3.降水对中高山径流的影响较大,每增加20 mm降水量,降雨径流量增加8.9×106m3,40 a来其变化呈略增加趋势,年平均增加量为0.4095×106m3,与冰川融水增加量相当;降水与冰川融水径流量增加百分率相比,增加幅度较小.最后提出了减少污染,增加植被覆盖面积等应对气候变化对水资源影响的措施.     

人类活动对珠江流域主要水文要素的影响

水文特性及规律是流域治理、开发、保护及管理的依据和基础,水文特性既有成因上特有的规律,又受人类活动和气候变化等影响。针对人类活动对珠江流域主要水文要素的影响进行定量和定性分析,研究了人类活动对珠江流域径流量、洪水量级、水位流量关系以及泥沙的影响,给出了人类活动对珠江流域主要水文要素的影响结论,为下一步流域治理规划、水文计算及工程设计等提供技术参考。     

厄尔尼诺事件对太湖流域降水的影响

为了揭示1951~2016年厄尔尼诺事件影响下太湖流域夏季(6~8月)降水特征,分析了厄尔尼诺事件开始年与结束年的降水状况。结果表明:太湖流域降雨与厄尔尼诺事件存在一定的关系:(1)弱强度厄尔尼诺事件起始年的6月与6~8月、结束年的6月与7月降水均以正常、大旱与极旱为主;中等强度厄尔尼诺事件起始年的6月与6~8月以正常与大涝为主,结束年同时段以正常、偏旱与大旱为主;(超)强厄尔尼诺事件起始年6月以正常或大旱为主,8月以正常或大涝为主,结束年刚好相反。(2)(超)强厄尔尼诺起始年的夏季,西太平洋副热带高压面积偏小,位置偏东,而结束年的夏季,西伸脊点加强西伸,利于太湖流域降雨偏多。(3)(超)强厄尔尼诺起始年的全年编号台风以偏少为主,登陆台风正常略偏少,但事件的起始年夏季6~8月编号台风却以偏多为主,结束年秋季9~11月登陆台风以偏多为主;结束年6月降雨偏多,登陆台风向秋季集中,易造成流域持续洪涝,对防洪产生不利影响。     

黑河流域河道径流和人类活动对地下水动态的影响

文章概述了西北内陆干旱区黑河流域地下水系统的构成及第四纪含水层分布,在系统收集整理1986~2009年间黑河流域河道径流、地下水位、灌溉引水资料及补充调查成果的基础上,重点分析了径流变化和人类活动对流域地下水动态的影响。根据高程梯度、地貌类型和径流对平原地下水系统的补给作用,流域地下水动态类型可分为3个典型区：1）山前潜水含水层强入渗补给区,河道过水量控制着年地下水位变幅;2）冲积扇边缘细土平原承压含水层区,人类活动干预下的地表-地下水复杂交互过程使地下水位多年变化呈动态平衡状态;3）下游荒漠平原入渗生态补给区,政策性分水计划强烈影响地下水动态变化和空间分布。地表-地下水交互过程强烈影响地下水系统的动态平衡,且在不同区域呈现的时间尺度不同。中游绿洲农业区的人类活动通过政策性的水量再分配及土地利用空间格局变化影响地下水的循环路径及补径排条件。通过建立地表-地下水-生态水文过程耦合模型是量化动态水循环过程、合理管理地表-地下水资源的迫切需求,是未来干旱区水资源可持续利用研究的方向。     

石羊河流域冰冻圈融水对出山径流的贡献及影响

气候变暖背景下,随着冰冻圈的持续萎缩,冰冻圈融水已成为寒区径流的重要组成部分和寒区水文过程的关键影响因子。以石羊河流域为研究区,2013年7月~2014年6月在系统采集大气降水、河水、泉水、井水、水库水、渠系水、冻土活动层地下水和冰雪融水样品基础上,应用稳定同位素示踪技术,定量评估了石羊河流域冰雪融水和冻土活动层地下水对出山径流的贡献量,结果表明：流域内大气降水、冻土活动层地下水和冰雪融水充分混合后以地下水的形式补给径流,大气降水、冻土活动层地下水和冰雪融水对出山径流的补给率分别为77%、20%和3%。依据多年冻土下界将山区分为冰雪冻土带和植被带,分析证实冰雪冻土带输出水量贡献了出山径流的82%,而植被带贡献了18%。流域出山口径流的补给带为海拔3300m以上,中游浅层地下水的补给带为海拔3700m以上。冰雪融水和冻土活动层地下水对7条支流出山径流的贡献率因自然地理状况而明显差异,东大河、西营河和金塔河降水对出山径流的贡献率分别为72%、78%和87%,相应的冻土活动层地下水贡献率为21%、17%和12%,冰雪融水为7%、5%和1%。降水对西大河、黄羊河、古浪河和大靖河出山径流贡献率分别为84%、91%、76%和73%,冻土活动层地下水对出山径流的贡献率依次为16%、9%、24%和27%。研究确认冻土活动层地下水已成为内陆河流域径流的重要组成部分,未来亟须进一步加强冻土活动层地下水水文机制的研究。

     

Some scientific problems facing research on hydrological processes in an inland river basin

The challenge is put forward to scientific hydrology by the advancement of water sciences; that is, how should we carry out a multidisciplinary, integrated and cooperative research on hydrological processes in the basin, regional and global scales, in order to better understand the role water plays in the changes of the natural resources and environment of the earth, and to understand the hydrosphere and its interactions with the atmosphere, lithosphere and biosphere. How the changes and transformation of the components of the water cycle and water balance occur in an inland river basin has yet to be understood. We also need to understand what the interactions of water cycle, ecosystems and environment are, and what the responses and feedback of the changes to global change and to human activities are. The water cycle in an inland river basin characterizes the runoff generation region of the mountains upstream, the artificial oases region of water resources exploitation and utilization midstream and the natural desert oases region of runoff dissipating downstream. The mountain hydrological processes are discussed from water cycle, energy balance, water balance and ecological processes. The interactions of water and vegetation are discussed in relation to ecohydrology, and the hydrological processes in the ground water-soil-vegetation layer are discussed from the concept of the critical zone newly put forward abroad. The basic frame is put forward to carry out the field measurement, experiment and studies of hydrological processes in a typical inland river basin. __________ Translated from Advances in Earth Science, 2007, 22(9): 940–953 [译自: 地球科学进展]     

青藏高原那曲河流域降水及河流水体中氧稳定同位素研究

根据青藏高原中部那曲河流域1998年夏季测得的上下游中稳定同位素的日变化,并与同期观测的流域降水中稳定同位素比较,分析了河水中δ18O的变化特征,初步研究了该流域的稳定同位素水文循环过程.河水中δ18O的变化幅度远小于降水,它是降水中δ18O、降水量以及地表蒸发过程共同作用的结果.研究发现湖水对于稳定同位素变化起着显著的调节作用.河水中δ18O与流域降水中δ18O的差异可能反映了该流域强烈的地表和湖面蒸发作用.     

黑河流域地下水同位素年龄及可更新能力研究

通过对黑河流域地下水的放射性同位素如氚(T)和¹⁴C的测定, 对该流域浅层和深层地下水的年龄以及其更新速率进行了估算. 结果表明: 整体上看, 从黑河流域的上游、中游至下游, 浅层和深层地下水年龄逐渐增加, 地下水更新速率也逐渐增大. 其中, 黑河上游浅层和深层地下水平均更新速率分别为1.96%·a^-1和1.76%·a^-1, 可更新能力最强; 中游浅层和深层地下水平均更新速率为1.25%·a^-1和0.68%·a^-1, 可更新能力次之; 下游浅层和深层地下水平均更新速率分别为0.74%·a^-1和0.18%·a^-1, 可更新能力最差. 黑河流域不同地带地下水由于循环条件的不同, 浅层和深层地下水年龄存在较大的差异. 其中, 中游山前平原补给条件较好, 浅层和深层地下水年龄较小; 中、下游远离河道地区浅层和深层地下水补给条件差, 显示了更老的年龄. 黑河流域埋深40 m以上的浅层地下水平均更新速率(1.13%·a^-1)高于埋深40~100 m之间的中层地下水(0.65%·a^-1)以及埋深100 m以下深层地下水(0.55%·a^-1). 因此, 在黑河流域地下水开发过程中要合理开发浅层地下水, 适当缩减开发深层地下水.     

长江上游流域降水结构时空演变特性

为研究气候变化和人类活动背景下的长江上游流域降水结构时空分布特性,利用长江上游流域67个气象站点1961—2005年45年的日降水资料,分析了各种不同历时连续降水的时空演变特征。通过Trend Free Pre-Whitening方法消除降水时间序列中的自相关成分,利用非参数的Mann-Kendall法检验了降水结构的变化趋势。结果表明:① 长江上游流域及各分区各历时降水发生率随降水历时增加呈指数递减趋势,贡献率先增加后降低,以短历时降水为主;② 长江上游短历时（1 d和2 d）降水贡献率发生突变的时间在1976年,长历时（6 d和10 d）降水发生率发生突变的时间为1984年,贡献率发生突变的时间为1999年;③ 长江上游短历时降水集中出现的次数增加,降水强度增大,降水量占总降水量的比例较大,而长历时降水出现频次降低,降水量占总降水量比例下降,其中岷沱江流域、大渡河流域、长江干流区间通过了显著性检验。     

嫩江流域沼泽湿地景观变化及其水文驱动因素分析

借助ArcGIS空间分析工具,以嫩江流域1978年、1990年、2000年和2008年4期遥感湿地分布图为基础,采用SWAT (Soil and Water Assessment Tool)水文模型将嫩江流域划分为43个子流域,并以沼泽湿地类型为例,将各个子流域内降水和径流信息与湿地退化遥感信息作对比筛选,对全流域以及湿地面积减少严重所在子流域作进一步分析。另外,利用两期土地利用类型数据生成嫩江流域土地利用转移矩阵。结果表明:1978—2008年间嫩江流域沼泽湿地退化严重,尤其以1990—2000年间最为显著。这与流域内降水、径流的变化密切相关,并受到土地利用类型转化以及水利工程建设等人类活动的影响。其中,沼泽湿地面积变化与流域径流系数变化在0.01水平上呈极显著正相关,pearson相关系数为0.90。气候变化和人类活动影响下对湿地水文过程以及水资源的变化,导致湿地日益萎缩,对流域内湿地生态系统平衡产生了负面影响。     

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。     

黄河小花区间暴雨径流过程分布式模拟

提出了一种松散偶合型结构的分布式水文模型,模型以小时为时段,主要用于洪水模拟。模型构建在DEM的基础上,由数字流域、单元网格模型、河网汇流模型、水库调蓄模型和图形用户界面(GUI)等5部分构成。通过GUI可以实现模型的输入、参数选择和运行输出。模型适用于人类活动较少的、半湿润和半干旱地区,在黄河小浪底-花园口区间洛河卢氏以上流域得到应用。     

潜水地下水动态成因类型的综合判别方法——以三江平原松花江流域为例

传统地下水动态类型的判别方法存在受人为主观因素影响大、易产生多解性等问题。为提高地下水动态成因类型判断的可靠性,本文提出了基于水文地质条件定性分析与实测数据定量分析相结合的综合判别方法。根据研究区的气象、水文及水文地质条件等,将地下水各补给项及排泄项对地下水动态的影响进行定量化,对动态数据进行相关分析及逻辑判断,辨识出对地下水位动态贡献最大的补给项和排泄项,并依此确定地下水动态的成因类型。基于该方法,以三江平原松花江流域2011年及2015年相同的57个地下水观测点为例,结合地下水位埋深、地下水位、河水位、降水量、观测井距河流的距离、包气带岩性等资料,将研究区地下水动态成因类型共划分为水文型、降水入渗型、降水入渗-蒸发型、降水入渗-径流型、降水入渗-开采型和人工开采型6种类型;对比2011年及2015年研究区地下水动态类型的变化,降水入渗型、降水入渗-径流型等天然地下水动态成因类型占比减少,而受人类活动影响的地下水动态成因类型占比增加,表明人工开采活动对地下水动态的影响日益增强。相比根据地下水动态曲线特征确定动态成因类型的传统定性分析方法,本研究提出的综合判别方法能够在充分考虑水文地质...     

冻土退化对海拉尔河流域水文过程的影响

利用海拉尔河流域内气象站点1974—2006年冻土冻结深度资料和水文站点1974—2008年的径流资料,通过建立冻结深度和径流的关系,研究了区域近30年来冻土变化对径流变化的影响。结果表明:近30年来,海拉尔、坝后和红花尔基水文站1~3月份径流量有13%~20%的增长,牙克石水文站径流量增长不显著。退水曲线由陡峭趋于平滑,冬季2月份径流量与秋季11月份径流量比值呈增大趋势,同期流域冻土的最大冻结深度减小了50 cm左右。这表明海拉尔河流域冬季退水过程有减缓趋势且冻土的退化是导致退水变慢的主要原因。冻土退化的这一水文效应主要是由于:① 随着冻土年内隔水效应减弱,流域内有更多的地表水入渗变成地下水,造成流域地下水储水量加大,导致冬季径流增加; ② 随着春夏季冻土平均厚度的减薄,流域地下水库库容增加,地下水枯季径流补给能力增强,导致流域退水时间延迟;③ 冻土对气候变暖的响应是一个缓慢的过程,因此冻土退化对径流过程的影响也是一个渐变过程。