河西内陆河流域冰川融水近期变化

基于第一次中国冰川编目数据库,以国家气象台站的月降水与月气温资料为驱动数据,利用度日模型重建了河西内陆河流域各水系1961～2006年冰川物质平衡和融水径流序列,并与短期观测资料的对比验证表明,模型具有较高的可信度.河西内陆河流域1961～2006年平均冰川物质平衡为-49.5 mm/a,从东段石羊河流域到西段疏勒河、...     

气候变暖背景下祁连山七一冰川融水径流变化研究

本文利用2006年实测水文数据,找出冰川自动气象站气温与冰川融水径流量关系,并根据酒泉气象站与冰川末端气象站气温关系,重建1960～2004年七一冰川融水径流资料.近40多年来,酒泉站气温增加幅度为0.24℃/10a,冰川融水量增加幅度为0.076×106 m3/10 a,冰川融水量随气温增加明显.利用气候突变分析发现,气温发生突变点为1996年,1996～2004年冰川表面年平均气温比1960～1995年间高0.41℃,年冰川融水量1996～2004年比1960～1995年增加了0.41×106 m3(增加26.9%),冰川融水径流量在气候变暖背景下变化显著.     

气候变化下雅鲁藏布江拉孜以上流域径流过程模拟与预测

西部高寒河源区因冰川积雪冻土等特殊的地理环境,其径流过程的模拟与预测一直是水文学研究的难点和热点问题之一,全球气候变暖为这一地区的水文模拟提出了新的挑战。以雅鲁藏布江拉孜以上流域为研究区域,基于可考虑冰川积雪融水的SWAT分布式水文模型对拉孜站径流过程进行模拟,评估SWAT模型在高寒河源区的适用性。基于未来气候变化情景,统计分析了未来研究区降水、气温的变化趋势,预估了气候变化对区域径流过程的影响。结果表明:SWAT模型在拉孜以上流域径流过程模拟中具有较好的适用性,模型在率定期和验证期月尺度NS系数分别达到了0.78和0.84;未来研究区降水、气温均呈现出增加趋势,且随着排放情景的上升,气温、降水增加幅度有变大趋势;未来研究区不同时段径流量也呈现出不同的增加趋势,在2020～2049年的RCP2.6、RCP4.5和RCP8.5情景下,相较于基准期径流分别增加了约11.8%、14.0%、16.5%,为下游水资源可持续开发利用带来了更大的挑战。     

1961—2006年叶尔羌河上游流域冰川融水变化及其对径流的影响

叶尔羌河是塔里木河的主源之一,发源于喀喇昆仑山北坡,冰川融水是其主要补给.以叶尔羌河流域库鲁克栏杆水文站以上流域国家气象台站的月降水与月气温资料、90 m分辨率的数字高程模型(DEM)以及1970年代的冰川分布矢量数据为基础,利用冰川度日因子融水径流模型重建了叶尔羌河上游流域平均冰川物质平衡、冰川融水径流序列,分析了叶尔羌河上游流域冰川融水径流变化的特征、趋势及其对河流径流的影响.结果表明:1961—2006年流域冰川平均年物质平衡为-163.1 mm,累积物质平衡为-7.5 m,平衡线平均海拔为5 395.7 m.1991年之后流域冰川物质平衡呈显著负平衡,平均年物质平衡为-301.2 mm,1991—2006年与1961—1990年相比平衡线平均高度上升了64.2 m.1961—2006年流域年平均冰川融水径流深为807.7 mm,冰川融水对河流径流的补给比重为51.3%;2000年之后冰川融水对河流径流的补给比重增大到63.3%,与多年平均值相比冰川融水对河流径流的贡献在2000年后明显增大.     

七一冰川消融末期融水化学日变化特征

2006年9月1-8日在祁连山七一冰川作用区水文总控点逐时采集河水样, 并分析水样的主要可溶离子含量、电导率以及pH, 研究冰川作用区水化学组成日变化特征. 结果表明: 消融末期河水中pH的平均值约为7.60, 与离子浓度时间变化过程一致, 说明是偏碱性物质的输入增加了融水中化学物质的含量;SO~(2-)_4, Ca~(2+)分别是浓度最大的阴、阳离子, 属于SO~(2-)_4+HCO~-_3-Ca~(2+)+Mg~(2+)型水. 河水中可溶性离子浓度日变化过程具有不对称性, 表现为快速降低和缓慢的增加过程, 与流量变化呈显著反相关, Pearson相关说明流量是冰川区水化学特征随时间变化的控制性因素;阳离子通量计算显示, 在七一冰川区达54.7 t·km~(-2)·a~(-1), 其日变化过程与流量正相关, 与离子浓度成反相关, 说明径流量也是控制离子通量的主要因素.     

雅鲁藏布江流域径流变化特征及趋势分析

采用Mann-Kendall秩次相关检验法等分析方法对雅鲁藏布江流域径流变化特征及年降水量、年蒸发量观测系列进行了详细研究。雅鲁藏布江上中下游控制站径流20世纪60年代最丰,80年代最枯,年平均流量过程总体上呈略有下降趋势,但不显著。1960～1981年,中水年和丰水年份较多;1982～1997年,中水年和枯水年份较多;1998年以来,丰水年份较多。径流量主要集中在汛期(7～9月),其中,8月份径流量最大,2～3月份径流量最小,径流量月最大值是月最小值的12倍左右;径流年内分配不均匀系数和7～9月占全年比例年际间较稳定。雅鲁藏布江流域降水量和径流变化不显著,气温和蒸发呈明显增加趋势。     

融水渗透对冰川温度的影响

本文主要讨论冰川渗浸带中融水渗透对雪层温度的影响,同时建立了数学模型,得到了融水渗透对雪层温度的影响过程与规律,并理论计算出1号冰川西支渗浸带H_3(4075m)处,融水的渗透深度为7.4m,影响深度在夏末达到20m左右,因此得出渗浸带的活动层比其它带的活动层厚的结论。     

天山南坡阿克苏流域冰川物质平衡及其融水径流对气候变化的响应研究

冰川融水是西北干旱区水资源重要组成部分,定量评估其变化对中、下游生态环境保护和工农业经济可持续发展具有重要意义。本文基于国家气象台站日降水和气温资料、数字高程模型(DEM)以及第一次冰川编目数据,利用度日模型模拟了天山南坡阿克苏流域1957—2017年冰川物质平衡及其融水径流变化,分析了融水径流组成及其对气候变化的响应。结果表明：1957—2017年流域年平均物质平衡为-94.6 mm w.e.,61年累积物质平衡为-5.8 m w.e.。流域冰川物质平衡线呈显著上升趋势,年均上升速率为1.6 m/a。研究区年均融水径流量为53.1×10⁸ m³,融水增加速率为0.24×10⁸ m³/a,融水径流及其组成分量均呈显著增加趋势。在气候暖湿化背景下,流域降水的增加使得冰川区积累量增加,在剧烈的升温作用下,冰川消融加剧,气温对融水径流的作用增大,因此冰川物质平衡亏损产生的水文效应增强。研究结果可提升区域冰川水资源效应变化及其影响的认识。     

雅鲁藏布江流域的分布式水文模拟及径流变化分析

针对雅鲁藏布江流域,依据100m网格的数字高程模型DEM,基于分布式水文模型GBHM原理,构建了3km网格的分布式水文模型.模型采用次网格参数化方法处理了网格内水文参数的非均一性,并完整地模拟了1960～1998年的水文过程.结果表明,模型较好地模拟了河道的径流过程,并可根据模型模拟的结果分析流域径流等水文要素的变化趋势.     

祁连山近期七一冰川融水径流特征分析

利用2006年8月1日-9月30日的实测水文数据,对"七一"冰川融水径流产汇流特征进行了分析,并揭示出该冰川日消融特征.通过对冰川融水量的估算以及径流模数的计算,并与过去的观测结果进行对比,表明近些年来"七一"冰川消融强度和消融量都在增大,而且2006年消融量为近几年观测的最大值.虽然不同年份消融量不一样,但"七一"冰川总的趋势是一直处于萎缩状态,随着全球变暖,"七一"冰川的萎缩可能将继续下去.通过对设立在沿冰川下游方向两个不同的水文断面进行对比分析,结果表明"七一"冰川融水径流在向下游运动过程中有部分水入渗为河谷潜流,观测期内两个相距不到2 km的水文断面间渗漏损耗占近1/3左右.     

雅鲁藏布江流域河水中氧稳定同位素的时空变化

根据雅鲁藏布江流域2005年干流的拉孜、奴各沙、羊村和奴下4个站点河水中δ18O实测数据以及相关的气象和水文资料,分析了河水中δ18O的变化特征.通过与同期该流域降水中δ18O的比较,初步研究了流域内河水中δ18O的时空分布特征.结果表明: 河水中δ18O的变化大致以7月中旬为界划分为两个明显的阶段,前一阶段河水中δ18O呈上升趋势,以相对高值为特征;而后一阶段则呈下降趋势,以相对低值为特征;河水中δ18O的这种季节变化可以很好地被正弦波变化所揭示.从空间上来看,由于受到支流、地下水和蒸发等的影响,河水中δ18O变化比较复杂,在青藏高原夏季季风降水期间,由下游的奴下站至中游的奴各沙站,河水中的δ18O逐渐递减,其由高程效应和水平距离所造成的递减率分别为0.21‰·(100m)-1和0.45‰·(100km)-1.河水中δ18O变化受到降水中δ18O强烈影响,但其波动远小于降水,在青藏高原夏季季风降水期间,河水中δ18O的平均波动幅度为4.8‰,比流域降水中δ18O的平均波动幅度低了19.7‰.整个流域均到受蒸发的影响,在青藏高原夏季季风降水期间,降水中δ18O的加权平均值为-17.4‰,河水中δ18O的平均值为-16.6‰,造成这种差异的主要原因在于降水和河水中的稳定同位素又通过蒸发发生分馏.     

乌鲁木齐河源气候特性与冰川融水径流

乌鲁木齐河源冰川径流采用实测的１号冰川物质平衡、降水等为基本资料进行估算：冰川强烈消融期在７月中旬－８月旬，冰川多年平均径流深度为４４２ｍｍ。相当于冰川每年减薄１３５ｍｍ。用“替代冰川”估算出山口以上冰川总径流量为１．８７×１０＾７ｍ＾３，占英雄总径流的８％。     

基于GIS的玛旁雍错流域冰川地貌及现代冰川湖泊变化研究

基于多源多时相的数字遥感影像、地形图和DEM数据,利用遥感(RS)和地理信息系统(GIS)技术,对西藏玛旁雍错流域冰川地貌类型和空间分布进行了研究,并对流域内近30 a来冰川和湖泊的变化进行分析.结果表明:1974-2003年玛旁雍错流域冰川总面积减少了7.27 km²,平均退缩速率0.24 km²·a^-1;湖泊总面积减少37.58 km²,平均退缩速率1.25 km²·a^-1.多时相的监测表明,冰川在加速退缩,且阳坡冰川的消融速度大于阴坡,坡度陡、面积小的冰川消融比例大于坡度缓、面积较大的冰川;湖泊面积先减少后有所增加,但总面积还是减少了,不少小湖泊消失.分析流域附近气象资料可知,气温上升和降水量减少是玛旁雍错流域内冰川消融与退缩的主要原因.     

雅鲁藏布江流域水文分区研究

青藏高原水系众多,水文站点稀疏,观测资料匮乏,通过水文分区可以将相似流域归为一类,实现其有限测站水文资料向无资料区移用以及达到站网优化设置的目标。以雅鲁藏布江流域(以下简称雅江)为研究对象,利用气象资料和反映下垫面条件的土地利用和地形等物理因子,采用主成分分析、K-Means聚类分析等方法对雅江进行水文分区研究。研究中,根据气候和地形的垂直特征,将雅江划分为5个水文分区,分别为高寒荒漠区、高原温带河谷区、高原峡谷稀林区、高原冰川雨雪区和亚热带山地多雨区,并阐述了各分区的特征。最后,采用斯米尔诺夫检验的方法,选取具有长序列水文资料的站点进行检验,论证了分区结果的合理性。此项成果可为雅江无资料流域水文预测提供依据。     

近30 a来雅鲁藏布江流域冰川系统特征遥感研究及典型冰川变化分析

综合运用RS和GIS手段, 利用卫星遥感影像, 结合中国第一次冰川编目数据及数字高程模型(DEM), 获取了雅鲁藏布江流域不同朝向上冰川面积分布、 冰川面积随高度带分布状况统计结果, 及3个冰川聚集区21条大型海洋性冰川在1976、 1988、 2005年的冰川面积、 厚度、 冰储量及物质平衡线等基本参数, 丰富了该研究区相关冰川信息, 并统计分析了21条大型冰川面积变化状况及与气候变化的响应关系. 研究表明: 3个区域冰川在1976-1988年和1988-2005年时间段内随着气温、 降水的变化出现了相应的波动, 但总的来说在1976-2005年间, 这21条大型海洋性冰川并没有出现明显的前进或退缩现象, 这可能是由于降水的增加抵消了气温升高给冰川积累带来的不利影响, 也可能是由于大型冰川在高海拔地区有较大的积累区补给造成的, 进一步的研究亦在进展中.     

雅鲁藏布江流域气候和下垫面变化对径流的影响研究

典型高原寒区雅鲁藏布江流域径流变化是反映该区域气候和下垫面变化的重要指标。在全球升温背景下,由于观测资料稀缺,导致缺乏针对整个流域的气候和下垫面变化对径流影响的研究。因此,本研究基于1986—2010年的气象数据和奴下水文站月尺度、动态土地利用数据等,利用改进的水文模型并结合不同的模拟策略厘清了流域1991—2010年不同时段间气候和下垫面变化对径流的影响。结果表明：在1991—2010年期间,不同时段间气候和下垫面变化对径流变化的贡献率差异较大,气候变化对径流变化的贡献率高于下垫面变化,且使径流量增加。从空间上看,气候变化对流域产流的贡献率在上游和中游都较大,在下游东北部的贡献率较小,而在该区域下垫面变化的贡献率较大。雪冰融水径流呈增加的趋势,对年径流的平均贡献率在21.1%~48.6%范围内,多年平均贡献率为33.6%;雪冰融水径流一般从4月开始增大,8月达到最大,10月达到消融末期。本研究的开展和发现既是雅鲁藏布江流域水文、水资源基础性研究的需要,具有重要的理论研究意义,同时也可为该流域的水资源保护、规划与管理提供科学理论和决策依据,具有重要的现实意义。     

融水对流域水环境系统影响研究进展

开发融水资源是解决水资源危机的一个重要途径，研究融水对流域水环境系统的影响是实施这一开发工程的基础，国内外对融水径流产生的影响条件、表征等方面采用野外实验的方法作了较为深入的研究，且已经将非线性系统理论应用到融水径流的表征的分析上来。采用实验的方法对融水水质的演化进行了较为深入的研究。地理信息技术已逐步应用到这个研究领域中来，但对融水侵蚀、融水水质在流域上的表征的研究较少。最后给出了今后融水对流域水环境系统影响的研究方向和重点。     

1974—2010年雅鲁藏布江源头杰玛央宗冰川及冰湖变化初步研究

青藏高原冰川和冰湖是气候变化敏感的指示器.基于1974年的地形图及其生成的DEM数据、1990年和2000年的TM影像、2005年和2010年的ETM+影像、以及2010年和2009年的GPS实测数据,应用3S技术分析了1974—2010年37a来雅鲁藏布江源头杰玛央宗冰川和冰湖的变化特征.结果表明:冰川面积减小了5.02%(21.78km2减小至20.67km2)、冰川末端退缩了768m(速度为21m.a-1);冰湖面积增加了63.7%(0.70km2增加至1.14km2),冰湖体积扩大约9.8×106 m3.普兰县气象站的观测资料表明,近37a来气温呈快速上升趋势,而降雨量明显减少,气候暖干化是杰玛央宗冰川和冰湖变化的主要原因.若该区气候的暖干趋势进一步加剧,必然导致杰玛央宗冰川退缩进一步加剧,冰湖溃决的可能性将会增大.