新疆叶尔羌河流域地下水同位素特征及其补给来源分析

笔者以新疆叶尔羌河流域为例,在研究区水文地质调查的基础上,根据不同区域、不同深度D、~(18)O和T值的变化分析地下水补给来源.解决了传统研究方法很难解决的问题.为干旱地区地下水起源及空间分布规律研究提供了新思路。研究结果表明:(1)研究区地下水不是来自大气降水的直接入渗,而是地表水渗漏补给。(2)流域分为两个独立的地下水循环系统,分别接受叶尔羌河与提孜那甫河河水补给。(3)潜水和承压水的起源相同,属统一的地下水系统。(4)地下水径流表现为倾斜平原区径流强烈,地下水以水平运动为主;细土平原区地下水径流迟缓,地下水以垂直蒸发运动为主.径流方向与地表水流向密切相关。     

叶尔羌流域主要洪水类型成因及规律研究

结合新疆叶尔羌河流域近60年洪水资料,对流域四类洪水的主要成因和洪水规律进行剖析,并提出防洪建议.结果表明:(1)叶尔羌流域冰川消融型洪水一般主要出现在7月-8月份,从上游卡群站到下游出口冰川消融型洪水的洪水传播衰减率一般较小;流域量级、洪涝灾害影响较大的为冰川溃坝型洪水,该类洪水主要在每年的6-11月高发,7月和11...     

叶尔羌河流域灌区灌溉水利用系数测算分析

对叶尔羌河流域三个典型灌区1990-2020年灌溉水利用系数进行测算。经测算,近20 a以来叶尔羌河流域灌区灌溉水利用系数总体呈现递增变化,相比于90年代,2010年代灌区水利用系数提高15.8%。由于灌区季节来水不均衡使得叶尔羌灌区属于缺水灌溉,需要对区域内农业种植结构进行调整,加大区域节水力度,有效提高灌区灌溉水利用系数。     

叶尔羌流域水资源量变化特征探讨

为寻求叶尔羌流域水资源变化的规律,结合流域内实测径流数据统计分析了其水资源变化特征.分析表明:流域年内径流变化较为明显,主要以融雪径流为主要补给方式.年内分配存在显著的丰枯变化,夏季径流比重占全年径流量高达68.5％,而春季灌溉期径流量仅为全年径流总量的6.7％,春季灌溉期水量难以得到有效保障.     

叶尔羌河源流区近50年来年径流变化及其对气候变化的响应

  基于新疆卡群水文站和塔什库尔干气象站1959～2005年的观测资料,运用小波分析和统计分析相结合的方法,从多时间尺度研究叶尔羌河源流区近50年来年径流的非线性变化趋势,以及径流对气候变化的响应。结果表明: 1）年径流、气温和降水的主要变化周期几乎一致,年径流和年降水量都存在24年的主要变化周期,而年平均气温则是23年。2）年径流量表现出具有时间尺度依赖性的非线性变化趋势,与区域气候变化密切相关。3）年径流变化是区域气候变化响应的结果,从8（2³）年、4（2²）年和2（2¹）年时间尺度上来看,年径流量与年平均气温和年降水量之间存在显著的线性相关关系。     

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.     

基于MODIS数据的新疆叶尔羌河流域山区积雪特征分析

科学监测新疆叶尔羌河流域山区积雪面积及其变化特征对该区域的气候研究、雪水资源开发利用、环境灾害预报和生态环境保护等方面有重要意义. 利用2000-2012年近13 a的MOD10A2积雪产品提取研究区域内积雪,结合DEM数据分析研究区内积雪面积的动态变化特征. 结果显示：新疆叶尔羌河流域山区的积雪面积的年际变化幅度较大,其中,2005年和2009年积雪面积较大,2007年则为典型少雪年;年内变化差异显著,总体上呈现“M”型的特点,12月和3月处于高位,2月和8月处于低谷. 叶尔羌河流域山区积雪覆盖率随着海拔的上升逐渐增大,稳定积雪主要分布在海拔5 000 m以上的地区;不同坡向的积雪覆盖率差异比较明显,西北坡、东坡、东北坡的积雪覆盖率比北坡、东南坡、西坡、南坡的积雪覆盖率高,西北坡高达52.8%,南坡仅为20%. 叶尔羌河流域山区的积雪面积与气温呈负相关,与降水量呈正相关,积雪面积变化对气温因素更为敏感.     

气候变化下的黄河流域极端水文现象特征分析

利用黄河流域近50年气象水文资料,开展了黄河流域气候变化和极端水文现象特征研究,研究结果表明:20世纪80年代以来黄河流域的气温显著升高,年降水量呈不明显下降趋势,暴雨、洪水、干旱等极端水文现象更加突出,研究成果为科学规划和水资源优化调度提供了有力依据。     

1968-2009年叶尔羌河流域冰川变化——基于第一、二次中国冰川编目数据

利用"中国冰川资源及其变化调查"项目最新冰川编目成果和中国第一次冰川编目结果, 对中国叶尔羌河流域1968-2009年冰川变化进行了分析. 结果表明:叶尔羌河流域冰川总体上处于退缩状态, 面积减少了927 km², 年平均面积减少23.2 km², 年均面积缩小比例为0.36%·a^-1, 与中国其他地区冰川退缩程度相比属于中等水平. 叶尔羌河流域不同规模冰川的退缩幅度存在差异, 小冰川大幅萎缩, 甚至消失; 规模较大的冰川相对变化幅度较小, 一些冰川出现过跃动. 从朝向分布来看, 位于南坡的冰川退缩最为严重, 而西坡较小. 冰川集中分布在海拔5 100~5 500 m和5 500~5 900 m区间, 海拔4 700~5 100 m区间的冰川面积减少最为显著. 消失冰川大多数为面积在0.2~0.5 km²的小冰川, 且朝向东北坡的冰川消失数量最多. 研究区有冰川分裂现象, 也出现了支冰川前进超覆现象, 统计表明该流域有13条冰川在前进后形成6条冰川. 1968-2009年研究区气温升高、降水增加, 总体上看, 降水增加缓解了因升温而导致的冰川退缩.     

涪江流域径流变化趋势及其对气候变化的响应

采用Mann-Kendall非参数检验方法分析了涪江流域实测径流量的变化趋势,根据假定的气候变化情景和HADCM3预估的气候情景,利用考虑融雪的水量平衡模型(SWBM模型)分析了径流对气候变化的响应。结果表明:涪江流域径流量总体呈现递减趋势,但非汛期的个别月份有增加趋势,实测年径流变化主要是由于气候要素变化引起的,流域内的水电开发对径流量的季节分配存在一定的影响。SWBM模型对涪江流域月流量过程具有较好的模拟效果,实测与模拟径流量总体较为吻合,只有个别年份峰值模拟误差相对较大。气温变化固定的情况下,降水变化与径流变化之间的关系接近线性;在降水变化相同的情况下,单位气温变幅引起的径流量变化幅度也基本相当。尽管不同排放情景下涪江流域径流量的变化有一定差异,但总体来看,未来水资源可能以偏少为主,特别是2030年以后,多年平均偏少量将可能超过5%。     

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.     

天山南坡黄水沟与清水河寒区流域极端水文事件对气候变化的响应

冰川、积雪和冻土变化产生的水文效应对下游水资源供给具有重要影响,近几十年来新疆区域洪水呈显著加重趋势,尤其是南疆区域洪水明显加剧. 以天山南坡黄水沟与清水河寒区流域为研究区域,通过分析水文站极端水文事件,结合流域上游山区巴伦台气象站资料,研究了高寒山地流域在气候变化背景下极端水文过程出现时间、年最大和最小径流的响应特征. 结果表明：1986年是水文过程的突变点,从1986年开始随着降水、气温的增加,河流径流量呈增加趋势;最大年径流出现时间从6月中下旬推迟到7月下旬;最大径流和最小径流与年径流量呈正相关关系,最大径流与夏季降水关系密切,而最小年径流与冬春季的气温关系密切. 随着1986年以来的气温升高,冻土退化产生的水文效应使冬季径流增加明显,也使年最小径流明显增大;1986年以来降水变化决定着年径流量增加,使年最大径流集中出现在夏季且量级增大. 总体来讲,20世纪80年代中期以后山区河流年极端洪峰量增大,洪水量增多,年际间变化幅度明显增大,从而对下游造成更严重的灾害. 因此,加强气候变化对寒区流域水资源和洪水灾害的影响评估,使科学技术在减灾方面发挥主导作用.     

基于面积-高程积分的叶尔羌河山区流域地貌发育特征及其控制因素研究

以叶尔羌河山区流域为研究对象, 利用ArcGIS中的水文分析工具获得1357个集水区的面积-高程积分(HI)值, 定量化研究帕米尔弧形构造带东缘叶尔羌河山区流域的地貌发育特征及其控制因素。结果表明: 1)叶尔羌河山区流域的1357个集水区面积与HI均值的相关性较差(R²=0.0936), 表明集水区面积对HI均值的影响较小; 2)HI值介于0.0717~0.6485, 均值为0.4056, 整体处于地貌发展的壮年期, 是构造、岩性和气候等因素共同作用的结果; 3)HI均值排序为断裂带区域(0.4148)>整个流域(0.4056)>非断裂带区域(0.4004), 表明构造活动是地貌发育的影响因素, 其影响主要表现在断裂带的规模和活动性; 4)非断裂带区域不同岩性的HI均值排序为: 变质岩(0.491353)>冰、雪及现代冰川(0.491351)>花岗岩(0.4426)>海相沉积岩(0.4098)>陆相沉积岩(0.3890)>海陆交互相沉积岩(0.3813)>第四系沉积物(0.3598), 表明岩性是地貌发育的重要影响因素, 且岩石的抗侵蚀能力差异是影响岩性与地貌的关系的重要因素; 5)气候主要通过降水和气温控制河流径流量来影响河流的侵蚀作用和搬运作用进而影响流域内地貌发育, 多年平均年降水对流域的地貌发育的影响较小, 多年平均年气温对流域的地貌发育有特别重要的影响, 是气候对地貌发育的主要控制因素。

     

气候变化对地表水环境的影响研究与展望

全球气候变暖引起水资源量和时空上的分布变化,进一步将影响着地表水环境,改变着河流湖泊的水质和环境情势.大多数关于气候变化对水的影响研究主要集中在气候变化对水量的影响方面,对水环境影响方面的定量研究相对较少.基于目前关于气候变化和水环境国内外现有的研究成果,本文主要讨论了气候变化(温度和极端水文事件)对河道、湖泊等水体水质的带来的可能影响,总结了目前的一些研究和采用的方法主要包括经验统计和模型模拟.在此基础上,提出了气候变化和水环境影响研究方面的展望.     

黑河上游八宝河流域径流变化及其对气候变化的响应

在气候变化的背景下,祁连山八宝河流域的气候和径流都发生了变化。从线性趋势看,1968～2012年,八宝河流域年均气温显著升高,平均每10a升温0.35℃,约为全球平均气温增速的3倍;年降水量呈微弱上升趋势,平均每10a上升1.5%;年径流量显著增加,平均每10a增加5.2%。总体上,八宝河径流主要受降水控制,分成了三个阶段。从干湿两季看,湿季显著升高的气温对径流量影响不大,但略微增加的降水却与增加的径流量显著相关;干季降水极少且为固态形式,对径流量无影响,其径流量的显著增加为气温显著升高带来的冻土深度减小、土壤含水层增加所致。     

分布式水文模型SWAT模型在新疆叶尔羌河流域的适用性研究

为定量分析SWAT模型在新疆叶尔羌流域径流模拟的适用性,以叶尔羌河卡群水文站以上集水区域为研究流域,基于卡群水文站2000-2012年水文数据,运用SWAT模型模拟了研究流域的径流量,并设定2种气候变化情景模式,定量分析不同气候变化情景模式对叶尔羌流域径流量的影响。研究结果表明:SWAT模型在叶尔羌河流域具有较好的适用性,模拟的径流深相对误差小于8%,确定性系数均达到0.75以上;在降水不变化的前提下,气温升高2℃,流域径流量增加6.28%;在气温不变前提下,降水量增加5%,流域径流量增加9.50%。研究成果对于新疆叶尔羌河流域水文模拟及预测提供参考价值。     

祁连山西段党河山区流域气候变化及其对出山径流的影响与预估

依据祁连山西段党河山区气象台站的气温、降水和出山口水文站的径流等观测数据,分析1960-2010年51a来党河出山径流量的变化特征、趋势及其对气候变化的响应.结果表明：近51a来,党河山区气候转暖湿明显,气温上升,降水量增加、冰川消融增加.受山区气候变化影响,出山径流量总体亦呈增长趋势.从径流的补给来源与季节水量变化上...     

气候变化对山东降水及极端天气气候事件的影响分析

根据新中国成立以来山东省气温资料进行分析,从温度变化来反映山东气候变暖的趋势;在此基础上根据山东省近60年的水文资料分析气候变化对山东降水及极端天气气候事件的影响。结果表明,60年来山东气候呈变暖趋势,随着气候的变化,山东省年降水量呈减少的趋势,并导致极端天气气候事件出现频率及强度呈增大趋势。     

1990-2007年贡嘎山海螺沟径流变化对气候变化的响应

使用1990-2007年近20 a的径流和相应的降水、温度等资料,对贡嘎山东坡海螺沟冰川河年径流与季节径流对气候变化的响应进行分析.结果表明:年径流与季节径流对气候因子的敏感性不同,各个季节径流对气候因子的敏感性也有差异.平均地温逐年升高是海螺沟年平均径流量增加的关键因素,相对影响力为77%,降水因子占23%.春季径流量的增加归因于平均最低气温的升高,其影响程度为68%;温度同样是影响夏季径流的主要因子,平均最低气温,平均日较差相对影响程度分别为34%、 31%;降水量增多、平均地温升高是秋季径流量增加的主要原因,相对影响程度分别是35%、 65%;影响冬季径流的主要气候因子是冬季平均最低气温、平均地温,影响程度分别是36%,64%.温度是影响冰川径流季节和年际变化的共性主导因素,气温升高及其导致的地温显著增加是海螺沟径流增加的主要原因.