济南泉域岩溶水动态特征及有关问题讨论

济南泉域岩溶水补给来源主要为大气降水渗入和河流渗漏，排泄方式主要为人工开采和泉水排泄，总体向北径流，多年平均补给量为70×104m3／d。1987～1996年间济南泉域岩溶水动态受降水影响极为明显：1987～1990年枯水期由于降水量少，水位呈下降趋势，1990年枯水期市区水位达到历年来最低点，为20．8m±；1991～1996年降水相对充沛，岩溶水水位总体呈上升趋势，1996年丰水期市区水位为十几年来最高值，达到29．4m。受人工开采量增加的影响，近十年泉域岩溶水水位较70年代以前明显下降，泉流量变小。济南市区岩溶水与西郊炒米店断裂（带）以东地区岩溶水联系密切，为此，加大峨嵋山水厂开采量或在炒米店断裂以西地区增加开采量不会对市区水位产生明显影响。     

试谈地下水蒸发入渗规律

浅层地下水的蒸发、入渗,通常为大气降水在不同岩石内部的垂向运移。饱气带中的水分向上运移,潜水处于蒸发。水分向下运移,潜水接受补给便处于入渗。浅层地下水的入渗受地下水位埋深、岩性、降雨量、降雨时间等因素控制。降雨入渗补给的滞后时间长短与一次降水强度大小、水位埋藏深、浅有关。深部岩层长期有入渗量补给,主要是降雨的迟后作用及空气中水分在温差变化条件下的再分配。浅层地下水的蒸发不但与气象因素有关,而且与岩性、水位埋深、降雨强度等因素有关。在浅部,潜水的蒸发主要受气象因素制约。深部则受岩性、水位埋深影响。水位每浅5厘米,蒸发量便增加1.O毫米。埋深越浅,年蒸发量越大。水位埋深小于1.2米时,潜水蒸发折算系数与水位埋深和水面蒸发度均呈直线反比关系;水位埋深大于1.2米时,潜水蒸发折算系数与水位埋深呈指数曲线关系。在地下水资源评价中,对蒸发天数计算,不应都按365天算,应按实际而定。     

应用SPSS分析降水年际年内变化对泉水动态影响—以济南明水泉域百脉泉群为例

该文以济南明水泉域百脉泉群为例,运用SPSS软件,采用皮尔逊(pearson)相关系数法,分析了大气降水年际变化、年内变化对泉水流量及水位的影响。分析表明:前一年降水及前二年降水量与泉水流量呈强相关关系,当年降水对泉水流量影响相对较小,呈中等相关关系;当年降水与前一年降水与泉水水位为强相关关系,前二年降水影响略小,为中等相关关系;泉水月流量与前2、3个月降水有较强的相关性,泉水水位则与前2个月大气降水具有中等相关性。丰水年及平水年泉流量、水位高峰值在时间上较降水的高峰值推迟1~3个月,泉水水位最大日升幅一般滞后某一次大的降水过程之后1~2天。     

河南省地下水均衡监测试验研究

地下水均衡监测试验，河南省先后建立有封丘、郑州、商丘三个均衡场。本文据此资料进行了分析：认为水均衡理论，不限于地下水渗流，应包括土水势能量理论在内的大气水─地表水─土壤水─地下水为四水的水均衡；在研究方法上，不限于裸露条件下地中渗透计模拟，应采用与有无作物条件下通量方法相结合；研究得出降水入渗量，只在潜水埋深较小情况下，与降水量呈近似直线关系，达到最大值后，才随埋深增大逐渐减小和趋于稳定；潜水蒸发量，有作物条件下的腾发比无作物条件下的蒸发要大约１～５倍；对土壤水的重要性有了新的认识，土壤水在四水水文水资源循环中，起着重要的循环和调蓄功能，在农业生态中，具有战略意义。     

龙泉驿地区降水的多尺度特征及集中性研究

针对强降水是龙泉驿地区滑坡泥石流等地质灾害产生的重要诱因的问题,通过趋势分析法、Morlet小波分析方法、统计分析等分析了龙泉驿地区降水整体趋势,年、季降水量及降水日数的多尺度变化特征,及月、旬、日降水的集中性特征。结果表明,龙泉驿地区年季降水量总体呈下降趋势,但2006年后降水量开始显示出增加趋势。年降水量显示出3年、9年左右的准周期震荡,降水13数周期震荡则比较复杂。2008年以后龙泉驿地区年、季降水处于丰水期,降水集中性显著,降水强度有增大趋势,夏秋季有发生地质灾害的可能性。可诱发龙泉驿地区地质灾害的主要降水时段和降水比重极值时段为7、8月,1980年代初中期降水集中性主要出现在7月份,1980年代中后期至2000年代主要出现在8月份。19--25旬是降水的集中性时段,而日降水高峰时段出现在0：00～7：00时段尤其是2：00～5：00时段。     

电容式水位传感器及其在地下水动态监测中的应用

ＳＷＪ－１型精密水位仪是自动测量水位变化的数字化仪器，它是依据电容传感器电容量的变化与液位的变化量呈良好的线性关系的原理，采用以聚四氟乙烯作绝缘介质的绳式电容传感器，并应用现代微电子技术的一些新成就设计而成，具有结构合理、动态范围大、响应快、稳定可靠、使用范围广等特点。可用于江河、湖泊、水库等水位的动态观测，亦可用于高温泉水的水位测量，尤适合于小井孔及水位埋深超过数百米的深井的水位变化测量；     

Jason-2测高卫星对湖泊水位的监测精度评价

湖泊水位是评估湖泊水量变化的重要指标。本文以洪泽湖、高邮湖及洞庭湖为研究对象,利用集中度的概率密度函数方法(CPDF)来提高Jason-2测高数据精度,分析了降水量与各个湖泊水位变化的相关性,并基于实测水位数据对比评价了Jason-2测高卫星原始GDR数据和CPDF方法处理后的卫星数据的精度。结果表明:①Jason-2原始GDR数据点的分布存在疏密之分,大部分数据分布相对集中,且有一定的周期变化,但评价结果显示精度较差,故原始GDR数据不能直接用于湖泊水位监测;②CPDF方法可以极大提高测高卫星的水位数据精度,洪泽湖与高邮湖的均方根误差分别由1.92 m与1.74 m减少到了0.32 m和0.36 m,相关系数由0.28和0.04提高到了0.85和0.72。对于南北宽度较窄且日水位变化较大的湖泊(如洞庭湖),CPDF方法提高原始GDR结果的精度有限;③洞庭湖降水与水位相关性最强,高邮湖次之,而洪泽湖降水与水位成不显著的负相关,是洪泽湖水利工程对于水位的调节导致了这一结果。本研究对于利用测高卫星获得湖泊水位值,进而对湖泊进行动态监控,特别是在填补资料匮乏地区湖泊水位数据方面具有重要意义。     

1972-2017年南阿尔泰山中部冰湖变化特征及其对气候变化的响应

以1972、1989、1996、2006、2017年5个不同时段的Landsat MSS/TM/ETM+/OLI遥感影像数据、数字高程模型（DEM）数据和气象数据为数据源,通过计算机自动提取与人工目视解译相结合的方法获取南阿尔泰山中部地区各时段的冰湖信息,利用GIS空间分析方法对该地区的冰湖面积进行统计,并分析研究区冰湖在不同规模、不同坡度、不同海拔状态下的时空变化特征。结果表明:①近45年来南阿尔泰山中部地区的冰湖面积呈"先减后增"趋势。1972-1996年研究区的冰湖面积从411.14 km2减少至400.83 km2,共减少了10.31 km2,减少速率为0.43 km2/a。从1996-2017年冰湖面积增加了15.42 km2;增长率为0.514 km2/a。②研究区冰湖分布主要集中在海拔低于2 200 m、坡度小于25°的区域,不同海拔区间和不同坡度区间的冰湖面积均呈"先减后增"趋势。③结合气温、降水、冰川面积以及冰储量变化数据分析发现,南阿尔泰山中部地区冰湖对气候变化具有明显的响应。温度、降水量及冰川融水是影响冰湖面积变化的主要因素;且这三者之间存在一种平衡关系,即温度升高冰川消融速度加快,从而对冰湖的收支平衡产生直接影响。当冰湖的补给量（即冰川融水和降水量之和）大于由温度升高引起的蒸发量时,冰湖面积会呈增长趋势;反之亦然。1970-1980年整个阿勒泰地区年代际降水量减少了19.28 mm,温度上升了0.25℃,因此1972-1989年研究区冰湖的蒸发水量大于补给水量,导致该时段冰湖面积呈退缩态势。1989-1996年该区降水量增加了19.67%,温度升高了0.62℃,但是增加的降水量却无法弥补由温度升高引起的冰湖蒸发量,因此1989-1996年研究区冰湖面积仍处于退缩状态。1996-2017年由于温度和降水量大幅增加导致冰湖面积呈不断增长趋势。      

利用Jason-1数据监测呼伦湖水位变化

卫星测高为内陆水域水位变化的实时和连续监测提供了一种高效的技术工具．但是这种应用受到数据点覆盖稀疏的限制。利用Jason-13年（2002-2004）GDRs测高数据作简单的数据编辑,并进行必要的地球物理改正．最后得到内蒙古地区呼伦湖水位变化的时间序列。呼伦湖地区由于近年来持续干旱,水位呈现明显的下降趋势．年平均下降约0．3～0．5m。在一般的内陆水域．水位变化主要取决于降雨量和蒸发量,所以,根据卫星测高所得的水位变化信息．可以为区域气候变化的研究提供一种全新的技术与方法。     

滇池流域降水时空变异特征分析

降水是区域水资源形成的主要影响因素,其时空变化趋势也直接影响着各种生态系统的结构、服务功能及空间分布与演变。降水时空变异分析是认识区域水资源形成与时空演变的主要手段和方法。本文利用滇池流域及周边雨量站逐月数据,采用回归分析、距平、空间相关性分析、Mann-Kendall检验、Co-kriging插值及交叉验证等方法,对1953-1987年和2007-2012年2个时序系列的时空变异特征分析结果表明：（1）1953-1987年春、秋和冬季降水量有升高趋势,夏季呈减少趋势,但各季节的增减趋势不显著,2007-2012年春、夏、冬季呈减少趋势,秋季为增加趋势,近期降水量明显有减少趋势;（2）1953-1987年流域降水量呈现增加趋势（11.12 mm/10a）,大致经历下降-上升-下降过程,2007-2012年流域降水量呈显著的锯齿状减少趋势,处于枯水期;（3）1953-1987年各时段的雨量主要呈现负相关性（不显著）,2007-2012年间呈现正相关性,通过LISA统计分析认为,空间异质性随地理位置和时间而变化;（4）年均降水量与雨季降水量的空间分布特征基本相似,出现2个降水高值区和2个低值区对顶分布态势。但在2007-2012年,降水量的高值范围有所减少,低值区范围相应有所扩大。     

青藏高原兹格塘错流域50年来湖泊水量对气候变化响应的模拟研究

运用数值模拟建立青藏高原兹格塘错流域土壤、植被、气候等的空间和属性数据库;接着,借助分布式流域尺度水文模型(SWAT模型),对兹格塘错1956—2006年间的流量进行模拟实验;最后,反演50年来兹格塘错流域水文过程,测试流域温度、降水和蒸发组合的敏感因子对湖泊水量变化的效应,探讨50年来湖泊水量对气候变化的响应。模拟实验的边界条件设置为自然地形、土壤、植被覆盖,其中土壤资料包括有机质含量、粒径等理化参数。模拟结果表明:兹格塘错的年平均流量为6.3m3/s,流量高峰集中在8月至10月,并且由于融雪补给的关系,3月出现另一个流量高峰;模拟结果与遥感解译所得到的结果吻合较好。敏感实验表明:兹格塘错流域内温度、降水和蒸发组合的敏感因子实验具有高原特征,即高原湖泊的水文过程和湖泊流量变化有着较为敏感的响应关系;兹格塘错流量受降水的影响最大,随着降水的增加,流量有所增加;在温度升高的情况下,流域蒸发量增加速度大,兹格塘错流量增加的效应不明显,而在冷湿模式下,流域蒸发量降低,兹格塘错流量增加显著。     

脉动气流对沸腾表面水分蒸发影响的数值模拟

【目的】考察脉动气流掠过沸腾水面时,流动参数对水分蒸发效果的影响,探究脉动气流强化蒸发过程的机理。【方法】建立二维物理与数学模型,采用商用软件ANSYS FLUENT 14.5进行数值模拟,研究正弦脉动气流掠过沸腾水面时水分的蒸发情况,分析一定蒸发时间内脉动气流的振幅、频率、气流速度以及温度对水分蒸发的影响。【结果】相比于匀速气流,气流脉动时沸腾表面水分的相对蒸发量提高了约50%;脉动气流的相对振幅从0增加至1.0时,沸腾表面水分的相对蒸发量提高了约1.8倍;脉动气流的频率从0 Hz增加至110 Hz时,沸腾表面水分的相对蒸发量呈现出先增加后减小的变化;气流速度从4 m/s增加至10 m/s时,沸腾表面水分的相对蒸发量提高了约15.3倍;脉动气流的温度对沸腾表面水分蒸发的影响不明显;气流脉动时,水分蒸发速率呈周期性变化。【结论】脉动气流周期性地对水面水蒸气浓度边界层进行扰动,强化了水面的对流传质,从而促进了水分蒸发。     

北方岩溶区降水入渗补给系数及补给机制：以羊庄岩溶水系统为例

为建立北方岩溶区水文地质参数系列,提高岩溶地下水可采资源计算精度,笔者团队于20世纪80年代开始,在山东羊庄封闭式泉排型岩溶水系统开展了岩溶水均衡试验研究,积累了40余年的监测试验数据。根据长期野外水均衡要素观测资料,推导出裸露型、半覆盖型和覆盖型岩溶区降水入渗补给系数计算公式,建立了岩溶区降水入渗补给系数α与降水量P和地下水位埋深D的相关方程,以及可调控的最大降水入渗补给系数系列,揭示了降水入渗补给过程与α变化机制。结果表明：α随水位埋深D的改变而改变,每个降水量P段分别对应一个最大降水入渗补给系数α_max和最大降水入渗补给量即补给极限G_max,相应的水位埋深便是最佳水位埋深D_critical。D>D_critical时,包气带截留量随着水位埋深的增大而增大,α<α_max;Dcritical时,地表径流量随着地下水位埋深的减小而增大,α<α_max。不同的降水量段对应不同的D_critical     

广东汛期蒸发皿蒸发量变化趋势及气象影响因子的通径分析

选取广东省86个气象观测站的观测资料,采用气候趋势分析和通径分析方法,对广东省1961～2003年小型蒸发皿蒸发量及其相关气象影响因子进行了分析。结果表明:虽然汛期广东省整体平均蒸发量呈下降趋势,前汛期、后汛期线性倾向率分别为-15.86 mm/10a和-13.79 mm/10a;但变化趋势在广东省内空间分布并不均匀,前汛期、后汛期粤东、中部部分地区分别有16、12个站呈上升趋势;前汛期6种气象因子单独对蒸发的决定程度按大小依次为:日照时数>气温>风速>降水>饱和差>气温日较差,后汛期6种气象因子单独对蒸发的决定程度按大小依次为:日照时数>降水>饱和差>风速>气温>气温日较差,整个汛期日照时数与其它各要素的协同作用对蒸发皿蒸发量的决定作用都很大。日照时数和风速总体上的下降是导致广东省汛期蒸发皿蒸发量逐年减少的重要原因。     

近55年来澜沧江流域降水时空变化特征分析

本文利用澜沧江流域及周边共30个气象站点1960-2014年的逐月降水数据,采用气候倾向率、Mann-Kendall趋势检验、Morlet小波分析、Co-Kriging插值以及重心模型等方法,分析了澜沧江流域降水的时空变化特征。结果表明：① 分析时段内全区、北部和中部年降水量呈现增加趋势,南部年降水量出现减少趋势。春季全区、北部、中部和南部降水均呈增加趋势;夏季均呈减少趋势;秋季全区和南部降水呈现减少趋势,北部和中部呈增加趋势;冬季全区、中部和南部呈下降趋势,只有北部呈增加趋势。② 近55年来,全区包括北部、中部和南部年降水都存在近29年、近22年和5-10年左右的周期,这3个周期在分析时段内表现很稳定,具有全域性。全区、北部和南部还存在明显的13年左右的周期,中部1975年前和1995年后也存在13年左右的周期,北部1975年前存在明显的7-10年的周期,1995年后,7-10年的周期表现也比较稳定。降水量变化的第一主周期是近29年,第二主周期是近22年。③ 澜沧江流域多年平均降水量由南部向北部减少,流域南部降水最多,多年平均降水量在1200 mm以上,中部多年平均降水量处于800~1100 mm,北部多年平均降水量多小于800 mm,大部分在400~800 mm;澜沧江流域年降水重心和月降水重心都集中在中部,其中11月的降水重心迁移距离最大,向东南方向迁移了131.82 km。从季节来看,春季、夏季和秋季降水重心向东南迁移,冬季的向西北方向迁移,雨季降水重心相对比较集中,旱季降水重心相对 比较分散。     

丹江口井网流体动态与尼泊尔M8.1地震同震响应分析

分析丹江口井网3口井水位、水温2013～2015年的观测数据,建立各个测项的正常动态,总结井网对2015-04-25尼泊尔M8.1地震的响应特征,探讨同震响应差异的可能原因,初步得到水位同震响应幅度与震级、井震距的关系。结果表明,井网水位年动态受降雨影响有一定规律,月正常动态普遍显示出固体潮效应与气压效应;水温年动态平稳,年变幅度在0.1 ℃左右。对于尼泊尔地震同震效应,唐扒井水位阶升-阶降式脉冲变化和水温陡降-缓升式脉冲变化是由水位和水温的变化机理不同导致的;雷庄井与唐扒井水位表现出不同的同震响应特征,判断与它们所处断裂的不同走向有关;盛湾井水温阶降型同震响应幅度较唐扒井小得多,可能是观测层岩性及地下水类型等差异导致的。     

干旱区河岸柽柳水分利用效率对地下水位年内波动的响应

柽柳是中亚干旱区河岸林的重要建群种,同时也是美国西南半干旱区河岸林的主要入侵物种。随着国内外生态输水和流量自然化等旨在恢复受损河岸生态系统措施的实施,许多干旱、半干旱区河流沿岸的地下水呈现出显著的年内波动。在此背景下,作为兼性地下水湿生植物的河岸柽柳,其水分利用效率是保持相对稳定还是随水位波动而变化？该问题目前仍未得到解答。基于叶片δ13C、河水位、河岸带地下水位及土壤水分的动态观测,分析了黑河中游典型河岸林内柽柳水分利用效率对地下水位波动的响应。研究表明:柽柳叶片的碳同位素分馏值具有显著的波动性变化特征,且与地下水涨落呈较好的正相关,通常随水位抬升而增大,在地下水回落一段时间后下降,表明河岸柽柳的水分利用效率对潜水埋深的变化有着显著响应,随地下水位的下降而增高。这可能是因为在高水位时段及低水位时段的初期,柽柳主要吸收上升到或滞留在根系吸水层内的地下水,水分来源充足,故水分利用效率总体上较低;在低水位时段的中后期,因重力释水和植物蒸腾,根系吸水层变得越来越干燥,为了从中吸收到足够的水分,柽柳叶片水势降低,导致部分叶片气孔闭合,水分利用效率增高。      

南半球大气环流活动对云南汛期降水的影响

采用1948-2006年6-8月云南124个测站的月平均降水资料以及NCEP/NCAR 1948-2006年1-5月100hPa及500hPa位势高度月平均再分析资料,对云南省月平均降水做EOF分解,以第一主分量与南半球100hPa和500hPa高度场进行相关分析,希望找出南半球与云南汛期降水相关密切的因子.结果表明:南半球大气环流与云南汛期降水联系密切,影响因子从一月的南极逐月向中纬的南半球西风带和低纬移动;四月和五月南极区域与中纬度呈明显的"跷跷板式"的反位相变化特征.     

四川芦山“4.20”地震区降水分布及变化特征研究

利用四川芦山"4.20"地震区15个气象站1961~2012年的逐日降水观测资料和统计诊断方法,较为细致的分析了芦山地震区52年来多时间尺度降水分布及变化特征。结果表明,(1)芦山地震区年降水量平均为1265.3mm,远高于全国和四川省平均年降水量,震区降水量呈明显的东高西低的空间分布特征,在1965年、1972年、2000年左右存在突变点,2000年后降水量呈较为明显的减少趋势,降水量年代际下降率为35mm/10a,年降水量主要存在8~14a的周期振荡,该尺度周期主要存在于20世纪70年代至21世纪初,特别在12a表现较为明显。(2)根据芦山地震烈度划分的三级影响区的降水分布表现为不同的气候特征。累计大-暴雨日数的极大值出现的时间受地形和位置的影响有一定的区域差异,40%以上的大雨日数集中出现在7下旬至8月中旬,各站均在7月第6侯达到最大,暴雨日数也呈一定下降趋势和周期性特征。文中提供的详实的多尺度降水分布和变化特征资料,对于芦山震区利用天气气候规律规划和实施灾后重建有着重要基础指导作用。     

贵州高原1960-2016年降水变化特征及重心转移分析

利用贵州高原34个气象站1960-2016年共57 a的降水资料,基于协同克里金法、Mann-Kendall趋势检验法、气候倾向率、重心模型等方法分析了贵州高原降水在不同时间尺度下的时空分布规律以及降水重心的转移趋势。结果表明：① 贵州高原多年平均降水量呈现南多北少特征。在南部与东部存在3个多雨中心,分别位于西南暖湿气流的北上通道（兴义-安顺一带）、苗岭山脉的迎风坡（都匀-独山一带）以及武陵山脉的迎风坡（铜仁–松桃一带）;少雨区位于乌蒙山脉背风坡的威宁–毕节一带。② 1960-2016年降水量年代变化呈现出波动性,2010s的降水变异性最大,1990s的降水变异性最小;年际变化较为剧烈,呈不显著减少的趋势,在空间上呈现中部西部减少、东部增加的趋势;降水季节差异显著,春季、秋季降水显著减少,夏季、冬季的降水不明显增加;各月降水变化情况不同,1、3月降水增加最明显,4月降水下降最明显。③ 降水重心呈西南-东北向分布,有明显的东移趋势。贵州高原降水量的减少可能与西南季风的减弱有关。研究结果对贵州地区水资源配置及洪涝灾害预防具有重要意义。