人类活动对塔里木河年径流影响量的估算

塔里木河流域与环境的研究，一直是近年来新疆环境演化和可持续发展研究的热点问题。大规模的区域开发活动对该流域生态环境产生了根本性的影响，区域整体生态环境趋于恶化。本文通过对年径流量累积曲线和年径流量的相关分析，估算出人类活动对塔里木河各河段的年径流量变化及其对生态环境造成的影响。     

塔里木河干流年径流量变化及其人为驱动因素关联分析

根据塔里木河干流1957～2008年的年径流量监测数据,利用线性回归法,对干流年径流量时间序列变化趋势进行分析,并借助相关分析和主成分分析法甄别影响径流变化的主要人为驱动因素。结果表明:近50多a来,塔河干流的年径流量呈显著递减趋势,与干流来水量变化趋势一致;人类活动自1975年左右开始明显的影响径流量,有效灌溉面积、农业人口、耕地面积和一产比重与径流变化相关程度最强,以引水灌溉为主体的农业经济活动成为影响径流变化的最重要因素;人类活动对径流变化的影响程度沿河道自上而下表现出逐渐增强的趋势。     

18世纪以来塔里木河干流河道变化及其与人类活动的关系

 塔里木河是南疆主要的经济生活水源,其河道变化会引起绿洲变化,从而导致人类活动发生变化。学者虽对历史时期的塔河变化有研究,但对18世纪以来的河道变化缺乏细致的研究,这一时期是人类活动对环境影响日益增多的时期。在野外考察基础上,借助历史文献、历史地图对塔河干流沙雅以上和以下段分别进行研究,结果显示,18世纪20年代,塔河干流分南河、北河; 18世纪50年代,南河与北河合为一条,沿北河位置行水; 至19世纪10年代,塔河干流南移,在南河(即大干河)位置行水; 以后至20世纪10年代,沙雅及其以上河段再次北移,沿北河位置行水,以下河段仍沿南河位置行水,称叶尔羌河或塔里木河。至迟在40年代中期,沙雅以下河段向北迁移,沿渭干河行水,形成现代塔里木河河道。20世纪以前河道变化主要受自然气候变化所导致的河水量变化及河流自身运行规律影响比较大,在河道淤积基础上,水量变化是河流改道的主要原因; 以后受人类农业生产的影响日益加大。     

黑河干流高崖断面径流变化及其模拟

 作为张掖市甘州区与临泽县之间的黑河干流的控制断面,高崖断面径流量变化反映了甘州区地表水、地下水、灌溉用水之间的转化特征。在定性分析黑河干流高崖断面径流组成的基础上,提出了河道渗漏和地下水溢出的简化模型,利用月引水比例刻画灌溉引水量的年内变化,以莺落峡径流量和典型观测孔水位为输入,对高崖断面的月径流量进行了模拟。模型重建的1989—2006年高崖断面月径流量NSE(Nash-Sutcliffe coefficient of efficiency)系数达到0.88。所提出的方法充分考虑了河道水量适时变化条件下的河道渗漏行为以及人类活动的影响,是对高崖断面径流变化研究的一次积极探索。     

潮白河径流分布规律及人类活动对径流的影响分析

利用潮白河五个水文站1956年以来的径流资料,应用多种数值分析方法,详细分析了潮白河径流的年际、年内分配规律,计算了人类活动对径流的影响。结果表明,潮白河径流的年际变化剧烈,丰水时段历时很短,而枯水时段历时很长。应用累积滤波器和肯德尔秩次相关法,对年径流变化趋势所作的定性和定量的结果表明,潮白河年径流总体呈减少趋势,且减少趋势显著。根据年径流累积曲线和回归分析,人类活动是引起潮白河径流减少的主要因素。     

气候变化和人类活动对信江流域径流影响模拟

以1960―1990年为基准期、1991―2005年为影响期,使用HSPF（Hydrological Simulation Program-Fortran）水文模型定量分析了影响期气候变化和人类活动对信江流域径流的影响及其各自的贡献率。结果表明：1）相对于1960―1990年,1991―1995、1996―2000年的年平均径流深分别增加了271.9和246.3 mm,2001―2005年的年平均径流深减少64.1 mm。其中,气候变化对径流的影响分量在65.6%~88.0%之间,人类活动对径流的影响分量在12.0%~34.4%之间。2）人类活动对极值流量有影响。在影响期,年最大7 d平均流量和最大15 d平均流量模拟值大于对应的实测极值流量。3）在气候变化因子中,流域降水量的增加,是引起20世纪90年代信江流域径流显著增大的主要原因,其次是蒸发量的下降;人类活动包括植树造林、城市化以及水利工程修建,是影响流域径流变化的次要原因。     

黄土高原地区人类活动强度时空变化分析北大核心CSCDCSSCI

在采用建设用地当量面积占区域土地总面积百分比法计算黄土高原地区各县级单元人类活动强度基础上,从总体变化、类型时空分异、地域单元变化及空间自相关性四方面分析人类活动强度时空变化特征。结果表明:1992年黄土高原地区人类活动强度为12.48%,2000年达到14.49%,2008年仅上升至14.81%,2000年以前增长相对较快,2000年以后增长明显放缓;人类活动强度空间分布格局呈现出西北低、东南高的特点,二者之间的区域则随时间发生一定变化,呈现出较低、中等、较低与中等类型交错分布的变化趋势;除黄土丘陵地区人类活动强度较低、低类型大幅度转化为中等类型外,其他五大地域单元空间分布格局变化不大;人类活动强度具有显著的空间集聚(正相关)特征,高值集聚区主要分布于黄土高原地区东南部的汾渭谷地和豫西北盆地区,低值集聚区大片集中于西北半壁的鄂尔多斯风沙区、黄土丘陵地区以及青东高原山地丘陵区。     

塔里木河干流径流量变化与太阳黑子活动的关系

本文运用Morlet 小波分析方法, 分析了1957-2011 年塔里木河干流年径流量与太阳黑子相对数的关系。结果表明, 55 年间塔里木河干流年径流量和太阳黑子相对数都呈减小的趋势。塔里木河干流年径流量变化存在4 a、8 a、18 a、21 a 左右的主周期。在8~9 a 和18~21 a 尺度上年径流量序列与太阳黑子相对数序列具有相近的主周期。年径流量变化所表现的4 年主周期与太阳黑子活动关系不大;18~21 a 主周期特征应主要受太阳黑子活动的影响;8 a 主周期也与太阳黑子活动显著相关, 但由于受到人类活动的强烈干扰, 致使在20 世纪80 年代以后两者关系被扰乱。预测2012-2020 年间塔里木河干流将处于枯水期, 年径流量的平均值约为35×10⁸~40×10⁸ m³。     

1980—2018年海南岛人类活动强度时空变化特征及其驱动机制

定量评价区域人类活动强度,可反映人与环境关系的变化,为土地利用政策制定和生态环境建设提供科学依据。论文基于1 km分辨率的土地利用/土地覆被数据,从总体变化、空间自相关性及影响因素等方面对海南岛1980—2018年人类活动强度进行分析研究。结果表明：① 2018年,海南岛土地利用/土地覆被类型以林地和耕地为主,分别占研究区总面积的62.85%和25.27%。1980—2018年间,仅有城乡、工矿和居民用地面积出现大幅度增加,其他类型面积均减少,其中耕地和草地减少的面积较大,分别减少397.81 km²和303.02 km²。② 1980年海南岛人类活动强度为10.54%,2018年达到12.86%,增长了22.01%。2000年以前基本保持不变,2010年以后增长迅速。③ 近40 a间海南岛人类活动强度空间分布格局具有四周高、中间低的特点,并具有显著的空间集聚特征,人类活动强度变化热点地区主要集中在海口市、三亚市等城市建设迅速地区。④ 海南岛人类活动强度主要受政府政策、人口增长、经济发展等因素的驱动。     

潮河上游降水-径流关系演变及人类活动的影响分析

以潮河密云水库上游流域为研究对象, 利用双累积曲线将1961~2005 年期间年降水- 径 流关系演变划分为三个阶段: 1961~1978, 1979~1993, 1994~2005。第二和第三阶段相对第一阶段 而言, 平均年径流有较大幅度的减少, 年径流对降水的响应程度在减弱。与此相对应, 进入1980 年代后, 流域内的人类活动强度在增加, 主要表现为小水库、塘坝等水利设施的大规模建成并投 入使用, 以及农垦和造林等土地利用活动导致耕地和林地面积的增加。人类活动使得流域总蒸发 和入渗增加, 从而改变水量平衡, 径流对降水的响应变得迟缓, 减少流域总径流; 不同降水年型降 水- 径流的关系表现出很大差异, 人类活动对枯水年份年径流的影响相对较大。     

塔里木河源流区气候变化和年径流量关系初探

基于1957~2003年塔里木河流域源流区长期监测资料,分析塔里木河流域源流区的主要河流年径流量和相应气温、降水变化的特点,探讨流域内气候变化与水资源量变化的关系。利用非参数检验的方法,分析温度、降水变化与径流量变化的关联性和一致性。结果显示:在塔里木河流域源流区,温度在0.05水平上呈现单调递增的趋势,降水则表现为不显著增加的走势,而径流量基本均出现了递增现象;从参数检验和非参数分析的结果看,温度升高与径流量增加的关联趋势更明显。     

塔里木河上游地区积雪长期变化趋势及其对径流量的影响

汇入塔里木河的三条主要河流都形成于山区,径流补给主要来自降水。山区冰雪水资源的积累与消融决定着地表径流和地下水的储量。选取位于塔里木河上游地区17个气象台站以及其中的6个源流区山区站44年(1960—2003年)的≥0cm积雪日数、冬季最大积雪深度、夏季降水量和夏季平均温度以及2个水文站(1957—2000)的观测资料,对塔里木河上游地区的积雪进行了分析,并将其与塔里木河主要源流之一的阿克苏河径流量的长期变化趋势进行了对比,发现20世纪60年代以来塔里木河上游区域的积雪有一个弱的上升趋势,但不显著,且变化幅度较大;与此同时,塔里木河主要源流之一的阿克苏河径流量也有一个较为显著的上升趋势,上升率为13．475m~3·s~(-1)·10a~(-1),并在1993年之后增加更为明显。通过上游最大积雪深度、夏季平均气温和夏季降水量与径流量的回归分析认为,影响径流量的主要因素是夏季降雨量,其次是冬季积雪深度与夏季最高气温。因此,20世纪90年代以来塔里木河上游地区的气候变暖、变湿是塔里木河源流径流保持稳定的一个非常重要的因素之一,说明气象因子在河流径流量中起重要作用。另外,对塔里木河上游地区的积雪深度场的EOF分析结果表明塔里木河上游区域积雪的年空间分布十分稳定,反映了在大气候背景控制下上游区积雪分布的一致性。     

近40年来塔里木河流域气候及径流变化特征研究

以塔里木河流域的21个气象站和10个水文站1961～2000年观测资料为基础,对塔里木河流域的温度、降水及径流变化进行了分析.结果得出:(1)20世纪60年代以来塔里木河流域的年平均气温呈逐年代递增趋势,源流区的年平均气温增高了0.57℃,上游区增高了0.6℃,中游区增高了0.7℃,下游区增高了0.8℃,越往下游方向变暖趋势越明显,并且气温增高幅度逐步加大.(2)60年代以来塔里木河流域的年降水量也逐年递增,但是与温度的增幅趋势相反,从源流区到下游区,降水增幅逐步减少,源流区平均增加了34.2%,上游区增加了22.0%,中游区增加了15.3%,下游区只增加了6.1%.(3)该流域各源流的出山口径流量除和田河减少外,阿克苏河增加9.04亿m3,叶尔羌河增加5.51亿m3,开都河增加9.27亿m3.(4)该流域源流径流受温度和降水变化的双重影响,源流区的气候变暖和变湿是塔里木河源流径流量增长的一个非常重要的因素.     

塔里木河源流区近50 a径流量与气候变化关系研究

 通过对近50 a塔里木河源流区径流、温度、降水量的年代际分析,探讨了过去半个世纪塔里木河源流区气候变化及其对河川径流的影响。研究结果显示,在过去50 a里,塔里木河三源流径流量总体呈现增加的趋势,尤其体现在20世纪90年代以后,丰水年出现次数较多;对径流和降水量与温度作相关分析可知,随着温度的逐年代升高,其对径流量的影响越来越显著。蒸发量随着温度的升高也在逐渐增大,但是降水量的增长速率远大于蒸发量的增长速率,所以即使蒸发量的增加也不足以使径流量减少。     

近45年来降水变化和人类活动对潮河流域年径流量的影响

近45a来,随着流域降水量减少,以及修建水利工程、引水、实施水土保持等人类活动的增加,潮河流域年径流量呈明显减少趋势。利用降水-径流经验统计模型,定量评估了潮河流域降水变化与人类活动对流域年径流量的影响程度。结果表明:1981~1990、1991~2000、2001~2005、1981~2005年,受人类活动影响所产生的年均减水量分别为1.32、0.67、1.46、1.09×10⁸m³,占相应时段总减水量的95.1%,98.9%,60.7%和83.2%;受降水变化影响所产生的年均减水量分别为0.07、0.01、0.95、0.22×10⁸m³,占相应时段总减水量的4.9%,1.1%,39.3%和16.8%。人类活动因素的贡献率远大于降水因素。     

基于多尺度遥感数据的塔里木河干流地区植被覆盖动态

利用地面观测数据,Landsat TM和MODIS数据,基于尺度上推的研究思路,采用修正的三波段最大梯度差模型反演植被覆盖度,分析了塔里木河干流地区2000-2013年植被覆盖度时空分布及其动态变化特征。结果表明：（1）地面观测数据、Landsat TM与MODIS数据相结合进行尺度上推,尺度转换相对误差控制在4%以内,可以实现分析大范围长时间序列植被变化;（2）塔里木河干流区域植被覆盖度年内最大值出现在7、8月,2000-2013年平均植被覆盖度变化整体上呈现增长的趋势,上游年均植被覆盖度18.67%~23.67%,中游10.6%~12.44%,下游4.7%~6%,但呈现两段式发展（2000-2006年显著提高,2006-2013年小伏波动变化）;（3）塔里木河干流区域植被覆盖度空间差异明显,上游植被覆盖度增长速率最高,中游次之,下游增长速率最小。上游植被覆盖度年增长速率为0.37%,且增长趋势显著;中游年增长速率为0.06%,没有显著的变化趋势;下游年增长速率为0.05%,增长变化显著区域位于河道或稍远离河道附近及台特玛湖附近。     

塔里木河三源流区气候变化对径流量的影响

结合对近50年塔里木河源流区气象、水文资料的分析,探讨了过去半个世纪塔里木河源流区气候变化及其对河川径流的影响。研究结果显示,在过去50年里,塔里木河三源流径流流量总体呈现增加的趋势,期间有波动过程;对影响径流变化的气温、降水和蒸发等因子分析发现,降水量变化对塔里木河径流量变化影响最为显著,而温度的升高,加速了山区冰雪资源的消融,加大了冰雪融水对径流量的补给,但同时导致蒸发量增大,增加了地表淡水资源的消耗,对山区来水量的增大起到一定的削弱作用。