渭河支流黑河径流变化特征分析

渭河支流黑河是西安市重要水源地,通过分析径流变化特征,为黑河流域水资源调度和生态保护高质量发展提供依据。采用线性回归法、滑动平均法、Mann-Kendall趋势检验法、累积距平法、Mann-Kendall突变检验法和R/S等方法分析黑峪口水文站1950-2015年径流量的历史演变规律、突变点和未来变化趋势。结果表明：黑峪口站径流量年内分配不均,主要集中在汛期(6-10月),占全年径流量的70%。1950-1960年之间年代径流量大于多年均,属偏丰年代;1990-2010年之间年代径流量小于多年均值,属偏枯年代。年径流量呈现增加-波动-增加-减小的变化过程,且存在1992年突变点。年和月径流量均为减少趋势,除9月径流量减少趋势未通过显著性检验外,其余均为显著性减少,汛期减少幅度小于非汛期。年和月径流量Hurst指数均大于0.5,汛期径流量Hurst指数整体上小于非汛期,表明黑峪口站未来年和月径流量具有持续下降的趋势,汛期径流量持续性减少的趋势要小于非汛期。     

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.     

天山南坡清水河与阿拉沟流域径流变化特征及其对气候变化的响应

依据1956-2012年天山南坡清水河流域的克尔古提水文站以及阿拉沟流域的阿拉沟水文站资料,采用Mann-Kendall非参数检验法和交叉小波变换法,分析了清水河与阿拉沟出山径流的趋势、突变、周期变化等特征,并进一步探讨了出山径流对气候变化的响应。结果表明：清水河与阿拉沟流域年径流量均呈上升趋势,其中1988年为径流突变年,该年前后年均径流变化态势不同,1988年以后径流升幅显著。同时,流域径流过程呈现多时间尺度的周期变化,以32 a以上大周期为主,2 a和8 a小周期变化为辅。因流域下垫面特征等差异,清水河出山径流对降水变化的响应程度强于阿拉沟,而阿拉沟出山径流对气温敏感性高于清水河。且受冰川径流调节作用与多年冻土退化的影响,阿拉沟径流过程对气温的滞后性强于清水河。     

叶尔羌河上游不同流域夏季气候和径流变化研究

叶尔羌河是以冰雪补给为主的河流,径流的变化主要受气温和降水的影响,其中, 气温起主导作用. 基于1972-2011年近40 a的气温降水和径流的实测资料,分析叶尔羌河上游不同流域地区夏季气温、降水、蒸发以及径流的变化特征及相关性. 结果表明：库鲁克栏杆站夏季降水显著增加,蒸发减少,其余要素没有变化趋势;后20 a（1992-2011年）较之前20 a（1972-1991年）气温、降水和径流的变化分别为-0.6℃、40%、4%,径流的增加是春季融雪增多、降水增大、蒸发减少和溃决洪水补充的结果. 塔什库尔干站夏季各要素均没有变化趋势,后20 a较之前20 a气温、降水和径流的变化分别为0.4℃、27%、20%,径流的增加主要是由气温增加引起的,降水的增加补充一部分径流.     

黑河干流上中游径流变化及其原因分析

根据黑河干流出山径流控制站莺落峡、中游的高崖和正义峡等水文站的径流和区域内的气象资料,以及中游的地下水位资料,对黑河上中游来水的年际变化和年内分配,径流沿程变化规律及其影响因素进行分析研究。结果表明： ①黑河干流出山径流自1945年以来整体上呈小幅增加趋势,其年内最大径流月份在进入21世纪后,由7月份推后至8月份,主要受降水的影响; ②高崖和正义峡断面的水量自1977年以来呈微弱增加趋势,前者增幅略大于后者;由于中游社会经济发展引起用水增加,莺落峡至高崖区间的耗水量以每年近850×10⁴ m³的增量变化,而高崖至正义峡区间灌溉回归水和地下水补给河道的水量与区间灌溉引水和其他耗水量基本持平; ③地下水的超量开采一定程度上减缓了黑河干流统一调度的压力,但不利于流域水资源的可持续利用。该研究成果对于今后黑河水资源科学配置、合理调度具有一定的参考和指导作用。     

青藏高原40年来降水量时空变化趋势

利用青藏高原及其周边的97个气象台站1961-2000年的逐月降水量资料,以Mann-Kendall趋势检验方法结合主成分分析,分析了高原降水量40年来的时间变化趋势和空间演变特征,并探讨了其变化趋势的区域分异因素和可能的趋势突变时间。结果发现,高原站点40年年降水量大部分表现为增大趋势,只有青海东南部和南疆及西藏部分站点出现减小趋势,这一时间变化趋势的空间分布则大致表现为高原中东部和南北的反向变化,同时高原站点冷季降水量增大趋势明显;以冷、暖季降水量的第三载荷向量场分异进行的分区在10年年代际和逐年变化中都有明显体现,暖季区域分异因素的主要相关区域降水量变化趋势与相应载荷向量的时间变化相关显著,在1989年出现可信的突变时间点;冷季相关分异区域的降水量变化趋势在1987年出现明显增大趋势,同样与载荷向量的时间变化相关显著,但突变时间点检测不明显。     

长江源区1956-2000年径流量变化分析

利用Mann-Kendall趋势检验法对长江源区直门达水文站的资料进行分析,揭示长江源区年径流量在1956-2000年间呈微弱的减少趋势。结合流域气象资料分析,该时段流域内升温明显,最大可能蒸发量呈增加趋势,降水也呈微弱减少趋势。径流变化与降水变化基本一致,降雨-径流关系没有发生明显变化,表明1980-2000年降水量减少是该时段径流量减少的直接原因,温度升高有利于融冰融雪和降水形式的变化,但由于融冰融雪占径流补给的比率相对较小,该时段温度升高导致融冰融雪的增加不足以抵消降水量的减少对径流的影响。径流量季节变化分析,揭示长江源区春季径流呈增加的趋势,这可能与融雪过程提前以及融雪量增加有关。     

天山玛纳斯河冬季径流对暖冬和冻土退化的响应

天山高山地区大范围为冻土区,冻土的存在对水文过程有极大的影响.20世纪90年代以来,玛纳斯河流域气温10 a升高了0.54℃,以冬季升温为主,降水量没有增加趋势.应用1957—2004年近48 a的气候和水文月资料,研究了具有多年冻土的高海拔河流的冻土和水文响应.检测到12月至翌年2月气温升高0.8~0.9℃时冬季径流量响应显著,冬季径流在12至翌年2月份增加了14%~26%,其中1月份增加26%.遥相关分析表明,10~11月的水量增大也可导致冬季河流水量增多,1.5~3.0 m的活动层的深度和温度变化导致了这些响应.冻土区的冬季径流水文响应比气温更快、更显著.但冻土和积雪观测的不足使冬季水文变化具有不确定性.     

1961-2004年新疆气候突变分析

利用1961-2004年新疆53个气象台站逐日平均最高气温、平均最低气温和降水数据,采用Mann-Kendall法分别对北疆、天山山区和南疆气温、日较差和降水年序列进行了突变分析,同时利用滑动t检验和Yamamoto法对突变点的真伪做了验证.结果表明:1961-2004年北疆、天山山区和南疆年平均最低气温上升速率均明显高于年平均最高气温,年平均日较差均呈显著下降趋势,年降水量均有增加趋势.北疆年均最低气温、年平均日较差及年降水量分别在1988年、1979年和1984年发生了突变;天山山区年均最低气温、年平均日较差及年降水量分别在1985年、1983年和1992年发生了突变;南疆年平均最高气温、年均最低气温及年平均日较差分别在1993年、1991年和1981年发生了突变.20世纪80年代中期以来北疆、天山山区、南疆均进入增温多雨时期.这些结果对进一步研究和预测新疆气候有着重要意义,为研究全国甚至全球气候变化提供重要依据,同时也为决策者提供决策依据.     

鄱阳湖流域抚河径流特征及变化趋势分析

抚河是鄱阳湖流域第二大河流,其径流变化研究对揭示鄱阳湖水文情势演变规律和鄱阳湖生态环境保护具有重要的科学意义。本文采用鄱阳湖流域抚河上、中、下游8个主要水文站的实测资料,分析了抚河径流年内分配特征及变化规律;应用Mann-Kendall非参数检验与回归分析等方法,研究了近几十年内抚河年、月径流变化规律及与降雨的关系。结果表明:(1)抚河径流年内分配不均,但不均匀性在流域内空间差异较小;(2)受水利工程调蓄影响,径流年内分配越来越均匀;(3)不同年代年径流特性存在差异,20世纪70年代至90年代初,径流相对稳定,90年代中期到2002年,呈较明显上升趋势,2002年后,表现为下降趋势;(4)月径流变化有增有减,基本规律为枯水期(11月~次年3月)月径流量基本呈上升趋势,洪水期(4~6月)月径流基本呈下降趋势;(5)抚河的年降水量在2002年附近发生突变减少,与年径流量突变时间基本吻合,说明气候变化降雨量减少对近10年鄱阳湖流域抚河入湖径流的减少影响显著。     

西北地区某干旱河流设计情景下的年径流量预测分析

人类活动和气候变化对流域水文水资源的影响及由此所带来的社会、 经济和生态效应, 使得新疆精河流域出现了严重的水资源短缺和生态危机. 为此, 实施跨流域调水是解决艾比湖流域生态环境保护的必要措施, 精河上游支流是跨流域引入外水的唯一捷径河流. 根据前期研究计算的年径流量系列, 在经过论证的流域现状水平(C_v=0.12, C_s/C_v=2.00)的基础上, 采用水文频率分析方法, 设计并预测了流域规划的近期和远期目标情景下的年径流量情势. 结果显示: 为了使保证率p=75%, 近期目标要求流域的输水量为8.62×10⁸ m³, 远期目标为14.39×10⁸ m³. 跨流域调水可以满足流域多方面的实际用水需求.     

基于多变量M-K检验的北江流域降水趋势分析

降水是北江流域水资源的主要来源,因此研究北江流域降水趋势有利于水资源合理规划和实现可持续利用,但目前的趋势分析主要以单变量趋势检验为主,对多变量的趋势分析研究较少。基于此,分别采用单变量和多变量M-K检验趋势分析方法,针对北江流域6个代表性气象站点1959~2009年逐日降水资料,以各站的年降水量、年降水天数和年最大降水量三个变量为主要研究对象,分析得到北江流域的降水变化整体趋势。结果表明,仁化站、韶关站、乐昌站、连州站和广宁站的变化趋势不显著,清远站的变化趋势显著。在整体趋势分析方面,多变量趋势分析方法可同时考虑降水的多重属性特点,从而可更好分析流域降水整体趋势。     

主成分-聚类复合模型在水环境管理中的应用--以松花江吉林段为例

以松花江吉林段5年的监测资料为依据,采用主成分分析与聚类分析的复合模型,定量诊断出水污染因子对松花江吉林段的污染贡献率,合理划分出各类水环境管理区域,并提出相应的水环境管理措施。结果表明:松花江吉林段主要污染物是挥发酚、COD和氨氮,表现为有机污染和非点源污染;在水环境管理分区中,丰满-龙潭桥区域属于轻污染,为水源保护江段,龙潭桥-哨口区域属于重污染,为水环境控制江段,哨口-白旗区域属于中度污染状况,为水环境自净江段。这一工作的开展对于实施河流水环境总量控制,实现松花江吉林段水域的科学化分类管理具有一定的参考价值。     

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。     

长江水系水文地球化学特征及主要离子的化学成因

在分析长江流域76个位点的水化学数据的基础上,运用吉布斯(Gibbs)图、三角图、主成分分析方法研究岩性对长江水表河水中离子化学特征的影响和流域的主要风化过程.结果表明,长江水系的主要离子化学特征受岩石风化作用的影响,其中碳酸盐和蒸发岩矿物对干流水系溶质的贡献率分别为43.6%和37.9%,而对支流水系溶质的贡献率分别为33.1%和39.1%.干流流域内主要的风化反应以白云石和方解石的溶解为主,而支流流域内C1~-/(Na~++K~+)接近1:1,体现出蒸发岩风化的显著特性.Si/K比值较低,表明长江流域内的风化反应是在表生环境中进行的,且产物是富含阳离子的次生矿物.     

长江水系水文地球化学特征及主要离子的化学成因

在分析长江流域76个位点的水化学数据的基础上,运用吉布斯(Gibbs)图、三角图、主成分分析方法研究岩性对长江水系河水中离子化学特征的影响和流域的主要风化过程。结果表明,长江水系的主要离子化学特征受岩石风化作用的影响,其中碳酸盐和蒸发岩矿物对干流水系溶质的贡献率分别为43.6%和37.9%,而对支流水系溶质的贡献率分别为33.1%和39.1%。干流流域内主要的风化反应以白云石和方解石的溶解为主,而支流流域内Cl-/(Na++K+)接近1∶1,体现出蒸发岩风化的显著特性。Si/K比值较低,表明长江流域内的风化反应是在表生环境中进行的,且产物是富含阳离子的次生矿物。     

长江水系水文地球化学特征及主要离子的化学成因

在分析长江流域76个位点的水化学数据的基础上,运用吉布斯(Gibbs)图、三角图、主成分分析方法研究岩性对长江水系河水中离子化学特征的影响和流域的主要风化过程。结果表明,长江水系的主要离子化学特征受岩石风化作用的影响,其中碳酸盐和蒸发岩矿物对干流水系溶质的贡献率分别为43.6%和37.9%,而对支流水系溶质的贡献率分别为33.1%和39.1%。干流流域内主要的风化反应以白云石和方解石的溶解为主,而支流流域内Cl-/(Na++K+)接近1∶1,体现出蒸发岩风化的显著特性。Si/K比值较低,表明长江流域内的风化反应是在表生环境中进行的,且产物是富含阳离子的次生矿物。     

双台河口土壤中Mn、Zn和Rb的变化规律及其原因分析

选取辽宁盘锦双台河口滩涂翅碱蓬生长消亡区的20个土壤样本点,比较其与翅碱蓬生长繁茂区的11种微量元素含量,并对其变化量进行主成分分析,得出双台河口滩涂土壤中含量变化显著的微量元素为Mn、Zn和Rb。通过这3种微量元素含量变化曲线图,可以看出其含量变化趋势大体上是减少的,且距离拦海大坝越近,含量越高,距离拦海大坝越远,含量越低。研究区河口底泥中Mn、Zn和Rb的含量分别占研究区滩涂土壤中的47.6%、64.3%和78.5%,表明了研究区滩涂土壤中3种元素主要是由河口地区的沉积物带来的。河口地区水中的沉积物主要由两部分组成:一部分是由河水携带的泥沙颗粒直接在河口地区沉积形成;另一部分是由河水携带的大量胶体,在入海口处产生胶凝作用形成。