洮河径流时空变化分析

依据洮河流域红旗站1956～2005年逐月径流量资料,采用Kendall检验法、线性趋势分析法、累积距平法,分析洮河流域径流的时空变化规律,重点探讨不同时间段月径流的变化和季节性变化特征,并对径流减少的成因以及汛期各月出现不同频率洪水的可能性进行了分析,得出如下结论：洮河径流呈现年际变化大、年内分配不均匀、季节性突出和周期性明显的特点,较大以上洪水主要发生在8—9月份,出现的概率为5．4％。     

我国过去50a来降水变化趋势及其对水资源的影响(Ⅱ):月系列

应用全国范围内的678个气象站1951-1998年长系列逐月降水资料, 用线性回归方法研究降水量的变化趋势, 同时结合长江、黄河和松花江主要控制水文站同期的径流资料, 研究径流对气候变化的响应. 结果表明: 降水的年内变化表现出较大的区域特性, 最显著的变化特点是秋冬季 (8～12月) 东部地区降水量普遍减少, 1～3月江南地区降水有增加趋势. 气候的上述变化趋势对我国干旱的西北地区有利, 该区河流径流量有明显增加; 另一方面, 夏季降水的增加可能会导致洪水事件的濒发, 与此同时, 降水量的年内不均匀变化, 特别是在 8～12月长时间的降水减少趋势, 导致枯水期径流的减少, 从而加剧秋冬季水资源的供需矛盾. 长江、黄河和松花江主要控制水文站6个站1～4月径流基本上表现为增加趋势, 而6～12月大多表现为减少趋势, 只有黄河上游唐乃亥站6月, 长江下游大通站7月和松花江哈尔滨站8月径流为增加; 另外, 气候变暖使发源于青藏高原的长江(宜昌站3、 4月)和黄河上游(唐乃亥站4～6月)的春季的融雪过程提前, 融雪期径流增加.     

新疆叶尔羌河冰川湖突发洪水对气候变化的响应

利用1961—2008年的气象-水文资料,探讨了气候变化与叶尔羌河流域冰川湖突发洪水的关系.采用非参数Wilcoxon统计检验和Kendall的τ关联检验分析温度、降水变化与洪峰流量量变化的关联性和一致性;用Mann-Kendall法对气温、降水和洪峰流量4000 m3.s-1突发性洪水的0℃层高度进行突变检验和趋势分析.结果表明:流域气温在1995年发生突变,且对冰川湖突发洪水发生起主导作用;降水突变不明显,对冰川湖突发洪水发生只起促进作用.自1880年以来,冰川湖突发洪水发生频率增加,与流域气温变化一致.1994年以来气温呈直线上升,洪水频率也呈显著增加趋势;冰川湖突发洪水发生频率与降水变化关系不明显;突发性洪水发生与其前8 d的0℃层高度显著上升密切相关.     

青海柴达木盆地巴音河上游径流量对气候变化和人类活动的响应

基于1959-2013年径流量及气象数据,运用Mann-Kendall趋势检验、R/S分析、累积量斜率变化率等方法,分析了青海柴达木盆地巴音河上游径流的年际变化、年内分配、变化趋势及其周期性,定量评估了降水变化和人类活动对径流量变化的贡献率。结果表明：巴音河上游径流量以0.2×10⁸ m³·（10a）^-1倾向率呈显著上升趋势,Hurst指数为0.78,存在20 a左右的丰平枯变化周期,21世纪流域进入丰水期;径流量变化以21～22 a的年代际变化周期最为显著,同时存在10～11 a的年际变化主周期;径流量年内分配不均匀,集中于夏秋两季,径流量呈现先增后减的单波峰分布特点,进入21世纪,年内最大月径流量呈现向后推迟的趋势,年内分配趋于集中;径流突变发生在2001年,降水对巴音河上游径流量增加的贡献率为83.06%,人类活动的贡献率为16.94%。因此,气候是影响巴音河上游河流径流变化的主要因素,人类活动的影响次之。研究结果对巴音河流域未来水资源开发利用和生态环境保护有一定的指导和借鉴意义。     

1956-2016年渭河支流葫芦河流域径流及降水的年际变化特征

研究河流径流量和流域降水量的变化特征,对区域水资源规划与开发利用具有重要意义。基于葫芦河干流上下游的两个主要控制水文站实测年径流量及其流域年降水量资料,运用标准距平累计曲线法、小波分析法和Mann-Kendall等方法,研究了葫芦河干流年径流量和年降水量的年际变化趋势、周期性和突变性。结果表明：葫芦河上下游年径流量变化趋势一致性较好,流域年降水量变化趋势与径流量变化趋势基本对应,均呈下降趋势,但径流减少的速率远大于降水减少速率,且下游径流量的减少速率比上游更快。葫芦河上下游径流量变化的大周期一致,但下游径流小周期的转换要比上游径流和流域降水更频繁,上下游径流量与其流域降水量变化周期的年份对应关系不好,径流变化的主周期和次周期均小于降水的变化周期。葫芦河下游年径流量在1988年发生了突变,而上游径流量和流域降水量均无明显的突变点。     

密云水库以上流域年径流变化趋势及周期分析

密云水库是华北地区最大的水库,是确保首都供水安全和经济社会发展的重要水源地。本文以密云水库控制流域的张家坟站、下会站为代表站,选取19602012年的年径流资料,采用线性回归法、Kendall秩次相关检验法、Spearman秩次相关检验法分析密云水库以上流域径流的变化趋势,采用连续功率谱方法分析密云水库以上流域径流的周期。结果表明:密云水库上游潮河和白河两个流域径流的年际变化非常大,它们在同一年的径流丰枯基本一致,其中同丰同枯的概率最大。近半个世纪以来,上述两个流域的径流均呈现出明显的减少趋势,并且白河流域径流的减小速度快于潮河流域,密云水库以上流域年径流量序列显著存在约45a的周期振荡。     

晋西昕水河径流变化特征及其成因分析

本文以晋西昕水河为研究对象,综合利用累积距平分析、Kendall秩次相关检验法、有序聚类法等分析方法对其径流和径流系数的变化特征进行了分析研究,初步估算了人类活动对径流的影响.结果表明:流域径流年内分配不均,年际变化大,并存在一个5～6年左右的变化周期;20世纪60年代中期,随着水土保持措施的实施,流域下垫面在人类活动影响下发生显著变化,流域径流变异显著;年径流量下降趋势显著,相对于降水量变化,人类活动是径流量减少的主要原因.     

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.     

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.     

河西走廊疏勒河流域出山径流变化规律及趋势预测

依据甘肃省河西走廊疏勒河流域1956-2013年水文站实测及水文调查资料, 对流域出山径流的年内、年际变化进行统计分析, 并用坎德尔秩次相关法等检验流域径流变化趋势. 结果表明: 1956-2013年多年平均出山径流量为11.6679×10⁸ m³; 汛期集中在6-9月, 各河流来水量占年来水量的35.9%~78.7%; 地下水补给平均占径流量的40.46%; 出山径流年际变化相对稳定, 趋势表现为持续性上升的特点. 未来2014-2018年疏勒河干流出山径流为偏丰, 年平均径流量预计为13.01×10⁸ m³.     

西南河流源区径流量变化规律及其未来演变趋势

采用统计学方法及集合经验模态分解、小波分析、水文模型等多种方法,在对气象水文、湖泊岩芯、树木年轮、气候模式数据进行深入分析的基础上,研究了西南河流源区径流变化规律与历史丰枯规律及其驱动机制,分析了未来气候变化影响下的径流演变趋势。结果表明：三江源地区的径流近50 a整体表现为上升趋势,雅鲁藏布江流域除尼洋河外的其他区域年径流量整体呈不显著下降趋势,气候变化是导致三江源、雅鲁藏布江和怒江流域径流变化的主要原因,其中降水是引起径流变化最关键的因子;主要河流径流不同时间尺度的丰枯演变规律为,雅鲁藏布江中游全新世洪水事件呈现出早晚全新世频繁、中全新世相对较少的特征,近500 a怒江流域重建径流序列存在10个丰水期和10个枯水期,丰枯序列变化主要受季风环流和厄尔尼诺-南方涛动(ENSO)活动的影响;在未来15～60 a,全球持续增温将使西南河流源区平均年径流深相比近30 a增加6%～14%,而极端径流呈现出“干更干、湿更湿”的变化特征,同时生态因子对径流变化的影响不可忽视。     

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。     

Characteristics and causes of changes in annual runoff of the Wuding River in 1956–2009

The Yellow River is the second largest river in China. Its runoff experienced rapid changes in the past decades. The trend and driving forces of change of the river’s runoff has been a hot topic in some academic fields in China in recent years, due to its importance in solving the contradiction between supply and demand of water resources, reasonable exploitation and utilization of water resources and its significance in promoting the social, economic and ecologically sustainable development. The Wuding River is one of the large tributaries in the Middle Yellow River and soil and water conservation measures have been implemented in the tributary much earlier. It can be a good example for investigating the trend and causes of changes of runoff of the Yellow River. In this paper, the variation trend and abrupt change are determined in the time series of annual runoff of the Wuding River recorded at a hydrological station near its outlet during the period from 1956 to 2009 using several time series analysis methods. Secondly, the influences of climate change and human activities are estimated through calculating the amount of runoff reduction due to climate change in different periods. Results show that the annual runoff was continually decreasing, the drought trend was aggravating, and abrupt change in runoff series appeared in 1971 and 1997 as a result of large scale water and soil conservation measure after 1971 and ecosystem restoration program since 1997. It is also found that human activities were the main influence factor for runoff reduction during the period from 1972 to 2009. The contributions from climate change increased from about 23 to 30 %, and those from human activities decreased from 77 to 70 % from the period of 1972–1996 to the period of 1997–2009. Finally, a formula is built to reveal the relation of runoff with both climate factors and each main kind of human activities.     

新疆天山南麓柯坪河水文特性与洪水分析

柯坪河是天山南麓典型的雨水和泉水补给河流,河水主要为地下泉水出露补给,流量比较稳定,但暴雨的出现经常引起洪水发生.柯坪河仅有不足一年的水文观测,但河水主要是泉水补给,水量非常稳定,根据野外调查和推算,分析了柯坪河年内水文变化特征.依据洪水调查和文献查证,结合气象观测资料,分析了近百年来的典型洪水事件,建立了不同几率洪水发生的洪峰流量和洪水过程.最近几十年来的气温升高和降水增加,也使暴雨洪水的强度加强,并且频次增加.应加强对极端气候事件引发的洪水的监测和应对,在农业和水库安全运营上应注意和加强建立应对气候变化的措施.     

嘉陵江不同区域场次洪水输沙规律

对于雨洪河流,河流年输沙量主要来源于1场或几场高强度暴雨洪水过程,开展流域次洪输沙规律研究对认识流域水沙变化特性、提升流域产输沙的预测能力具有重要意义。利用嘉陵江流域小河坝站、罗渡溪站、武胜站及北碚站的历年场次洪量与输沙量资料,基于径流侵蚀功率理论和M-K分析等方法,系统分析了嘉陵江不同区域的次洪输沙特性。结果表明：嘉陵江流域汛期洪量和输沙量主要来自于嘉陵江干流;嘉陵江不同区域场次洪量均呈不显著减少趋势,次洪输沙模数(输沙量)总体呈显著减少趋势,但小河坝站2013—2020年次洪输沙模数(输沙量)呈显著增加趋势;随着径流侵蚀功率的逐渐增加,各区域不同时段的次洪输沙模数(输沙量)的变幅逐渐减小;嘉陵江干流区武胜站场次洪水输沙过程受人类活动影响最大、渠江罗渡溪站次之、涪江小河坝站最小;受汶川地震及强降雨等影响,小河坝站和北碚站2013—2020年次洪输沙量较1999—2012年有一定程度增加,但北碚站增幅小于小河坝站。     

新疆克里雅河洪泛事件与树轮记录的初步研究

新疆克里雅河尾闾地带的达里雅博依绿洲位于塔克拉玛干沙漠腹地。在塔克拉玛干沙漠腹地,光、热条件非常充分,水分是影响胡杨生长的主要因子。由于上游截流用于农业生产及河流下渗等因素的影响,导致下游水量逐渐减少,只有特大洪汛期才有洪水泻入下游尾闾地带。因此,胡杨的生长与洪汛期洪水密切相关,洪水较大的年份输入的水量多,有利于胡杨的生长。本文对新疆克里雅河尾闾地带胡杨(Populuseuphratica)树轮进行了初步研究,发现树轮宽度与克里雅河径流量的相关性较差,轮宽与器测径流量的相关系数仅为0.15,考虑到胡杨生长对径流量的滞后效应,滞后3年的轮宽与器测径流量的相关系数为0.30,但与洪水年份有较好的对应性。近百年来的9次洪水年份分别为1941年、1963年、1971年、1972年、1981年、1987年、1996年、2000年和2001年,均对应于胡杨树轮宽度较大的年份,但一些年份有一定的滞后期。     

Hydrological situation of a typical watershed in the Loess Tableland Area of China over the past 30 years

Due to deficient water resources in the Loess Plateau, watershed management plays a very important role, not only for ecological and environmental protection but also for the social development of the region. To better understand the hydrological and water resource variations in the typical watershed of the Loess Plateau and the Qinghe River Basin, the influences of land cover and climate change were analysed, and a SWAT model was built to simulate the response of the hydrological situation to land cover changes that have occurred over the past 30 years. The results demonstrated that the main land cover change occurring in the Qinghe River Basin was the conversion of land cover from grassland to woodland and farmland from the late 1980s to 2010. Woodland and farmland took 87.36 and 10.55%, respectively, from the overall area transferred over 20 years and more than 18% of the total watershed area. Hydrological simulation results indicated that land cover played a predominant role in the hydrological variation of the Qinghe River Basin, although the effects of climate change should not be discounted. The significant changes in land cover could be superimposed by policy orientation and economic requirements. Although it is hard to evaluate the land cover changes and the corresponding hydrological responses in a simple language, related analyses have demonstrated an increasing trend of runoff in the dry season, while there is a somewhat decreasing trend during the flood season in the river basin. There results could be significant and provide a positive influence on both future flood control and the conservation of water and soil.     

An Overview on Changes of Dry/Wet Pattern in China in Decadal to Centennial Warm and Cold Periods During the Past Millennium

Revealing the multi-scale variation characteristics of the drought/flood patterns for the past millennium has been a hot spot in climate change research in recent years. It has significance for understanding and predicting the temporal and spatial differences of precipitation changes in the context of future climate warming. Based on publications on the peer-reviewed journals, here, we summarized and compared the combinations between cold/warm periods and dry/wet spatial patterns at multi-scales in China over the past millennium. The main conclusions are: although there are differences in China's dry/wet patterns in different cold and warm periods for the past millennium, the ensemble mean shows that the dry/wet patterns in eastern China in decadal or centennial warm periods are approximately "dry (South China)-wet (middle and lower reaches of the Yangtze River)-dry (Huanghuai Area)" from south to north, while in the relatively cold periods it mainly shows a "wet in east and dry in west" pattern. The climate changes from cold to warm usually lead to a drying trend in the Huanghuai Area, and a wetting trend in the Jiangnan area (especially the Yangtze River basin in Hunan and Jiangxi provinces). This shows that the "flood in south and drought in north" pattern in eastern China since the 1970s under the background of global warming may be a re-occurrence of the matching characteristics of cold/warm climate and dry/wet patterns in China for the past millennium. However, from the perspective of the longer-scale cold and warm stages, the dry/wet pattern in China tend to be "dry in the arid and semi-arid areas in western China; wet in southwestern, northern, and northeastern China; and dry in southeastern China" in the Medieval Climate Anomaly, and an opposite pattern shows in the Little Ice Age. It suggests that there are still uncertainties in the current climate reconstructions, and it also shows that the mechanism of dry/wet pattern responding to multi-scale temperature fluctuations might be extremely complicated.     

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。