石羊河流域水文要素变化特征分析

选取石羊河流域永昌、肃南、天祝、古浪、武威、民勤6个气象站1961～2000年的降水、蒸发资料及黄羊河水库、杂木寺、南营、四沟嘴、古浪、沙沟寺、插剑门、大靖峡水库、红崖山水库9个水文站1961～2000年的径流资料,运用距平分析法和Kendall秩次相关法对流域水文要素的时程变化特征进行了分析。研究结果表明:石羊河流域降水、蒸发年内分配不均,但年际变化不大;降水集中于6～9月份,占全年的65%以上,蒸发集中于5～8月份,占全年的54%。径流的年内分配与降水一致,集中于6～9月,占全年的58%。径流的年际变化呈明显减少趋势,尤以红崖山水库入库流量减少最为显著。     

10ka BP来石羊河流域气候演变特征分析

根据石羊河流域及周边地区的大量研究结果分析,整理和建立了10 ka BP来石羊河流域气候演变序列,可以划分出主要的7个气候湿润期和6个干旱期.近50 a以来石羊河流域气候干旱化趋于显著,有4个主要特点:1971—2000年比1951—1980年平原绿洲地区年平均降水(气温)增加(正常);高山和沙漠边缘地区降水量减少(气温正常或偏高);大部分地方年平均蒸发量普遍减少10～131 mm;年平均沙尘暴、雷暴日数减少.     

石羊河流域中下游近40a地下水位动态特征分析

石羊河流域位于河西走廊东部,是中国西北最发达的经济区域,也是甘肃省内水资源最紧张、用水矛盾最尖锐、生态环境不断恶化的地区之一。依据河西走廊石羊河流域中下游64个观测点1977～2015年地下水位观测点时间序列观测资料,在深入阐述研究区地下水位季节性及多年动态特征、类型和平面分布规律的基础上,利用Kendall秩次相关系数和Hurst指数分别分析了研究区地下水位的趋势性和持续性特征。根据计算数据,分析了研究区域地下水位下降的原因。结果表明：石羊河流域平原地带绿洲区和绿洲区外围地下水位的趋势性和持续性各不相同,地下水位的年均值与月均值都通过了显著性检验,呈不断的下降趋势,绿洲区地下水位下降幅度、下降趋势大于绿洲区外围,并具有较强的持续性,且绿洲区地下水位下降的持续性比绿洲区外围更强。     

石羊河流域蒸发量变化特征及影响因素分析

利用Mann-Kendall、小波分析和灰色关联度法,分析了石羊河流域6个气象站1959～2005年蒸发量变化特征及主要影响因子.研究结果表明:石羊河流域47a平均蒸发量呈下降趋势,蒸发突变点大约发生在20世纪60年代、80年代中后期和2000年左右,夏季和春季蒸发量减少幅度较大是年蒸发量减少的主要原因;蒸发量的空间分布与其减少趋势的空间分布均呈西南-东北的增加变化特征,这与流域下垫面情况和气象因子密切相关;蒸发量有28a和20a的周期变化,其内还包含有10～14a的小周期变化;影响蒸发量的主要气候因子中,气温、日照时数和风速与蒸发量的关联度较大,平均气温和日照时数呈显著上升趋势,平均风速表现为显著下降趋势,降水、相对湿度和水汽压变化较弱,平均风速的明显减少可能补偿了气温和日照时数增加引起蒸发量的增加,导致蒸发量的减少.     

石羊河流域植被指数时空变化及荒漠化遥感监测

利用SPOT VGT NDVI数据对石羊河流域1999—2010年期间植被覆盖的时空变化进行了研究,并基于像元二分模型求算植被覆盖度,以植被覆盖度为指标对研究区荒漠化程度进行定量监测与评价。结果表明:12年来石羊河流域植被覆盖度整体呈增加的趋势,增加速率为0.003 2 a-1。植被改善的面积远大于植被退化的面积,植被改善区域的面积为11 130 km2,占研究区总面积的26.45%,主要分布在金昌、永昌、民勤、武威东部以及古浪的西北部地区;植被退化区域的面积为3 546 km2,占研究区总面积的8.43%,主要分布在天祝藏族自治县的东部和古浪南部的乌鞘岭地区。荒漠化土地面积整体呈下降的趋势,极重度荒漠化土地明显减少,转化为重度荒漠化;非荒漠化土地的增加主要以绿洲的扩张为主。     

基于EVI和MNDWI指数的石羊河流域水体、植被时空变化特征

水体和植被是生态环境的重要自然要素,水体和植被的动态研究对认识干旱区生态环境的变化过程及保护和恢复具有重要的理论和实践意义。基于2001-2016年96期MODIS遥感数据和1992、1998、2004、2010、2016年5年Landsat遥感数据,提取EVI植被指数和改进的归一化水体指数（MNDWI）,结合一元线性回归趋势分析方法对石羊河流域的水体和植被的时空变化特征进行了分析。结果表明,近16年来,流域植被EVI整体呈增加趋势,植被覆盖度上升,但随着季节变化,上、中、下游植被覆盖度变化分异明显;EVI植被指数年际变化倾向率与之一致。植被覆盖小幅增加地区占21.5%（春）、14.9%（夏）、8.8%（秋）,保持不变区域占流域总面积的52.5%（春）、40.2%（夏）、35.0%（秋）;此外,仍有轻度退化区和严重退化区。近25年来,研究区水域面积总体呈增大-减小-增大的波动变化趋势,1998年水域面积增大至725.92 km²,此后水域面积2010年减小至710.11 km²;但2010年以后水域面积又呈稳定增加趋势,水域面积2016年增加至723.00 km²。自然因素和人为因素是研究区水体和植被时空变化的驱动因素。     

变化环境下石羊河流域年径流频率计算

受气候变化与人类活动的影响,水文序列一致性遭到破坏,传统的频率计算方法受到挑战。针对石羊河流域8条河流年径流量序列,在基于水文变异诊断系统进行变异分析的基础上,采用条件概率分布法和混合分布法进行了变化环境下的年径流频率计算。结果表明,石羊河流域年径流量序列以向下跳跃变异为主,变异年份多集中在1960年附近;变异序列的两种分布均通过K-S检验,最优分布的拟合效率系数均大于0.97;对比由考虑变异的理论分布与不考虑变异的一致性P-III型分布确定的设计年径流量,当设计频率高于90%时,大靖河与西营河的设计年径流量值相差较大。因此,石羊河流域新建水利工程的规划设计,应适当考虑水文资料的变异特性,选择合理的频率分析方法确定设计年径流量。     

1980-2010年石羊河流域生态服务类型变化与分析

根据石羊河流域1980年、1990年和2010年三期遥感影像数据,基于GIS技术方法,分析了石羊河流域各县市的土地利用方式变化情况。评估了流域主要生态系统生态服务价值量,分析了30 a来流域生态系统服务价值在时间和空间上的变化。结果表明：过去30 a来,石羊河流域的土地利用变化主要以耕地、草地、未利用土地的变化为主。石羊河流域生态系统服务的总价值呈减少趋势,生态服务价值在空间分布上表现为下游呈增加趋势、中上游表现为减少趋势。流域下游生态服务价值增加的主要原因是流域生态保护与恢复措施取得了显著成效。     

近46年来东江流域降水变化趋势分析

运用非参数检验Mann-Kendall方法对东江流域近46年来降水变化趋势的时空特征进行分析,结果表明:近46年来东江流域年降水量呈现出增加趋势,但未达到显著性水平,增加速率为16.02mm/10a;流域年降水日数表现为不显著的减少趋势,递减率为0.51d/10a,6月份降水日数的显著减少对全年降水日数的减少趋势贡献率最大;流域年平均降水强度总体变化趋势不明显,变化率为0.16mm/d·10a,其中7月份增强幅度最大(0.9mm/d·10a),对全年降水强度的变化趋势贡献率最大;近46年来东江流域年降水量、降水日数及平均降水强度的变化趋势在空间分布上都存在一定的区域差异性.     

近50年大凌河流域径流变化特征分析

以大凌河流域3个水文站的径流资料和15个雨量站的降水资料为基础,利用多指标、多方法分析了近50年大凌河流域径流的年内和年际变化特征。结果表明:大凌河流域径流年内分配不均匀,主要集中在7、8月份;径流年际变化大。近50年来,大凌河流域年径流量呈显著减少趋势,流域径流量在1981年出现明显的减少突变,自然因素和人类活动特别是大量水利工程的修建是造成径流变化的重要因素。     

基于RS和GIS的石羊河流域近50年土地覆被类型变化研究

选取石羊河流域为研究区,采用1970～2017年18期Landsat系列卫星遥感数据,通过数据处理、面向对象信息提取,获取了石羊河流域近50年土地覆被类型基础数据;运用转移矩阵、GIS分析手段,对石羊河流域不同土地类型时空变化特征进行了研究.结果表明：1）近50年来,石羊河流域自然绿洲面积总体呈逐年减少趋势,由1970年的35 717.53 km²减少到2017年的33 865.47 km²;人工绿洲面积相应增加,由5 355.79 km²增至7 208.70 km².2）耕地、天然林地、天然草地、建设用地总体呈增加趋势,耕地的增加主要由天然草地、未利用地及水域湿地转化而来,天然林地的增加主要由天然草地、未利用地转化而来,天然草地面积的增加主要由未利用地转化而来,建设用地的扩张以占用周围草地、耕地及未利用地为主.3）石羊河流域土地类型的演变,总体反映了石羊河流域生态环境趋好,绿洲区域逐渐增加.     

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。     

近30年来乌鲁木齐河流域冰川波动特征与流域高山带升温幅度的 …

乌鲁木齐河流域典型冰川与全流域其他冰川波动的监测结果表明,５０年代末与６０年代初以来,各冲川均处于全面退缩状态,且冰川长度退缩量,面积和冰储量减小量与冰川的规模有密切的关系,大冰川退缩量大,但退缩量所占百分比较小,小冰川则相反,而且三者与冲川的长度等级有较好的统计关系。     

近2000年来长江上游荔枝分布北界的推移与气温波动

通过对近2000年来长江上游荔枝分布北界变化的讨论,说明长江上游荔枝种植北界最北可达北纬31°40’,近2000年来荔枝种植的北界总的来看是逐渐向南退缩;两晋、南北朝时期和唐后期的寒冷气候在长江上游地区反映不太明显,而南宋12世纪的寒冷气候在长江上游反映十分明显,这说明12世纪的寒冷气候是长江上游近2000年来最寒冷的时期;在12世纪中长江上游又以70年代最为寒冷。     

昆仑山北坡近5000年以来黄土堆积的环境信息*

根据昆仑山北坡克里雅河上游海拔2750m的一处台地的风尘沉积剖面KMA,利用沉积物粒度、总有机质含量(TOM)、碳酸盐含量和部分孢粉记录重建了当地近5000年的环境变化历史。研究认为,研究剖面所在地区在4300cal.aB.P.前和3000~2600cal.aB.P.之间相对湿润,其余时段均表现为干旱状态; 塔克拉玛干沙漠南缘风沙活动在3400cal.aB.P. , 3000~2600cal.aB.P. ,1800cal.aB.P. , 1200cal.aB.P. , 900~650cal.aB.P.表现活跃,沙漠向南扩张,表明在KMA剖面古环境记录中塔里木盆地南部沙漠边缘和山地的降水存在着显著分异。红色噪声谱分析还显示,KMA剖面的环境记录存在多种与太阳辐射或者太阳活动相关的显著周期,可能表明研究区环境变化的主要驱动因素与太阳辐射强迫有关。     

垣曲盆地最高阶地风尘堆积形成时代及其构造意义

对垣曲盆地原土坪阶地剖面进行了详细的沉积学和磁性地层学研究,结果表明,原土坪剖面地层自下而上由水下河湖相-漫滩相-风尘堆积构成,整个剖面记录了一个水位下降、由水下沉积环境转变为气下环境的连续堆积过程。剖面地层记录的1.84～1.62MaB.P.期间由河湖相沉积环境转变为典型风尘堆积的沉积转型及风尘堆积反映出的1.21MaB.P.前后古气候变化事件是对青藏高原青藏运动C幕和昆黄运动的区域沉积响应。开始于1.62MaB.P.的典型风尘堆积底界年龄代表了该级阶地的形成时代,表明该段黄河至少在此时已经形成。     

渭北黄土台塬全新世地层高分辨率研究

在野外观测研究的基础上 ,对陕西扶风新店村全新世黄土剖面作了详细的地层划分。通过磁化率、粒度、TOC、全铁和碳酸盐含量测定分析 ,进一步揭示渭北黄土台塬全新世季风气候变化的规律。同时 ,阐明了“全新世大暖期”的气候有明显的波动变化 ,尤其是在 6 0 0 0— 5 0 0 0 a B.P.发生了一个干旱气候事件 ,形成黄土堆积 ,使得全新世古土壤分裂成为两层 ,表现为多周期土壤。从 3 10 0 a B.P.开始至今气候变得干旱 ,风尘堆积旺盛 ,形成了现代黄土和表土层     

人类活动和气候变化影响下的黄河下游 月径流时-频综合特征的小波分析-自组织映射网络（WA-SOM）分析

以黄河利津站54年（1950～2003年）的月径流序列为基础资料,以1970年为分界点,对比分析黄河下游1950～1969年和1970～2003年的各月径流序列和年径流序列的变化特征;  并把 1950～1969年和 1970～2003年的各月径流序列的特征值和主周期作为自组织映射网络（SOM）的输入向量,分别建立小波分析-自组织映射网络（WA-SOM）耦合模型,根据其输出结果对比分析1970年前后黄河下游各月径流序列的变化情况。研究表明: 1970年以后,黄河下游各月径流量明显减少,各月径流序列（除1月和12月）的C_V和C_S显著增大,整体来看,主周期变得更加复杂;  并且在1970年之后,3月、4月、5月和6月的径流序列变得相似,汛期8月、9月和10月的径流序列特征差异很大。     

近2600年来黄河下游沉积量和上中游产沙量变化过程

主要基于华北平原上93个钻孔中沉积物详细观测和分析数据,结合182组14C测年和埋深数据、参考前人黄河下游河道历史变迁及其他相关研究成果,估算出2600年以来黄河下游在602BC～11A.D.,11～1034A.D.,1034～1128A.D.,1128～1855A.D.和1855～1997A.D.等5个历史时期的年平均沉积量分别是3.89×108t/a,2.24×108t/a,6.63×108t/a,6.78×108t/a和8.47×108t/a。通过建立黄河下游有无堤防和决溢频率与泥沙输移比的关系,计算出5个时期黄河上中游的平均年输沙量分别是6.2×108t/a,6.8×108t/a,8.3×108t/a,11.5×108t/a和15.3×108t/a。进而探讨了黄河输沙量变化的主要原因,以及历史上王景治河后出现的600年安流时期的原因。