气候变化对河北省海河流域径流量的影响

利用河北省境内海河流域51个气象站、68个水文站1956~2000年近50年的气象、径流量数据,分析了气象要素和径流量的变化规律。河北省境内海河流域多年平均地表径流量为67.0×10⁸m³,从20世纪 50 年代至 90 年代地表径流量呈逐渐减小的趋势,50年代为105.3×10⁸m³,90年代为54.7×10⁸m³。地表径流量随降水量的减少而减小,随气温的升高而下降,用回归方法建立的径流量与气象要素之间的模型为对数模型。根据未来气候变化情景对河北省海河流域径流量的预测:2030年为70.0~76.8×10⁸m³,2050年为69.8~76.9×10⁸m³。     

地下水模型MODFLOW和GIS在华北平原地下水资源评价中的应用

从MODFLOW源程序的角度出发,根据地下水模型计算需要的输入输出数据格式和我国GIS类数据以MAPGIS为主的特点,建立了二者之间的集成关系,并将其应用于华北平原地下水资源评价中。根据华北平原特定的水文地质条件,建立了适合本区的三维非稳定流地下水模型,结合2003年12月的实际流场以及随时间变化的动态观测资料对模型的渗透系数、给水度和释水系数等参数进行了校正。同时进行了水均衡分析,结果表明华北平原地下水在2002年1月至2003年12月总补给量为493.74×10⁸m³,总排泄量为565.30×10⁸m³,均衡差为-71.56×10⁸m³,为负均衡。集成了该地下水模型的信息系统,可以通过更新源汇项数据库资料而对地下水资源进行实时评价,为华北平原水资源可持续利用和管理提供依据。     

北京市水资源与水量平衡研究

以降雨-径流-蒸散发平衡和水资源供需平衡模式为基础进行研究,得到以下结论:北京市2001～2009年系列的水资源量与多年平均系列相比,水资源产量减少了约40.1%,减少的原因既有气候因素,也有人类活动导致土地覆被变化的原因,其中气候因素占30.1%,下垫面变化导致产流减少的比重为69.9%;同时由于人口的增长,北京市人均水资源占有量从270 m³下降到114 m³.在北京市水平衡分析中,采用不同下垫面蒸散发模式,计算得到2001～2009年北京市蒸散发为494 mm,河川径流量为46 mm,入境水量为4.34 亿m³,出境水量为8.03 亿m³,超采地下水、水库净补给以及外流域引水量为6.19 亿m³.在不考虑河道内生态需水条件下,北京市的现状缺水量为4.73～5.86 亿m³.到2014年南水北调中线水到达北京以后,北京将可以在75%来水年份下保障10～15年的水资源的基本供需平衡。但是如果遭遇95%来水频率的特枯年份,北京仍然将会面临较为严重的水资源短缺问题。     

流域尺度生态需水的估算模型与应用--以克里雅河流域为例

以我国西部典型干旱区新疆南部的克里雅河流域为研究区,通过分析各生态系统需水的结构特征,估算了生态需水的规模,讨论了生态需水的供需平衡问题。研究发现,全流域生态需水总量约为6.93×10⁹m³/a,平均每公顷植被的最小生态需水为413.9m³/a。在各植被类型中,沼泽地耗水、草地耗水、林地耗水分别约占植被总生态需水量的47.6%、43.4%与9.0%,由此可见,沼泽地和草地耗水是该流域植被生态需水的主体。研究结论对于制定水土资源开发利用规划,保障当地水资源的良性循环,实现水资源的可持续利用,恢复和重建生态环境,具有重要的参考价值。     

未来长江口流量和潮位变化及其对河口水质的影响

本文通过长江口实测氯度与流量和潮位资料的相关分析,预估了未来河口水质的变化。计算表明,当大通站下泄流量不足13×10³m³/s时,未来东线调水及海平面上升,将使长江口南支河段水质严重恶化;三峡水库建成后,枯季1-3月增加下泄水量虽可抵消东线调水的影响,但在水库蓄水的10月遇枯水年分,水质将大幅度下降。     

陕西大理河流域土地利用/覆被变化的水文效应

近年来,土地利用/覆被变化的水文效应研究已成为国际的前沿和重点。在大理河流域,LUCC(包括水土保持措施)对水循环和水量平衡产生了深远影响,该流域LUCC水文效应的研究势在必行。根据研究区1990年代三期土地利用数据分析了LUCC的时空变化特征,采用特征变量时间序列法及降水-径流模型对LUCC水文效应进行了研究。结果表明:流域土地利用类型以耕地和草地为主,近10年来,耕地和草地面积有所减少,而林地和建设用地面积持续增加;流域年径流和月径流演化过程均表现出明显的下降趋势;LUCC及水土保持具有减少流域年径流、汛期流量以及增加枯季流量的作用,相对于降水因素,人类活动对流域水文的作用占主导地位;在1990~2000年期间,主要由LUCC引起的年均径流减少量达2616.6×10⁴ m³,占该期间实测减水总量的62.19%。     

长江中上游土壤自然侵蚀量及其估算方法

首先阐述了土壤侵蚀可分为自然侵蚀和人为加速侵蚀,自然侵蚀是自地球形成以来就普遍存在的一种自然现象;继而从夷平面、河流阶地、沉积盆地等侵蚀和堆积地貌形迹论述了第四纪以来长江中上游土壤自然侵蚀存在的佐证事实;在此基础上,依据侵蚀沉积相关原理,利用沉积物的厚度、面积和沉积时段分别计算了洞庭湖流域、鄱阳湖流域和古云梦泽流域全新世以来的自然侵蚀量,它们分别为264.2t/km² · a、 312.5t/km² · a和297.0t/km² · a;同时,本文还辅以川西和三峡地区的对比实验小区资料,现代自然侵蚀量分别为342.0t/km² · a、 75~270t/km² · a佐证历史自然侵蚀量。长江上中游区域的自然侵蚀量介于264.0t/km² · a ~342.0t/km² · a之间。流域平均自然侵蚀量是现代侵蚀量的50%~60%之间;本研究成果有助于对长江中上游现代土壤侵蚀的属性、演变过程有一个科学的认识;同时可为生态保护、环境友好建设目标提供背景参照物。     

辽河流域生态需水估算

从辽河流域存在的环境问题出发,在确定主要生态需水类型的基础上,基于水资源分区,分别估算各水资源分区的不同类型的生态需水,包括枯季河道生态需水、汛期输沙需水、入海需水、地下水恢复需补充的水量、河口湿地生态需水等。针对辽河流域季节性河流的特点,提出了枯水季节最小流量法的枯季河道生态需水计算方法。计算结果表明,辽河流域生态需水总量为130.44×10⁸m³,占地表径流的48.3%,其中浑太河、东辽河2个水资源分区的生态需水量占地表径流的比例在60%以上,辽河干流生态需水量占地表径流的53.5%,其余水资源分区生态需水量占地表径流的比例均在50%以下。研究结果为流域水资源配置及水环境保护与恢复提供科学依据。     

应用水资源管理模拟模型研究2000年乌鲁木齐河流域供水方案

乌鲁木齐河流域包括乌鲁木齐市区及其南、北郊区,是全国着名的缺水流域。据分析1990年已经超采地下水资源1.2×10⁸m³,到2000年,流域及城市缺水将十分严重。乌鲁木齐河流域属于内陆河流域,在水资源开发利用过程中,地表水与地下水多次转换,目前该流域水资源的重复利用率已达167%.建立有效的地表水和地下水联合利用模拟模型,可了解地下水资源的动态变化及分析地表水和地下水的相互转换对可利用水资源总量的影响。通过分析得出,节流措施大大地提高了地表水的可利用量,而减少的地下水的可利用量却不多。在开源措施方面,对规划工程进行了方案组合,分析了其实施的必要性。通过大量运算提出该流域2000年六种供水方案,为解决乌鲁木齐市城市发展缺水问题及供水措施规划提供决策参考。     

库玛拉克河流域盛夏最大可能融雪雪量估算

利用2002-2008年6~9月EOS/MODIS卫星晴空资料,计算分析了融雪期库玛拉克河流域的积雪面积、覆盖率、雪深及雪水量;利用气象、水文台站的观测资料,对2002-2008年积雪变化与气象因子间的相互关系,2002-2008年7次洪峰时间段内最高温度的有效作用时间和12 h降水的有效影响时间等进行了分析与研究。结果表明：2002-2008年盛夏库玛拉克河流域高温融雪的主导作用比较明显,当流域内山区积雪量在5.5×108 m3以上、0 ℃层平均高度上升到4 500 m以上并且能维持4 d,库玛拉克河流域融雪型洪水的融雪量可达1.8×108~10.3×108 m3,夏季0 ℃层高度的变化可作为融雪型洪水预测的较好指标。2002-2008年这个历史时期实际积雪融化后产生的雪水当量9.88×108 t,全部融化后产生的最大可能雪水当量小于11.18×108 t;这个历史时期理论最大可能积雪融化后产生的雪水当量为17.55×108 t,全部融化后产生的雪水当量小于17.75×108 t。估算实际融化和理论融化的雪水当量,可为积雪融化后产生的最大洪水量估算提供数据支持。     

渭河中下游干流洪水资源化效益分析与测算

渭河流域中下游不仅水资源总量紧缺,而且配置型、工程型、水质型缺水问题突出,实施洪水资源利用在河道减淤和流域防洪等方面具有显著的经济和环境效益。通过分析河道冲淤特性、确定洪灾损失标准、统计堤防建设和使用现状,结合研究区经济发展现状和土地利用特征,采用效益分摊系数法,计算渭河中下游干流洪水资源化综合效益。主要结论：（1）洪...     

近50 a渭河流域洪水成因分析及防治对策

 通过对近50 a渭河流域洪水的年际变化、月际变化和潼关高程变化的综合分析得出，造成该流域洪水灾害的原因有降水量年内分配不均和年际变化大，滩面淤积加重，支流河口淤塞以及河势、流态的恶化等。针对这些原因，根据渭河流域洪水灾害的特点，提出了相应的防治措施，即降低下游高程，减少河道的淤积，增大河道泄洪能力；利用水库进行调水调沙，引进客水冲刷渭河下游；防洪工程要除险加固，提高防洪标准与抗洪能力；恢复林草植被，遏止水土流失，从源头上控制泥沙入河等。     

泾河近代洪水沉积物粒度特征分析

泾河是渭河的第一大支流,也是渭河下游和黄河潼关以下洪水的主要来源,洪枯变化量大,通过采集泾河S-剖面27个河漫滩样品,用Mastersizer 2000型激光粒度仪对其0.1~1 000 μm范围内的粒度进行分析,并根据Folk和Ward的概率公式计算出各种粒度参数。结果显示,泾河S-剖面沉积物指示了至少8次洪水的信息。剖面粒度组成以粉砂为主,其中粗粉砂不仅含量高,而且含量变化很好的对应了洪水变化阶段,可以作为泾河洪水大小的标志性粒级。     

渭河下游河流输沙需水量计算

基于对河流输沙运动特性的分析,认为最小河流输沙需水量是当河流输沙基本上处于冲淤平衡状态时输送单位重量的泥沙所需要的水的体积,通过河段进口即上游断面水流挟沙力 (S_u^*) 与含沙量 (S_u) 比较,分S_u ≤ S_u^*和S_u > S_u^*两种情况,分别建立了最小河段输沙需水量的计算方法。并应用该方法对渭河下游输沙需水量做了计算。计算的空间尺度为渭河下游的咸阳、临潼、华县三个断面,时间尺度为四个代表年的年内月均需水量,分p = 25% (1963年)、p = 50% (1990年)、p = 75% (1982年)、p = 90% (1979年)。计算结果分析表明：渭河各断面汛期月均输沙需水量大于非汛期月均输沙需水量。相较而言,在不同代表年的汛期和非汛期,从咸阳断面至华县断面输沙需水量在增加。在丰水年 (p = 25%),渭河下游咸阳、临潼、华县等3个断面年输沙需水量分别为63.67亿m³、97.95亿m³和103.25亿m³;在平水年 (p = 50%),渭河下游咸阳、临潼、华县等3个断面年输沙需水量分别为49.71亿m³、83.27亿m³和85.08亿m³;在枯水年 (p = 75%),渭河下游咸阳、临潼、华县等3个断面年输沙需水量分别为30.17亿m³、55.14亿m³和65.32亿m³;在特枯水年 (p = 90%),渭河下游咸阳、临潼、华县等3个断面年输沙需水量分别为23.96亿m³、37.91亿m³和38.92亿m³。由丰水年到枯水年,渭河下游各断面年输沙需水量变小。     

近60年黄河水沙变化及其对三角洲沉积的影响

In order to find out the variation process of water-sediment and its effect on the Yellow River Delta, the water discharge and sediment load at Lijin from 1950 to 2007 and the decrease of water discharge and sediment load in the Yellow River Basin caused by human disturbances were analyzed by means of statistics. It was shown that the water discharge and sediment load into the sea were decreasing from 1950 to 2007 with serious fluctuation. The human activities were the main cause for decrease of water discharge and sediment load into the sea. From 1950 to 2005, the average annual reduction of water discharge and sediment load by means of water-soil conservation practices were 2.02×109 m3 and 3.41×108 t respectively, and the average annual volume by water abstraction for industry and agriculture were 2.52×1010 m3 and 2.42×108 t respectively. The average sediment trapped by Sanmenxia Reservoir was 1.45×108 t from 1960 to 2007, and the average sediment retention of Xiaolangdi Reservoir was 2.398×108 t from 1997 to 2007. Compared to the data records at Huanyuankou, the water discharge and sediment load into the sea decreased with siltation in the lower reaches and increased with scouring in the lower reaches. The coastline near river mouth extended and the delta area increased when the ratio of accumulative sediment load and accumulative water discharge into the sea (SSCT) is 25.4–26.0 kg/m3 in different time periods. However, the sharp decrease of water discharge and sediment load into the sea in recent years, especially the Yellow River into the sea at Qing 8, the entire Yellow River Delta has turned into erosion from siltation, and the time for a reversal of the state was about 1997.     

汉江上游白河段万年尺度洪水水文学研究

通过对汉江上游的考察,在多个地点发现古洪水滞流沉积层夹在古土壤层与坡积石渣土层或坡积角砾层中。选择白河段JJTZ剖面进行沉积学和水文学研究。对于采集的全新世古洪水滞流沉积样品,进行沉积学分析,与2010年现代洪水滞流沉积物进行对比,结合其宏观特征确认其为汉江洪水悬移质沉积物,粒度成分分类为细沙质粉沙。它们记录了汉江上游特大古洪水事件。通过地层学对比分析和OSL测年断代,确定其发生在全新世中期-晚期转折阶段,即3 200～2 800 a B.P.。利用沉积学和古水文学原理恢复古洪水洪峰水位,采用比降法计算出两次古洪水洪峰流量为40 180 m3/s和49 170 m3/s。该结果大大延长了洪水水文数据序列,从而能够建立汉江上游万年尺度洪水流量-频率关系,对于揭示汉江上游水文过程对于全球变化的响应规律具有重要的科学意义,对于防洪减灾和水资源水能源工程建设具有重要的现实意义。     

黄河永和关段全新世古洪水研究

通过对黄河中游晋陕峡谷段进行系统地考察, 在多个地点发现全新世古洪水滞流沉积物。选择永和关段YHG剖面进行了沉积学和水文学研究。根据野外宏观沉积学特征, 确定YHG 剖面含有一组五层古洪水滞流沉积层。采样分析测试表明其磁化率低、烧失量小、CaCO₃含量低, 粒度成分分类为粉沙质细沙和细沙质粉沙。它们是黄河洪水悬移质泥沙在高水位滞流情况下的沉积物, 记录了黄河晋陕峡谷段一期五次特大古洪水事件。通过地层学对比分析和OSL 测年断代, 确定这五次洪水发生在全新世中期-晚期转折阶段, 即3200-3000 aBP。这也是我国历史上商末-西周初年的气候恶化转折阶段。利用“古洪水SWD厚度与含沙量关系法”恢复古洪水洪峰水位, 采用面积-比降法计算出5 次古洪水事件洪峰流量介于28380~48590 m³/s 之间。该结果有效地延长了黄河中游洪水数据序列, 为万年尺度洪水流量-频率关系的计算提供了基础数据。这对于黄河中下游水利水电工程洪水设计和洪水资源化开发管理具有重要的现实意义, 对于揭示黄河中游水文过程对于全球变化的响应规律具有重要的科学意义。     

黄河小北干流洪水倒灌渭河风险评估及其影响

黄河洪水倒灌渭河的风险评估是渭河下游防洪工作的基础。通过历史资料对比和遥感影像分析,对渭河下游洪水倒灌风险度进行差值计算并划分风险等级,得到结论:①黄河洪水越大则倒灌并溯源淤积渭河的范围越大;②高风险区集中于大荔县东部和潼关、华阴、华县、渭南及临潼的渭河沿岸区域,较高风险区位于大荔县东北部和渭南、临潼交界处的渭河北岸区域;③河口西进与洪水倒灌互为因果,加剧"小流量、高水位、大灾情";④降低倒灌风险必须实现全流域综合规划、协调降低潼关高程。     

人类活动干预后的塔里木河水资源持续利用问题*

人类活动的加剧,使干旱区河流原有的水文状态发生了很大变化.而如何持续利用变化后的地表水资源,是保证干旱区持续发展的前提之一.该文分析了人类活动对新疆塔里木河流域水文干预的后果,认为人类活动使河流下游径流量减少,水量的时空分布改变,径流规律趋于复杂化.指出,维持一定的河流水量,整治河道和改变用水模式是持续利用塔里木河水资源的保证.     

秦末以来秦都咸阳地貌演变

秦都咸阳地貌演变研究是秦咸阳考古和关中地区历史环境演变研究不容忽视的问题。秦末以来，秦都咸阳地貌演变包括渭河河道北移和咸阳原边坡地貌变化两个方面。通过文献考证与实地考察恢复了秦末、唐、明、清各代渭河的河道位置，秦末以来秦都咸阳段渭河河道北移4100m，平均北移速度1．8764m／a，明代以前北移较慢，以后北移速度显著加快，清顺治至现代北移速度达到5．9701m／a。咸阳原南侧边坡上的中小切沟主要是秦以后形成的。原坡上的村庄平台是历史上人为斩齐原坡，挖掘窑洞，引起原边逐步后退的结果，是咸阳原边坡人为地貌演变的体现。