信江流域洪峰期水位预测方法初探

采用2003～2006年5～9月水位及同期日雨量资料,以信江流域为例,利用逐步回归方法对洪峰期内梅港的水位与前期各气象站日降水量的关系进行了研究,并建立洪峰水位预测模型。结果表明:该模型有一定的预测准确率;各站降水产生的地表径流在24 h之内就能影响到下游的梅港水文站水位;距离梅港水文站最近的气象站前2 d的24 h降水产生的壤中流和地下径流对梅港洪峰期水位也有显著影响;此外,当梅港水位位于21 m之上时拟合绝对误差明显增大,当水位峰值小于23 m时,其拟合值偏大,当水位峰值大于23 m时,其拟合值偏小。     

黄河上游和源区气候、水文的年代际变化及其对华北水资源的影响

利用我国气象观测站1951~2000年降水、气温资料以及黄河上游有关水文测站1960~2003年的径流资料,分析了黄河上游和源区气候的年代际变化及其对径流变化的影响,并分析了黄河上游径流变化对华北水资源的影响。分析结果表明:黄河上游和源区降水从20世纪90年代有所减少,气温明显上升,导致了黄河源区和上游径流量锐减。黄河上游径流的减少是90年代黄河下游流量锐减、黄河断流天数增多的重要原因,并表明了黄河上游来水量的多少是影响华北地区水资源的重要原因。     

天山托木尔峰南坡科其喀尔冰川流域径流模拟

天山冰雪融水是塔里木河的重要补给水源。利用融雪径流模型(SRM)对天山南坡科其喀尔冰川流域冰雪径流进行模拟研究。基于流域的气象梯度观测,确定了不同高度带降水梯度和月气温直减率。基于2007和2008年的实测径流值优化确定了各月的积雪、裸冰以及表碛覆盖冰的度日因子值。模拟结果表明,融雪和融冰径流过程都得到了比较好的模拟。流域径流对气候变化的响应研究表明,气温是敏感因子。气温分别升高1℃、2℃和4℃时,以融雪径流为主的3—5月径流分别增加48%、155%和224%,以冰川径流为主的5—10月径流分别增加30%、77%和104%。气候变化也会影响流域径流过程,气温升高4℃、降水增加20%时,春季径流峰值出现时间由5月中旬提前到4月20日左右。流量由6 m3/s增大到17 m3/s。     

气候变化和人类活动对永定河流域径流变化影响定量研究

以永定河流域为研究对象,在对永定河流域1957-2010年降水、实际蒸发和气温实测资料进行趋势分析的基础上,建立SWAT模型,验证了还原径流的必要性,对气候变化和人类活动对永定河流域径流的影响进行了定量研究。结果表明：20世纪60、70年代为永定河流域的丰水期,80年代至今为枯水期。永定河流域80年代后的实测径流资料受气候变化和人类活动影响显著,需进行径流还原后才能保证径流资料的一致性。气候变化是80年代后期径流减少的主要原因,其贡献量约占总减少量的65.4%,人类活动的贡献量占34.6%,也是不容忽视的因素。     

气候波动和人类活动对南水北调中线工程典型流域径流影响的定量评估

以南水北调中线工程典型流域汉江上游流域和滦河流域为研究对象,采用敏感性分析法、降水?径流双累积曲线法、累积量斜率变化率比较法定量评估了气候波动和人类活动对流域径流变化的影响。结果表明：汉江上游流域和滦河流域变异Ⅰ/Ⅱ期年均径流深相对于基准期分别减少了29.5% / 19.1%和49.8% / 70.0%;对于汉江上游流域,1991-1999年（变异Ⅰ期）气候波动是径流减少的主要影响因素,2000-2008年（变异Ⅱ期）人类活动则是径流减少的主要影响因素,且人类活动对汉江上游流域径流减少的影响逐步增加;对于滦河流域,1980-2010年（变异Ⅰ/Ⅱ期）人类活动一直是径流减少的主要影响因素,且气候波动和人类活动对径流减少的影响贡献率基本保持不变。     

托木尔型冰川融水对气候变化敏感性的模型分析

以度日因子模型为基础,建立了一个简单的分布式模型,评估不同气候条件下托木尔型冰川融水径流的变化。模型分别考虑了冰雪、表碛、冰崖等复杂冰川下垫面的产流过程,并利用线性水库原理对冰川汇流进行参数化。结果显示,模型能够较好地对冰川融水径流进行模拟。敏感性分析表明,平均气温的变化对于融水径流有重要影响:当平均气温升高1℃时,融水径流将增加22.5%;而当气温升高2℃时,径流的增加幅度将达到45.0%。相反,当气温降低1℃和2℃时,融水径流分别减小20.6%和37.6%。比较而言,降水的变化对冰川融水径流的影响较小。     

气候变化对黄河流域径流变化及其可能影响研究进展

阐述了黄河流域水文要素变化的事实,揭示了黄河流域径流的脆弱性;综述了黄河流域径流对气候变化的敏感性及未来气候变化对黄河流域径流的可能影响的研究现状.目前的研究表明:降水在20世纪80年代后呈弱减少趋势,径流减少明显;径流对降水的敏感程度高于对气温的敏感程度;在未来气候变化情景下,径流总体呈减少趋势,黄河流域未来水资源紧张态势将进一步加剧.依据上述研究成果,提出了黄河流域适应气候变化的对策.诸多气候变化对黄河径流影响的研究中,尚存在不足:气候变化对径流变化影响的机理尚需进一步研究,缺乏极端气候事件对径流的影响研究,气候模型和水文模型中的不确定问题有待解决.     

具有Horton及Dunne机制的径流模型在VIC模型中的应用(英)

地表径流主要由蓄满(Dunne)和超渗产流(Horton)机制产生;土壤性质的空间变异性、前期土壤水、地形及降水的空间变异性导致不同的径流机制。在研究区域或模型网格内,蓄满产流及超渗产流可能同时出现,缺乏考虑任何一种机制以及土壤性质的次网格空间变率可能导致地表径流的过高或过低估计,从而影响土壤水的计算。利用Philip入渗公式用于时间压缩逼近(TCA)给出了一种径流参数化方法,该方法可以动态实现模型网格中的Horton及Dunne产流机理,它考虑了土壤空间变异性对Horton和Dunne径流的影响。该径流模型应用到基于水文原理的陆面过程模型VIC,在淮河流域及美国宾西法尼亚州的一个流域进行了测试,结果表明:新的参数化方法对地表径流和土壤水分含量的分配起着重要作用,对于改进径流和土壤水的模拟有重要意义。     

冷径流、冷湖的局地气候学研究及其与冷害的关系

在晴朗静风的夜晚,近地面空气因辐射冷却而降温。在坡面上,冷空气由于重力作用而流下。这就是冷径流(吉野1961,1980)。冷害、霜害、风害等等,与冷径流及其汇集形成的冷湖都有密切的关系。小地形对冷径流和冷湖的形成影响很大。 本文试图定量地分析小地形与冷径流、冷湖形成的关系。如果确立了这种关系,就可以在缺乏气象观测资料的地方,借助于地图,来推断冷径流和冷湖的状态。进而推测出冷害、霜害等状况、对今后的防御是有用的。 1980～1981年度,我们对下列三个项目进行了研究。其一是在长野县管平盆地进行了冷径流和冷湖形成的观测;其二是在北海     

基于VIC水文模型的滦河流域径流变化特征及其影响因素

基于1971—2000年的滦河水文站径流资料,采用Mann-Kendall法和有序聚类分析法对滦县水文站的水文序列进行突变分析,利用VIC(variable infiltration capacity)水文模型对滦河流域的径流进行模拟,探讨该模型对滦河径流的模拟效果,并定量计算气候变化和人类活动对滦河流域径流的影响程度。结果表明:1980年是滦河流域径流的突变点,1971—1979年为该流域径流序列的基准期;该时期VIC水文模型模拟效果较好,模拟的流量过程与天然径流过程较一致;1980年之后,因受气候变化、人类活动导致的下垫面情况变化因素影响,VIC模拟的月径流过程的确定性系数有所减小,1980年代,模型的模拟效果总体较好,只有1988年对于丰水期的模拟略偏小,然而从1990年代开始,模型对于丰水年的模拟偏小明显。定量分析计算出的气候变化对滦河流域径流影响为54.9%,人类活动影响为45.1%,可见人类活动不容忽视。     

具有Horton及Dunne机制的径流模型在VIC模型中的应用

地表径流主要由蓄满(Dunne)和超海产流(Horton)机制产生；土壤性质的空间变异性、前期土壤水、地形及防水的空间变异性导致不同的径流机制。在研究区域或模型网格内，蓄满产流及超渗产流可能同时出现，缺乏考虑任何一种机制以及土壤性质的次网格空间变串可能导致地表径流的过高或过低估计，从而影响土壤水的计算。利用Philip入渗公式用于时间压缩逼近(TCA)给出了一种径流参数化方法，该方法可以动态实现模型网格中的Horton及Dunne产流机理，它考虑了土壤空间变异性对Horton和Dunne径流的影响。该径流模型应用到基于水原理的陆面过程模型VIC，在淮河流域及美国宾西法尼亚州的一个流域进行了测试，结果表明：新的参数化方法对地表径流和土壤水分含量的分配起着重要作用，对于改进径流和土壤水的模拟有重要意义。     

近50 年海河流域径流的变化趋势研究

该文用Mann-Kendall方法对近50年海河流域山区20个子流域的径流及降水的变化趋势进行了显著性检验, 结合降水, 径流及气温的年代距平值的同步分析以及径流对气候变化的敏感性研究结果, 对近50年海河流域径流的变化趋势, 提出了一个半定量分析的研究思路和方法。提出影响径流变化的三种类型:以气候暖干化为主, 人类活动为辅的径流显著衰减型;以人类活动为主, 气候暖干化为辅的径流显著衰减型;人类活动与气候变异都不明显, 径流无显著变化的类型。分析结果展示了气候、人类活动与水之间的相互作用。这种相互作用, 给径流的变化趋势分析和成因分析带来了复杂性与困难, 也给气候变化对水资源的影响研究提出了挑战。     

沁河流域实测径流对环境变化的定量响应分析

根据1956-2000年沁河流域降水、耗水量和入黄武陟站实测径流资料,采用趋势分析、Mann-Kendall法和滑动t检验法分析了武陟站实测径流变化的事实,辨析了影响实测径流变化的原因,并在确定基准期的基础上,建立了降水径流双累积曲线关系,分离出了由降水、人类活动中引耗水及下垫面条件变化引起的实测径流变化量。分析结果表明：沁河入黄实测径流减少趋势明显,1972年为突变年份,且降水的减少、人类活动引耗水的增加和流域煤矿开采、地下水超采和水土保持措施等综合作用致使实测径流减少。人类引耗水、气候变化及下垫面条件变化对径流的影响总量为70.6 mm,其中,引耗水致使实测径流减少为17.6 mm,贡献率为24.9%;气候变化影响量为35.6 mm,贡献率为50.4%;下垫面条件变化影响量为17.5 mm,贡献率为24.7%。     

SWAT模型在黄河河万区间入库径流模拟中的应用

以黄河万家寨水库流域河口镇至万家寨坝址区间(下称河万区间)为研究区域,利用GIS/RS技术获取了该流域水循环空间分布信息,构建了黄河河万区间流域的SWAT模型,采用输入模块、水文单元和河网汇流对入库径流进行了模拟运算,并根据头道拐和万家寨水文站的实测月径流量资料,对2000—2009年万家寨水库的入库月径流量进行了系统的模拟、敏感性分析和参数率定,并用2000—2006年数据进行了模型校正和用2007—2009年数据进行了模型验证,同时对运行结果做了误差分析、降雨—径流关系分析及水量平衡分析。结果表明,SWAT模型基本上能反映河万区间的月径流水文过程,具有一定的适用性,为进一步预测降雨径流提供了技术支撑。     

黄河源区径流减少的原因探讨

分析了黄河源区1960~2000年气候变化特点,对蒸发进行了估算,并分析了植被和冻土的变化,对径流在20世纪90年代后明显减少的原因进行了探讨。结果表明,黄河源区气温在20世纪80年代中期后明显增加,降水在90年代偏少,气候向暖干方向发展,但蒸发变化不大,径流减少的直接原因是降水的减少;在90年代后降水强度的减弱也可能是径流减少的重要原因;归一化植被指数(NDVI)数据显示植被在90年代后期呈现退化的趋势,冻土在80年代以后表现出的明显的退化趋势,植被冻土的退化可以使得冻结层上水位下移,土壤水向土壤下层的渗漏增加,也会造成径流的减少。     

中小流域入库径流影响因素的敏感性分析

根据鲇鱼山水库和陆浑水库实测的月平均流量、气温、降水量资料,采用Mann-Kendall趋势分析法、Spearman秩次相关检验、滑动t检验法对两座水库的入库流量进行显著性检验;建立了有关径流-降水-气温的数学模型,并对其敏感性进行了分析.研究结果表明:陆浑水库和鲇鱼山水库的入库流量对降水变化的响应比对气温变化的响应更为显著.入库流量与降水变化趋势一致,与气温变化趋势相反,即随降雨量的增加而增加,随气温的升高而减少.     

我国西南地区年径流变异及变化趋势研究

用寸滩与梧州水文站上百年长系列径流资料,分析研究了由于气候均值变化引起的年径流均值、表征年径流年际变化幅度的变差系数Cv及表征其分布偏态特征的偏差系数Cs的变化.并研究了仅由均值变化引起的这两个流域丰水、平水及枯水年出现的概率变化.所得结果对气候变化影响下水资源管理中的适应对策问题有一定的参考价值.为了得到气候变化引起的年径流均值和Cv、Cs值的变化,除了应给出未来30年气候均值变化情景外,还应给出气候系列变异的可能变化,以修正原水文-气候基准系列的自然波动.     

水文模型参数选取对模拟径流的年际年内分布影响评估

使用水文模型进行气候变化对水文水资源的影响评估时,通常假定水文模型参数在历史和未来时期是固定不变的,并未区分水文模型参数受环境变化的影响差异。针对该问题,采用集对分析法以年降水量和年径流量为依据进行丰、平、枯水年的划分,利用SWAT分布式水文模型分别率定不同水平年的模型参数,探究月尺度模型参数的非稳定性对年际年内径流的影响。研究结果表明,分别以年降水量和年径流量划分丰、平、枯水年时,1961—2010年这50年中有70%的年份为同枯或同丰。如果仅选择某一水平年（丰、平、枯）背景下的资料进行建模,将导致模拟精度较丰、平、枯整体考虑时降低,且是以偏大为主。用同样的水文资料与代表不同环境条件下模型参数推求径流过程时,从年际变化角度看,使用某一水平年（丰、平、枯）背景下的参数,总体上模拟径流偏湿润,使得丰水年比重增加、枯水年比重降低;从年内分布看,受不同水平年参数影响,径流的集中度减小,年内分配更加均匀,径流集中期延迟。本研究可为提高未来变化环境下水文模拟可靠性提供参考,对于应对变化环境下的水资源适应性管理具有重要意义。     

支持向量机在半干旱半湿润地区水文预报中的应用研究

支持向量机是近年来提出的一种机器学习新算法,采用结构风险最小化准则,把学习问题转化为一个二次规划问题来获得最优解,克服了BP神经网络方法中无法避免的局部极值问题。根据支持向量机的原理和方法,在介绍半干旱半湿润地区汾河水库上游流域自然及水文特性的基础上,建立了基于支持向量机的径流预测模型,利用1990-2005年的水文资料进行了检验,并与BP神经网络预测结果进行了对比,结果表明,支持向量机预报模型的精度比BP神经网络有提高,且月径流和非汛期日径流中的预报结果可以用于指导实践。     

MODIS资料遥感监测土壤水分与干旱研究进展

干旱是威胁我国及世界农业发展的自然灾害之一,遥感技术已经成为监测土壤水分与旱情的重要手段。本文总结分析了近年来利用MOD IS资料监测土壤水分和干旱的优势,回顾总结了目前利用MOD IS资料监测土壤水分和干旱的方法,着重从光谱法、温度植被干旱指数(TVD I)空间法、植被水分监测法、水分亏缺指数法等几方面进行了重点介绍,并对未来的发展趋势进行了展望。