我国冰川水文三十年来的研究

我国冰川水文研究始于1958年大规模开展冰雪利用研究。为探讨冰川径流的形成机制及基本特征,在祁连山西段的大雪山老虎沟冰川建立了我国第一个高山冰川、水文、气象观测站(1958—1962年),随后在天山东段的乌鲁木齐河上游1号冰川建立了第二个冰川定位观测站(1959—1965年、1980年至今)。目前天山冰川站已成为我国唯一具有长系列、多学科、高山冰川综合性实验研究基地,为我国深入开展冰川水文研究提供了有利条件。与此同时,结合面上的冰川考察也进行了冰川水文的短期观测,例如在慕士塔格山与公格尔山冰川考察(1960年),祁连山石羊河考察(1963—1964年)以及后来的祁连山冰川考察(1975—1976年),念青唐古拉、古乡冰川泥石流考察(1964     

托木尔峰地区的冰川水文

托木尔峰地区是我国天山现代冰川作用最强烈的地区,广泛发育着在我国高山冰川中独具特色的规模宏大的山谷冰川。丰富的冰川融水是山前干旱地区的主要水源。在1978年托木尔峰地区科学考察工作中,冰川水文研究工作是以托木尔峰南侧的台兰河流域为重点,在琼台兰冰川冰舌末端建立了高山半定位水文观测站,并作了裸露冰面和冰碛物复盖冰面的径流场观测。还进行了冰川水文方面的踏勘和调查,收集了有关资料。在这些工作的基础上,我们探讨了托木尔峰地区的冰川水文特征。     

中国西部寒区流域冰川水文调节功能研究

冰川作为固体水库以“削峰填谷”的形式显著调节径流丰枯变化,冰川的水文调节功能对于中国西北干旱区至关重要。使用现有VIC-CAS模型模拟得到中国西部寒区2014—2100年径流预估数据,从趋势和波动变化相结合的视角,基于径流变差系数法,构建了冰川水文调节指数（Glacier_R）,分析了9个寒区流域冰川径流变化的稳定性,详细剖析了历史时期（1971—2010年）和未来到21世纪末这些流域冰川水文调节功能的强弱变化。结果表明：历史时期及RCP2.6和RCP4.5情景下,除长江流域外,青藏高原其余流域的冰川径流减小时间节点为2020s,西北内陆河流域则为2010s。历史时期及RCP2.6和RCP4.5情景下至21世纪末,尽管西部寒区大部分流域的冰川径流呈减少趋势,但波动幅度减小或无明显变化,冰川径流稳定性增强或无变化。总体上,西北内陆河流域的冰川水文调节功能较高,青藏高原流域的冰川水文调节功能较低。RCP2.6和RCP4.5情景下,至21世纪末,西部寒区各流域冰川水文调节功能均呈现减弱趋势,西北内陆河流域减弱更加显著,如RCP4.5情景下,木扎提河冰川水文调节功能降幅达25.4%,而青藏高原各流域的冰川水文调节功能一直处于较低水平。从年代际变化来看,1970s—2010s是寒区流域冰川水文调节功能较强的时期,1980s和2000s两个时段冰川水文调节功能尤强;RCP2.6和RCP4.5情景下,未来到21世纪末,冰川调节功能明显减弱。减弱的时间节点不同,最早为1970s,最晚为2020s。     

天山乌鲁木齐河源1号冰川径流对气候变化的响应分析

利用天山乌鲁木齐河源1号冰川1959-2006年的气象、冰川物质平衡和1980-2006年的水文资料,分析了其冰川径流的变化.结果表明:由于1996年以来的显著升温,导致了1号冰川水文点径流主要受夏季气温变化的控制,冰川物质损失对径流的补给作用已超过了降水的作用.1996-2006年与1980-1995年相比,夏季气温...     

水文模型在估算冰川径流研究中的应用现状

冰川径流估算是气候变化风险评估和水资源可持续管理的重要内容.冰川径流估算方法主要包括:直接观测法、冰川物质平衡法、水量平衡方程法、水化学示踪法和水文模型法.本文首先对五种方法的应用情况进行简要总结,进而重点阐述水文模型法在估算冰川径流研究中的应用现状.水文模型法是冰川径流估算研究中使用最频繁的方法,使用方式主要包括耦合冰川模块和开发新的冰川水文模型.冰川水文模型中的消融算法主要包括温度指数模型(度日因子法)、修正的温度指数模型、能量平衡模型.受当前观测条件限制,修正的温度指数模型兼顾能量平衡模型和温度指数模型的优势而成为冰川水文模型中最流行的方法.随着学科的发展进步,能量平衡模型与水文模型的耦合将会成为未来的研究重点,发展大尺度分布式冰川水文模型是冰川水文学的未来发展方向之一.     

冰川水文模型研究进展

定量评估冰川变化对干旱区流域/区域水资源管理、海平面上升以及冰川自然灾害预防等十分重要。从冰川产流(消融)和汇流两个水文物理过程出发,介绍了国内外冰川水文模型的研究进展,对目前应用最广的两类消融模型——基于气象因子的统计模型和基于物理机制的能量平衡模型进行了分析和讨论;从冰川表面、内部以及下部汇流3个方面阐述了冰川汇流模型所取得的成果。表明冰川产流(消融)模型已相对较为成熟,而冰川汇流过程目前仍处于探索阶段。构建适合不同规模和类型冰川的、包含冰川运动信息的分布式冰川水文物理模型是今后的研究重点。     

水稳定同位素示踪的冰川流域水文模拟及不确定性研究

水文模拟不确定性长期以来是制约寒区水文发展的瓶颈问题。水稳定同位素示踪为认识冰川流域径流过程提供了重要“指纹”信息,但仍缺乏有效模型将该信息与冰川水文模型耦合,而且同位素信息对冰川流域水文模型不确定性的约束效果也有待检验。将水稳定同位素信息（δ¹⁸O）与冰川流域水文模型FLEX^G相耦合,实现对冰川流域水稳定同位素和径流过程的耦合建模（FLEX^G-iso）,并在乌鲁木齐河源1号冰川流域进行模拟检验和径流分割。结果表明：模型不仅对2013—2016年径流过程有良好的模拟效果,还可以重现水稳定同位素、冰川物质平衡等重要过程。利用水稳定同位素这一辅助数据,提高了模型参数的识别能力,减少了模拟过程中各水源的相互妥协效应和不确定性范围。2013—2016年1号冰川断面径流32%~34%来自融雪,48%~51%来自融冰,0%~7%来自地下水,12%~15%来自降雨径流。水稳定同位素对雪和冰川相关中间过程有明显的约束能力,原有模型对融冰贡献的模拟偏高约7%。FLEX^G-iso模型的建立有助于推动寒区水文学理论和方法的发展,以及寒区水资源、生态环境保护等相关决策制定。     

冰川消融耦合模型研究

以冰川的热量、固态、液态平衡为依据,结合液态降水和冰川热量收支等关系,导出完备的冰、热和液态水耦合冰川消长模型。应用于乌鲁木齐河源1号冰川及其总控制水文点,通过4～5年径流过程和冰川物质平衡的模拟检验,表明结构是合理的,效果是好的。     

新疆叶尔羌河冰川洪水考察

1985年4-6月,由中国科学院兰州冰川冻土研究所与新疆水文总站等有关单位联合组成的叶尔羌河冰川洪水考察队,进入喀喇昆仑山脉的世界第二高峰—乔戈里峰地区北坡,对叶尔羌河主要支流之一的克勒青河上游谷地进行科学考察,首次获得该区有关冰川洪水等方面的第一手科学资料。叶尔羌河发源于乔戈里峰地区,主要由冰雪融水补给,是喀什地区工农业生产的重要水资源。但     

·书刊介绍·

这是一部系统全面研究喀喇昆仑山巴托拉冰川的专门性科学专集。巴托拉冰川系世界中低纬度山区长度超过50公里的八大冰川之一,影响著名的中巴公路交通。中国科学院兰州冰川冻土研究所派出的、由施雅风教授等同志组成的冰川考察组,于1974、1975年对该冰川进行了详细考察。本书以专题形式总结了这次考察的成果,全书十六个章节,四十万宇,分别论述了有关巴托拉冰川及其邻近地区冰川的生成、发育、历史演变、冰川动态、运动、消融以及冰川水文、气候等特征;进行了冰川区地面立体摄影测量,制就一幅1:60000彩色巴托拉冰川图;计算了冰川融水的最大流量;预报了本世纪内冰川的     

新疆艾比湖流域水文特征分析

本文根据艾比湖流域各水文站历年水文统计资料及近几年来的实际水文调查,通过流域概况、气温、蒸发、降水、冰川、径流年内和年际变化、泥沙、冰情、水质等方面的分析,研究艾比湖流域的水文特征变化规律。     

中-吉首次开展萨雷扎兹河和麦兹巴赫湖联合科考活动

2008年8月15日至9月2日,中国-吉尔吉斯斯坦专家联合对中国新疆阿克苏河一级支流库玛拉克河上游吉国境内河段萨雷扎兹河及其上的麦兹巴赫冰川阻塞湖进行了科学考察．这次考察活动按照工作内容分为冰川组、水文组和规划组三个工作小组,分别开展了麦兹巴赫冰川湖、原水文测站断面和拟设水文测站断面、拟建水电站坝址的实地考察、勘察和监测仪器安装等工作．冰川组沿伊内尔切克河,横穿近4km的冰碛垄和冰裂隙,历时3天,行程近80km,从海拔2550m的伊内尔切克河口到海拔3334m的冰碛垄顶部,     

天山博格达峰北坡的冰川融水径流及其对河流的补给

为了解博格达峰地区冰川在山区径流形成中的作用,作者在1981年参加中日联合博格达峰地区冰川考察中,选择天山东段现代冰川作用最强烈的北坡四工河、甘河子沟和白杨河源头的冰川为研究重点(图1),其中白杨河海拔高度1100米处设有常年水文观测站,控制流域面积252平方公里,冰川覆盖率为9.7％。作者于7月24日至8月3日在     

中国寒区水文学研究的新阶段 ——记我国杰出寒区水文学家叶柏生研究员的创新与贡献

我国杰出的寒区水文学家叶柏生研究员不幸因公殉职. 选取了叶柏生研究员若干代表性研究成果, 包括与他人的合作研究成果, 重点从冰川水文、 冻土水文和区域水文变化三方面总结了其对寒区水文学发展所做的创新与贡献. 文章列出了每项研究成果的核心内容, 并给予了简要评述. 所选成果中, 冰川水文方面研究涉及冰川对河川径流的调节作用、 冰川径流对气候变化的响应机理等; 冻土水文研究着重介绍了多年冻土变化对流域径流过程及其变化影响方面的系统性成果; 区域水文变化研究方面, 选取了降水观测误差修正、 气候变化对区域径流的影响等方面的创新成果. 这些研究成果极大地提高了我国在世界寒区水文学研究的地位, 对认识寒区水文过程及气候变化对水资源的影响具有重要科学意义.     

乌鲁木齐河流域径流增加的事实分析

对应于新疆气候转型过程,天山乌鲁木齐河流域径流呈现了明显的增加趋势.河源区1号冰川水文点、跃进桥水文站及出山口英雄桥水文站径流在20世纪80年代中期以后均呈现出非常明显的增大趋势,但其增加过程的转折时间不尽一致.乌鲁木齐河源1号冰川径流在1997年发生了明显的突变,主要是由于强烈的升温过程导致了冰川的强烈消融和河源区降水的连续增加双重因素叠加的结果;跃进桥水文站径流年际趋势同步和相似于河源区1号冰川水文点径流的变化.初步分析表明:径流增加的主要原因是高山区降水的显著增加,而流域内降水明显增加的区域在高山带及山前平原区,中、低山带降水的增加趋势不是非常显著.     

祁连山近期七一冰川融水径流特征分析

利用2006年8月1日-9月30日的实测水文数据,对"七一"冰川融水径流产汇流特征进行了分析,并揭示出该冰川日消融特征.通过对冰川融水量的估算以及径流模数的计算,并与过去的观测结果进行对比,表明近些年来"七一"冰川消融强度和消融量都在增大,而且2006年消融量为近几年观测的最大值.虽然不同年份消融量不一样,但"七一"冰川总的趋势是一直处于萎缩状态,随着全球变暖,"七一"冰川的萎缩可能将继续下去.通过对设立在沿冰川下游方向两个不同的水文断面进行对比分析,结果表明"七一"冰川融水径流在向下游运动过程中有部分水入渗为河谷潜流,观测期内两个相距不到2 km的水文断面间渗漏损耗占近1/3左右.     

寒区和干旱区水文研究的回顾和展望

寒区和干旱区水文研究冰川,积雪,冻土,高寒山区和山前地带已初步形成了较完整的观测实验和研究体系,８０年代以来,在冰川融水径流,出山径流形成的观测实验,寒区水文过程,冰川作用流域水文过程和大气过程相互关系。乌鲁木齐地区的水资源问题,气候对水资源的影响,高亚洲冰冻圈水文,冰川洪水和融雪径流以及干旱区水文等方面已取得了多项研究成果,近年来,寒区和干旱区水文水资源的研究在内陆河流域水资源合理开发利用与社会     

水箱模型在雨,雪,冰川融水补给河流上的应用

本文介绍了一种适用于具有雨、雪、冰川融水补给的流域水箱模型,并用乌鲁木齐河英雄桥水文站以上集水区内,5个水文气象站,1985～1988年的逐日降水、气温、蒸发资料,率定流域水箱模型(含冰川水箱模型)的参数,然后,推求流域的(含冰川的)逐日流量过程。     

天山博格达峰—阿尔泰山区科学考察

一、中日联合天山博格达峰地区冰川考察报告 该报告由二十四篇研究论文和三幅附图组成,它以自然地理,冰川分布,冰川变化、冰结构、物质平衡、冰川温度、成冰作用、冰川的积累消融、气候、水文、同位素、冰川沉积、地貌、第四纪冰川作用等为研究内容。以野外观测和制图为基础,并以大量     

天山乌鲁木齐河源冰雪径流的极值分析

利用乌鲁木齐河源区近20多年的水文气象实测资料, 研究了河源区冰川、季节积雪和夏季降水等形成径流极值(极大值和极小值)的时空变化特征, 并对其产生过程及其与气温、降水等气象要素的关系进行初步分析. 结果表明: 春季(5月)1号冰川水文点和空冰斗水文点极大值径流呈现出轻微增大的趋势, 总控水文点表现为减小的趋势; 夏季(6～8月)径流极大值变化显示, 空冰斗和总控水文点有增大趋势, 1号冰川水文点总体为轻微的减小趋势. 春季径流极值的主要影响因素是气温; 夏季极大值径流是气温和降水综合作用的结果, 而极小值径流主要源于大降水(雪)后的相对较低气温的影响.