河西内陆河地表水与地下水转化及水资源利用率研究

河西内陆河水资源产生于祁连山区 ,河流出山以后依次穿越山前洪积扇、走廊南部盆地、北部盆地 ,最后进入尾闾湖 .由于山前洪积扇、南北盆地及河床具有良好的通透性和巨大的蓄水能力使地表水易于转化为地下水 ,出山水量的很大一部分渗入地下避免无效蒸散损耗 ;同时由于特殊的串珠状水文地质盆地构造 ,水资源具有同源性和多次转化特点 ,使水资源的利用率大大提高 .研究表明 ,1999年河西水资源总量为 6 3 79× 10 8m3 ,其中 ,地表水资源量为 5 8 36× 10 8m3 ,地下水资源量为 5 6 39× 10 5m3 ,地表水与地下水重复计算量高达 5 0 96× 10 5m3 .三个流域水资源利用率达到 6 1 4%～ 2 11%     

内陆河高寒山区流域分布式水热耦合模型（Ⅱ）：地面资料驱动结果

以黑河出山日平均流量作为对比，利用26个降水站点、11个气温站点和14个潜在蒸发站点2000年日资料，模型设计了6套气象因子空间分布方案，进行数值模拟试验，结果表明，在黑河流域现有观测站点的情况下，利用各种空间插值方法所得结果基本相当，考虑地面高程的三维插值与不考虑地面高程的二维插值结果相差不大，补充距离研究区较远的站点观测资料，模型结果反而变差。最终模型采用基于二维算法的最近距离法（nearest），利用2000年资料校正模型，计算与实测黑河日出山平均流量序列的效率系数为0.6101，平衡误差为0.0808％。以1999年资料验证模型，效率系数和平衡误差分别为0.6270和-2.9824％。模型基于水热连续方程模拟了黑河山区流域水热交换和耦合过程，探讨了流域的水量平衡，分析了水量平衡因子的时空分布，其模拟结果表明，内陆河高寒山区流域主要为浅表产流，高山草甸具有拦蓄降水和水源涵养作用，并反映了高山地区浅表土壤地下厚层冰的聚集过程。各种模型结果与本区野外实际调查结果基本一致，也符合当前对寒区流域水文循环过程的定性认识。     

黑河干流山区流域月径流计算模型

西北内陆河山区流域天然来水量的准确预测对于维持区域可持续发展和生态环境的保护具有重大的意义。鉴于这些山区流域地形、地貌、植被景观复杂，观测站点稀疏，建立了6种月平均流量的计算模型，效果都很好。所进行的数值试验表明，山区平均月降水量、月平均气温、平均月蒸发量和出山月平均流量相互之间存在复杂的非线性关系。降水和气温都是影响月蒸发力和平均流量的一个综合因素。气温是影响含有冰雪融水的山区流域产流的一个极为重要的因素，但降水、气温物蒸发力不足以完全综合反映产流过程，应该探讨加入新的因子。     

近50年来中国干湿气候界线的10年际波动

利用中国北方1951～1999年降水量和年蒸发量资料，计算了干燥度指数（D）。并据此将中国划分为干旱区（D（0.20）），半干旱区（0.20-0.50）和湿润区（D(0.50）），近50a中国干湿气候波动显著，区域差异大；50a波动幅度东北区为20～400km，华北区为40～400km，西北东部为30～350km，西南区为40～370km，以80年代为界，在20世纪80年代以前（包括80年代），西南区气候具有显著变湿趋势；西北东部稍变湿；华北区和东北区具有变干趋势，且华北区变干程度比东北区严重。进入90年代。西南区和西北东部气候有变干迹象。华北区西部气候的干旱程度有所增加，华北区东部有所减弱，东北区气候进一步变湿，半干旱区是湿润区与干旱区之间的过渡区，是中国季风的边缘地带，也是环境变化的敏感区，20世纪60～70年代中国（北方）干湿气候存在一次突变，由较湿润变为干旱。50年来干湿气候界线呈现出整体移动和东西、南北相异波动的特征，当干湿气候界线同时向西或向北移动时，中国北方气候就变得相对湿润；当同时向东或向南移动时，北方气候就变得相对干旱；当干湿气候界线东西、南北相异移动时，北方气候的干旱程度就介于二者之间。     

基于小波变换和GRNN神经网络的黑河出山径流模型

对黑河山区流域月降水量和气温做Harr小波变换,并作为GRNN神经网络的输入,对黑河出山径流进行模拟和预测验证,效果较好。应用全球变化成果,在不同的气候情景下,对黑河出山径流进行预测。结果表明,黑河出山径流在未来一段时间内,径流量会有一定程度的增加,最终会减少。但模型对气温反应不敏感。去除气温重构的细节系数后,气温也成为一个敏感因素,但径流量却随气温的增加而增加。可推断,引进Haar小波变换的GRNN神经网络模型可应用于径流量对气温不敏感的流域。     

长江黄河源区水文和气象序列周期变化分析

应用Meyer小波,对江河源地区近50a来年径流量、年降水量和年平均气温做周期分析,发现江河源地区水文气象序列的变化周期基本在22a、16~17a、11a、7~8a、5~6a和2~3a左右的时间尺度上浮动。而这些基本周期正是太阳黑子活动周期和海-气相互作用的周期,说明江河源地区水文、气象序列的周期变化受天体运动变化的影响。天体运动直接影响降水和气温的周期变化,进而在一定的下垫面条件下,影响径流的周期变化。     

祁连山高寒灌丛苔藓持水性能

苔藓层的持水性能是衡量林地蓄水能力大小的重要指标,对森林生态水文过程的研究极为重要。以祁连山南坡高寒灌丛苔藓层为研究对象,采用野外与室内实验相结合的方法,对苔藓层持水性能进行了研究。结果表明:5种灌丛中,山生柳灌丛苔藓蓄积量最大,依次为鬼箭锦鸡儿、金露梅、高山柳和沙棘灌丛。灌丛苔藓单位面积最大持水量为13 790~18 980 g·m-2,苔藓最大持水率为386.94%~782.51%,表明高寒灌丛苔藓具有很强的吸水性能。苔藓持水量随着浸泡时间的增加而增加,浸泡开始0.5 h后苔藓持水量显著增加,12 h后趋于稳定,苔藓持水量与浸泡时间呈显著自然对数关系。灌丛苔藓层吸水速率在浸泡2 h内急速下降,2~6 h内呈缓慢下降,6 h后吸水速率趋于饱和,苔藓的吸水速率与浸泡时间呈极显著幂函数关系。研究结果可为高寒山区生态环境保护提供资料,并为流域生态水文模型提供有效参数和经验公式。     

基于TRMM降水数据的山区降水垂直分布特征

选择天山和祁连山区为典型区,利用台站降水数据验证以上两区多卫星降水数据(TRMM)精度的基础上,借助TRMM数据分析了所选山区年降水梯度效应,并探讨了天山及祁连山最大降水高度带.结果表明,多卫星降水数据在天山和祁连山区精度较高,天山及祁连山年降水量都明显受到海拔影响,降水随海拔升高而增加,但天山降水与海拔正相关关系最好,南、北和西坡相关系数分别为0.90、0.81和0.58,多年平均降水直减率分别为11.0mm/100 m、6.3 mm/100 m、7.4 mm/100 m,最大降水高度带则分别位于海拔2 200~3 500 m和3 200~3 700 m和3 000m左右;祁连山东、中、西段降水随海拔有增加趋势,但降水梯度效应在祁连山东段明显高于祁连山中西段地区,梯度效应由东向西呈现递减趋势,其最大降水带主要分布在东段4 000~4 500 m的高山带.     

冻土水文研究进展

冻土改变了区域水热条件、产汇流过程、产流量多寡及年内/际变化,冻土水文成为寒区生态-水文过程的核心环节.系统总结了国内外冻土水文研究进展,包括冻土水热传输特征,特殊的产汇流过程,流域尺度水平衡,以及各种水热传输物理模型和流域尺度水文模型.未来冻土水文的发展应在数据和方法积累的基础上,进一步探索产汇流过程机理,并建立完善...     

水文模型研究综述

水文模型是水文学发展到一定阶段的产物。依照水文系统的概念,给水文模型下了一个粗略的定义。在初步分析水文模型发展历程的基础上,划分了水文模型的发展阶段。汇总了水文模型的11种分类。依照系统理论模型、概念性模型和分布式模型的分类标准,对各类水文模型的优缺点进行了分析和比较,并探讨了水文模型的可能发展方向。