冬半年南支槽与乌江流域汛期径流的关系探讨

基于1954—2014年乌江流域站点的逐月径流与NCEP/NCAR的逐月位势高度、风矢量资料、比湿及垂直速度资料,采用相关分析、回归分析、合成分析等方法,研究了冬半年南支槽与汛期乌江流域径流的关系,并探讨了其对乌江流域径流影响的可能机制。结果表明,冬半年各月南支槽强度指数(Southern Branch Trough Index,SBTI)与5月乌江流域径流有着稳定且显著的负相关关系,且基于冬半年月份SBTI构建的线性回归模型可以很好地预测5月径流;因此,冬半年南支槽指数可以作为乌江流域5月径流的预报因子。合成分析表明,南支槽强年,青藏高原南侧西风带波动强烈,且槽前风场差值呈气旋性异常,伴随着乌江流域的南风矢量,为槽前暖湿气流向乌江流域的输送提供了水平动力;副热带高压强度的减弱可能使得来自西太平洋的水汽流向乌江流域,强化了水汽向乌江的输送;南支槽强年乌江流域低层到高层水汽含量显著增加,垂直上升运动可持续到300 h Pa,加强了乌江流域的水汽辐合和对流运动,有利于该流域降水的产生,进而使得径流量显著增加。     

基于WRF模式的清江流域降雨-径流模拟研究

基于WRF模式,采用4层嵌套方案,选取3种积云参数化方案和7种微物理方案组成21种组合,对清江流域2016—2018年6—10月6次典型降雨事件进行数值预报,结合CMORPH卫星-地面自动站-雷达三源融合降水产品,采用TS评分和FSS评分,分析不同分辨率和云微物理方案的降雨预报效果;基于较优组合方案的WRF模式与WRF-Hydro水文模式耦合进行径流模拟,分析WRF模式在水文模拟中的应用效果。结果表明:3 km和1 km分辨率对降雨中心位置及强度预报的差别不大,对降雨落区都有较好的预报能力;在积云参数化方案中,KF方案和BMJ方案的降雨预报效果优于GF方案;在微物理方案中,WSM3、WSM5、WSM6、Thompson方案的预报结果与融合数据有较好的一致性;基于较优组合方案BMJ_WSM3,将WRF模式与WRF-Hydro模式耦合,耦合模式能较好地模拟洪水过程,径流模拟相关系数都在0.67以上,且NSE最高可达0.79。      

新疆精河流域河川径流及对气候变化的响应

根据精河流域1957—2012年的气温、降水和径流量等资料,分析了精河流域近55 a来径流量的变化趋势和周期特征,研究了河川径流及对气候变化的响应关系,并建立基于多变量时间序列自回归CAR(Controlled Auto-regressive)径流预测模型。结果表明:(1)精河径流在年内分配不均,季节变化明显,夏季集中,枯水期长且枯季径流量小。6—9月为径流连续最大4个月,占全年径流量的74%。(2)从20世纪80年代开始,河川径流量增加,持续至90年代,在21世纪有减小的趋势,1981—2005年平均年径流总量比1957—1980年增加了3.24%。(3)精河流域年径流量序列在21 a和13 a左右的振荡周期最为明显,其次是32 a和9 a,而其中的21 a和13 a时间尺度上的振荡是全时域的。(4)建立了径流与降水和气温的CAR模型,发现拟合平均相对误差为6.54%,均方根误差为0.039。用CAR模型模拟河流年径流量误差在可接受范围内,可以利用该模型对精河流域年径流量进行预测。     

Changes in runoff and sediment load from major Chinese rivers to the Pacific Ocean over the period 1955-2010

Changes in runoff and sediment loads to the Pacific Ocean from 10 major Chinese rivers are presented in this paper To quantitatively assess trends in runoff and sediment loads, a parameter called the ＂Trend Ratio T＂ has been defined in this paper. To summarize total runoff and sediment load from these rivers, data from 17 gauging stations for the duration 1955 to 2010 has been standardized, and the missing data have been interpolated by different approaches according to specific conditions. Over the observed 56-year study period, there is a quite stable change in total runoff. Results show that the mean annual runoff flux entering the Pacific Ocean from these rivers is approximately 1,425 billion cubic meters. It is found that all northern rivers within semi-arid and transitional zones including the Songhua, Liaohe, Haihe, Yellow and Huaihe rivers present declining trends in water discharge. Annual runoff in all southern rivers within humid zones including the Yangtze, Qiantang, Minjiang, Pearl and Lancang rivers does not change much, except for the Qiantang River whose annual runoff slightly increases. The annual sediment loads of all rivers show significant declining trends; the exceptions are the Songhua and Lancang rivers whose annual sediment loads have increasing trends. However, the mean annual sediment flux carried into the Pacific Ocean decreased from 2,026 million tonnes to 499 million tonnes over the 56-year period. During this time there were 4 distinct decreasing phases. The decrease in annual sediment flux is due to the integrated effects of human activity and climate change. The reduction in sediment flux makes it easy for reservoir operation; however, the decrease in sediment flux also creates problems, such as channel erosion, river bank collapse and the retreat of the delta area.     

SSP“双碳”路径下赣江流域径流变化趋势

根据共享社会经济情景（SSPs）分为“双碳”路径（SSP1-1.9、SSP1-2.6、SSP2-4.5、SSP4-3.4、SSP4-6.0）和“高碳”路径（SSP3-7.0、SSP5-8.5)。在碳达峰（2028—2032年）和碳中和（2058—2062年）两个时期,采用5个气候模式,7个情景驱动SWAT水文模型,分析赣江流域径流演变特征,主要结论如下：1961—2017年赣江流域观测到的年均气温以0.17℃/(10 a)的速率呈显著上升趋势（p<0.01),降水以17 mm/(10 a)的速率呈不显著上升。“双碳”和“高碳”路径下,2021—2100年赣江流域均呈现暖湿态,气温持续变暖,降水有所增加;碳达峰、碳中和时期,“双碳”路径下年径流呈现增加趋势;“双碳”路径下,月径流在汛期呈现增加趋势,枯水期在SSP1-1.9、SSP1-2.6、SSP2-4.5、SSP4-3.4下呈现增加趋势,在SSP4-6.0下呈现减少趋势。“双碳”路径下极端水文事件强度将可能小于“高碳”路径。     

陆面水文过程研究综述

在简单介绍陆面过程模式发展的基础上，从裸土蒸发、植被蒸散、土壤水传输、排水和径流等五个方面详细综述了陆面模式研究中对水文过程的参数化。目前陆面参数化方案中仍存在很大的不确定性，其中陆面水文过程参数化的关键问题包括：土壤分层、土层厚度、根带分布；参数的代表性和移植；观测资料；径流的参数化。分析了径流在陆面模式中的重要性，及目前陆面模式中对径流参数化存在的不足，介绍了部分陆面模式对径流的模拟研究，讨论了未来工作的研究重点。     

天山巴音布鲁克盆地汛期水资源变化趋势及其影响因素分析

利用1982—2018年巴音布鲁克气象站逐日气象资料和开都河流上游大山口水文站逐月径流量资料，采用Morlet小波分析、气候敏感与水量平衡法，时间序列分析等方法，分析了汛期（5—9月）巴音布鲁克盆地地表径流量变化趋势及气候变化与人工增水作业对径流量的影响。结果表明：近37 a巴音布鲁克盆地汛期地表径流量呈增加趋势，突变年份为1989年，存在主周期依次为14 a、22 a、4 a 、7 a的周期变化，具有17~27 a、11~16 a年代际尺度和4~8 a年际尺度的丰枯位相交替变化特征。降水量是影响径流量变化的主导气候因素，对径流量变化的平均影响率为73.1%。因人工增水因素影响，盆地的降水可分为自然降水和人工催化降水，其中自然降水在历史期（1982—1993年）为69.5%，作业前期（1994—2006年）为59.28%，作业后期（2007—20018年）为74.56%，而人工催化降水在人工增水期（1994—2018年）对径流量变化的平均影响率为7.93%，表明径流量对降水的依赖程度正大幅增加，同时人工增水作业对径流量也有一定增加作用。