珠江流域的枯水研究与展望

本文简述了珠江下游控制站枯季径流特点及珠江流域枯水研究概况,对珠江枯水研究进行了展望,提出了未来珠江枯水研究的重点:开展人类活动对枯水径流的影响研究及枯水水文气候研究,同时指出,为指导流域的防旱抗旱工作,需建立枯水水情数据库及枯水预报模型.     

“龙舟水”泛滥成百年一遇的特大洪灾

2005年的“龙舟水”泛滥南粤,6月18-25日持续一周的特大致洪暴雨过程,使广东省遭遇了百年一遇的洪水灾害。受高空槽、切变线和西南季风共同影响,广东省出现了较大范围连续性特大暴雨和强降水,其中,龙门县录得的过程累积雨量1300.2 mm。再加上珠江流域各大江河上游洪水的不断涌入和天文大潮的顶托,西江水位急剧上涨,6月23日中午-24日早晨,西江的封开、德庆、高要分别超警戒水位8.92 m、6.58m、2.68 m,流量达到56300m3/S,北江清远超警戒水位2.18 m。暴洪、泥石流、塌方、洪涝等自然灾害,成片出现在广东的河源、韶关、肇庆、惠州、清远、汕尾、珠海等地区的乡镇,17个市89个县(市、区)762个乡(镇)受灾,受灾人口441.6万人,直接经济损失45.2亿元人民币,特大暴雨造成京九铁路多处地段发生土方溜坍,被迫中断行车10多天。受暴雨和天文大潮夹击,广州珠江最高潮位超过基面2 m。江水漫进广州城,市内低洼地多处水浸超过1 m,南岸的铁轨一度被大水淹没,沿江路、滨江路等大马路水深盈尺,风景如画的小岛沙面顿成水泽。暴雨令著名风景区白云山出现20多处塌方,也令白云机场几度关闭。     

珠江流域实际蒸散发与潜在蒸散发的关系研究

采用水量平衡模型和Penman公式分别计算了珠江流域七个子流域1961—2000年实际蒸散发(I_(ETa))和潜在蒸散发(I_(ETp)),并对供水条件变化下I_(ETa)与I_(ETp)的关系进行了定量化分析,对各子流域I_(ETa)和I_(ETp)关系的理论从属性进行判定,主要结论如下:1)珠江流域年实际蒸散发量远低于潜在蒸散发量,多数子流域I_(ETa)值不到I_(ETp)值的1/2。7个流域面积加权平均I_(ETa)为681.4 mm/a,I_(ETp)为1 560.8 mm/a。从蒸散发的变异性来看,则实际蒸散发I_(ETa)的变异性明显要高于潜在蒸散发I_(ETp)。2)东江、西江、北江、柳江和盘江等5个流域实际蒸散发I_(ETa)都与降水量呈现正相关关系,韩江、郁江两个流域I_(ETa)随降水变化的变化趋势不明显。各子流域的潜在蒸散发I_(ETp)与降水量呈现显著负相关关系。7个子流域平均情况下,随着降水量的增加,I_(ETa)呈现明显的增加趋势,而I_(ETp)呈现明显的下降趋势。3)通过对降水量P与实际蒸散发I_(ETa)及潜在蒸散发I_(ETp)的联合回归方程P-IET回归系数的T检验,判定韩江、柳江和盘江等三个子流域以及七流域面积加权平均I_(ETa)与P和I_(ETp)与P的关系满足理论意义上的严格互补相关;东江、西江、北江等三个流域I_(ETa)与P和I_(ETp)与P的关系满足"非对称"互补相关。4)基于极端干旱和极端湿润的边界条件,推导出非对称条件下的实际蒸散发互补相关理论模型。     

珠江流域降水集中度时空变化特征及成因分析

基于珠江流域内43个常规气象站点1960~2012年的逐日降水资料,计算了流域内各站点长期降水集中度(LCI)和逐年降水集中度(ACI);采用Mann-Kendall趋势检验法和Sen’s坡度检验法检测ACI时间上的变化趋势;同时采用反距离权重插值法(IDW)对LCI的区域特征和ACI的变化趋势进行空间插值以分析降水集中度的时空分布规律;采用随机森林(RF)算法对降水集中度的影响因子进行重要度分析。结果表明:(1)珠江流域逐年降水集中度ACI的年际变化不明显,东南部呈上升趋势,西北部呈下降趋势;(2)珠江流域西北部长期降水集中度LCI值偏小,即降水分布较平均;东南部长期降水集中度LCI值偏大,即降水较集中,表明该地区降水极值情况发生的几率相对较高,该空间分布趋势可能是受距离海洋的远近及海拔的影响;(3)众多气候影响因子中,东亚夏季季风(EASMI)对珠江流域的降水集中度影响最明显。     

珠江流域地下水资源评价及问题分析

本文在梳理流域地下水资源评价现状及历史的基础上,讨论了水资源评价方法和分区原则,将珠江流域划分为129个四级地下水系统,以地下水系统为评价单元,在充分考虑不同水文地质参数的基础上,分析评价地下水资源量及存在的问题,讨论珠江流域三级阶地不同水流运动特征,阐述了评价的精度以及水利工程对地下水循环的影响。通过本次评价,珠江流域地下水天然资源量1374.16亿m~3,可开采量为578.7亿m~3,开发利用率仅10.01%。珠江流域跨度较大,水动力特征迥异:上游云贵高原深切峡谷区、中游桂中峰丛洼地区、下游冲洪积平原区,据不完全统计,珠江流域蓄水量大于100万m~3的水库32座,水利工程的修建以及水库对水资源调蓄和分配给地下水资源评价带来一定困难,不同部委对地表水和地下水概念上的分歧导致二者间流域边界不一致以及流域水资源评价结果的差异,为此提出了解决问题的建议,以期为地下水开发利用与治理保护服务。     

珠江流域浅层地下水位动态变化特征研究

以珠江流域浅层地下水变化为研究对象,基于研究区504口民井2019年枯水期、2020年丰水期、枯水期三期浅层地下水位高程数据,对研究区地下水位动态变化特征进行分析,结果显示：珠江流域区域浅层地下水枯期地下水位高程值为-1.24～472.215 m,丰水期浅层地下水位高程值范围为0.24～472.315 m。区域浅层地下水位高程等值线与地形分布相关,水位高程最大值位于连山县吉田镇,最小值位于佛山南海区。2019年与2020年枯水期水位年际变化相对稳定,2020年丰、枯水期年内变化受降降雨量影响较大,出现三分之一的统测点丰水期水位低于枯水期水位。核心经济区水位高程年内变化趋势与区域水位变化趋势一致,但受干旱气候影响的点主要分布于水位埋深浅、受地表水影响较大的区域。     

珠江流域夏半年降水的预测

采用珠江流域1954～2003年月降水资料,以及前期太平洋海温场和北半球500 hPa高度场月平均资料,利用主分量逐步回归预测模型,对该流域夏半年(4～9月)降水分布进行主分量计算和预测.结果表明:对前25个主分量的预测就能很好地预测珠江流域夏半年降水的变化,2004～2006年预测结果与实况较接近.预测因子取自500 hPa高度场和海温场的主分量,为降水的预测提供大量有用信息.该方法在实际业务中有一定的应用价值.     

ENSO对珠江流域雨季降雨的影响

为明确珠江流域雨季特征及ENSO(El Ni?o-Southern Oscillation)对雨季降雨的影响,利用多尺度滑动T检验法划分了珠江流域雨季,阐明CPW(Central Pacific Warming)、EPC(Eastern Pacific Cooling)、EPW(Eastern Pacific Warming)、传统ENSO和ENSO Modoki五种ENSO类型在发展期和衰减期对珠江流域雨季降雨产生的影响及其物理归因。研究结果表明：在EPC发展期和衰减期,珠江流域的雨季降雨显著减小;ENSO和ENSO Modoki在发展期更容易引发洪涝,而衰减期更容易引起干旱;更强的印度洋季风和北太平洋西部的反气旋会为珠江流域雨季带来更多的降雨。     

珠江流域暴雨天气系统与暴雨洪水特征分析

对珠江流域9场历史典型暴雨洪水的致洪天气系统、暴雨中心落区及发生时间进行统计分析,探求珠江流域各水系产生暴雨的天气系统、暴雨类型、洪水成因及发生时间的相互联系,归纳出珠江流域致洪暴雨洪水的一些基本特征规律,对于珠江流域防洪减灾具有一定参考价值。     

珠江流域碳酸盐岩与硅酸盐岩风化对大气CO_2汇的效应

对珠江流域11个测站的河水1个水文年4次取样进行水化学和同位素测试分析,揭示无论是碳酸盐岩区还是硅酸盐岩区,岩石风化均使河流的离子成分以HCO3-、Ca2+、Mg2+为主,碳酸盐岩风化溶蚀速率和由碳酸盐岩风化溶蚀引起的大气CO2消耗量分别为27.60 mm/ka和540.21x103mol/(km2·a-1),是硅酸盐岩风化速率和由硅酸盐岩风化引起的大气CO2消耗量的10.8倍和6.7倍,说明碳酸盐岩风化是流域碳汇过程及效应的主体。由于有利的水热条件和高的碳酸盐岩面积比例,珠江流域平均岩石风化速率和由岩石风化作用引起的大气CO2消耗量分别为30.15mm/ka和620.36×103mol/(km2·a-1),为全球60条河流平均值的2.6倍。