我国主要河川径流演变规律与归因及其区域特征

从径流演变规律主要分析方法和主要河川径流演变规律、径流主要归因方法和主要河川径流归因分析、案例分析、我国主要河川径流演变规律与径流归因分析区域分布特征4个方面系统总结和梳理了我国近年来在主要河川径流演变规律与归因及其区域特征研究方面取得的主要研究成果。结果表明:Mann-Kendall非参数趋势检验方法是较为常用的径流演变规律分析方法,水文模型法、统计分析方法和Budyko假设的流域水热耦合平衡方法是进行径流变化归因分析的常用方法,其中Budyko假设的流域水热耦合平衡方法应用较为广泛;我国主要河川径流量除西北诸河和西南河流源区部分河流呈增加趋势外,其他区域河川径流大多呈减少趋势;人类活动是引起我国主要河川径流变化的主要原因。

气候变化对塔河流域河川径流的影响

为探讨气候变化对塔河流域河川径流的影响,分别对温度、降雨量以及风速3种气候因子进行长时间的数据监测,通过监测获取塔河流域河川径流的流量值,并绘制3种气候因子对塔河流域河川径流的影响曲线,通过对3种曲线进行整合,综合计算气候变化对塔河流域河川径流的影响参数。结果表明:温度气候因子对塔河流域河川径流呈现先正相关、后负相关的影响关系,降雨量气候因子对塔河流域河川径流呈现正相关的影响关系,风速气候因子对塔河流域河川径流呈现负相关的影响关系。气候变化对塔河流域河川径流的影响较大,能够较好地解释塔河流域河川径流的变化。

气候变化对河川径流量的影响及应对策略分析

气候变化显著影响河川径流,导致降水模式变化、蒸发加剧和极端天气频发。这些因素造成部分地区干旱加剧,而另一些地区则面临洪水风险。为应对这些挑战,流域水文模型与遥感技术被广泛应用,生态修复与植被恢复也在调节径流方面发挥重要作用。本文探讨了气候变化对河川径流的影响及应对策略,以期提供水资源管理的理论支持。

长江黄河源区冰川变化及其对河川径流的影响

以位于青藏高原长江源头的各拉丹冬地区和黄河源区的阿尼玛卿山地区冰川为例,利用两期遥感影像资料(长江源为1969年和2000年,黄河源为1966年和2000年),在地理信息系统技术的支持下分析研究区典型冰川作用区小冰期(LIA)、1969年(1966年)和2000年的冰川范围变化、冰川进退情况,在此基础上,运用由点到面的研究方法,外推整个长江和黄河源区近几十年来的冰川变化情况,并以沱沱河流域为例,分析了冰川变化对河川径流的影响。结果表明,长江源各拉丹冬地区1969～2000年冰川总面积减少了1.7%,而黄河源阿尼玛卿山地区冰川面积减少是长江源区的10倍,同期,长江源区冰川末端的最大退缩速率为每年41.5m,而黄河源区每年为57.4m,与黄河源区相比,长江源区冰川退缩速度不是太大,基本上处于稳定状态,且有前进冰川存在。20世纪60年代以来,江河源区冰川虽呈长期退缩的总趋势,但也出现过明显的前进,长江源区在1969年～1995年,黄河源区在1966年至1981年,大多数冰川处于前进状态或稳定。长江源区冰川转入退缩阶段的时间要比黄河源区晚约10a左右。冰川退缩使长江源区和黄河源区年均各自损失冰川水资源约0.7×108m3。由于长江源区冰川变化幅度小,虽冰川退缩使冰川融水径流量有所增加,但对径流的影响程度相对较小。

海河流域河川径流对气候变化的响应机理

利用可变下渗容量(Variable Infiltration Capacity,VIC)模型,在海河流域选取了6个典型流域来率定VIC模型的参数。通过模型参数移植技术,建立了全流域的径流模拟平台。根据假定的气候变化情景,分析了海河流域河川径流对气候变化的响应机理。结果表明:在年平均气温升高2℃时,海河流域的径流量将减少6.5%;当年降水量增加或者减少10%时,海河流域的径流量将分别增加26%和减少23%;当汛期降水占年降水量的比例分别增加或者减少10%时,全流域的径流量将会增加12%或者减少7%;在空间上,在年平均气温升高和年降水量变化的情景下,海河流域西北部的河川径流比东南部更敏感;在降水年内分配变化的情景下,海河流域东南部的河川径流比西北部更敏感。总体上,年降水量越大,径流量对降水量的敏感性越小,对平均气温的敏感性也越小,而对降水年内分配的敏感性越大。

中国不同气候区河川径流对气候变化的敏感性

利用一个简单的月水量平衡模型,模拟了位于中国不同气候区的21个典型流域的径流量过程,采用假定的气候情景,分析了河川径流量对不同气候变化的敏感性。结果表明,所采用的月水量平衡模型能够较好地模拟不同气候区的月流量过程,21个典型流域的Nash-Sutcliffe模型效率系数大多超过65%,水量平衡误差也均控制在1%以内。黄河以北干旱半干旱地区的典型流域径流量对气温和降水变化的响应敏感,其次为华中、华南半湿润区和湿润区,西部高寒山区径流对气候变化的响应最弱。因此,中国适应气候变化的重点应集中在干旱半干旱地区。

水土保持措施对河川径流影响的评价方法研究进展

水土保持措施对河川径流影响评价在分析水土保持措施效益和制定水土保持规划中具有重要意义,而建立和选择科学、合理的评价方法是评价的核心内容。通过对现有的评价方法进行系统总结和整理,剖析了2类5种评价方法的特点和存在的不足,并指出了今后相关研究的工作重点。

塔里木河流域2003年“四源一干”河川径流及输水运行分析

2003年塔里木河四条源流出山口天然径流量258.21×108m3,偏多12.8%,属偏丰水年.阿拉尔站以上的三条源流(阿克苏河、叶尔羌河、和田河)出山口天然径流量为221.19×108m3,偏多14.0%,属偏丰水年;开都河孔雀河为37.02×108m3,偏多6.0%,属平略偏丰水年.四条源流入塔里木河总水量为47.66×108m3,占出山口天然径流总量的18.5%.阿拉尔站以上三条源流入塔里木河水量为44.08×108m3,占三条源流出山口天然径流总量的19.9%,叶尔羌河是惟一无水输入塔里木河的源流.2003年塔里木河干流上游段耗水量20.51×108m3,是干流最大的耗水区段,中游段耗水量16.89×108m3,下游段耗水量11.16×108m3.上、中游耗水量在减少,下游耗水量在增加.从2003年3月3日至7月11日第5次应急输水历时132 d,从博斯腾湖调水入塔河干流水量3.58×108m3,而塔河干流到达恰拉水量7.58×108m3,干流来水量继2002年后再次超过了博斯腾湖调水量.可以确定,2002年塔里木河向下游输水属于由博斯腾湖调水为主转为干流为主的转折年份,但是2003年干流向下游输水的比例更高.2003年大西海子水库向最下游下泄水量为3.455×108m3,首次打通了145km的老塔里木河,采取其文阔尔河和老塔里木河双河道输水,水再次流到塔里木河尾闾———台特玛湖,加上车尔臣河水的汇入,年内在台特玛湖区最大形成了约200 km2的水面.长期确保向塔河下游输水以干流来水为主,加大对塔河的综合治理,特别要加大对干流上游段和主要源流区的综合治理.

黄河流域天然河川径流量演变归因分析

受气候变化和人类活动影响,黄河流域水资源量持续衰减。以往水资源归因分析的研究主要针对气候变化和人类活动对实测径流量衰减的贡献,对天然径流量衰减的原因关注不够,不利于支撑黄河流域水资源高效利用和科学管理。基于黄河二元水循环模型评价不同时期黄河流域天然河川径流量,并采用多因素归因分析方法分析主要影响因素对天然河川径流量衰减的贡献。结果表明,2016年水平年情景相比于1956—1979年水平年情景,花园口断面多年平均天然河川径流量减少114.6亿m^(3),其中气候变化、下垫面变化和社会经济取用水影响的贡献率分别为24.4%、25.0%和50.6%。从分区来看,兰州以上气候变化是主导因素,兰州以下人类活动是主导因素。为遏制天然河川径流量衰减的趋势,促进黄河流域生态保护与高质量发展,应加强深度节水、刚性控水、适度增水、强化管水和立法护水。

新疆和田河流域河川径流时序特征分析

根据新疆和田河流域3个测站的多年实测径流资料,从径流的年内分配和年际变化2个方面分析了和田河流域河川径流的变化特征。计算结果表明,在年内分配方面,由于径流补给来源的作用,流域径流绝大部分集中在夏季,这就使得径流年内分配不均匀系数和集中度普遍较高,而计算所得的集中期也与实测最大月径流出现的情况相吻合。在径流的年际变化方面,尽管和田河流域的年降雨量存在递增的趋势,但是由于源区高山的雪线高程上升、冰川退缩,再加上人类活动的影响越来越显著,从而导致流域的河川径流呈现微弱的下降趋势。经过周期图法分析得到,和田河流域的年径流量不存在明显的周期成分。

塔里木河流域2001年四源一干河川径流运行分析

20 0 1年塔里木河流域四条源流出山口天然径流量计 2 6 6 .5× 10 8m3 ,比多年平均值多 40 .70×10 8m3 ,增加 18%.源流区在进入塔里木河干流前总耗水量为 2 2 0 .0× 10 8m3 ,与多年平均值比较多 43.4× 10 8m3 ,增加 2 4.6 %,而入塔里木河水量为 46 .48× 10 8m3 ,比多年平均 48.12× 10 8m3 减少1.6 4× 10 8m3 .塔里木河干流龙头站———阿拉尔站 2 0 0 1年年径流量为 45 .72× 10 8m3 ,接近多年均值 46 .0 0× 10 8m3 ,属平水年 .干流上游区间耗水量 2 4.77× 10 8m3 ,占阿拉尔站年径流量的 5 4.2 %;中游区间耗水量 18.94× 10 8m3 ,占阿拉尔站年径流量的 41.4%;下游区间耗水 2 .0 2 5× 10 8m3 (纯塔里木河水 ) ,仅占阿拉尔站年径流量的 4.4%.2 0 0 1年从开都河 孔雀河的博斯腾湖和塔里木河向下游绿色走廊的应急输水于 11月 16日水流到台特玛湖 ,从而结束了塔里木河下游近 30a干涸的历史 ,使下游绿色走廊恶化环境开始恢复 .

塔里木河流域2006年“四源一干”河川径流及输水运行分析

2006年塔里木河四条源流出山口天然径流量268.9×108m3,比正常年份偏多17.4%,属偏丰水年.其中,阿拉尔站以上的三条源流(阿克苏河、叶尔羌河、和田河)出山口天然径流量为228.6×108m3,比正常年份偏多18.0%;开都河-孔雀河为40.33×108m3,比正常年份偏多20.4%,属偏丰水年.四条源流入塔里木河总水量为50.26×108m3,占出山口天然径流总量的18.7%.其中:阿拉尔站以上三条源流入塔里木河水量为47.58×108m3,占三条源流出山口天然径流总量的20.8%.2006年塔里木河干流上游段耗水量33.55×108m3,占阿拉尔站年径流量的58.8%,是塔里木河干流最大的耗水区段;中游段耗水量16.56×108m3,占阿拉尔站年径流量的29.0%,比多年平均耗水量22.51×108m3减少5.95×108m3;下游段耗水量6.97.16×108m3.上游耗水量在增加,中游耗水量在减少,下游耗水量接近多年平均值.2006年第8次向干流下游输送生态水2.33×108m3,其中由博斯腾湖下泄0.26×108m3,由塔里木河自身来水下泄2.07×108m3.此次输水由前7次的应急输水转变为功能性输水,由以往输往塔里木河尾闾台特玛湖,转变为以扩大下游生态灌溉面积为目的,尝试以激活天然种子库,高效利用水资源,进一步恢复塔里木河下游生态植被范围.2000-2006年连续共8次生态输水,已累计由大西海子水库向塔里木河下游输送生态水22.75×108m3,生态、经济、社会效益日益显著.

河川径流对降水变化的响应研究——以渭河为例

根据1956-1995年的实测水文资料(降水和河川径流量资料),采用特征值对比方法,对陕西省境内渭河流域不同时间尺度内降水特征进行分析,并对流域内多年径流变化也做了相应的统计分析,从而揭示河川径流对降水变化的响应关系,并确定出河川径流变化的主要原因。结果表明:(1)流域内降水年内分配极其不均;年际变化剧烈,进入90年代后降水负距平集中出现,20世纪90年代降水较多年均值有较大程度的减少;(2)流域内河川径流与降水之间存在密切的正相关关系,降水量多的年份,河川径流丰富,反之较枯;(3)河川径流积极响应降水的变化,然而河川径流变化幅度却比降水变化幅度大20%,这个偏差主要是由于频繁的人类活动的干扰造成的。

人类活动和气候变化对岚河流域河川径流的影响

径流变化归因识别是流域治理开发和水资源管理的重要基础工作。[目的]识别岚河流域河川径流的主要影响因素。[方法]采用水文模拟的途径定量评估了气候要素变化和人类活动对山西省岚河流域河川径流的影响。[结果]RCCC-WBM模型对岚河天然径流过程具有较好的模拟效果,NSE超过80%,总量模拟误差RE小于2%;由于气候和人类活动等环境要素变化的影响,1968年之后,上静游站实测径流量较前期减少了50%以上;1969 2015年,人类活动的影响量占径流总减少量的76.1%,是岚河径流减少的主要原因;由于近期降水增加,气候要素变化对径流减少的影响有减弱趋势。[结论]人类活动是岚河径流的主要影响因素。

基于Copula函数的河川径流丰枯遭遇分析

【目的】研究两变量联合概率的分布问题,探讨干支流的丰枯遭遇分析方法。【方法】采用Copula函数,构建了渭河干流及其支流千河年径流的联合概率分布模型,对干支流的丰枯遭遇进行分析,并绘制了干支流联合分布等值线图。【结果】宝鸡市渭河干流年径流量的边际分布服从皮尔逊Ⅲ型分布,而支流千河年径流量的边际分布服从对数正态分布,且干支流同时出现丰水年的概率大于同时出现平、枯水年的概率。【结论】用Copula法描述干支流的丰枯遭遇问题具有可行性。

1956-2016年黄河流域河川径流演变规律

黄河流域水资源短缺问题突出,深人分析河川径流的演变规律对于流域水资源管理具有重要的指导意义。基于黄河干流上、中、下游不同位置的代表性水文站实测径流,利用Mann-Kendall非参数趋势检验方法分析了1956-2016年期间黄河流域年、月径流的历史演变规律。结果表明:丨956-2016年,除源头区年径流变化不显著以夕卜,黄河流域径流呈现出显著的下降趋势,达到了1%的显著性水平。从上游到下游,河川径流下降幅度越来越大,趋势越来越显著,:1980-2000和2001-2016年的多年平均人海径流比1956-1979年分别减少了50.07%和59.67%。径流演变呈现出3阶段特征,20世纪50、60年代属于丰水期;随后在70至90年代径流持续下降;在2000年以后径流有所回升。除源头区以外,黄河流域的月径流总体呈现减少趋势;上游和中游地区的月径流占年径流的比例枯增丰减;下游地区月径流占年径流的比例在冬季、夏季增大,春季、秋季减小。

基于小波分析的黄河河川径流变化规律研究

采用Morlet小波函数,分别对黄河上、中、下游河川径流序列进行小波分析,揭示了黄河上、中、下游河川径流变化多时间尺度的复杂结构,分析了不同时间尺度下的径流序列变化周期和丰枯突变点。通过小波方差检验,得出黄河上、中、下游径流变化第一主周期均为22年,经径流变化趋势分析,预测黄河上、中、下游大约在2003～2012年均将处于偏丰期,结果表明上、中、下游河川径流变化具有同步性。

应用流量历时曲线分析黄土高原水利水保措施对河川径流的影响

流量历时曲线(Flow Duration Curve,FDC)是用于分析流域径流特征及其变化的有效方法之一。以长序列日流量为基础,采用FDC方法并结合各流域的径流量时间变化趋势分析方法,研究了黄土高原佳芦河、秃尾河、延河和湫水河等4条流域流量变化的基本特征;通过临界年份前后两个时段序列及不同年代序列的流量历时曲线变化的比较,分析了流域径流过程对大面积水土保持措施的响应。结果表明:随水土保持措施累积面积的不断增大,佳芦河、湫水河、秃尾河的径流量逐年减少,且水土保持措施对高流量部分径流减少的程度较低流量部分大,尤以工程措施为主的湫水河流量减少最明显。在延河流域,与临界年份前的时段相比,后期的高流量部分的径流量减小,而常水和低流量部分的径流量相对增大。尽管流域水土流失综合治理并未使河川径流量增加,但由于高流量部分流量的减少程度较低流量部分径流量减少程度大,从而使流域年内日径流量变化过程趋于均匀化。

祁连山排露沟流域气温、冻土冻融与河川径流特征

通过统计分析祁连山排露沟流域气温、日照时数、土壤温度、降水、冻土冻融及河川径流等监测数据(2002-2011年),研究气温、日照、土壤温度、冻土冻融的变化特征,分析降水、冻土冻融与河川径流的关系。结果表明:年均气温1.7℃,年均日照时数127.1 h,年均土壤地表温度3.3℃,5,10和15 cm深处年均土壤温度2.3℃,20和40 cm深处年均土壤温度2.4℃;土壤开始冻结日期为10月11日左右,冻土结束消融日期为7月18日左右,季节性冻土存在时间为年均278天,占全年时间的76.16%;12月10日之前,冻土增厚的速率约1.22 cm·d-1,此后,冻土增厚的速率逐渐减小,平均为0.78 cm·d-1,直到3月20日左右,冻土增厚的速率减到最小,但冻土的累积厚度增加到最大,年均最大厚度约159.6 cm;从3月20日左右开始,冻土开始消融,消融的速率逐渐递增,平均为1.47 cm·d-1;河川径流量S与降水量P的回归模型为S=2.936P+9.587(R2=0.742 6),河川经流与冻土冻融厚度F d的回归模型为S=-10.361F d+1 388.498(R2=0.701 7)。

基于人工神经网络的河川径流实时预报研究

将人工神经网络技术应用于河川径流实时预报，建立起河川径流实时预报的BP网络模型，并针对经典BP算法所存在的缺陷，采用共轭梯度优化和误差反向传播训练算法，使得所建立的BP网络模型的收敛性大为改善，消除和避免了实际应用中可能出现的局部优化问题．利用西大洋水库1975～1995年的入库径流系列资料，对所建立的BP网络模型进行训练和检验，同时探讨了网络结构对网络模型预报结果的影响．通过大量的实际应用和对比分析，表明BP网络模型比HG分析模型和相关图法更优越、更具有实际推广和应用价值．