鄱阳湖流域气象干旱向水文干旱传递的时间特征研究

认识气象干旱向水文干旱动态传播过程,对制定水文干旱预警具有重要意义。针对水文干旱传播的物理过程复杂和时空传播方面的认识不足,采用周尺度标准化降水指数、标准化降水蒸散指数和标准化径流指数,结合游程理论和贝叶斯网络分析干旱指数的特征和时间变化,探索不同等级干旱事件特征,揭示气象干旱向水文干旱传播的时间规律。结果表明:(1)鄱阳湖流域水文干旱对气象干旱的响应一般在11~15周以内,且气象干旱与水文干旱的相关性在夏秋季高于春冬季。(2)气象干旱之后发生水文干旱所占比例高达80%以上;某一等级的气象干旱发生条件下,最大可能会紧接着发生与气象干旱同等级的水文干旱事件,其次是轻于该气象干旱一个等级的水文干旱事件。(3)气象干旱发展至越高等级的水文干旱,其时间间隔越长;很难发生轻等级气象干旱演变成严重水文干旱;春冬两季干旱传播时间间隔长于夏秋两季。

CMADS降水的时空分布评估及分布式水文模拟--以红河流域为例

无资料地区的水文模拟是水文学研究的难点,虽然再分析资料极大地丰富了无资料地区的气象数据,但其质量仍有待商榷。基于红河流域实测气象资料,利用相关系数、均方根误差、标准差比等指标评估了降水的时间一致性,结果表明中国大气同化驱动数据集(CMADS)与实测降水的年内分配规律一致,且CMADS与所有实测降水的相关系数高达0.89。总体上,CMADS对降水存在一定的低估,能反映大部分降雨情况,但在降水等级0~10 mm存在较大的误报率;空间上,从Kappa一致性、空间相关性、相对误差角度进行分析,结果表明CMADS基本能反映降水的空间分布规律。最后,基于校正后的CMADS数据与实测数据分别驱动SWAT水文模型,使用CMADS的模拟结果在大部分站点要明显优于实测数据驱动结果。故CMADS是红河流域的水文气象研究的重要基础数据,可以为红河流域水资源开发利用提供重要的数据支撑。

太湖流域水文数学模型

本文针对太湖流域研制了全流域水文数学模型,该模型包括河流、湖泊模拟、边界条件模拟、降雨径流模拟、工程情况及控制运行方式模拟以及骨干河网中水流运动模拟五个方面。模型经1984、1985两年资料进行了上述五个方面的全面率定和检验,模拟结果与实测基本吻合。本模型全面通用,因此可以用来研究太湖流域洪水、枯水及调度等诸方面课题,本文简要地介绍应用该模型研究围垦的影响、规划工程的防洪效果及设计典型年选择三方面问题。

云南西双版纳热带季雨林土壤水分运动模拟及参数变化特征

因气象、植被等因素的季节周期特征,土壤水分运动规律及参数可能存在季节差异。以西双版纳季雨林通量站的观测数据为基础,运用Hydrus-1D模型,分别采用整时段、分时段策略率定土壤水力学参数,并分析参数的季节性特征,根据土壤含水量的模拟结果统计不同参数化方案下的模拟精度。结果表明,研究区在干热季、雨季的气象条件具有分明的季节性特征,进而影响土壤水分特征曲线和土壤非饱和导水率。相比于单组参数整时段模拟方法,依照客观存在的季节规律采用分时段、分季节的土壤水力学参数设定可明显提高土壤含水量的模拟精度,更准确地描绘土壤水动力过程。

基于DPSIR模型的芜湖市水生态承载力研究与建议

《中华人民共和国长江保护法》要求流域产业结构和布局应与流域资源环境承载能力相适应。从社会、环境、经济、资源和生态5个方面出发,采用DPSIR模型,构建了芜湖市水生态承载力评价指标体系,通过熵权法和分级量化方法对芜湖市水生态承载力进行评价。结果表明:2011—2018年,芜湖市及各区县水生态承载力总体呈上升趋势,市区和繁昌区承载力相对较好,无为市、南陵县和湾沚区呈基本可承载;对芜湖市水生态承载力影响较大的指标为万元GDP用水量、人均水资源量、工业废水排放量、生态环境用水量等;基于各区县的差异,市区需要优化供水结构,繁昌区需要增加生态用水量的投入,无为市、湾沚区和南陵县要进一步提高污水收集处理率。

1980-2016年黄河中游河龙区间植被动态及其对径流的影响

黄河中游河龙区间是我国退耕还林/还草工程(Grain for Green Project,GGP)实施的重点区和典型区,定量评估该流域植被动态及其对径流的影响,对流域水资源可持续利用以及GGP工程的生态水文效应评价具有重要意义。该研究基于遥感、GIS技术、数理统计和布迪克弹性系数法,利用7期植被类型数据,定量评估了37年来河龙区间植被覆盖的时空变化格局及其对径流变化的影响。结果表明:(1)植被变化并未显著地改变河龙区间各植被类型的时空分布格局;(2)GGP的实施改变了各植被类型的平衡状态和转化速度;(3)植被变化是GGP实施后10年(2000-2010年)径流下降的主要驱动因素,但随后降水的持续增加,使得植被的"减水效应"趋于缓和。

基于雷达短时临近降雨预报的王家坝洪水预报研究

近年来突发性灾害天气引发的洪水过程频发,研究耦合雷达临近降雨预报的洪水预报对于洪水灾害防治具有重要意义。根据淮河王家坝以上流域的历史降雨流量资料,构建了一个基于土壤湿度指数分布的集总式水文模型PDM。以此为基础选取了2016年流域内两场典型洪水过程,耦合驻马店S波段双偏振多普勒雷达的降雨观测数据,并对雷达测雨数据进行评估;再利用临近降雨预报系统STEPS,分别对两场洪水过程的最大降雨做临近3 h、2 h、1 h和30 min的降雨预报;通过PDM模型模拟洪水过程来对比分析雷达降雨与雨量站实测的模拟精度,研究雷达临近降雨预报在洪水预报中的适用性。结果表明:利用雷达降雨资料对洪峰流量的模拟比直接用雨量站资料更加接近实测值,洪峰误差在±2.7%以内;但雨量站模拟的总体拟合效果要好于雷达,两场洪水过程的纳什效率系数都大于0.8。雷达3 h以内的临近降雨预报精度可用作洪水预报,洪峰流量和洪水过程模拟效果良好,可满足实时作业预报的要求。

河西内陆河流域水资源及其动态变化(英文)

The Qilian Mountains is the cradle of allinland rivers in the Hexi arid region.The mountain glaciers are an important water resources for this region.Changes ofthe mountain runoffsresulted fromglobal climatewarming will have important impacts onthe development of human society and economy in the region.In this paper,the river runoffsfrom the Qilian Mountains and theirdynamic changes are analyzed on the basis of the instrumental data of precipitation,air temperature,and discharge from theweather and hydrologicalstations in the studyarea.The results show that the annualchange in the mountain runoffs isaffected mainly by precipitation in the east of the region,but also by temepraturein the west of the region.There are some obvious regional differences in the influence of climatic change onsurface runoffsin the Hexi region.River runoffsin the western part of the Hexi region have beenincreasing,whereas thosein the easternpart have beendecreasing.River runoffsin the central part such as the Heihe River,present a slow increasingtrend,although it isnotquite

五种降水数据产品在元江—红河流域的适应性评估

红河作为重要的国际河流,研究不同降水产品在红河流域的适用性,对于丰富区域水资源数据有重要意义。基于红河流域及其附近的29个气象站点实测降水数据,从时间和空间两个角度评估CRU、GPCC、GPCP、PREC/L、APHRO五种产品的降水数据。结果表明,总体上来看,这五种产品均能较好地反映红河流域降水的时空分布特征,综合分析GPCP表现最佳。从年降水量的对比来看,CRU、GPCC、PREC/L、APHRO存在对降水的低估,GPCP存在对降水高估;五种降水数据在旱季的降水精度比雨季表现好,夏季表现最差。在年降水量的空间分布上,五种降水数据整体上均表现出较为一致的空间分布特征;通过计算五种降水数据的降水空间分布图与实测降水空间分布图的Kappa系数,GPCC与实测降水空间分布表现为显著一致,其他降水产品表现为基本一致,且多数格点数据的降水精度与实测气象站点的高程呈正比。评估红河流域多源降水数据集的适用性,极大地丰富了红河流域的降水资料,为资料匮乏地区水资源研究提供了更多可能。

鄱阳湖流域雨日和无雨日指数的变化特征

分析雨日和无雨日指数的变化特征对于区域洪涝和干旱灾害的防治有积极意义。采用六个雨日和无雨日指数,借助线性趋势、ARCGIS空间分析、M-K趋势检验和EOF分析等方法,揭示鄱阳湖流域1961~2015年雨日和无雨日指数的时空变化特征。结果表明,鄱阳湖流域整体上呈现雨日指数下降、无雨日指数上升的特征;三个雨日指数在流域内从南到北逐渐减小,而三个无雨日指数则在南部和北部地区较高;EOF分析结果显示,研究区呈雨日指数北部上升、南部下降,无雨日指数北部下降、南部上升的反相变化特征。

新安江上游流域径流变化特征与归因分析

开展变化环境下新安江上游流域径流变化及其归因的研究,有助于理解湿润区水循环过程对气候变化和人类活动的响应机制。利用实测径流、气象资料和遥感植被指数(NDVI)数据,基于布迪克假设框架的弹性系数法,分析了新安江上游降水、潜在蒸散发(ET0)和植被变化对径流的影响。结果表明:(1)实测径流序列转折点发生在1999年左右。2000-2015年径流深较1983-1999年下降了281 mm,相对变化率为20.8%,且21世纪初期径流下降尤为显著。(2)2000-2015年下垫面参数n较1983-1999年增加了52.5%,植被变化对径流影响显著增强。径流对气候变化更加敏感,且对降水敏感性超过潜在蒸散发。(3)气候变化是径流变化的主导因素,其次为植被变化。气候变化和植被变化分别导致径流深下降了145.37 mm和140.96 mm,贡献率分别为50.77%和49.23%。NDVI在2000年后增加显著(P<0.001),植被变化的水文效应超过了降水和潜在蒸散发,未来长期的植被生态水文效应研究仍需进一步加强。

植被恢复背景下黄河中游及6个典型流域蒸散发及其组分变化格局

植被变化可通过改变下垫面条件的方式,调节植被蒸腾与土壤蒸发的分配比例,进而影响区域乃至全球水循环过程。自20世纪90年代以来,我国开展了大规模的植被恢复工程,全国植被覆盖度得到了极大提高,其中尤以黄河中游最为显著。以黄河中游6个典型植被恢复流域为研究对象,利用PML;2模型和水文气象数据,验证了该模型模拟植被快速变化环境下的蒸散性能,并分析了2003—2018年间植被恢复工程背景下,黄河中游蒸散发(ET)及其组分(植被蒸腾Ec,截留蒸发Ei,土壤蒸发Es)的时空变化格局。结果表明:(1)对比流域水量平衡ET与PML模型结果,发现该模型在黄河中游具有较好的适用性(NSE>0.6)。(2)Ec对ET的分布格局起着主导作用,蒸散发及其组分的空间格局由夏季风作用下的植被空间分布所控制。Ec与ET的空间分布格局较为相似,Es与其相反。ET、Ec、Ei均呈显著增加趋势,Es则呈显著减小趋势,尤以流域中下游最为明显。(3)植被恢复背景下,黄河中游典型流域的蒸散发及其组分发生了明显的变化。相较于所在流域,流域中植被恢复区ET、Ec、Es、Ei分别偏高2.20%、5.86%、0.86%、7.44%,速率分别偏高-0.51 mm/a、0.55 mm/a、-1.11 mm/a、0.05 mm/a。

基于MODIS的长三角地区气溶胶时空变化规律及其气象解释

基于2008—2017年的MODIS气溶胶光学厚度(AOD)数据、实测气象观测数据,探究了长三角地区的AOD时空分布规律,并分析了AOD与多个气象要素的相关性,以对AOD的时空变化作出合理的气象解释。结果表明:1)从时间分布来看,长三角地区年均AOD呈周期性波动变化趋势,2011年出现峰值0.83,2014年AOD开始迅速下降,至2017年达到最低,较2014年相比下降22.8%,这与政府实施的固体颗粒物控制排放政策有关;每年夏季(6,7月)AOD出现最大值,这主要是海洋上大量的海盐气溶胶颗粒和水汽扩散到内陆地区造成的。2)从空间分布来看,长三角AOD高值区均分布在江苏南部以及徐州一带,2014年以来AOD高值范围逐步缩小;浙江地区AOD明显低于苏沪地区,这与浙江地势高起伏较大密切相关。3)从相关性方面来看,AOD变化与气温、相对湿度变化之间呈较好的正相关性,而与风速的相关性较复杂,这可能受风向的不确定影响;夏季气温高、湿度大,因此出现大范围的AOD高值区;冬季气温低、空气中水汽含量低,固体颗粒物对于AOD贡献率较大,因此冬季AOD变化能够在一定程度上反映空气污染状况。该研究结果可为长三角地区气溶胶评估、空气质量归因分析、空气质量改善等相关研究提供参考。