沥青道路粗糙度对径流颗粒物冲刷输出特性的影响

采用粗糙度量化沥青道路的表面特征,通过模型模拟、相关性分析等方法分析了道路表面粗糙度对降雨径流颗粒物冲刷输出特性的影响。结果表明:道路粗糙度、降雨强度是影响道路表面径流颗粒物冲刷输出过程的关键因素,道路粗糙度越低、降雨强度越大,道路表面径流颗粒物冲刷效应越强烈、场次降雨径流颗粒物累积冲刷量越大、径流颗粒物冲刷输出总体水平越高;道路粗糙度与降雨强度、径流历时共同影响径流颗粒物粒径分布,道路粗糙度为影响径流颗粒物粒径分布的主导因素,道路粗糙度越低、径流历时越长、降雨强度越大,径流中粒径不小于150μm的颗粒物体积占比越高,粒径小于75μm的颗粒物体积占比越低。

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。

开都河源区径流量演变规律及影响因素分析

【目的】厘清气候变化下开都河源区的径流演变规律及其影响因素,为流域水资源开发利用提供科学参考。【方法】基于开都河源区1960—2019年的水文气象数据,采用Mann-Kendall检验法、R/S分析法、有序聚类法、小波分析法,分析开都河源区径流量演变规律,并基于双累积曲线法、累积斜率变化率法、气候弹性系数法定量分析气候变化和人类活动对径流量变化的贡献率。【结果】1960—2019年,开都河源区年径流量以1.714×108m3/10a的速率增加,Hurst指数为0.83,径流量变化存在3个主周期,分别为36、21、9 a,径流量突变点为1995年;开都河源区气温和降水量分别以0.239℃/10 a和7.670 mm/10 a的速率增加,Hurst指数分别为0.85和0.83,与径流量的相关系数分别为0.560和0.598;基于双累积曲线法、累积斜率变化率法、气候弹性系数法得出的气候变化对开都河源区径流量变化的贡献率分别为89.9%、73.1%、43%,人类活动对径流量变化的贡献率分别为10.1%、26.9%、57%,3种方法对基准期径流量模拟的误差分别为2.1%、0.2%、4.1%。【结论】开都河源区年径流量呈极显著增加趋势,气候变化是导致径流量增加的主要原因。

太湖地区典型小流域非点源污染物流失规律——以宜兴梅林小流域为例

由农业产生的非点源污染是湖泊的主要污染源。为了研究太湖流域非点源污染负荷流失规律,选择了宜兴梅林小流域为研究对象,对降雨过程中径流流量及其污染物浓度随降雨—径流变化过程进行监测研究。采用统计和系统分析方法,建立径流量和非点源污染负荷输出量之间的数学统计模型,得出该流域非点源污染物流失规律,此方法可以推广到与该流域相似的其它地区的非点源污染研究中,应用于太湖流域水污染综合治理。

西南河流源区径流量变化规律及其未来演变趋势

采用统计学方法及集合经验模态分解、小波分析、水文模型等多种方法,在对气象水文、湖泊岩芯、树木年轮、气候模式数据进行深入分析的基础上,研究了西南河流源区径流变化规律与历史丰枯规律及其驱动机制,分析了未来气候变化影响下的径流演变趋势。结果表明:三江源地区的径流近50 a整体表现为上升趋势,雅鲁藏布江流域除尼洋河外的其他区域年径流量整体呈不显著下降趋势,气候变化是导致三江源、雅鲁藏布江和怒江流域径流变化的主要原因,其中降水是引起径流变化最关键的因子;主要河流径流不同时间尺度的丰枯演变规律为,雅鲁藏布江中游全新世洪水事件呈现出早晚全新世频繁、中全新世相对较少的特征,近500 a怒江流域重建径流序列存在10个丰水期和10个枯水期,丰枯序列变化主要受季风环流和厄尔尼诺-南方涛动(ENSO)活动的影响;在未来15~60 a,全球持续增温将使西南河流源区平均年径流深相比近30 a增加6%~14%,而极端径流呈现出“干更干、湿更湿”的变化特征,同时生态因子对径流变化的影响不可忽视。

河川径流演变的非趋势波动分析

运用非趋势波动分析法,对黄河上游河川径流近百年月平均流量序列进行了分析,揭示了河川径流的长程相关性及其内在规律性。研究结果表明:黄河上游近百年河川径流序列波动的标度指数a=0.5862,存在内在的正长程相关性,长程幂律关系至少可持续54月或4.5年;大于54月尺度区间的标度发生改变,可能是不同时空尺度下信号突变或序列长度受限所致,这也从某种程度上体现了河川径流系统演变过程中复杂的物理机制。

大伙房水库入库径流演变规律及驱动力分析

入库径流同时受自然及人为因素影响,为了更好的调控径流,更加合理的利用水资源,采用1959~2011年53a大伙房水库入库径流及降水资料,借助Mann-Kendall法、有序聚类分析、Morlet小波分析等方法分析大伙房水库入库径流年际、年内变化规律,探讨降水及人类活动对入库径流的影响。结果表明:53a来大伙房水库入库径流年径流、汛期径流、非汛期径流均呈不明显减少趋势,且存在6a和28a的丰枯交替现象和阶段性特征;入库径流年内分配极不均匀,最大月入库径流可占年入库径流的67%以上。降水对大伙房水库入库径流的影响逐渐变小,而人类活动对入库径流的影响呈递增趋势,1959~1975年和1976~2011年两个阶段中人类活动对入库径流减少的贡献率分别为3.1%和9.6%,说明人类活动为大伙房水库入库径流减小的主要驱动因子。

城市街道地表物特性分析

通过对城市街道地表物的收集、处理、分析和典型降水的径流冲刷实测,全面探究了城市街道地表物的分布、累积和冲刷规律,并对其污染物的含量和污染物总量进行了定量计算。为现代城市非点源污染截污处理和环境综合整治提供了理论和实践依据。

太湖典型小流域非点源污染物流失规律研究

由农业产生的非点源污染是湖泊的主要污染源。为了研究太湖流域非点源污染负荷流失规律,选择了宜兴梅林小流域为研究对象,对降雨过程中径流流量及其污染物浓度随降雨—径流变化过程进行了监测研究。采用统计和系统分析方法,建立径流量和非点源污染负荷输出量之间的数学统计模型,得出该流域非点源污染物流失规律,以期将此方法推广到与该流域相似的其它地区的非点源污染研究中去,对太湖流域水污染综合治理也具有重要意义。

近数十年湘江流域河流水文变化规律

湘江是长江中游主要支流之一，作者从制约河川水文要素变化的自然环境因素着手，依据湘江流域有代表性水文测站多年实测水文气象资料，较全面地分析了河川径流、水位、暴雨洪水、泥沙。水化学等水文要素的组成、发展与变化规律。

1951-2011年湘江径流泥沙演变过程与特征分析

根据湘江主要控制站1951—2011年长时间序列径流与泥沙资料,运用Mann—Kendall非参数检验法、小波分析法和均值差异T检验法等,揭示了湘江年径流量和年输沙量演变特征与规律,并分析了其驱动因素。结果表明:(1)径流量呈微弱增加趋势,而输沙量下降趋势明显;(2)时间序列上径流量未发生突变,而输沙量在1997年发生了突变,表现为1997年后有显著下降趋势;(3)小波分析表明径流量和输沙量均存在20和7a的周期性变化规律;(4)60a来湘江年径流量可以分为1951—1954和1992—2002年两个多水期,1955—1991和2003—2011年两个少水期。径流泥沙集中度与集中期分析表明输沙量年内分配不均匀性更为明显,输沙主要集中在每年6月;(5)年输沙量显著减少主要是水利工程拦沙和水土保持工程措施所致。

渭河流域径流系数的演变规律研究

以渭河流域1960-2005年的径流系数资料为基础,将渭河流域分为北道以上、北道-林家村、林家村-咸阳、咸阳-临潼(含张家山)、临潼-华县+状头5个区域。分析了这5个区域和渭河流域径流系数的基本统计特征、年际变化,并运用R/S法进行持续性分析,Kendall秩次相关检验分析趋势性,功率谱分析法计算周期,Mann-Kendall法和累积距平法相结合分析突变。结果表明:渭河流域径流系数呈现显著的递减趋势并将继续持续下去,北道以上最显著周期为3年,北道-林家村最显著周期为2.66年,其他区域均无显著周期存在。径流系数突变发生在20世纪60年代末—70年代初、80年代—90年代初。由于人类活动和气候变化的影响,整体渭河流域降雨转化为径流的能力显著减弱并在未来还将继续减弱。

近60年长江中游宜昌站水沙变化与驱动因素分析

根据长江中游宜昌站1952~2015年长时间序列径流泥沙资料,运用Mann-Kendall趋势检验法、小波分析法和均值差异T检验等方法,揭示宜昌站径流泥沙的演变规律及其驱动因素。结果表明:(1)径流量无显著下降趋势,而输沙量下降趋势明显;(2)径流量在2005年发生突变,输沙量在2002年发生突变;(3)通过小波分析发现年径流量和年输沙量存在以20~24a为主周期的变化规律;(4)年径流量可分为1952~1955,1961~1968,1979~2001年3个多水期和1956~1960,1969~1978,2002~2015年3个少水期,输沙量可分为1952~1993,1998~2002年2个多沙期和1994~1997,2003~2015年2个少沙期;(5)年输沙量显著减少主要为水库拦沙、河道采砂和水土保持工程等人类活动所致。

西江流域干流径流量演变特征分析

为了更全面地反映西江流域径流演变规律,以西江流域干流1957-2016年迁江水文站、大湟江口水文站、梧州水文站和高要水文站径流数据为基础,运用Mann-Kendall趋势检验法、T检验及有序聚类法等分析方法对西江干流年径流变化进行了分析。结果表明:①西江干流4个水文站径流年际变差系数在0.177~0.216之间变化,年际变化不大;②丰、枯特征具有一定的同步性,其中迁江站容易发生洪水及干旱;③经趋势性检验分析发现,四站变化趋势相同,其中迁江站变化最显著;④迁江站年径流量在2002年发生显著突变,其他3个水文站点并未出现显著突变点。结果可为西江流域水资源利用提供科学依据。

大凌河流域径流演变规律分析

利用大凌河流域7个主要水文站资料,对大凌河近50a径流年内变化,年际变化分析,探寻年径流演变规律。结果表明:大凌河径流7月,8月占全年径流比例最大,年内分配最不均匀是1960s,2000年以后年内分配相差最小,干流3站集中度在2000年以前同步性较好,2000年新建水库后,同步性变差;年际变化上整体处于下降→显著下降→上升→显著下降的趋势,从典型站的趋势检验结果分析,大凌河径流减少趋势明显,干流凌海站突变点是1980年,支流哈巴气站在置信区间内,没有发生突变;从周期性上分析,干流的凌海站和支流的哈巴气站主周期都是26a,周期性较明显。

花园口站近523年汛期径流量变化规律分析

依据重建的花园口站523年汛期天然径流量序列,分析了其历史变化特点和未来趋势。结果表明:①近523年径流量变化具有较明显的阶段性,大致经历了9个枯水段和8个丰水段;②历史变化的显著周期有3年、5年、48年、157年、70年、33年和95年;③至2055年的汛期平均天然径流量可能为400亿m3左右,较多年均值偏多近10%,大体可分为平转丰、正常偏枯、偏丰、正常偏枯、丰水、正常偏枯和丰水等7个持续时间不同的阶段。

黄河上游唐乃亥流域径流统计特征分析及气候影响

根据黄河上游唐乃亥以上气候资料,统计分析了近50年气候变化特点并以其与唐乃亥站径流关系为依据,分析了气候变化对唐乃亥站径流量的影响。结果表明：黄河上游径流呈现以枯水期占优势的丰、枯水交替变化规律,其完整的丰枯循环周期约在18 a;1920～1998年的年径流量呈现弱增长趋势,2000年以后进入一个丰水段;该区年均径流量为617 m^3/s,主要集中在6～10月份;月均径流、降水和气温在变换趋势和影响月份上具有高相关性;在全球变暖的大环境下,研究区气温处于波动上升状态,20世纪90年代以后,降水、径流均呈下降趋势。

洞庭湖入出湖径流泥沙年内变化规律及成因分析

根据洞庭湖入出湖水文站实测月径流泥沙长序列观测资料,运用不均匀系数、集中度和集中期、MannKendall趋势检验法等方法,分析了洞庭湖入出湖径流泥沙年内变化规律及其成因。结果表明:四水入湖径流量年内分配不均,集中于5-7月;输沙量年内分配极为不均并呈现出越来越不均匀的趋势,集中于6-7月;荆江三口各站历年径流量年内分配整体趋势上变化不大,三口径流集中期均为每年的7月份,输沙量年内分配越来越不均匀;城陵矶径流量和输沙量不同年代之间的C_(V_y)值差异较大,输沙量C_(V_y)值呈较为明显的波动增大趋势,径流量C_(V_y)值无明显趋势性变化;径流集中在7月,输沙在水沙交互影响下集中于4月;水利工程和水土保持工作的实施使得洞庭湖水沙年内分配更加均匀。四水、三口和出湖集中期呈逐渐推迟的规律,泥沙的集中度均高于径流。

新疆天池自然保护区春季融雪产流特征分析

通过对新疆天池自然保护区春季融雪期间径流小区的定位观测试验,对新疆天池自然保护区不同土地利用类型的降雪、积雪和融雪产流规律进行了研究。结果表明：（1）雪岭云杉的截雪率明显高于杨树,约75%,是杨树的3-4倍;（2）不同土地利用类型的融雪产流率依次为：裸露地（15.6%）〉杨树林地（8.5%）〉草地（1.6%）〉雪岭云杉林（0）;（3）比起林地,草地融雪径流发生的时间较早;（4）植被因子、坡度、土壤性质都显著地影响着草地融雪径流量的大小,且植被因子对于草地融雪径流的影响大于土壤性质以及坡度对于草地融雪径流的影响。

基于小波分析的宜昌水文站径流演变规律研究

为了分析宜昌水文站径流演变规律,利用宜昌站1950~2007年实测日均径流量资料,采用MATLAB编程,运用复Morlet小波方法对其径流年际变化和洪枯季节变化进行多时间尺度分析,并剖析了不同尺度下的变化周期。计算出了宜昌水文站年均径流量、汛期与枯水期丰枯交替的时间尺度和主周期。结果表明,1950~2007年不同时间尺度下的演变规律较显著,但其水文规律的长时间尺度结构和记忆有待于进一步分析与探讨。