西汉水上游区域径流演变特征及对气候变化响应分析

为了进行西汉水上游区域径流演变特征及归因分析,以礼县水文站上游区域为研究区,采用礼县水文站1980-2020年径流量、降水、水面蒸发和气温等水文气象数据,进行径流变化的归因分析。结果表明:1980-2020年径流量年际变化呈显著减少趋势,1980s平均年径流量最大,为3.715亿m3,2000s平均年径流量最小,为1.327亿m3;径流量最大的3个月在8-10月,占全年径流量的48.1%;年径流量在1993年发生突变;气候因素中降水量变化对径流演变影响较大,可将其作为主要影响因素,水面蒸发和气温对径流影响较小。

气候和土地利用变化对石羊河流域自然径流的影响

气候变暖及人类活动对石羊河流域地表径流时空特征产生了显著影响,流域水资源适应性管理面临严峻挑战。以石羊河流域三个独立的子水系大靖河水系、六河水系和西大河水系为研究对象,采用统计方法分析1960-2020年石羊河流域各子水系年平均径流量演变规律,利用Mann-Kendall检验、Pettitt检验等方法确定径流序列突变点,设计气候和土地利用变化的组合情景,结合验证后的SWAT模型定量辨识石羊河流域径流变化归因,以期解决水资源配置不均等问题。结果表明:(1)1960-2020年石羊河流域大靖河水系、六河水系、西大河水系年平均径流量下降速率分别为0.01m^(3)·s^(-1)、0.07m^(3)·s^(-1)和0.01m^(3)·s^(-1);1960-2020年六河水系、西大河水系径流量突变年分别为1973年和2002年,大靖河水系尚无径流量的突变,仍处于自然状态。(2)SWAT模型对石羊河流域有较好的适应性,经率定和验证,模型的决定系数和纳什效率系数均高于0.50。(3)1960-2020年六河水系年平均降水量、平均气温、相对湿度、太阳辐射和平均风速的变化对年平均径流量减少的贡献率分别为75%、53%、55%、55%和52%,土地利用变化对年平均径流量减少的贡献率为17%;综合6个影响因子耦合作用对年平均径流量减少的贡献率为67%,气候变化对石羊河流域径流影响较大。

生态恢复对流域水沙演变趋势的影响--以北洛河上游为例

黄土高原生态环境恶劣,水土流失严重。选择退耕还林(草)程度非常显著的陕北吴旗县所在北洛河上游为研究区,探讨黄土高原丘陵沟壑区水土流失治理及大幅度退耕背景下流域水、沙等生态要素的演变规律,分析人类活动的影响贡献程度,为黄土高原生态治理及环境效应分析提供理论依据。结果表明:在1963—2009年期间年降雨量没有显著变化背景下,同时期流域年径流量和年输沙量均呈现极显著减少趋势,年均减少率分别为0.28 mm/a和180 t km-2a-1,其突变时间均发生在1979和2002年,具有很好的同步性。与1979年前相比,20世纪70—80年代水土流失综合治理以及1999年后退耕还林(草)的事件背景,使汛期和平水期径流量逐时段减少,而枯水期径流量反而持续增加。输沙量呈持续性大幅度减少态势,且其减少程度远大于径流量的变化程度。水土流失综合治理和退耕还林(草)工程实施等人类活动,对流域径流量减少的影响贡献程度分别为38.2%和51.4%,对输沙量减少的影响程度分别为74.7%和86.7%。研究结果提示,黄土高原生态环境的大幅度改善在区域尺度上已经表现出一定程度上削洪补枯的水文效应特征,以及林草措施减水更减沙的良好生物治理效果。