青藏高原大通河流域径流变化归因分析

大通河流域地处青藏高原东北部边缘,生态环境敏感脆弱,开展变化环境下水资源演变、归因研究对保护区域水生态环境,保障水生态文明建设具有十分重要的意义。采用线性倾向估计、集中度、集中期、有序聚类检验、小波分析等统计方法,分析了流域径流的年际变化、年内分配、周期和突变变化特征,基于累积量斜率变化率法和双累积曲线定量评估了气候因素和人类活动对径流变化的影响。结果表明:(1)近60 a大通河流域气候暖湿化明显,年平均气温、降水量、潜在蒸发量增幅分别为0.42℃·(10a)~(-1)和8.9 mm·(10a)~(-1)、5.6 mm·(10a)~(-1),年径流呈减少趋势,倾向率0.67×108m3·(10a)~(-1)。(2)径流集中度和不均匀系数呈微弱下降趋势,枯季径流增加趋势明显,年内分配更趋于均匀,集中期有推迟趋势,延迟速率为3.0 d·(10a)~(-1)。(3)年径流在44 a左右尺度上周期震荡明显,突变发生在1990年,突变后径流量减少3.52×108m3,流域冰川分布呈减小趋势,植被覆盖无显著变化。(4)气候、人类活动对大通河径流减少的贡献率分别为~(-1)7.7%和117.7%,降水量是流域来水的主要补给来源,跨流域调水是引起径流减小的主要驱动因素。

抚仙湖水位变化特征及影响因素研究

近年来抚仙湖水位出现严重下降现象,研究其水位变化特征及影响因素对维持湖泊生态系统稳定有重要意义。基于1953~2020年抚仙湖流域水文气象数据,采用Mann-Kendall趋势检验、累积距平、Pettitt突变检验等方法分析水位年际、年内变化规律,用水量平衡法分析湖泊水量变化,用累积量斜率变化率法探究气候变化与人类活动对抚仙湖流域径流的影响。结果表明:①1953~2020年抚仙湖年际水位变化呈上升-下降-上升-下降趋势,季节性变化特征为秋季水位高、夏季水位低;②与基准期1962~1974年相比,1975~2008年气候变化和人类活动对径流的贡献率分别为10.0%和90.0%,2009~2020年的贡献率分别为18.1%和81.9%,人类活动影响占主导作用但近年来贡献率有所降低;③人类活动对径流贡献率的减少与抚仙湖流域取水许可管理、工业园区搬迁、引调水工程运行等因素有关,减少人类活动对湖泊水位的影响,有利于保障抚仙湖水位稳定。

金沙江支流关河流域水文情势评价

水文情势变化是影响河流生态系统、功能的主要驱动力。为研究人类活动影响前后关河流域水文情势变化,在研究豆沙关水文站相关数据的过程中,以1959—2018年间的数据为参考资料,结合Mann-Kendall法分析水文数据的演变趋势,水文指标变化范围法分析年径流输沙年际、年内变化趋势及其水沙单项水文指标改变度;在分析该地气候变化情况时,运用双累积曲线法,同时,为了更好地分析影响径流水沙的变化的因素,特别是对人类活动因素进行分析,引入累积量斜率变化率法。结果显示:1)1959—2018年,豆沙关水文站多年平均流量和年降水总量呈下降趋势,趋势不显著;年平均输沙率呈下降趋势,趋势显著;2)在人类活动的干扰下,该流域的流量发生了一定改变,体现为月均流量值变化明显,与之前相比,变化幅度已经突破34%;月均含沙量值水文改变度达到40.58%,呈中度改变;3)人类活动、年降水量、年潜在蒸发量分别对年输沙量的贡献率分别为69.22%、29.66%和1.12%,1996—2018年总减沙量为2564.66万t,平均每年为116.57万t,分析造成输沙变化的因素可知,虽然许多因素都具有一定影响作用,但人类活动是最为核心且影响最大的因素。

清水河流域不同尺度水沙变化归因分析

【目的】揭示清水河流域水沙变化的驱动因素,为黄河上游流域的水土流失治理提供理论依据。【方法】基于1970—2019年清水河流域上、中、下游水文站的实测水沙数据及气象数据,采用Mann-Kendall检验法和Pettitt检验法对流域内不同尺度的水文气象序列进行趋势性分析和突变检验,基于Budyko弹性系数法、双累积曲线法和累积量斜率变化率比较法对流域不同尺度水沙变化进行归因分析。【结果】1970—2019年,清水河流域年径流深呈显著增加趋势,年输沙模数呈不显著减少趋势,流域上中游区域的年径流深和年输沙模数呈显著减少趋势;与突变前相比,人类活动对上游区、上中游区和全流域的年径流量减少的贡献率分别为99.9%~114.3%、77.5%~104.0%和-117.4%~-74.0%,对年输沙量减少的贡献率分别为104.7%~116.4%、110.2%~132.2%和113.0%~139.0%。【结论】引黄灌溉、水土保持措施等人类活动是影响清水河流域水沙变化的主要因素。

察汗淖尔流域径流演变及影响因素分析

采用趋势分析方法、累积距平曲线法和Mann-Kendall突变检验法分析了察汗淖尔流域径流演变规律和降水、气温和蒸发量等气候因素的年际变化特征和突变年份,利用像元二分法获取1990-2020年的植被覆盖度(FVC),揭示其演变规律和突变性,通过累积量斜率变化比较法得到气候因素和植被覆盖度(FVC)对径流演变的贡献率。结果:(1)1990-2020年察汗淖尔流域流域年径流量呈显著减少趋势,突变发生于2004年;(2)察汗淖尔流域自1990年后呈现降水量下降,气温上升,蒸发量下降,植被覆盖度(FVC)增长的趋势,且降水、气温、蒸发量和植被覆盖度(FVC)的突变年份为分别为2017年、1993年、2006年和2013年;(3)降水、蒸发和植被覆盖度(FVC)对径流演变的贡献率分别为为2.48%、-0.29%和97.81%。因此,人为因素—植被覆盖度的退化是造成流域径流消失的主要原因。

近50年气候和人类活动对锡林河流域径流的影响

气候变化和人类活动是影响河川径流变化的2大主要因素。基于1963—2011年锡林浩特水文站的实测水文数据资料,采用累积距平法(CA)对锡林河近50年径流年际变化序列的趋势进行分析,确定出2个拐点年份为1985和1999年,其中1999年为突变年,运用修正后的的累积量斜率变化率比较分析法(SCRCQ)定量计算了气候及人类活动对径流变化的贡献率。以初始研究阶段T1(1963—1985年)为基准期,不考虑潜在蒸散量变化的影响,T2(1986—1999年)和T3(2000—2011年)时期的降水量减少对于径流量减少的贡献率分别为26.30%和57.36%,人类活动对于径流量减少的贡献率分别为73.70%和42.64%;如果考虑潜在蒸散量变化,T2、T3时段的潜在蒸散量减少对于径流量减少产生的负贡献率分别为-23.47%和-52.25%,而人类活动对锡林河流域径流变化的贡献率分别增至97.17%和94.89%。显然,人类活动是该区间锡林河流域径流量减少的最重要的驱动因素。

渭河流域气候变化与人类活动对径流影响的定量分析

【目的】定量分析渭河流域人类活动和气候变化对径流的影响,为该流域水资源可持续利用与管理提供理论依据。【方法】采用累积距平法和Mann-Kendall法诊断渭河流域径流序列变异位置,以径流变异之前时间段为基准期,变异点之后时间段为计算期,采用累积量斜率变化率比较法定量分析气候变化和人类活动对径流的影响。【结果】渭河流域径流序列分别在1971、1991年发生变异,1972-1991年气候变化对径流减少的贡献率为14.60%,其中降水、蒸发所占比例分别为24.55%和-9.96%,人类活动的贡献率为85.40%;1992-2005年,气候变化对径流减少的贡献率为30.37%(降水占25.00%,蒸发占5.37%),人类活动对径流减少的贡献率为69.63%。【结论】人类活动对渭河流域径流的减少有决定性影响,平均贡献率接近80%。

降水变化和人类活动对浏阳河流域径流的影响

定量评估降水变化和人类活动对浏阳河流域径流的影响,有助于更合理地利用流域水资源。采用线性拟合、滑动平均和累积距平等方法分析了1969—2013年浏阳河流域径流和降水的演变规律及其相关关系,应用累积斜率变化率比较法定量估算了不同时期降水变化和人类活动对径流量变化的贡献率。结果表明:浏阳河流域降水量表现为增加趋势,上升率为3 mm/(10 a);年径流量表现为下降趋势,下降率为2.7(m3·s-1)/(10 a);降水和径流在1988年和1999年均发生显著性突变,经历了"减少—增多—减少"的交替变换。与基准期1969—1988年相比,1989—1998年和1999—2013年这2个时期的降水量变化对径流量变化贡献率依次为56.8%,7.62%,而人类活动对径流量的贡献率依次为43.2%,92.38%,可见人类活动已成为影响浏阳河流域径流变化的主要因素。

气候变化和人类活动对淮河上游径流影响分析

以淮河流域上游漯河站为研究对象,采用Mann-Kendall法、里海哈林法和滑动游程检验法对1957—2010年的年降雨量和年径流深序列跳跃变异进行诊断,结果表明漯河站年径流深和年降雨序列分别于1985年和1999年左右发生跳跃变异。根据跳跃变异检验结果,采用降雨径流关系法与累积量斜率变化率比较法定量计算气候变化和人类活动对该研究区域径流量变化的影响。综合分析结果显示:1986—1999年较前一阶段径流的减少主要因素是人类活动的影响,而2000—2010年较前一阶段径流的增多主要因素是气候的变化。降雨径流关系法与累积量斜率变化率比较法对气候变化和人类活动的水文效应定量评估结果基本一致。

乌江流域水沙变化趋势及驱动力分析

为对乌江流域水文变化趋势特征及其主要驱动力进行分析,采用Mann-Kendall非参数检验,滑动T检验和累积曲线等方法研究了乌江武隆站1965~2017年输沙量、径流量、降水量及其变化趋势与突变特征,采用累积量斜率变化率法定量计算了乌江流域气候变化和人类活动对输沙量与径流量变化的贡献率,并通过河流影响因子法(River Impact,RI)对乌江水沙情势改变度进行了分析。结果表明:乌江流域径流量、降水量、输沙量均呈下降趋势,其中输沙量的下降幅度最为显著。导致径流量和输沙量下降的主要驱动因素分别是气候变化与人类活动。乌江流域径流量发生轻度改变而输沙量发生严重改变。

1998-2020年黄河流域径流与降水演变规律研究

利用黄河流域1998-2020年的水文数据,运用距平累积法、M-K趋势检验与突变分析、累积量斜率变化率比较法等方法,对黄河流域径流量与降水量变化趋势进行分析,并对影响径流的降水与人类活动等因素进行定量分析。结果发现,黄河流域径流量与降水量呈现出明显的阶段性的变化特征,径流量在2004年发生突变,降水量在2010年发生突变,且突变后均呈现逐年上升趋势,其中降水量上升趋势更加显著。突变发生后降水与人类活动对径流量共同影响的变化趋势明显增强,降水对径流量增大的贡献率为4.38%,人类活动对径流量增大的贡献率为95.62%。目前人类活动已成为黄河流域径流变化的主要因素。

重庆建筑边坡变形控制标准探讨

该文对目前国家及地方相关规范提出的边坡(基坑)开挖变形控制标准进行了对比分析,探讨了不同规范在边坡(基坑)变形控制标准制订中存在的问题,在此基础上,提出了重庆地区建筑土质边坡变形控制值及岩质边坡监测报警原则。

降水和人类活动对黄河源区径流的影响

根据唐乃亥水文站以上的黄河源区1960-2011年的观测资料,以黄河源区的径流量及降水量为评价指标,利用线性回归分析法、累积距平法以及5 a滑动平均法对评价指标进行演变规律分析,同时利用累积距平联合滑动T检验法进行突变分析,并根据累积斜率变化率法判断降水量和人类活动对黄河源区径流量的贡献率。研究结果表明近52 a来,黄河源区的降水量和径流量均有所下降,且二者间的年代、年际变化特征基本一致。降水和径流序列存在一定的相关关系,在1990年都发生显著突变。当以1960-1990年为基准期时,定量区分降水量以及人类活动对黄河源区径流量的贡献率分别为37.96%、62.04%,说明此时的人类活动已经成为引起黄河源区径流量下降的主要影响因素,降水量变化是其下降的次要影响因素。

近60 a榕江流域径流变化成因定量分析

根据榕江流域1956—2016年实测年径流量、降水量、气温数据,采用累积距平法、Mann-Kendall方法分析东桥园站年径流变化趋势及识别其突变年份,并应用累积量斜率变化分析法定量估算气候变化和人类活动对径流变化的贡献率。研究表明:东桥园站年径流序列存在1961年和2004年两个突变年份,以此划分为基准期和两个影响期;1962—2003年气候变化和人类活动对径流量变化的贡献率分别为85.5%和14.5%,2004—2016年气候变化和人类活动对径流量变化的贡献率分别为100%和0%。近60 a来榕江流域年径流变化以气候变化为主导因素,且影响程度有所加强。

气候变化和人类活动对克里雅河径流变化影响定量研究

【目的】深入了解克里雅河径流变化的潜在机制及驱动因素。【方法】基于趋势分析、相关性分析及突变分析,分别采用双累积曲线法及累积量斜率变化率比较法,计算气候变化和人类活动对克里雅河径流变化的贡献率。【结果】1958—2015年克里雅河流域年平均气温和年径流量呈一定的显著增加趋势,年降水量呈不显著增加趋势,而潜在蒸散发呈显著递减趋势;通过Mann-Kendall突变检验法、累积距平法和有序聚类法,综合确定克里雅河流域径流突变点为1999年;以1958—1999年为基准期,使用双累积曲线法计算得出2000—2015年气候变化和人类活动对径流变化的贡献率分别为59.16%、40.84%,通过累积量斜率变化率比较法得出贡献率的结果分别为79.03%、20.97%。【结论】因此,气候变化是影响克里雅河径流变化的首要因素,人类活动是次要因素。

累积量斜率变化分析法及其在径流变化归因中的应用

综合考虑降水和气温对径流的影响,提出了一种新的径流变化归因分析方法——累积量斜率变化分析法,该方法原理简单,能客观地定量分离出气候变化和人类活动对径流量变化的贡献,进而以釜溪河流域为例,探讨了累积量斜率变化分析法的可行性和合理性。结果表明,釜溪河流域年径流序列存在1989、2002年两个突变点,可以此为界将序列划分基准期和影响期;气候变化和人类活动对径流变化的贡献率在1989~2001年期间分别为63.20%、36.80%,在2002~2014年期间分别为55.64%、44.36%。计算结果符合釜溪河流域的实际情况,可在流域径流变化归因分析中应用。

基于三种方法的径流变化贡献率对比分析--以彭冲涧小流域为例

小流域径流变化是气候变化和人类活动共同作用的结果,定量评价两者对径流变化的贡献率已成为当前的研究热点。以彭冲涧小流域为研究对象,对比分析水文模型模拟法、经验统计分析法、累积量斜率变化率比较法的径流变化贡献率计算结果,并归纳分析3种方法的优缺点。结果表明:在春、夏季及年尺度上,水文模型模拟法计算的降水变化对径流减少的贡献率分别为61.00%,81.60%,70.00%,大于另外2种方法;而累积量斜率变化率比较法考虑了蒸散发的贡献率,其降水变化和植被恢复的贡献率在春、夏季及年尺度上分别为50.88%,42.60%,31.26%和16.23%,16.69%,26.10%,均为最小。

河南省降水量、地表水资源量变化趋势及演变关系

以河南省1956—2016年降水量、地表水资源量数据为基础,采用距平累积法、Mann-Kendall检验法、双累积曲线法、累积量斜率变化率比较法判定河南省及其各流域降水量、地表水资源量变化趋势,分析降水量、地表水资源量演变关系。结果表明:河南省1956—2016年降水量、地表水资源量均呈减小趋势,地表水资源量减小趋势更显著,北部海河、黄河流域地表水资源量减小趋势比南部淮河、长江流域显著;20世纪90年代,该省海河、黄河流域一些站降水—径流关系发生改变。以海河流域新村站为例,量化降水和人类活动对径流量的影响程度,发现降水对径流量变化的影响较小、人类活动对径流量变化的影响较大。

降水和人类活动对乌江上游径流变化的影响分析

径流量变化与气候和人类活动密切相关,其相互作用使得流域水循环发生变化,对气候变化和人类活动进行定量分析,可为流域调控水资源效率、协调农业发展等提供参考。以乌江上游为例,基于鸭池河水文站和流域内及周边共12个气象站,根据1960-2013年长时间序列实测径流与气象资料,利用Mann-Kendall法、累积距平法判断流域降水量和径流量的突变时间,用Morlet小波法对径流量进行周期变化分析,重点分析乌江上游流域降水与人类活动对径流量变化的贡献率。结果表明:1960-2013年间,径流量与降水量无显著增加趋势;径流量和降水量在此期间存在1986和2002年两个突变点,且突变特征和阶段特征同步;径流量与降水量的共振周期为18~19 a及19~20 a,流域径流量对降水量变化具有一定滞后作用,滞后时间为1~2 a;以1960-1986年为基准期,1987-2002年降水和人类活动对径流的贡献率分别为50.93%和49.70%,2003-2013年降水和人类活动对径流的贡献率分别为49.30%和50.70%。降水对径流变化的影响程度在降低,而人类活动对径流变化的作用在增大,因此,未来流域水资源管理应重视良性人类活动的构建与调控。

大通河流域径流演变特征及其影响因素

大通河流域是青海和甘肃两省重要的调水水源.它生态环境敏感脆弱,开展径流变化归因识别对区域生态环境、水资源开发和管理至关重要.采用气候倾向率、累积距平、滑动t检验、Hurst指数等方法探究了大通河流域1961—2020年气象水文要素的演变,基于Budyko假设的水热耦合平衡方程和累积量斜率变化率法定量评估了流域径流变化的主要影响因素.结果表明:近60年大通河流域气候暖湿化明显,气温、降水倾向率分别为0.39℃·(10 a)^(-1)、9.1 mm·(10 a)^(-1),未来一段时间这种趋势还将持续;年径流于1990年发生突变,上游增加,中下游衰减明显,受水库调蓄影响汛期径流比重减小,年内分配趋于均衡;大通河流域以草地为主,研究期土地利用、植被覆盖未发生明显变化.流域冰川萎缩严重,面积减小20.9 km^(2),储量减少2.99 km^(3),冰川年消融量0.37×10^(8) m^(3),约占径流的1.3%;气候变化为流域上游径流增加的根源,降水的影响远大于潜在蒸散发和气温,跨流域调水是中下游径流减少的主导因素,对中游的影响高于下游.