夏玉米种植条件下黄壤坡耕地径流及磷素流失特征

为揭示自然降雨条件下夏玉米生育期内黄壤坡耕地径流及磷素流失规律,采用野外径流小区观测试验与室内分析相结合的方法,探讨了自然降雨条件下地表径流、壤中流及其总磷的流失特征。结果表明:(1)顺坡垄作径流量显著高于其余两种耕作措施,其径流量分别为平作和横坡垄作的1.13倍和1.17倍。横坡垄作径流磷素流失总量显著低于其余两种耕作措施,其总磷流失量分别为平作和顺坡垄作的0.79倍和0.75倍。(2)随着玉米生育期的推进,径流量呈增加的变化趋势,表现为成熟期>抽雄期>拔节期、苗期。相较于苗期,成熟期径流量增加了9.35倍,径流磷素流失量增加了12.58倍。(3)地表径流、0—20 cm土层壤中流和20—40 cm土层壤中流量分别占径流总量的78.36%,10.20%,11.44%,其磷素流失量分别占径流磷素流失量的75.10%,9.90%,15.00%。综上,研究区以地表径流为磷素流失的主要途径,且在玉米成熟期达到最大值,横坡垄作措施对于坡面产流及磷素流失具有较好的控制效果。

广义相加模型在乌江夏季径流预报中的应用

基于前期冬季海温指数,构建具有4个非线性指数和9个线性指数的广义相加模型(GAM),对乌江流域洪家渡夏季径流进行了模拟与预测,利用5种评估指标,包括最小信息准则(AIC)、均方根误差(RMSE)、平均绝对误差(MAE)、概率空间线性误差(LEPS)和线性相关(r),评估GAM和广义线性模型(GLM)模拟效果。结果表明:在AIC、RMSE和LEPS评估指标上,GAM的模拟效果与实测值相比均小于GLM,在线性相关系数上显著大于GLM。因此,GAM的模拟效果明显优于GLM。利用留一法交叉验证对洪家渡夏季径流分别进行了GAM和GLM预测,结果表明,GAM与实测数据的相关系数提高到0.41,相对误差小于30%的预测值达到60%以上,特别是在洪家渡典型洪水年中,GAM的预测误差仅在10%左右,在典型干旱年中,GAM的预测误差小于10%,GAM的预测结果比GLM明显改善。因此,考虑了径流量与预报因子的非线性关系,在径流预报中使用GAM进行建模,能够有效改善线性回归模型的模拟效果和预测精度。

1766～1911年黄河中游汛期水情变化特征研究

根据1766～1911年万锦滩汛期涨水情况的历史文献记录,重建研究时段内黄河三门峡断面逐年汛期流量R(109m3/a)和汛期开始时间T(侯尺度),其平均水平分别为径流量R=51.06×109m3/a,汛期开始时间T平均情况为7月上旬(7月第2个侯),对应于梅雨结束平均日期。研究时段内,1840 s前流量平,汛期开始时间总体较稳定;1840～1850 s流量普遍偏丰,汛期到来偏晚;1860 s开始流量减少,汛期提前,此阶段持续约40 a左右,是近300 a中黄河中游产流微弱持续最长的1个时期。

夏季风等环流因子对黄河中游径流量周期变化的影响

基于黄河中游4个水文站1919~2010年还原的天然径流量、1873~2011年的夏季风强度指数、北大西洋涛动指数（NAO）和西太平洋副高指数等资料,利用Morlet小波方法分析了黄河中游河口镇-龙门区间（简称河龙区间）,龙门-三门峡区间（简称龙三区间）和三门峡-花园口区间（简称三花区间）径流量的周期变化,并探索了夏季风、中纬度西风与西太平洋副高等环流因子对黄河中游3个区间径流量周期性变化的影响。研究发现,黄河中游3个区间径流量的变化对夏季风、中纬度西风和西太平洋副高存在差异性响应,季风对于黄河中游的径流量不仅在时间上具有趋势性的影响,更为重要的是存在周期性的控制作用,在80 a长周期上对于整个黄河中游都有控制作用,但影响黄河中游降水-径流过程的不仅仅是夏季风,相关统计结果表明还受到西风带和西太平洋副高周期的影响。3个区间都存在一个中等尺度（25 a）的周期,这个周期在夏季风上没有得到体现,河龙区间和龙三区间的25 a周期是受西风带影响所致,而三花区间的中尺度25 a周期是西太平洋副高指数的强度和西界的作用所致。

夏季澜沧江跨境径流量变化与夏季风的关系

以澜沧江跨境径流量观测数据、NCEP/NCAR的U场、V场和NOAA的OLR场资料为基础,应用统计分析方法,研究了纵向岭谷作用下的夏季澜沧江跨境径流量变化与夏季风的关系。结果表明:澜沧江夏季跨境径流量变化在20世纪60年代中期至80年代末期为显著减少时段,而从90年代初期以来则表现出了一种显著增多的演变趋势;夏季澜沧江跨境径流量变化与较低层东西风分量变化的相关性不显著,与较高层东西风分量变化的相关性显著;夏季澜沧江跨境径流量变化与中低层和较高层南北风分量变化的相关性都是显著的,与OLR场变化的负相关性也是显著的;根据这些相关性特征建立的影响澜沧江夏季跨境径流量变化的夏季风环流指数能够较好地反映出澜沧江夏季跨境径流量变化的基本特征和规律。

灰鳖洋夏季COD与营养盐的时空变化及成因分析

于2007、2009、2012年夏季对灰鳖洋镇海—马目海域进行了3次常规水质调查,取得了COD、无机氮(由硝酸盐、亚硝酸盐、铵盐组成)、活性磷酸盐等因子的大量监测数据,对COD与营养盐的时空变化及成因进行了分析。结果表明,2007—2012年夏季灰鳖洋海域表层海水中COD平均浓度呈直线上升趋势,2012年较2007年上升了56%,无机氮平均浓度也逐年呈上升趋势,5年间上升了44%,活性磷酸盐平均浓度2009年与2007年相比略有降低,2012年较2009年增长明显,2007—2012年5年间上升了79%。从空间分布上看,无论COD、无机氮还是活性磷酸盐,均表现出污染带由大陆沿岸逐步向海域扩散的态势;2007—2012年夏季灰鳖洋的COD、无机氮浓度等值线分布总体上呈逐年向东扩展的趋势,活性磷酸盐浓度等值线2009年比2007年向大陆沿岸后撤,而2012年又明显向东推移。夏季丰水期入海径流输送的大量陆源污染物是灰鳖洋海域COD和营养盐污染的主要来源;总量控制制度的实施对该海域COD、无机氮污染起到了有利的控制作用,而该海域的活性磷酸盐污染控制刻不容缓,应加强总磷入海总量的控制。

黄河入海径流量周期变化与东亚夏季风的关系研究

为揭示近70年东亚夏季风与黄河夏季入海径流量的多尺度特征以及二者之间的响应关系,本文利用集合经验模态分解(EEMD)和小波分析对二者的多尺度特征进行研究,利用交叉小波分析和小波相干性等方法对东亚夏季风和黄河夏季入海径流量在时频域内的共振周期以及相干性进行探究。结果表明:东亚夏季风具有显著的年际、年代际尺度特征,且以年际周期振荡最为显著,其中,2.7 a左右的周期尺度对东亚夏季风的整体影响程度最高,另外,40 a左右的年代际周期亦具有较强显著性。黄河夏季入海径流量的年际、年代际尺度周期均通过了80%的显著性检验,且以2.1 a左右的年际周期为主。东亚夏季风与黄河夏季入海径流量的交叉小波功率谱显示二者在2 a、6~7 a左右具有显著的共振周期,且在1980—1990年之间通过了95%的显著性检验,由二者的小波相干谱发现,东亚夏季风和径流量的显著性在低能量区大于高能量区,且东亚夏季风提前径流量约1/4个周期,另外,1980—2000年之间在6~7 a左右周期尺度上二者的相干性极强。该研究可为黄河下游水资源管理及预测提供一定的理论依据。

黄河上游丰、枯水年汛期及前期的环流特征分析

运用有关台站的水文气象观测资料,分析了近80余年来黄河上游径流的丰枯变化特征,并对典型丰、枯水年对应的500 hPa高度距平场、OLR场、亚洲阻高和南风输送等环流特征进行了研究。结果表明,丰水年,从后冬开始到汛期,极涡始终保持偏强的态势;同样,在位势高度的垂直分布上也早形成了有利于降水的上高下低的形势;强对流中心有一个东移、北抬、加强、扩大的发展趋势。夏季,我国青藏高原及西北地区东部的对流活动较强,容易造成降水。乌拉尔山、贝加尔湖阻高的建立,加强了亚洲经向环流,丰水年中多数年份有乌拉尔山阻高,而枯水年中多数年份却没有。水汽输送的明显差异直接导致黄河上游来水的丰、枯。丰水年,我国中西部80°~110°E范围内整层为南风控制,而枯水年基本为北风控制。

夏季降雨期间城市湿地径流区水质变化特征

有关降雨对水体水质的研究有诸多报道,但是作为城市湿地的重要景观区域以及连接不同功能区的水文单元,径流区水质对降雨过程的响应以及不同水文过程在其中的影响作用仍不清晰。文章选择北京奥林匹克森林公园湿地径流区作为研究对象,于2016年8月18日(降雨期间)、19日(降雨结束后12 h)和22日(雨后表层土壤干燥)三个时期采集水体样品,通过分析水体理化指标,探索城市湿地径流区水质对夏季降雨过程的响应,以及水文因素在该变化过程中的影响作用。研究结果表明,夏季降雨过程中湿地径流区水体氧化性显著下降,水体中NH4-N和NO2-N浓度短暂增加,但在雨后迅速降低,单次夏季降雨过程不会引起城市湿地径流区水质的明显恶化;跌水过程能显著缓解由于降雨造成的水体溶解氧浓度下降;水体流速与水体溶解氧浓度呈显著正相关关系,高流速的分流水质优于主干流。因此,在城市湿地公园中,因地制宜地设计景观跌水和湿地径流场,可以有效缓解夏季降雨过程中湿地水体的缺氧现象,促进水体自净能力,提高下游湿地水体净化效率。

营口地区夏季雨水径流下水质污染物浓度监测试验分析

文章采用现场观测试验方式对营口地区不同下垫面类型夏季雨水径流下的污染度进行监测分析。分析表明:居民区氨氮浓度最高,交通干道和城市绿地下污染物浓度相对较低。总氮和总磷在各场次降雨下具有较高的Person系数。

洞庭湖流域径流变化过程及其对ENSO和东亚季风的响应

依据1951~2017年洞庭湖流域四水逐年径流资料,运用滑动平均、Mann-Kendall趋势检验和小波分析等方法,探讨洞庭湖流域四水径流变化过程及其对ENSO和东亚夏季风的响应.结果表明:(1)径流量表现出丰枯交替的年际变化,湘潭站、桃源站径流量呈不显著的增加趋势,桃江站、石门站径流量呈不显著的减少趋势;(2)径流量呈现间歇式周期振荡,以2~4a年际振荡为主,在该年际尺度上径流量对ENSO和东亚夏季风的响应具有显著的滞后性.(3)在年际和年代际尺度上径流量对ENSO和东亚夏季风联合作用的响应有所增强,这可能与“ENSO-反气旋/气旋-西太平洋副热带高压-东亚夏季风”耦合系统有关.

常规施肥条件下农田不同途径氮素损失的原位研究:以长江中下游地区夏玉米季为例

为了解农田常规施肥条件下的不同途径氮素损失特征,本文通过田间原位试验同步研究了长江中下游地区夏玉米生长季氮肥施用后的农田N2O排放、NH3挥发、氮渗漏和地表径流的变化.结果表明,在复合肥为基肥,尿素为追肥,基追肥氮素水平均为150 kg·hm-2的条件下,整个玉米生长季N2O排放系数为3.3%,NH3挥发损失率为10.2%,氮渗漏和地表径流损失率分别为11.2%和5.1%.此外,基肥施用以氮素渗漏损失为主,而追肥氮素损失以氨挥发和渗漏为主,表明不同途径化肥氮素损失主要受氮肥品种影响,玉米季追肥可改用低氨挥发氮肥品种以减少氮素损失.