基于气候变化及人类活动影响下的祖厉河流域水文响应分析研究

祖厉河流域生态环境脆弱,气候条件复杂。21世纪以来,频繁的人类活动以及气候变化引起降水与径流的关系产生了变异。通过收集1956—2023年共68年的长系列降水和径流资料,采用泰森多边形法、累积模比系数法等数理统计方法,以及肯德尔秩次相关法、斯波曼秩次法、滑动T检验法等数学模型方法,并结合年际变化过程线、相关分析,对祖厉河流域的降水与径流特性、变化趋势、变异程度、变异年份等进行了分析研究,并阐明了变异原因。研究得出:①祖厉河流域降水与径流年际变化程度上游小、下游大,径流年际变化程度远大于降水年际变化程度;②降水量与径流量总体均呈下降趋势,降水量下降趋势较缓慢,径流量下降趋势较迅速;③在68年的长时期水文情势演变过程中,降水与径流的关系发生了显著变异,变异年份分别为1973年、1999年,各变异年份之后时段比之前时段的径流量分别减小了32.7%、61.1%;④变异原因主要有耕地面积扩大、植树种草、治理水土流失和工程建设等人类活动,造成流域下垫面条件发生变化,气温升高、降水量减少及汛期暴雨频次减少等气候变化也造成流域产流机制发生变化,使降水与径流的关系产生变异。

甘肃省淤地坝水资源的利用潜力

[目的]分析淤地坝拦泥蓄水及其水资源利用潜力,为淤地坝水资源利用及管理提供依据。[方法]本文通过调查法对甘肃省多沙粗沙区淤地坝建设现状、拦沙数量及空间分布、水资源利用效益和利用潜力进行分析。[结果]截至2019年底甘肃省共建成淤地坝1 600座,其中大、中、小型坝各为559,452,589座;坝控面积4 101 km^(2),总库容4.82×10^(8) m^(3),其中设计拦泥库容2.29×10^(8) m^(3)。目前拦泥库容1.43×10^(8) m^(3),占设计拦泥库容的62.37%;拦泥库容中,大、中、小型坝各占80.86%,13.21%和5.93%;泾河流域、黄河干流、渭河流域、洮河流域各占71.46%,13.91%,12.72%,1.91%。由于流域产沙量减少,大型坝平均淤积17 a后(平均设计淤积年限15 a)剩余拦泥库容占设计拦泥库容的43.88%;中型坝平均淤积后(平均设计淤积年限10 a)剩余拦泥库容占设计拦泥库容的38.81%。全省淤地坝剩余拦泥库容8.62×10^(7) m^(3),可作为今后蓄水利用的潜在库容。目前,淤地坝蓄水主要用于应急抗旱、农业及果园高效节水灌溉、土地多种经营及经济综合开发、畜禽养殖、淤地坝田园综合开发利用等。庆阳、平凉、天水和定西市安定区今后可开发用于人饮备用水源地、提灌补灌工程水源地、水体养殖(鱼塘)的淤地坝数量共147座。[结论]为满足当地乡村振兴与高质量发展对淤地坝的社会需求,对有蓄水用水需求的区域,应提高新建坝的设计标准,建设可长期蓄水的高标准淤地坝;对已建成的大中型淤地坝进行提质改造,保证淤地坝坝体、防洪及水资源利用的安全性,同时建立淤地坝风险管控预警机制,有效化解缺水地区淤地坝蓄水用水与防汛管理的矛盾。

兰州市降水量空间分布特征研究

为了研究兰州市降水量时空分布特征,选用兰州市区域内32处雨量站,并从中选取了4处代表站,以1956-2016年资料系列,采用线性回归法、模比系数差积曲线法、等值线法进行了分析研究。得出以下结论:兰州市年降水量多集中在6、7、8月,其占年降水量的50%以上;年际变化比较稳定,年极值比变化范围在1.9~5.9之间,Cv值变化范围在0.13~0.31之间;年降水量多年变化整体呈减少趋势,减少趋势不显著;兰州市降水量整体从西向东逐渐减小,大通河上的连城以上在400 mm以上,到黄河干流皋兰县境内在250 mm以下;面年降水量310.8 mm,折合水量35.59亿m^(3)。

中国西北中高纬度地区降雪时空变化探讨

基于ECMWF(欧洲中期天气预报中心)遥感影像反演数据,利用ArcGIS软件和Mann-Kendall(曼-肯德尔)检验法,分析了祁连山区的雪要素变化特征,得出如下结论:近40年来,降落到祁连山区的积雪总量、雪层中每立方米的雪质量、被雪占据的单元(网格)部分以及网格内雪覆盖区域的积雪深度均未发生明显变化,而雪反照率增大趋势显著;降雨量的持续增大是研究区年降水量明显增大的原因;雪要素月特征对地表以上2 m处空气温度的变化敏感,地表以上2 m处的空气温度对雪要素月特征的影响主要表现在6-11月,特别是在8月;8月地表以上2 m处的空气温度呈显著增大趋势,降落到地球表面的积雪总量、雪层中每立方米的雪质量、被雪占据的单元(网格)部分、网格内雪覆盖区域的积雪深度呈现显著下降趋势,雪反照率呈现显著增大趋势;夏季、秋季雪反照率大幅增大,导致年雪反照率显著增大,月雪反照率随着雪层中每立方米的雪质量、网格内雪覆盖区域积雪深度的减小而增大;春季地表以上2 m处的空气温度和地表以上10 m处的水平方向风速波动最大,被雪占据的单元(网格)部分、网格内雪覆盖区域的积雪深度在春季波动也最为明显,而积雪总量、雪层中每立方米的雪质量和雪反照率在夏季波动最为频繁。

黑河流域暴雨递减指数分析

暴雨递减指数是暴雨计算公式中主要的参数之一,也是无实测流量资料地区,小流域设计洪水计算的重要参数。甘肃省使用的暴雨递减指数值率定于1978年,受当时技术条件限制,在暴雨递减指数值率定时,没有考虑重现期和流域内的地形地貌差异。利用黑河流域最新短历时降水系列资料,进行了研究区暴雨递减指数变化特征的分析和研究。结果表明,暴雨递减指数的取值与暴雨重现期及暴雨发生地的地形条件密切相关。

祖厉河流域降水指标的周期性研究

降水是气候变化的主要内容,指示区域生态环境和水旱灾害状况。文章以复小波分析方法基于祖厉河流域4个雨量站的月尺度降水数据对年降水量和降水Gini系数的周期性变化开展研究。结果表明,年降水量和降水Gini系数的第一主周期有所差异,年降水量的第一主周期均小于20a,而降水Gini系数的第一主周期尺度较大,均大于20a。年降水量和降水Gini系数的10a以下小尺度周期在近30a来逐渐减弱甚至消失,且降水Gini系数的消失时间早于年降水量的消失时间。降水指标的周期性研究为流域水文气候变化的预测研究提供基础支撑。

文县羊汤河流域“20200817”暴雨洪水调查分析

2020年8月16-17日,文县发生了较为罕见的暴雨洪水。为了查清受灾情况和致灾原因,甘肃省水文部门依据SL 196-2015《水文调查规范》对文县境内羊汤河流域桥头镇等3处河段进行了详细的暴雨洪水调查和分析论证。结果表明,羊汤河流域“20200817”暴雨调查点桥头镇、尖山乡和天池镇72 h暴雨量分别为100.3 mm、117.7 mm和120.5mm,暴雨重现期均超20年一遇;洪水调查河段水坡沟支流、桥头镇、尖山乡入河口洪峰流量分别为38.8 m^(3)/s、128.0 m^(3)/s和196.0 m^(3)/s,洪水重现期分别为20年一遇、50年一遇、超50年一遇。通过此次暴雨洪水调查分析,积累了宝贵的气象数据、水文数据和调查经验。

庄浪河流域水资源价值研究

通过分析庄浪河流域水资源现状,探寻水资源价值及增减变动的原因,反映区域社会经济对水资源的占用情况及存在的风险。提出价值较低的地区必须加大力度调整经济结构,改善和提高水资源方面的利用效率,充分保障环境容量被有效使用,实现地区经济与环境的协同发展。