塔里木河中游水资源及其生态环境影响分析

借助塔里木河中游英巴扎站和卡拉站1961-2005年径流量数据和其他相关统计资料,对45年来塔里木河中游径流量、损耗量进行时序分析,分别得到45年来中游年径流量及其趋势、中游耗水量及趋势、中游耗水量与径流量相关关系,并对其进行了分析,得出自20世纪60年代以来,塔河上游进入中游的水量减少,同时中游耗水量不断增加,至使下泄到下游的水量越来越少,从而引起下游严重的生态环境问题.研究结果表明,加强中游段水资源的管理对流域生态系统的恢复和健康发展至关重要.     

1961—2016年黄河中游区间径流变化及归因分析

黄河中游地区的自然环境和人类活动对径流变化有重要影响,为查明黄河中游区间径流量的变化特征及影响因素,首先分析降水量、参考蒸发量和径流量的变化趋势,然后利用累积距平值方法分析径流量的突变年份,最后利用累积量斜率变化率方法估算了降水量、参考蒸发量和人类活动对径流量变化的贡献率.结果表明:①黄河中游区间年径流量在1961—2016年间表现为明显减少.②黄河中游区间径流量在1961—2016年间存在1个突变年份,为1985年.③黄河中游区间径流量变化主要受人类活动影响,其贡献率接近90％,降水量和参考蒸发量变化对径流变化的贡献率分别为12.70％和-1.73％.黄河流域的水资源可持续利用和生态环境改善,需制定措施以减少人类活动对径流量变化影响.     

1960—2005年湄公河流域径流量演变趋势

根据湄公河流域6个代表性水文站1960—2005年的实测资料,利用滑动平均法和Mann-Kendall非参数检验法对径流量变化趋势进行了分析.结果表明:湄公河流域径流量年际变化较平缓,趋势不显著;年代变化中,上游3个站点的变化趋势较小,而下游3个站点呈现先减小后显著上升的趋势;径流量年内分配极不均匀,下游地区来水比上游地区更加向汛期集中,月径流量有显著变化趋势的主要发生在非汛期月份,大部分站点汛期呈下降趋势,非汛期呈上升趋势.     

黄河干流不同断面生态径流量计算

根据生态径流量的概念,应用逐月最小生态径流量计算法和逐月频率计算法计算了黄河干流唐乃亥、头道拐、花园口3站的生态径流量;根据黄河下游来水来沙量变化规律、断流资料以及利津站入海水量的变化特点,分析了黄河干流不同断面的生态问题.结果表明,逐月频率计算法算出的最小生态径流量,无论在枯季还是丰季都能达到很好的生态条件.     

近50年来黄河入海水沙通量变化的多尺度分析

基于利津站近50年来的水沙通量资料，利用功率谱、交叉谱和小波分析对黄河入海水沙通量的多尺度变化特征进行了研究. 谱分析结果显示，黄河入海水沙通量呈现明显的年际和年代际变化特征. 径流量和输沙量在2.11， 2.53， 4.75和12.67a的时间尺度上具有显著的相关关系，年代际变化尺度上输沙量滞后于径流量1.76a左右. 通过小波分析发现：20世纪70年代之前黄河入海水沙通量强度大且年际与年代际变化特征明显，而其后各种时间尺度的变化呈减弱趋势；水沙通量多尺度振荡的直接原因是黄河上中游流域降水量的周期性变化，而根本原因是西太平洋副热带高压的年际（准两年）和年代际振荡，且流域降水量多尺度振荡的递减特征导致了黄河入海水沙通量多尺度变化幅度的减弱趋势. 黄河入海泥沙通量多尺度变化的强弱与三角洲淤进速率的快慢基本吻合.     

1961-2005年塔里木河中游径流量损耗分析

运用定量计算与定性分析的方法,对塔里木河中游段径流量变化做了变异系数和趋势分析,探讨了塔里木河中游径流损耗的特点和原因．分析了径流变化对生态环境的影响,得出了1961--2005年塔里木河中游径流量、耗水量变化趋势、中游耗水量和中游径流量之间有明显的正相关结论．     

近50年洮河干流径流量分布特征及变化趋势分析

根据洮河干流4个水文站1956-2009年的逐月径流量资料,从不均匀性和集中程度等方面分析了径流量年内分配的变化特征,并采用Mann-Kendall非参数检验方法分析了流域月、年径流量变化的趋势性.结果表明:洮河干流径流量在枯水季节和丰水季节相差较大,年内分配极不均匀.从时间上来看,1980年以后各水文站径流量的不均匀性和集中程度有所缓解,径流量的集中期有提前的趋势.从空间上来看,洮河流域下游比上游具有更高的不均匀性和集中度,说明越向下游径流量年内分配越不均匀.另外,不均匀性和集中度的相对变化幅度整体有升高趋势.1980年以后洮河干流各月径流量普遍减小,汛期减少尤为明显,且上游枯水期减少趋势大于下游,下游汛期减少趋势大于上游,春、夏季减少趋势大于秋、冬季.洮河干流径流量的年际变化较为剧烈,1980年以后洮河干流年径流量明显减小,且下游减少趋势大于上游.其中,下巴沟、岷县、李家村、红旗站年径流量分别以每年0.14×108,0.28×108,0.35×108,0.37×108m3的速率递减,递减量分别占多年平均径流量的0.91%,0.84%,0.88%,0.81%.     

基于卫星降水融合产品的黄河源区汛期径流模拟

黄河源区(唐乃亥水文站以上)多年平均径流量约200×108m3,占黄河天然径流量的34%,是黄河流域的主要产流区和重要的水源涵养区.黄河源区历史汛期径流的变化一直是学界关注热点.本文以数字流域模型研究对象,旨在提高黄河源区历史汛期径流模拟结果精度.首先对比评价了黄河源区多源降水数据,相比于地面雨量站数据和CMORPH降水数据,CMORPH地面融合降水数据在黄河源区分辨率较高,精度可靠.其次集成了适用于黄河源区的大尺度、高分辨率的数字流域模型,利用融合降水数据,完成了黄河源区汛期径流的模拟.将2008~2012年汛期划分为率定年和验证年,径流模拟结果显示,率定和验证期逐日径流过程的Nash-Sutcliffe效率系数较高,汛期径流量符合良好,证明了数字流域模型在黄河源区的适用性,有利于黄河源区水资源分布进一步的评估和管理.     

气候变化和人类活动对汀江径流变化的贡献

基于汀江流域控制站溪口站19652012年日均径流量实测数据及长汀、上杭、永定气象站逐日降水、逐日气温资料，采用年段均值比较、5a滑动、趋势线分析和累积距平等方法，对流域近50年来的径流量序列进行分析，揭示径流量变化的趋势，判别径流量变化存在的2个突变年份，划分径流量变化的3个阶段. 应用改进后累积量斜率变化率比较法（SCRCQ）定量估算了近50年来气候变化和人类活动对汀江径流量变化的贡献率. 结果表明:（1）径流量总体呈现下降上升下降的波动，判别突变年份为1972、2001年，划分径流变化3个阶段为19651972年(A阶段)、19732001年(B阶段)、20022012年（C阶段）；（2）与A阶段相比，B、C阶段气候变化对径流量变化的贡献率分别为65.1%、50.5%，而人类活动对径流量变化的贡献率为34.9%、49.5%，可见人类活动对径流量变化贡献日趋突出.     

近50年黄河流域降水变化的时空特征

基于827个降水监测站1951--1998年的逐月监测数据,利用GIS空间分析功能,计算分析黄河流域降水量近50年的时空变化.先重点研究1951--1998年期间典型降水等值线200、400和800 mm的空间移动情况,研究表明:黄河流域黄土高原一带干旱化趋势十分明显,典型降水等值线南移.然后对1951-1979和1980-1998年前后2个时段黄河流域年、汛期和非汛期降水量空间变化分别进行分析,发现黄河流域降水减少幅度最大的区域在黄土高原大部和黄河下游,但是在黄河源头、伊洛河流域、汾河源头及其下游等则呈增加趋势,而且汛期降水量与非汛期降水量的变化趋势在空间上并不完全一致.     

黄土丘陵沟壑区降雨产流产沙特性及治理模式

根据径流实验站的实测资料分析了黄土丘陵沟壑区典型沟道小流域的降雨径流特性 :该地区均为短历时的超渗产流 ,次产流降雨历时小于 70 m in,相应的径流量小于5 0 m m。根据极限含沙量的概念 ,在小流域内减少汛期径流就能有效地控制水土流失。通过坡改梯和淤地坝等水土保持措施 ,可以有效地拦蓄汛期径流 ,从而显著减少黄河中游多沙粗沙区进入黄河干流的泥沙 ,减缓来沙量大于水流挟沙力的矛盾 ,使危害黄河的灾害泥沙保留在坡面上和小沟道内而成为资源泥沙     

气候变化和人类活动对黄河上游径流影响的时空差异

在运用灵活样本熵测度黄河上游干支流12个水文站1960-2015年径流复杂性的基础上,量化多时间尺度下气候变化和人类活动对径流影响的贡献率,结果显示,近60 a来,黄河上游径流总体呈下降趋势,仅在部分时段和站点呈上升趋势.年径流量一致在1980年代中期到90年代初、2010年前后发生突变. 1986年后,气候变化和人类活动对黄河上游径流的影响时空差异显著,汛期、丰水期、春夏秋季径流在所有站点均以气候变化影响为主.年、非汛期、枯水期在干流贵德站至兰州站、支流湟水民和站以人类活动影响为主.复杂性测度适用于检测径流序列宏观突变和微观变化,据此量化气候变化和人类活动对径流影响的贡献率具有很好的可靠性,但各影响因子的贡献率和机制需深入分析.     

气候变化和人类活动对汀江径流量变化的贡献

基于汀江流域控制站(溪口站)1965—2012年日均径流量实测数据及长汀、上杭、永定气象站逐日降水量、逐日气温资料,采用年段均值比较、5a滑动、趋势线分析和累积距平等方法,分析流域近50年来的径流量序列,揭示径流量变化的趋势,判别径流量变化的突变年份,划分径流量变化的阶段.并应用改进后的累积量斜率变化率比较法定量估算了近50年来气候变化和人类活动对汀江径流量变化的贡献率.结果表明:(1)径流量总体呈现下降—上升—下降的波动,判别突变年份为1972、2001年,划分径流变化阶段为1965—1972年(A阶段)、1973—2001年(B阶段)、2002—2012年(C阶段);(2)与A阶段相比,B、C阶段气候变化对径流量变化的贡献率分别为65.1%、50.5%,而人类活动对径流量变化的贡献率为34.9%、49.5%,可见人类活动对径流量变化贡献日趋突出.     

基于小波方法的黄河源头径流量的周期变化规律

利用小波变换、小波系数方差等方法分析了黄河沿水文站1955-1999年径流量周期性,同时利用显著周期振幅的不稳定性,通过计算径流量与气象要素小波系数的相关系数,判定了径流量的趋势性及显著周期性的气象成因,确定了3次断流的根本原因.计算结果表明源区径流量存在一个振动幅度最显著的强趋势项和3～4年、7～8年两个显著周期.强趋势项决定了源区径流量的总体变化规律.20世纪50年代以来,强趋势项呈现低值-高值-低值的变化特征,决定了径流量枯-丰-枯的总体变化规律,也是90年代以来源区径流量持续减少的根本原因.同时预测1999年以后的一段时间内源区仍为枯水期,2020年将进入丰水期.源区历史上3次断流的根本原因是径流量的强趋势项与两个显著周期的共同作用的结果.计算结果还表明径流量的强趋势项为气温的强趋势项所致,即气温的变化趋势决定了径流量的总体变化规律.而径流量的3～4年和7～8年周期为降水的同周期所致.     

近50年来黄河人海水沙通量变化的多尺度分析

基于利津站近50年来的水沙通量资料,利用功率谱、交叉谱和小波分析对黄河入海水沙通量的多尺度变化特征进行了研究．谱分析结果显示,黄河入海水沙通量呈现明显的年际和年代际变化特征,径流量和输沙量在2．11,2．53,4．75和12．67a的时间尺度上具有显著的相关关系,年代际变化尺度上输沙量滞后于径流量1．76a左右,通过小波分析发现：20世纪70年代之前黄河入海水沙通量强度大且年际与年代际变化特征明显,而其后各种时间尺度的变化呈减弱趋势；水沙通量多尺度振荡的直接原因是黄河上中游流域降水量的周期性变化,而根本原因是西太平洋副热带高压的年际(准两年)和年代际振荡,且流域降水量多尺度振荡的递减特征导致了黄河入海水沙通量多尺度变化幅度的减弱趋势,黄河入海泥沙通量多尺度变化的强弱与三角洲淤进速率的快慢基本吻合。     

楚雄市气候变化及对水资源的影响

利用楚雄市1961～2010年50 a的气候和水资源等资料,分析了楚雄市近半个世纪以来气候的变化及其对径流、水资源变化的影响.分析结果表明:50 a来楚雄市各季和年平均气温均呈上升趋势,年平均气温以0.33℃/10 a速率上升,冬季平均气温增暖速率最为显著;近50 a来楚雄市年降水量有增多的趋势,以21.26mm/10 a的速度在递增.春季和夏季降水量增加较多;而冬季和秋季平均降水量则呈缓慢增多的趋势.水资源总量、地表水径流量、地下水呈减少趋势.     

岸门口河康县水文站水文特征及变化趋势分析

利用岸门口河流域内康县水文站31年收集的降雨、径流、泥沙等水文特征值,分析得出岸门口河流域降水量、径流量和及含沙量变化特点和变化趋势。发现降水量和径流量变化趋势相对一致,都呈现出先减小后增大的趋势,近年来呈现增大趋势,分析了趋势变化的原因,提出应在未来几年汛期加强防汛工作。泥沙含量总体保持较低水平,但近几年中的个别年份有突然增大的现象,分析了造成这种现象的原因及应该采取的有效措施。     

黄河上游流域径流变化特征与归因分析研究

基于黄河上游头道拐水文站1982-2015年的月尺度径流量数据，采用累积距平值方法识别径流突变年份，继而分析研究区生态水文气象要素的年内变化规律，然后采用多元线性回归方法，评估了气候变化和人类活动对黄河上游植被变化的贡献率.最后，运用Budyko假设方法计算了人类活动引起的植被变化和气候因子(包括降水、蒸发和气候变化引起的植被变化)对黄河上游径流变化的贡献率.结果表明：(1)头道拐水文站的年径流量存在着明显减小的趋势，并且年内分配更加均匀；(2)归一化植被指数、年平均降雨量和年平均参考蒸散发量均呈现逐渐增长的趋势；(3)人为因素在黄河上游植被覆盖率增长方面发挥了主要作用，贡献率为75.02%;(4)气候因子(包括降水、蒸发和气候变化引起的植被变化)和人类活动引起的植被变化对头道拐水文站径流变化的贡献率分别为36.81%和63.19%.     

黄河兰州站不同时段年径流变化特征

经对黄河兰州站1952-2005年径流变化过程分析,得出自1985年以后出现径流持续减少的现象,选择1952-1885年和1986-2005年两个时段的年径流量进行比较,兰州站前后时段年均径流量减少了73.32×10^8m^3。通过对河段干、支流水量变化、水库调蓄变化等综合分析认为,造成兰州站年径流持续减少的原因主要是气温升高、降水量减少以及流域生态环境与下垫面条件发生变化使流域产汇流关系发生了显著改变所致。     

神府东胜煤田开发对河流泥沙的影响研究

通过对乌兰木伦河王道恒塔水文站采矿前后河道汛期径流量、输沙量、含沙量及泥沙颗粒粒径等资料的分析发现，与采矿前相比，采矿后同雨量下河道汛期径流量有所增加，但汛期输沙量、汛期径流和输沙量的关系、汛期含沙量以及泥沙颗粒大小等都没有变化。采矿对河流泥沙的增加主要表现在汛期日洪量大于０．１×１０８ｍ３的大洪水中。１９８８和１９８９年两次大洪水的日均含沙量较采矿前同级流量洪水的日均含沙量增加了８８．７％。