基于经验正交函数法的趵突泉泉域地下水位动态分析

采用趵突泉泉域2006～2008年28个岩溶水位长测点的监测数据,通过相关性分析、经验正交函数分析法对地下水位动态的空间变化特征进行分析。结果表明:(1)趵突泉水位与其他长测点水位呈现显著和中度相关性,趵突泉泉域含水层整体连通性较好,岩溶发育规律较为一致;(2)研究区岩溶发育程度中部弱,两侧逐渐增强,且东部区域小于西部区域;(3)受地形对地下水位动态的影响,趵突泉泉域地下水位动态具有高度的一致性。刘长山-郎茂山-万灵山一线两侧地下水位动态呈相反的变化趋势,主要是由于岩溶弱发育带的影响。     

山西夏季极端降水日数变化规律

利用1960—2017年山西省资料序列完整的站点6—8月逐日降水资料,分析山西省夏季极端降水日数变化规律。结果表明:山西省夏季极端降水阈值空间分布不均,存在自西北向东南增长的趋势。同纬度上盆地极端降水阈值整体偏低,山脉西侧迎风坡阈值快速增长,甚至会出现西侧大于东侧的情况。从气候趋势上来看,夏季极端降水日数线性趋势线较均值线呈微弱下降;6月份上升趋势明显,且通过显著性0.05的检验;7月和8月份呈下降趋势,但显著性未通过0.05检验。山西夏季极端降水日数突变,整体表现为1960—1983年上升,1983—2017年下降,突变特征不显著;6月份极突变特征明显,突变点在1979年,1980年之后呈上升趋势,2014—2017年通过0.05显著性检验。7月和8月突变特征不明显。     

辛安泉水流量衰减原因分析

辛安泉是山西省第二岩溶大泉，泉域面积为10950km^2，泉水多年平均流量为9．64m^3/s，是长治市的主要供水水源。监测资料显示，泉水流量总体上呈逐年减小的趋势。在对泉域内地质、水文地质条件及降雨量等分析基础上，建立了泉流量与降雨量间的相关关系，阐明了降雨量的变化是影响泉水流量的主要原因。     

基于模糊相似优先比法的济南四大泉群补给来源

为维持济南四大泉群持续喷涌,探明泉水的补给来源尤为重要.以补给区岩溶水与泉水水化学特征为依据,利用模糊相似优先比法确定趵突泉、黑虎泉、潭西泉、珍珠泉模糊相似优先顺序,结合泉群出露区地质、水文地质条件以及泉水水质、水温、水位、电导率数据,对四大泉群补给来源进行研究.可以得出:①泉水主要受东南、西南、正南方向岩溶水补给,且四大泉群主要受到寒武系张夏组岩溶水以及寒武系凤山组-奥陶系岩溶水混合补给;②趵突泉接受西南、正南、东南方向奥陶系岩溶水补给较多,黑虎泉接受其东部以及正南方向奥陶系岩溶水补给较多,潭西泉接受西南、正南方向寒武系岩溶水补给较多,珍珠泉主要接受东南寒武系岩溶水补给;③四大泉群泉水形成模式不同,趵突泉泉群与黑虎泉泉群主要表现为寒武系凤山组-奥陶系岩溶水通过局部侵入岩的天窗喷出排泄,其循环深度较浅,属于侵蚀成泉.五龙潭泉群和珍珠泉泉群主要表现为寒武系张夏组岩溶水通过侵入岩裂隙喷出地表,其循环深度较深,属于接触带成泉.四大泉群补给来源的研究,为泉水保护工作提供了科学依据.     

西柳沟流域基流变化特征分析

基流是枯水期河川径流的主要来源,可以反映流域地下水的变化过程,是研究流域水量平衡、地下水对气候变化与人类活动响应及预测的关键因子,对干旱内流河流域水文模拟和水资源开发利用至关重要.本文基于1981～1990年及2006～2015年西柳沟龙头拐水文站的实测径流资料,采用递归数字滤波法对西柳沟的流量过程进行了基流分割并计算其基流指数BFI值(Base-flow Index).在此基础上,分别以年、季度及月为单位,分析了基流量和BFI值的变化规律.研究表明,1981～1990年的平均基流量为7. 8mm,BFI值为0. 355. 2006～2015年平均基流量为6. 2mm,年平均BFI值为0. 517,相比1981～1990年增加了47. 2%.春、夏、秋、冬4个季节基流量整体均呈下降趋势且均通过了Mann-Kendall(M-K)突变检验,而BFI值整体呈现上升趋势,除夏季外,均超过了95%显著性水平检验,表明其上升趋势显著.除1月和6月外,其余各个月份的基流量均呈下降趋势,且除5月、8月和9月外,下降趋势明显;对BFI值而言,除12月份BFI值变化比较平缓,2月、9月和11月上升趋势不显著外,其余各个月份均呈显著的下降趋势.     

1969-2017年渭河上游气温和降水时空变化特征分析

目的 选取渭河上游22个气象站点1969-2017年的日降水量和日平均气温数据,分析渭河上游近49 a气温和降水的时空变化特征,为应对该区自然灾害制定相应的策略提供依据。方法 采用小波分析、经验正交函数分解和Mann-Kendall突变性检验等方法,分析不同时间尺度下气温和降水序列的波动变化、周期和突变点及空间变化,研究气温和降水时空变化特征。结果 1)1969-2017年渭河上游地区年均降水量无明显的变化趋势;年均、春季和秋季降水量经历了由多变少的不显著突变;夏季和冬季降水量经历了由少变多的不显著突变;年均气温呈现明显上升趋势,其中夏季和秋季气温在1994年发生显著突变,春季、冬季和年均气温在1997年发生显著突变;2)1969-2017年渭河上游年均降水量和年均气温在空间尺度上整体的变化均呈现从西北到东南递增的规律。结论 渭河上游地区近49 a年均和四季降水量波动强度大,存在不显著突变,有明显的区域差异性及周期性规律;年际气温存在突变增温现象。     

秃尾河径流量对气候变化和人类活动的响应规律研究

利用1961—2013年秃尾河径流量和相关气象资料,采用线性倾向估计、Mann-Kendal、累积曲线及相关分析方法,分析秃尾河径流量对气候变化和人类活动的响应规律.研究结果表明,秃尾河径流量年内分配不均,丰水期主要在每年的3—4月份和7—8月份;1961—2013年径流量以0.524×10~8m~3/10a的趋势减少,Man-Kendall趋势检验结果表明下降趋势显著,且突变点为1979年;降雨量和潜在蒸散发量在整个时间序列均出现下降趋势,但是Man-Kendall趋势检验结果表明二者下降趋势不显著,认为秃尾河径流量减少的主要因素不是气候变化,而是人类活动导致,人类活动对径流量减少的贡献率高达为67.7%.     

变化环境背景下连州市降雨变化特征分析

研究降雨在变化环境下的变化特征,对掌握区域气候变化背景及充分利用降雨等自然资源具有重要意义。论文基于广东省连州市1966～2015年降雨序列,采用Mann-Kendall突变检验法、滑动F、滑动秩和等综合分析序列的突变年,并以突变年为分界点提取变化环境下的降雨序列,采用气候倾向率、滑动平均和Mann-Kendall等分析变化环境下的降雨序列趋势特征,最后利用Morlet小波分析方法对变化环境下降雨序列的周期特征进行分析。结果表明:年降雨量序列于1992年发生突变,年降雨日数序列则于1984发生突变;变化环境下年降雨量总体呈现上升的趋势,每10 a上升幅度为54.96 mm,且趋势显著,而年降雨日数则相对稳定;受环境变化的影响,年降雨量序列存在6 a的主周期,而年降雨日数序列主周期则比较长,第一主周期长达30 a。     

1980—2022年白龙江流域气候变化特征研究

基于1980—2022年白龙江流域的气温、降水,运用线性分析、小波分析、M-K突变检验分析,研究该流域的气候时空变化特征,研究表明：（1）1980—2022年白龙江流域的气温与降水的整体均为上升趋势,气候呈暖湿化,且上游气候呈暖湿化比中下游明显。（2）气温周期变化存在2个较为明显的峰值,分别为23 a、27 a,27 a为第一主周期;降水周期变化存在4个较为明显的峰值,分别为4 a、10 a、15 a、26 a,26 a为第一主周期。（3）1980—1996年气温变化趋势呈上升-下降-上升的波动变化趋势,1997—2022年呈显著上升趋势;1980—1993年降水变化趋势呈波动状,1994—2017年呈减少趋势。     

基于Z指数的雅鲁藏布江流域径流丰枯变化及其特征分析

雅鲁藏布江流域地处青藏高原,近年来受极端天气影响,该流域的径流演变过程以及水文循环过程各要素之间的响应关系已成为目前研究的热点问题。本文利用雅鲁藏布江流域5个水文站60a(1956—2015年)年、月流量资料,对各站流量进行趋势分析及突变检验,并对径流演变的主要驱动因子进行相关性分析;正态化处理各站实测流量计算出流量的丰枯指数Z,将丰枯指数Z划分为7个等级,并对Z指数进行突变检验。结果显示,年平均流量除奴各沙和唐加站为减少趋势,其他3站为增加趋势,且近十几年来雅江流域水枯现象有缓解或有向平水或丰水方向发展的微弱趋势;通过分析月尺度径流丰枯等级发现,多数站点冬、春季水量偏丰,且各站Z指数在7月份有增加趋势,而8月份却为减少的趋势。本文对于认识雅鲁藏布江流域气候与水文特征以及雅鲁藏布江流域防洪抗旱的预警预报具有重要的指导作用。     

半世纪来济宁市水文情势变化研究

运用Mann-Kendall、Spearman秩次相关检验法、小波分析、持续性分析及多种统计学方法对半世纪来济宁市降雨序列、年平均气温序列及泗河年径流序列的变化趋势、周期及相关性进行了分析。结果表明,济宁市在气温升高的趋势下,年降雨量没有变化趋势而泗河年实测径流量序列呈显著减小趋势;年平均气温和年降雨分别存在18年和9年左右的变化主周期;年平均气温、年平均径流序列的持续性较好而年降雨量序列的持续性较差,且济宁市的气温变化特点与华北地区的气温变化特点相同;年降雨与径流有着较好的同步性,人类的水事活动及土地利用形式的变化对径流造成影响;年降雨量受年平均气温的影响,其变化滞后于气温变化约15年左右。     

千阳县地下水的动态特征与影响因素

目的了解千阳县地下水的动态特征与影响因素。方法对千阳县1980-2010年的地下水水位动态数据作统计分析研究。结果 (1)千河南岸支流稀疏,源短流急,其地下水位动态的主导因素为降水量且存在滞后1年的显著响应,总体趋势下降。(2)千河北岸河流支流面积广阔,地下水位的补给来源包括降水量和水文补给,地下水位总体动态呈现上升趋势。(3)千阳县原区的地下水位在人为活动控制因素下出现明显的突变现象。结论不同地理条件下地下水位的主导因素的不同造成千阳县地下水动态特征存在空间差异性。     

1976—2020年弥河流域不同等级降雨时空分布特征

为了对弥河流域的降雨特征及未来演变趋势进行研究,基于流域15个气象站1976—2020年的逐日降雨数据,应用Mann-Kendall检验、反距离插值和重标极差(R/S)分析法,研究不同等级降雨量与降雨时间的时空分布特征,并探讨不同等级降雨对年降雨的影响以及流域未来降雨结构的发展趋势。结果表明：研究期内弥河流域年降雨量呈逐年增加趋势,除大雨外,其他等级降雨量呈增长态势,降雨时间总体呈减少趋势,仅中雨、暴雨时间呈增加态势;流域年降雨量从上游向下游呈递减趋势,与大雨、暴雨空间变化一致,年降雨时间与小雨时间空间分布格局一致;中雨对年降雨量的贡献率最高,为27.99%,小雨的发生率最高,为72.07%;相关性分析显示,流域年降雨量与降雨时间分别受暴雨降雨量、小雨时间的影响最大;流域暴雨降雨量、暴雨时间与年降雨量都表现出较强的持续性,未来变化趋势与过去相一致,降雨等级存在向暴雨转变的趋势。     

黄河北干流水沙时空变化特征及协调性分析

为了解黄河北干流河段径流和输沙的时空变化规律及趋势,基于2002—2021年黄河北干流水沙数据,采用Mann-Kendall检验、突变点检验、小波分析、水沙关系协调性分析等方法,对黄河北干流河段的头道拐、龙门、潼关3个水文站2002—2021年的水沙时空变化特征进行了分析。结果表明:黄河北干流河段的输沙年内不均匀程度和集中度均大于径流,并且年内特征变化更加显著;各站径流集中期主要出现在9月,而输沙集中期主要在8月和9月;流域内水沙变化的显著突变年份多发生在2005年和2017年,可能与近年大型水利工程的调控影响相关;3个水文站水沙序列主要时间尺度对应的周期分别为13、10、9 a;黄河北干流的水沙不协调性在2008年之前主要表现为水少沙多,而在2008年之后则表现为水多沙少,其中头道拐的来沙系数始终小于0.009,一直处于水多沙少的状态。总体上,研究期内黄河北干流河段径流量在不断上升,而输沙量明显减少,且随着时间的推移水多沙少的趋势愈发显著。     

贵州修文河流域径流变化特征分析

以贵州修文径流站近30年的实测月径流资料及气象同期实测数据为基础,结合M-K突变检验、小波分析法以及偏相关分析法,探究喀斯特小流域径流变化特征。研究表明:1985—2012年,修文河流域径流年际变化呈不显著的上升趋势。季节波动差异明显,夏季流量最大,秋季次之,春季再次之,冬季径流最小;月均变化趋势呈现先上升后下降变化趋势,整体趋近于n型变化。年际变化周期大致为3年、5年和10年。在全球气候变暖的背景下,降雨对径流影响最大,呈显著正相关量,与气温并不显著。     

三峡库区香溪河流域近20年气候趋势分析

根据三峡库区香溪河流域兴山气象站1990～2009年20年的气象资料,利用Mann—Kendall检验法对该地区的降水量、气温、湿度、风速、日照时数（太阳辐射）等变化进行趋势分析．结果表明：近20年,香溪河流域降雨量无显著上升趋势,增加速率约为12mm／10a,但具有明显的年际变化;春夏季降雨量呈上升趋势,秋季和冬季降雨量呈下降趋势;在全球变暖的气候背景下,香溪河流域气温逐渐升高,平均气温增加速率为0．3℃／10a,平均最低气温增加速率为0．19℃／10a,最高气温显著上升,上升速率为0．4℃／10a;风速先减小后呈上升趋势,1990～2002年风速减小,减小速率为0．1m／s／10a,自2003年以来,风速显著上升,增加速率为0．2m／s／10a;湿度呈减少趋势,月目照时数与月蒸发量呈正相关性,但总体增长趋势则表现为年日照时数增加,年蒸发量减少．     

基于Mann-Kendall的济南市气温变化趋势及突变分析

基于Mann - Kendall检验方法,通过对1951 -2007年济南市气温数据的分析,发现济南市年均气温存在十分明显的上升趋势,线性增温速率为0.24℃/10 a,其中50、80年代年均气温增温迅速,60、70年代呈相对稳定的波状起伏,1983年之后升温趋势十分显著,2000年之后升温趋稳并呈微小下降态势.研究时段内年均气温存在两次突变,分别发生在1975年和1984年.对于四季气温,春季和冬季增温趋势十分显著,两季的升温速率分别为0.31℃/10 a和0.43C/10 a;秋季气温增温显著,夏季气温随时间变化而增暖的趋势不明显,两季的升温增速分别为0.156℃/10 a和0.055 °C/10 a.四季气温随时间变化特征表现为:春季和秋季整体呈现缓慢波状上升,而夏季和冬季则起伏较大.分析表明,1969年的夏季和1986年冬季是季温发生突变的节点.     

黄河源区枯季基流的周期变化规律与成因

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年枯季3月基流量周期变化规律,同时利用显著周期振幅的不稳定性,计算同周期枯季基流与气象要素的小波系数的相关系数,分析了枯季基流变化趋势及显著周期的气象成因,解释了三次断流的原因.计算结果表明源区枯季基流量存在一个强趋势项、7—8年与3—4年两个显著周期.强趋势项决定了枯季基流量的总体变化规律;受其影响,20世纪50年代以来,源区枯季基流量呈现枯-丰-枯的变化规律.计算结果还表明枯季基流量的强趋势项为气温所致;两个显著周期为降水所致.文章根据地下水、枯季基流及气象要素间的关系,推知源区地下水位变化也存在强趋势、7—8年与3—4年周期.50年代以来,源区地下水位的经历了低-高-低的变化规律.1999年以后的一段时间内源区地下水位仍然较低.     

基于氢氧同位素的岔巴沟流域地表水-地下水转化关系研究

以黄土高原丘陵沟壑区岔巴沟流域为研究对象,通过2005年6月、8月两次对地表水、地下水采样,分析8D、818O、电导率(EC)和pH的变化,研究了岔巴沟流域的地表水一地下水转化关系.河水的氢氧同位素和EC沿河道变化大;主河道河水的δ值沿程富集,而EC在6月份时逐渐增加而8月份则先减小后增大;地下水δ值变幅较小而EC变化大.结果表明,旱季,河水接受以泉水为主要排泄形式的地下水补给,流量很小,在部分河段甚至干涸,仅在中游部分河段,由于河道两侧地下水位下降,基流或降雨径流对地下水形成一定的补给,但在其它河段没有明显的补给;雨季,降雨径流的退水过程快,洪水补给地下水的时间短且局限在河道两侧,洪峰过后,地表径流源于基岩裂隙泉以及各支沟淤地坝拦蓄的降雨径流,中游河水接受基岩裂隙泉水及各支流的补给量增加,而下游支流及泉水流量小,对地表径流量的贡献小,地表水沿程经历强烈蒸发,仅河道附近的地下水接受河水补给.淤地坝减少地下水排泄,增加地下水的转化量以及淤积层、地表径流的矿化度,但尚未明显影响地下水水质.     

酒泉市肃州区近55a的气候变化特征、突变与周期分析

利用1951-2005年酒泉市肃州区气象观测站平均气温和降水量资料,运用多年趋势线、5a滑动趋势线、Mann-Kendall突变检验、滑动t检验和小波分析等方法对肃州区气候变化的主要特征、突变特点和周期特征进行分析.结果表明:近55a来,肃州区年平均气温呈明显上升趋势,年降水量呈微弱减少趋势.年平均气温和年平均降水量均有明显的突变,前者突变年份在1992年,后者突变年份较多,以1995年最显著.Morlel小波及其功率谱分析表明,年平均气温和年平均降水量的变化周期具有多尺度、多层次和多分辨的特性结构.其中,年平均气温存在21a和7.14 a(P≤0.16)的优势周期,年降水量存在21a,10.87a,9.09a和6.41a(P≤0.1)的显著周期,且中长期优势周期一致,中短周期不同.