流域面积和降水量对中小流域水文效果影响分析

以澳大利亚53个流域为例,通过统计分析的方法,对比不同流域面积、不同降水量等级流域的水文模拟精度,探讨了流域面积和多年平均降水量对HIMS模型和SIMHYD模型水文模拟效果的影响.研究结果表明:1)当流域面积在400～600 km2之间且多年平均降水量在800～1 200 mm之间时,HIMS模型和SIMHYD模型模拟效果最好.2)当流域面积大于600 km2时,流域空间异质性增加;当流域面积小于400 km2时,降雨-径流非线性特征突出;HIMS 模型和SIMHYD模型模拟精度降低.3)当流域多年平均降水量大于1 200 mm时,超渗产流机制不完全适用;当流域多年平均降水量小于800 mm时,流域局部产汇流现象普遍、降雨-径流非线性特征突出;HIMS模型和SIMHYD模型模拟精度降低.     

汾河流域植被NDVI的时空变化特征及其对气候因子 的响应

了解流域植被的时空变化,对气候变化背景下的流域生态恢复具有重要意义。利用趋 势分析、空间自相关分析以及相关性分析方法,对 2001—2019 年汾河流域归一化植被指数 （NDVI）、气温、降水量的时空格局和变化趋势以及植被NDVI对气温和降水量的响应进行了分析。 结果表明：（1）2001—2019年汾河流域植被NDVI表现为盆地地区低、流域东西两侧山地地区高的 特征,增长幅度表现为夏季>春季>秋季>冬季;（2）汾河流域植被NDVI高-高聚集型和低-低聚集型 的区域面积分别占汾河流域总面积的36.13%和21.87%,低-高聚集型与高-低聚集型在全年与各 季节分布均较少;（3）汾河流域2001—2019年升温幅度为0.038 ℃/a,4个季节的升温幅度大小次序 为春季>夏季>秋季>冬季;降水量呈增加趋势（3.084 mm/a）,4个季节的降水量增加幅度大小次序为 夏季>春季>冬季>秋季;（4）汾河流域植被NDVI对气温与降水量的响应较弱,仅春季与夏季的年际 降水量变化对植被NDVI存在显著影响。研究结果可为汾河流域植被动态变化管理及生态环境恢 复提供理论依据。     

汾河中段降水出现新特征

利用汾河流域中段年月平均降水量资料,分析了四季的降水特征、年际变化和变化趋势。     

乌裕尔河流域水文气象要素变化特征分析

以乌裕尔河流域作为研究区,选取流域内4个气象站1958—2011年的气温数据和1985—2006年12个水文站的降水量、蒸发量和径流量数据,运用M-K突变检验、多元线性回归和相关性分析方法研究各水文气象要素之间的相互影响关系.结果表明,近50多年乌裕尔河流域气温上升趋势明显,年际变化率为0.4℃·(10a)~(-1).1985—2006年,降水量呈显著减小的趋势,年内分配极不均匀,夏季降水充沛,冬季干旱.多年平均蒸发量为963.3mm,21年蒸发量未发生突变,各个季节也均未发生突变.径流量年内分布极不均匀,汛期径流量占全年径流量60%以上;多年径流量呈波动性变化,整体径流量呈下降趋势.由此推断,在全球变暖的背景下,随着全球气温升高,乌裕尔河流域降水量和径流量将减小,蒸发量将增大.     

昭余古湖水量平衡与水环境驱动分析

水量平衡的方法是定量研究古湖泊存亡的有效途径.采用1919-1970年汾河流域近50年器测的水文、气象数据,作为替代资料,应用水量平衡的方法,从湖面降水量、入湖径流量和湖面蒸发量等方面,对不同历史时段,太原盆地昭余古湖的水量平衡进行了估算,并对其驱动因子进行了分析.研究表明,在不考虑湖泊出湖水量的情况下,研究时段昭余古湖水量都处于盈余的状态,所以能够维持存在;如果不考虑入湖径流量,只有先秦时期,水量处于盈余的状态,其余时段均处于亏欠的状态.因此入湖径流量是昭余古湖存亡的决定性因素,它的消亡与汾河改道有直接的关联.     

汾河流域生态环境需水与水资源安全问题研究

根据所估算的汾河流域生态环境需水量提出了该河上、中、下游地表水的合理开发利用率,即对径流量的利用应限制在多年平均径流量的18%4、4%和34%以内.针对长期过度开发引起的水资源安全问题,探讨解决汾河流域生态环境需水问题,维护流域水资源安全的方案和设想.     

近60年多伦县气候特征变化分析

以内蒙古多伦县为研究区,运用1961-2015年气温、降水量和蒸发量气象数据,采用算数平均、滑动平均和小波分析等数理统计方法分析了多伦县的气候变化特征.研究结果表明:1961-2015年多伦县平均气温呈逐年上升的趋势,不同季节的平均气温也都处于上升的状态;降水量的变化呈波动中小幅下降的趋势;20世纪60、70年代降水量没有较大差别,80年代开始下降,夏季降水量最多,冬季降水量最少;蒸发量变化在近60a一直处于减少的趋势,从2001年开始明显少于以前,春季和夏季的蒸发量较多,冬季的蒸发量最少.从周期性规律来看,多伦县平均气温主要受5~10a、20~30a尺度波动影响,降水量主要受5~10a、10~15a、15~20a和25~30a尺度波动影响,蒸发量主要受2~3a尺度波动影响.     

利用全局与局部相关函数分析流域降水空间变异性

为合理诊断流域降水的空间变异性,阐明了6种常见的全局和局部空间相关指标的联系与区别,并用空间相关函数进行统一表述,然后提出了同时从全局和局部2个方面对连续性与间断性并存的降水空间变异性进行综合分析的方法。采用全局半方差函数和局部Moran指数,对2003～2009年赣江流域降水空间变异规律进行了实例研究。结果表明:全局半方差函数便于描述流域降水的整体相关结构,而局部Moran指数可揭示降水的局部聚集形态和地带性规律,并能够诊断其中的奇异点。赣江流域年、月、日降水量在整体上呈显著的时变空间正相关性;在局部表现出较强的聚集性,并具有非平稳性和奇异性。同时,还初步指出了赣江流域降水空间变异性分析对于解释降水空间插值结果的作用。     

羊卓雍措流域在1971年-2009年期间的气候变化特征分析

文章采用气候倾向率方法,对羊卓雍措流域附近的浪卡子气象站1971年-2009年期间采集的气象资料进行分析。结果表明,羊卓雍措流域气温升高,降水量不显著增加,蒸发量有减少的趋势;从季节变化来看各季气温都有增加的趋势;从上世纪80年代开始,降水量除在冬季减少外,其余季节都在增加;而流域蒸发量在冬季呈增加趋势,其余季节都在减少。     

利用水文法分析汾河水库上游的减沙效益

以汾河水库上游的降雨、径流、输沙和水库泥沙淤积量等资料为基础,用水文法分析计算了汾河水库上游水土保持措施中的减沙效益,并对减沙效益进行了合理修正.研究表明,治理期间(1998-2004年)流域平均降水量比基准期(1958-1972年)减少4.9%,水库来水量减少38.5%,水库年平均减沙量为1005×104t.其中由于水土保持治理,年平均减沙775×104t,减沙率50.6%.     

长江上游时空相关气候要素的区域趋势诊断

构建融合时空相关性的区域Spearman秩次相关检验方法,诊断长江上游CRU数据集中年降水量、年平均气温和年潜在蒸散发量在各子流域的区域变化趋势。结果表明:各气候要素均表现出明显的正向空间(互)相关性,气温和蒸散发还呈现出正向高阶时间(自)相关性,2种因素都会导致区域趋势显著性被高估。若忽略该影响,则判断上游各子流域均发生了显著气候变化。新方法有效削减了时空相关性的影响,发现近百年来上游气候变化趋势尚不显著,降水仅在金沙江区显著增加,在川江流域略有减少,气温和蒸散发在1960年以后才显著上升。研究结果表明考虑时空相关性对减少趋势误判起着重要作用。     

基于BEPS-Terrainlab v2.0模型鄂西犟河流域1999年—2016年蒸散发模拟分析

蒸散发在水循环中占据着重要地位,采用模型模拟法研究小流域尺度的蒸散发具有高时间、空间分辨率的优势.该文选取湖北省十堰市犟河流域为研究区,基于BEPS-Terrainlab v2.0模型,利用Landsat5-8遥感影像和气象资料等数据,以日为时间步长模拟了研究区内1999年—2016年的蒸散发.模拟结果与MODIS蒸散发产品MOD16A2进行对比,二者年内变化相关系数R2＝0.92,MODIS数据时空分辨率均低于模拟数据,但也在一定程度上验证了模拟的可靠性.模拟结果显示：时间变化上,流域内蒸散发在年内呈单峰状分布(春季156.9 mm、夏季302.5 mm、秋季133.5 mm、冬季18.5 mm);年际上呈现波动变化,有一定周期性,总体有上升趋势.空间分布上,流域内蒸散发分布植被区高于非植被区,不同植被类型蒸散发不同(阔叶>混交>针叶>农田),不同高程蒸散发也不同(500～700 m区间内最大).经过相关性分析,气温、太阳辐射对蒸散发年内变化影响较大,通过了0.01的显著性检验;叶面积指数、降水对年际变化影响较大,通过了0.05的显著性检验.     

垃圾填埋场ET封顶系统水分平衡数值分析

针对垃圾填埋场压实黏土最终封顶易受气候影响而开裂(干裂缝或冻融裂缝),其工程特性显著降低的缺陷,介绍了新型ET(蒸发传输)封顶系统的工作机理.在同时考虑降水和蒸发补给的作用下,建立了水汽在ET封顶系统迁移的一维数学模型.以大连市1976年的降水和蒸发补给气候条件为边界条件,模拟了ET封顶系统中的水汽在1a内变化规律.从分析模拟结果得出,距地面越近含水率受降水、蒸发补给气候条件的影响越显著,且随着深度的增加出现明显的峰值滞后现象.阻隔土壤层中的水分未达到饱和状态,说明总厚为150cm的ET封顶系统完全可以抵御大连市近48a以来最大强降水的冲击.对降水强度、降水持续时间以及阻隔层的厚度等参数进行了分析.数值分析与试验数据对比结果表明,计算值和试验数据基本吻合,验证了模型的可靠性.研究工作为建造垃圾填埋场ET封顶系统提供了理论依据.     

基于时空融合技术的高精度遥感蒸散计算

在利用遥感数据进行蒸散计算时,常因云雨污染和单一传感器限制,导致影像数据缺失严重,特别是在一些景观破碎化程度高的地区,较难获取高时空分辨率的蒸散序列。以黄河三角洲为研究区,基于增强型时空自适应融合模型构建高时空分辨率的遥感数据集,结合地表能量平衡系统模型采用先估算后融合和先融合后估算两种方式估算了区域2020年高时空分辨率的蒸散时间序列,探讨了融合算法和蒸散模型相结合的可行性和估算精度。结果表明：增强型时空自适应反射率融合模型(enhanced spatial and temporal adaptive reflectance fusion model, ESTARFM)算法性能较好,融合反射率与实际反射率的相关系数均在0.85以上;地表能量平衡系统(surface energy balance system, SEBS)模型估算的显热通量与通量站数据的均方根误差(root mean squared error, RMSE)仅为57.8 W/m²,融合模型估算的水面蒸发与蒸发皿折算数据的相关系数达到了0.93;黄河三角洲蒸散量随季节变化较大,其中夏季蒸散量约占全年...     

遥感技术和SEBAL模型在干旱区腾发量估算中的应用

陆地表面的腾发量分布具有很大的空间变异性,而传统方法只能进行点上的计算。为反映表面腾发量的空间特征,引入遥感技术和SEBAL(surface energy balance algorithm for land)模型。遥感技术能够方便、快捷地获取地面信息,而SEBAL模型则利用Landsat TM/ETM影像获取的遥感信息计算区域腾发量。该文在SEBAL模型的基础上,针对具体研究区域的客观情况进行参数改进,在ERDAS软件支持下,计算获得了研究区域地面反照率、地面温度以及各能量分量的空间分布。结果分析表明,参数改进后模型计算过程简捷,结果基本合理,具有广阔的应用前景,尤其对于缺乏观测资料的地区,更是一种行之有效的方法。     

Regional difference of aridity/ humidity conditions change over China during the last thirty years

Scientists have found that the global average surface temperature has increased by 0.6±0.2℃ since the late 19th century based on various evidence[1]. From the 1980s, temperature has experienced the most rapid warming to an extent of abrupt change statistically[2,3]. Global warming has attracted extensive attention from multiple depart-ments and has been an important issue related to global politics. Many scientific communities have made great efforts on climate change research and global env…     

基于SWIM模型模拟气候变化对青海湖布哈河流域水文过程的影响

本文基于青藏高原地区气候变化的预估结果,利用SWIM 模型模拟了该地区最具有代表性的布哈河流域在未来3个时期(2016-2035年、2046-2065年和2081-2100年)径流深、实际蒸散量和深层渗漏量的变化及其时空格局.结果表明:1)模型对布哈河流域径流的模拟结果较为理想,表明SWIM 模型在高寒地区有较强的适用性;2)随着降水的增加和气温的持续上升,流域的径流深和实际蒸散量在2100年前会持续增加,而深层渗漏量则先下降后上升;3)气候变化对流域水文过程的影响有季节差异性,其对深层渗漏量的影响集中于7、8月,而对径流深和实际蒸散量的影响主要在6-8月期间;4)流域各水文过程及其在不同时期的变化呈现一定的空间差异性.      

中国藏北高寒生态遥感植被变化及成因分析

 利用NOAA/AVHRR-NDVI遥感数据研究了近20年藏北高寒生态系统植被变化趋势,发现藏北植被覆盖呈现出东部高,西部低的态势;依次是农作区和森林区>高寒草甸>高寒草原>高寒荒漠草原。空间分布显示NDVI显著增加或减少的区域分布在地势比较低的东部和中部地区的森林区和高寒草甸区,在海拔较高的西部地区的高寒荒漠草原NDVI变化趋势处于轻微变化或无变化。分析造成植被变化的气候原因（温度、降水,风）和人为原因,认为不同区域植被动态变化的主导因素不同;藏北东部地区,植被变化受人类活动因素影响比较显著;中部地区,同期气候条件有所改善,植被覆盖呈增加趋势,年平均最低温度和降水对植被生长具有正效应,而风力和辐射减少引起该区植被蒸散下降也有利于植被生长。藏北地区西部为无人区,不受人类活动太大的影响,因而藏北西北部的植被变化可能更多的表现出藏北高原植被的自然变动。     

黄河源区蒸散量变化与生态恶化的关系

利用20世纪80年代以来黄河源区水文和气象资料,分析了该区蒸散量、日照时数、气温、空气饱和差的变化趋势,并着重研究了诸因子对蒸散量的影响.结果表明,源区蒸散量呈逐年增大趋势;而作为主要影响因子的日照时数则以3.6h/a的速度增加;气温以0.04℃/a的速度递增;空气饱和差也以0.02hPa/a的速度递增.因此,可以认为,源区日照时数、气温及饱和差的增加,加剧了草地蒸散发,生态的恶化也加大了蒸散量,蒸散量的增大和降水量的减少则直接造成了源区流量的减少和生态的恶化.     

基于CART模型陇西黄土高原潜在NDVI模拟

根据研究区30a的气象观测数据,使用栅格化技术,建成陇西黄土高原分布式气候模型(降水量、气温、蒸散发量);然后以人类活动影响较少的森林、灌木林和十草原作为该处的本底NDVI数据,使用分类与回归树模型建立潜在NDVI与栅格化的气候要素的关系,模拟了陇西黄土高原的潜在NDVI;在此基础上分析了外界压力对潜在NDVI的影响.结果表明:1)陇西黄土高原的多年平均降水量有从东南到西北的递减趋势,气温随海拔高度变化明显,多年平均生长季蒸散发量可达300 mm;2)使用CART模型模拟潜在NDVI精度较高,其总体精度达到了82.6%,可满足潜在NDVI的模拟;3)外界压力下的NDVI与潜在NDVI在空间分布上呈现很大的不一致.