怒江流域下游地区气象与水文干旱特征研究

以怒江下游勐波罗河流域为例, 利用周边气象站点年的月降水量、月气温和流域出口水文站月径流数据, 计算气象干旱指标标准化降水指数(SPI)、标准化降水蒸散指数(SPEI)和径流干旱指数(SDI), 分析该地区1966—2013年间不同参考期(12个月、6个月和3个月)的气象和水文干旱变化过程, 揭示流域水文干旱与气象干旱发生的关联。研究结果表明, 自21世纪初期以来, 流域各参考期干旱指数呈现减少趋势(干旱增加),尤其是SPEI-6M (参考期为6个月的 SPEI)和SPEI-3M (参考期为3个月的SPEI)。研究区气象与径流干旱均具有多尺度周期性特征: 在20世纪90年代中期之后, 25~30年大尺度周期的等值线中心逐渐下移, 时间尺度缩短为10~15年。进入21世纪以来, 径流干旱在25年以上的大尺度上演变为减弱的干旱期, 在10~15年中尺度上则处于由干旱向微湿润变化的过渡期。径流干旱与气象干旱关系密切, 通过气象干旱指数SPEI-6M, 可以较好地预测年径流干旱变化程度。     

干旱荒漠草原型流域水文干旱和气象干旱关系

为了合理评估干旱对荒漠草原流域的影响程度,准确判断气象干旱与水文干旱之间的传播特征,以艾不盖河流域作为典型研究区,基于1965—2021年共57年的月降水和径流资料,计算三种不同时间尺度的SPI和SRI,分析了气象干旱和水文干旱的演变过程、趋势特征及相关性。研究结果表明：应用标准化降水指数SPI和标准化径流指数SRI能够很好地反映气象干旱和水文干旱变化状况;SPI值和SRI值对降水量和径流量的敏感性随着时间尺度的增加而降低,时间尺度越大,发生高等级气象干旱事件和水文干旱事件的频数越高;发生气象干旱事件和水文干旱事件的趋势增强,且发生水文干旱的程度和可能性较气象干旱更重;时间尺度越大,水文干旱与气象干旱相关性越好,同时水文干旱要滞后于气象干旱,滞时为0—1月。研究结果为荒漠草原流域抗旱减灾提供了有效的理论支撑。     

基于标准化径流指数的水文干旱特征分析:以塔里木河为例

运用标准化径流指数(standardizedrunoffindex,SRI)和标准化降雨指数(standardizedprecipitationindex,SPI)对塔里木河源流区月径流量和月降水量进行了全面系统的分析,结合历史干旱资料和游程理论分析干旱指数适用性和干旱变化特征,结果表明:1)3个月尺度的SPI和SRI均能够较好地反映塔河流域干旱特征,阿克苏河流域和开都河流域山区气象站SPI3和SRI3的相关性高于其他域;2)和田河流域和叶尔羌河流域的干旱发生频率大于阿克苏河流域和开都河流域,但其干旱历时小于阿克苏河流域和开都河流域;3)1987年以后源流区的轻度干旱年均干旱次数少于1987年以前,主要是因为降雨、气温的增加和水利工程设施的修建.耕地面积迅速增加是1987年以后的极端干旱的干旱历时和干旱烈度大于1987年以前的主要原因.      

祁连山北部流域水文相似性与出山径流总量的估计

祁连山北部河流的出山径流对河西走廊水资源的形成具有决定性作用.过去对大型出山河流的水文观测和分析基本确定了祁连山北部的降水产流模式,但由于小型河流缺少观测,对出山径流总量的估计仍然存在很大的不确定性.本文根据疏勒河流域、黑河流域和石羊河流域山区水文观测和气象数据,采用统计模型分析了祁连山北部流域降水-径流关系的相似性.结果表明流域出山流量与汇水面积呈现非线性增加趋势,而蒸散系数随干旱指数增大按照一定的非线性趋势下降.高程效应使得流域出山流量近似取决于平均降水量的单一函数,由此估算出祁连山北部的全部出山流量可达(72.3~84.3)×10~8 m~3·a~(-1),其中石羊河流域、黑河流域的计算结果都大于前人估计值.疏勒河流域的蒸散作用偏强,径流估计值需要进行校正.流域水文相似性有利于减轻水文和气象观测不足造成的影响.     

基于GH Copula的韩江水文干旱联合概率分布研究

利用韩江流域水口站、溪口站、潮安站3个站1956-2011年的月径流数据,计算6个月尺度的径流干旱指数SDI作为水文干旱分析指标,并根据游程理论提取干旱历时和干旱程度2个变量的要素值,采用两变量联合概率分布方法对韩江流域的干旱特征进行分析。通过比较各分布的拟合指标优选P-III分布为干旱历时边缘分布,Weilbull分布作为干旱程度边缘分布。由GH Copula函数构造联合分布推求干旱历时和干旱程度的联合重现期和同现重现期的设计值。考虑干旱历时和干旱程度的不同组合,可以求得各干旱历时或干旱程度下的条件概率。计算结果表明,梅江流域遭遇干旱的风险较汀江以及韩江流域下游更大。     

珠江流域1981—2020年水文干旱时空特征分析

基于VIC模型和汇流模型生成的1981—2020年5 km×5 km网格模拟流量数据,构建了长历时、网格化的标准化径流干旱指数(SRDI),对珠江流域水文干旱时空演变特征进行了评估。结果表明：基于模拟流量构建的网格化SRDI能够较好地模拟珠江流域干旱时空演变过程;珠江流域水文干旱的时间演变特征明显,干旱集中发生在夏季,秋季可能发生大范围的水文干旱,季节尺度上一年四季均有可能发生极端干旱;珠江流域水文干旱在空间格局上呈现为自东向西由干旱高频区向干旱长历时、高烈度区过渡分布。     

线性矩法在长江中下游区域水文频率计算中的应用

对长江中下游地区宜昌、沙市、螺山、汉口及大通5个水文站的年最大洪量序列，采用美国学者Hosking等于1997年提出的以线性矩（L-moment）为基础的区域水文频率分析方法进行频率计算，结果表明：由此5个站点组成的区域可认为是水文频率计算的一致区，可采用指标洪水法对各站进行频率计算；区域统一的分布线型选择的结果是Wakeby分布，而传统的极值分布、GLO、GPA、对数正态分布、P－Ⅲ分布等均不合适。     

洮河-碌曲水文站水文特性分析

在统计了大量实测资料的基础上,介绍了碌曲水文站的自然地理概况,以及从降雨、蒸发、径流和泥沙等方面论述了该站的水文特性,分析并阐述了各水文要素在年际和年内的变化规律。碌曲水文站最大年降水量、蒸发量、流量和泥沙含量分别为:776.1mm、1302.8mm和239m3/s;最小年降水量、蒸发量和流量分别为436mm、1040.5mm和6.6m3/s;径流的年内变差系数Cv值为0.33～1.28,输沙率的年内变差系数Cv=1.03。     

基于RVA的水库工程对河流水文条件的影响评价

应用变化范围法(RVA)评估水库运行对河流水文条件的影响.通过对水库出库站水文序列进行水文改变指标(IHA)评价,量化河流流量受影响的程度,进而分析水库建坝前后河流水文条件的改变情况,说明水库运行对下游河道的水文影响.以龙羊峡水库为例进行计算,结果表明,龙羊峡水库调节后,其出库站-贵德站的水文年极值出现时间变化不大,而对月流量、年极值、频率、延时和变化率指标产生了显著影响,改变了黄河干流贵德站原来的水文条件,加剧了黄河下游河道的生态危机.     

新疆开垦河流域水文特性分析

开垦河流域是天山北麓东坡诸小河区中的最大河流,特殊的地形构造使开垦河流域成为天山北坡的一个高降水量地带。采用开垦河水文站46年水文资料,利用水文统计从气候、径流、洪水、泥沙、水质等方面分析了流域水文特性的变化,为合理开发提供依据。     

基于分布式水文模型DHSVM的平通河流域水文模拟

中小河流域水文预报时,由于流域水文资料缺乏,洪水发生时间短,传统的水文模型难以取得良好的效果.基于平通河流域研究了分布式水文模型DHSVM的建立过程、建模方式以及模型的结构和参数,探讨了分布式水文土壤植被模型在平通河流域的适用性.并结合平通河水文资料进行了数值模拟研究.结果表明,采用DHSVM模型能够较好的反映流域日径流水文过程,模拟的相对误差均在10%以下,模型在平通河流域具有一定的适用性;从模型的结构角度对结果产生的误差进行了探讨.     

基于PP-RVA法的水电站下游河流水文情势评价

基于对5类33个水文变异指标与生态系统之间的响应关系分析,针对目前常用的变化范围法(RVA法)存在容易忽略低度、中度改变指标,且难以区分各项指标相对重要程度的不足,提出基于投影寻踪聚类模型的改进RVA法(PP-RVA法),对河流水文情势的整体变异度进行评价。以湖南省的刘家坪水电站为例,依据其厂房下游河道的实测径流资料,计算得到建库前后其水文情势的整体变异度为83. 21%,属于高度改变,同时可知5月平均流量、高流量数、最小7 d流量对水文情势改变的影响最大。评价结果更加贴合河道整体信息和指标变异度的分布特征,符合客观实际,表明刘家坪电站当前的运行方式对下游河道的生态系统影响较大,迫切需要开展生态调度实践,实现区域经济和生态环境保护的协调发展。     

气候变化影响下的流域水循环：回顾与展望?

随着全球气候变化的影响日益加剧,气候变化对流域水循环影响的研究成为普遍关注的焦点.数理统计和水文模拟两大手段的运用贯穿于过去30余年的研究当中,本文就其中所涉及的水文气象要素趋势分析、大气环流模式(GCMs)评估、降尺度技术及其选择、水文模型及其选择、不确定性分析5大内容的研究成果进行回顾与展望,以拉萨河流域为例综合运用前述技术分析区域气候变化特征及其对流域径流的影响.结果表明,在未来经济社会发展与气候变化情景下,流域径流时空分布不均匀性更加显著,具体表现为集中性增强,这给区域防洪抗旱与水资源配置等都带来了巨大挑战.通过系统阐述如何开展气候变化对流域水循环的影响研究及所包含的关键问题,可为后续相关研究和区域水资源管理提供科学依据与决策支撑.     

供水系统水文干旱预测模型的研究

通过水文干旱识别和枯水期流量预估，建立了供水系统水文干旱的预测模型。它可以给出确定的干旱历时及干旱程序，为关键供水期内水资源的规划和管理提供重要依据。     

华北地区夏季水量丰、枯年大气水分收支对比分析

利用NCEP／NCAR的40年再分析资料,初步对比分析了华北地区夏季水量丰、枯年大气水分循环的差异,结果发现,干旱年自然表经蒸发过程进入大气的水分少于湿润年;华北全区平均夏季垣年略有水汽亏损,湿润年略有盈余;干旱年对流层呼层由西南气流带来的水汽明显少于湿润年,由东边界和北边界流出的水汽也明显不和于湿润年;干旱年对流层各层大气湿度都小于湿润年;水量丰、枯年对流层各层水汽均以辐合为主,但干旱年福合量小于湿润年。     

流域水文模型的参数全局敏感性分析

基于LSPC构建内蒙大佘太流域水文模拟模型, 利用Morris和Sobol两种全局敏感性分析方法, 识别水文敏感参数及敏感下垫面类型, 评估不同敏感性分析方法和模型输出度量方法对敏感性分析结果的影响。主要结论如下: 1) 模型对日、月两尺度的径流模拟效果好, 模拟值与观测值的决定系数R²>0.6, 纳什系数NSE>0.5, 说明LSPC模型适用于对内陆干旱半干旱地区的流域水文模拟; 2) 两种敏感性分析方法对参数敏感指数排序和敏感参数识别均有影响, 而MAE和MSE两种度量方法的影响主要体现在敏感参数识别方面; 3) 敏感水文参数为下层土壤含水量(LZSN)和地下水蒸发系数(AGWETP), 敏感下垫面类型为草地、耕地、林地和水域, 与大佘太流域的降水和土地利用类型有关。     

乌鲁木齐河流域水文特性分析

本文根据乌鲁木齐河流域内主要控制站的多年水文资料,从气温、降水、径流、洪水等方面对流域的水文特性进行了分析,并于2009年11月对乌鲁木齐河上游进行野外水样采集,对上游水质进行实验研究.结果表明,乌鲁木齐河上游水体矿化度不高,含盐量均为≤500mg/L,总硬度为145～175mg/L,PH值在7.0～8.2之间,电导率为250～350uS/cm,高锰酸盐指数含量较低,六价铬未检出.按地表水环境质量标准,（GB3838-2002）上游的水质良好,属Ⅱ类水域.