洮儿河流域径流事件对降水的响应研究

以洮儿河流域为研究对象,选取洮南水文站1960—2016年日径流数据,采用改进退水系数后的Chapman-Maxwell法对流域日径流进行基流分割,并在分离径流事件的基础上,探究径流事件对降水的响应规律．结果表明:洮儿河流域降水、径流与基流均呈现下降趋势,且径流、基流与降水均检测到减小突变;基流维持径流过程的连续性,基于日径流序列,共分离出72次径流事件,均由多次降水导致,降水总量显著影响最大径流、最大基流;受土壤含水量和流域储水量等因素影响,径流对降水的响应具有明显的阈值特征．因此,在气候变化、人为干扰等不确定因素影响下,深入理解水文过程动态变化与生态性能指标之间的内在联系,有助于河流生态的保护和恢复．本文研究结果可加深不同流域产流机制和径流对降水响应的理解,为维持河道生态系统健康提供一定理论依据和实践参照．      

平滑最小值法与数字滤波法在流域径流分割中的应用比较

将平滑最小值法和2种数字滤波法应用于三峡水库的日入库流量的基流分割,比较了3种方法的基流分割效果.结果表明,数字滤波法优于平滑最小值法,所得的地下径流更平滑,更符合流量过程线退水段的物理规律;拥有2个参数的数字滤波器对总径流序列的高频信号的平滑作用要优于拥有1个参数的数字滤波器,所获得的地下径流序列更为稳定,变化性小,更适用于三峡大坝坝址以上的大流域的基流分割.     

不同基流分割方法在秦淮河流域的应用

基流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,因此选择合适的基流分离方法对研究流域内地下水变化特征有着重要的意义.本文基于秦淮河流域武定门闸实测逐日流量数据,选用数字滤波法、基流指数法(BFI)和HYSEP法3类6种基流分割法对流量的基流部分进行了分离.结果表明:6种方法均可以实现对基流的自动分割,方法较为简便,可以克服人工法的主观性,但是得到的基流过程线却有一定差异.HYSEP法中固定步长法和滑动步长法分割出的基流过程基本没有反映出汛期径流随地下水流动过程消退的现象,与径流曲线的变化情况对应较差;BFI法虽能够实现对地下径流的自动分割,但是不能很好地反映真实的产汇流规律;而数字滤波法和局部最小值法得到的基流过程线更为平滑,更加符合水文气象学中降雨-径流在流域汇流时的阻尼和迟滞效应.总之,从极值比、变幅和基流过程变化而言,数字滤波法标准差较小,分割结果较为稳定,且其基流分割过程线更加合理,是6种方法中较为可靠的分割方法,更适用于秦淮河流域的基流分割.运用数字滤波法对秦淮河流域近十年基流进行分析,结果表明,流域的年基流指数均大于0.35且呈现增长趋势.     

淮河上中游年径流变化特性分析

基于淮河干流上游、中游4个水文站1951-2010年径流资料,采用累积距平、mann-kendall非参数检验法对淮河径流年际变化的趋势性及突变型进行研究;采用小波分析法对淮河径流变化特征进行研究,讨论淮河流域不同时间尺度下的丰、枯交替变化周期规律.研究结果表明:淮河流域径流量年纪丰枯变化剧烈,年径流序列在1956年均出现突变,1956-1961年、1975-1979年、1991-1995年处于下降趋势,2001-2008年处于上升趋势;在第1主周期27年尺度上,年径流量共经历了3个丰、枯水期变换,平均变换周期为17年左右.     

黄河中游龙潼区间水沙变化特征及其对降水和人类活动的响应

为实现黄河中游水土保持效益评价和生态环境政策调整，以1957～2019年龙潼区间降水、径流、输沙和遥感数据为基础，运用累积距平法和双累积曲线等方法，分析了降水和植被指数变化与水沙之间的关系.结果表明：龙潼区间降水量随时间变化呈不明显减小趋势，而径流量和输沙量随时间变化却呈显著减小趋势.径流在1985年发生了由丰到枯的突变，输沙在1985年和2002年发生了由丰到枯的突变.归一化植被指数(NDVI)呈现恢复态势，年均NDVI指数上升1.7%,空间上NDVI指数呈波动增加趋势，区间流域的南部地区植被覆盖度最佳.与基准期A(1957～1985年)相比，B时期(1986～2019年)降水对径流的贡献率为26.21%,而人类活动对径流的贡献率为73.79%.与基准期A(1957～1985年)相比，B时期(1986～2019年)和C时期(2003～2019年)降水对输沙的贡献分别为22.80%和11.73%,而人类活动对输沙的贡献率为分别为77.20%和88.27%.     

济南市南部山区汛期的基流量变化

根据济南市南部山区卧虎山水库的日入库流量数据和卧虎山流域的降雨资料,利用数字滤波法对南部山区汛期径流进行基流分割。研究发现:不同年份的主汛期出现时间、年内基流量的变化不同;年际基流量相差悬殊;径流与基流的相关系数R值分别为0.75、0.83和0.78,呈现中度正相关关系;降雨量大时基流指数小,反之则大,表明基流指数与降雨量存在负相关关系。     

考虑基岩裂隙作用的流域水文过程模拟

利用分布式水文-土壤-植被模型( DHSVM),根据枯期径流2段退水规律,建立基岩裂隙水运动的计算方法,实现了DHSVM的改进。根据东江星丰流域地形、土壤、植被及水文地质特征,采用现场观测、遥感资料分析及室内试验等手段,确定星丰流域植被、土壤、基岩裂隙特征参数。利用2003-2008年实测气象、水文资料进行参数率定和模型验证。采用扰动分析法分析改进的DHSVM参数对径流、蒸散发影响的灵敏度。结果表明：改进的DHSVM实现了裂隙含水层对径流的调节,能更好地模拟枯期基流,提高了流域水文过程的模拟精度。     

地下径流退水过程规律

地下径流退水过程是水文过程的重要组成部分.选择滦河水系2个子流域(柳河流域和瀑河流域)的几场地下径流的退水过程,通过图形分析初步确定了2个子流域地下径流的退水规律,计算了地下径流的退水常数.并通过模型模拟的方法计算了模型模拟的误差,比较了几种模型模拟结果的优劣.结果表明,柳河流域地下径流服从指数退水规律,瀑河流域地下径流服从线性水库退水规律,且不同的降雨类型对应的退水常数不同.研究流域的地下径流退水过程,可为流域洪水过程的基流分割和地下径流的汇流计算提供依据.     

黄河上游青铜峡水利枢纽对河川基流的影响

以黄河上游下河沿、青铜峡和石嘴山3个水文站1951—2000年径流量为基础背景资料,采用Lyne-Holick滤波法研究水利枢纽工程对河川基流量的影响。结果表明:(a)建坝前,3站基流量总体上相差不大,介于184~214亿m³之间;而建坝后青铜峡水文站基流量均呈明显减少的变化趋势,基流量为111~187亿m³,基流衰减量可达24%。(b)M-K非参数检验结果显示,青铜峡站基流量减少幅度最为明显,且突变点出现在1962—1964年青铜峡大坝建设时期。(c)在不同水平年条件下,建坝后,青铜峡基流指数减少幅度最大,其中丰水年中下降幅度达13%,而平水年下降幅度可达20%,表明水利工程对河川基流产生了一定的影响。     

邯郸东部典型平原区的径流退水过程模拟研究

以位于邯郸永年区的河北工程大学降雨-径流-灌排试验场为依托,进行数场人工模拟降雨试验;分别探讨了邯郸东部典型平原区河道径流、地表径流和各层壤中流出流的退水特征。对各种出流方式对比结果表明,河道径流和地表径流在降雨停止后迅速消退;且很快退水完毕。壤中流退水往往在地表径流退水的后半程开始,其退水历时最长、流量最小。影响因子分析表明,降雨强度对退水流量的影响比较明显地表现在河道径流方面,即随降雨强度的加大,河道径流的退水流量呈幂函数上升趋势;降雨量对各层壤中流总退水流量的影响显著;即随着降雨量的增大,壤中流退水流量呈幂函数增大趋势;降雨历时对各种方式的退水流量影响均不明显。雨强还影响退水流量在总径流量中的分配比例,河道径流、地表径流、壤中流1和壤中流2出流的退水流量分别占总流量的0.72%、8.6%、1.71%和0.19%,退水流量占总流量的12.31%。当雨强小于2 mm/min时,随着雨强的增大,地表径流退水流量所占比例呈直线增加趋势;但当雨强增加到2 mm/min以上之后,地表径流退水流量所占比例反而下降了;随着雨强的增加,壤中流总退水流量所占比例呈对数函数逐渐下降的趋势。计算结果表明,该区退水常数可以分河道径流、地表径流退水和壤中流退水2类,其数次降雨平均值分别为0.85和0.95。这一结果为进一步研究水文过程乃至流域尺度的退水过程提供了借鉴。     

黄垒河流域气候与土地利用变化对径流的影响

以山东胶东半岛黄垒河流域为研究区,构建了SWAT分布式水文模型,采用SUFI-2算法进行模型参数敏感性分析、率定与验证研究,对巫山水文站2011—2018年月径流量数据进行模拟,在此基础上设置3类变化情景,定量识别黄垒河流域内气候变化与土地利用变化下的水文响应情况。结果表明:1）SWAT模型在黄垒河径流模拟中具有较好的适用性,模型率定期的R2、E_NS分别为0.74和0.71,验证期R2、E_NS分别为0.69和0.72;2）综合型情景模拟分析得出,气候变化、土地利用变化及二者共同变化均引起流域内年均径流增加,分别使年均径流量增加0.14 、0.05 、0.19 m3? s?1,径流量对气候变化比土地利用变化更敏感,径流变化由气候变化主导;3）气候变化情景模拟分析得出,流域内年均径流量与降水变化成正相关,降水增加比降水减少对径流变化作用更显著,气温升高对流量变化有负效应,流量对气温升高比气温降低更敏感;4）极端土地利用情景模拟分析得出,城市扩张情景、耕地保护情景、退耕还林情景、城市绿化情景下,年均径流变化率分别为5.04%、2.71%、?8.17%、?4.23%,居民地、耕地具有增流作用,且居民地增流作用大于耕地,林地则具有较显著的减流作用. 需加强对流域内气温和降水,特别是强降雨的预测和防汛预警,并通过优化土地利用结构及空间布局减缓气候变化带来的水文负效应,实现流域水量平衡.      

龙江流域降水、径流时序特征分析

 通过对空间分布于云南沿边地带的龙江流域42a来主要气象站和代表水文站的资料收集,获得各气象站的月降水资料和戛中水文站的月实测天然径流资料.利用数学模型方法,从降水和径流年际变化、年内分配的不均匀性、集中性等方面分析了龙江流域径流的变化规律.得出以下结论:龙江流域降水、径流的年际变化趋势一致,并可能存在一个准8~11a的波动周期(其中径流周期较明显);降水的年内变化较径流变化要显著、剧烈,且降水主要集中在7月,比径流的集中期提前1个月;径流的年内分配主要受降水年内分配影响,但在冬季和春季,受季节特性所决定的流域蓄水和蒸发影响也比较明显.     

乌江水系典型小流域年径流序列变化规律及周期特征分析

小流域河川径流序列的变化规律及周期特征分析,对小流域水利工程建设、水资源开发利用等具有重要的现实意义。基于乌江吊水岩冲沟1961—2014年天然径流序列,通过基尼系数、累积距平法、Mann-Kendall法、Morlet小波分析法等方法分析研究了年径流序列的年内分配、趋势特征、突变特征及周期特征。结果表明:吊水岩冲沟年径流年内分配大部分相对合理,部分径流年内分配差距较大;吊水岩冲沟年径流量呈不显著减少变化;年径流量丰枯转变频繁,突变多发生于1992—1998年;年径流量存在明显周期特性,第一主周期为23 a,次周期为17、6 a。研究成果可为小流域水资源开发利用提供依据。     

辽河流域水资源状况分析

水资源是指陆地表面及表层短中期（一年或数年内）可由降水补给更新的淡水资源,它的丰欠与大气降水量和地表径流量有密切关系。利用1960—2000年我国辽河流域地区30个水文站的月径流资料,采用EOF分析、旋转EOF分析、MK突变检验法,重点分析了辽河流域径流量的变化规律及变化趋势。结果表明：辽河流域的径流量总体呈下降趋势,不同站点的径流量之间的变化趋势和幅度值有所差异,而且径流量也存在时间差异性。     

湘江流域近30年径流量与水位的长期变化规律研究

河川径流量和水位变化是反应气候变化和人类活动的重要表征,对其长期变化规律的研究结果可为该区域的水资源管理与洪水灾害风险研究提供重要的参考.本文选择频受洪水严重威胁的湘江流域为研究对象,利用近30年的径流量和水位观测的日资料及派生出的月、季和年资料,采用Mann-Kendall趋势检验法对湘江流域主要水文站的径流和水位进行了趋势分析和突变检验,并从气候变化和人类活动两方面分析其造成洪水危险性增大的原因.结果表明:(1)近30年来,湘江流域中下游的年径流量表现出增大趋势,而多数站点年最大径流量变化不大;(2)湘江流域径流的季节变化明显,多数站点春、冬季径流量没有明显变化趋势,但夏、秋季径流量呈显著上升趋势,这与夏季降水量的增大有关;(3)湘江流域7月和8月径流量呈增大趋势,5月份径流量呈减少趋势,7、8月径流量的突变点与夏季降水突变时间基本吻合,由降水变化导致径流增加的贡献率达57%以上;(4)湘江流域多数站点年平均水位和年最高水位均呈现显著的上升趋势.对比湘江流域年径流量,年平均水位的增长趋势更为明显,这可能是由于植被破坏,水土流失严重造成的淤积所致.     

基流分割对城市雨洪过程模拟的影响研究

准确预报洪水过程对城市防洪减灾至关重要．基流一般是指来源于地下水,河道中常年存在的基本径流,在进行城市洪水模拟时对模拟结果具有重要的影响．为提高模型模拟精度,本文构建了济南市主城区流域SWMM（storm water management model）,借助基流水平分割法处理模型率定所需流量数据,将基流分割前后流量数据应用于模型率定和验证,模拟6场不同历史暴雨洪水过程并定量评价基流分割前后的模拟效果．研究结果表明:基流量大小约占洪峰流量的10%,对洪水模拟结果影响较大;当采用原始流量数据率定模型时,未区分降水和其他径流组分来源,模拟效果一般（纳什效率系数均值为0.532）;当使用基流分割后的流量数据时,模拟精度明显提高（纳什效率系数均值为0.765）,场次暴雨模拟精度平均提高43.7%,洪峰流量相对误差降低3.59%,对峰现时间误差等洪水过程波动趋势特征影响不明显．本文拓展了基流分割在城市雨洪模拟中的应用,并为相关部门在城市暴雨洪水灾害预报预警方面提供了一定的科学依据和技术支撑．      

西辽河源头流域径流变化趋势及影响因素分析

利用1977—2008年老哈河流域与沙拉沐沦河流域水文数据,采用Mann-Kendall检验法、有序聚类分析和线性回归方法分析其降水量、径流量近32 a的年内和年际变化规律及其影响因素.结果表明:1977—2008年2个流域年降水量和径流量均呈现下降的趋势,径流量下降幅度明显高于降水量;沙拉沐沦河流域降水量下降趋势不明显,稳定的泉水补给使得径流量受降水量减少和土地利用/覆被变化影响较小;老哈河流域径流量减少幅度远远高于降水量,在雨季下游有断流现象,该流域1977—1998年降水量是径流量变化的主要影响因素,1999—2008年流域内土地利用/覆被变化和水库水坝修建、河道外取水等人类活动共同作用使得该流域径流量减少了70.3%.     

黄河天然径流量变化趋势及其影响分析

选择黄河流域8个水文站点,采用mann-kendall方法,研究其1951-1998年的变化趋势,并确定突变点及其起始位置.结果表明:这些站点存在相同的趋势.年天然径流量除了兰州、河口镇和龙门外,都有显著的下降趋势,突变点在90年代的早期或中期,但是下降的趋势点不同.研究发现,降水存在类似的趋势,是径流量减少的主要原因.同时,人类活动也是径流量减少的重要原因.发展节水灌溉和实施南水北调是缓解水资源短缺的重要途径,但水资源供需矛盾在短期内依然存在.     

黄河上游径流量对气候变化的响应和预测模型

全球气候变化下的黄河上游径流量变化及其预测是流域生态水文研究的热点之一。论文利用2008-2020年流域内48个气象站的监测数据和头道拐水文站径流数据,系统分析了黄河上游流域径流量与气候要素变化的关系,并建立径流量预测模型。结果表明,单一月份的月平均气温、月降水量和月蒸散发量多未表现出显著的年际变化趋势,但年平均气温和年降水量显著上升,而年蒸散发量也有上升趋势但统计不显著;多数单一月份的月径流量和年径流量均在年际上呈显著增加趋势。在月平均气温、月降水量、月蒸散发量均与月径流量显著相关的基础上,基于气候要素建立的黄河上游流域径流量预测模型具有良好的预测效果。