基于时间序列的娘子关泉降水及径流变化分析

为了研究及预测娘子关泉域降水及径流的变化趋势,采用时间序列分析方法,通过SPSS软件建立ARIMA模型对降水和径流序列进行分析,并预测后续11年的变化趋势,得出预测值的95%置信区间.结果表明,ARIMA(6,1,0)模型是年降水序列的有效拟合模型,ARIMA(10,2,0)模型是年径流序列的有效拟合模型.相比娘子关泉域的年降水序列,年径流序列的下降趋势更为显著,且从2017年开始,年径流序列预测值的95%置信区间开始包含负值,说明可能受人为因素的影响,需要引起人们的重视.     

汤河流域降水径流变化趋势分析

基于汤河1970—2014年的降水、径流量数据,利用滑动平均、相关分析、累积距平及M-K突变检验法,对近45a间的降水量、径流量的变化趋势以及两者间的关系进行了分析.结果表明:(1)在年际尺度上,1970—2014年降水与径流均呈不显著下降趋势,年降水量减少速率为11.48mm/(10a),年径流量减少速率为45.27亿m~3/(10a);降水径流突变年份均发生于1976年;在年内尺度上,流域夏季降水量占全年63.48%,年均降水不均匀系数为0.43,多年来有不显著升高趋势,年均径流不均匀系数为0.36,多年来有不显著降低趋势.(2)多年来,年降水量、年径流量显著相关;在年内,夏季降水与径流相关性最大,且径流与降水的相关存在延迟性.(3)空间上,流域多年平均降水量在春、秋和冬季由北到南减少,夏季由北到南增多.径流与降水变化紧密相连,同时人类活动对径流调控起到了一定作用.     

黑河流域中、西部水系近50年来气温 降水 径流变化特征

采用Mann-Kendall非参数检验方法统计分析黑河流域中、西部水系气温、降水及出山径流序列变化特征,并初步讨论了降水、径流发生变化的可能原因.黑河流域中、西部水系气温在20世纪60-70年代总体表现为下降趋势,80年代气温开始波动升高,气温显著升高则主要发生在2000年以来.研究区山区年降水量大于平原的,各站年降水量均呈现平、枯、丰交替的特点,总体上呈微弱增加趋势,增幅不显著.出山径流量在年代尺度上呈现缓慢下降的趋势,洪水和丰乐两条河流的年出山径流量存在突变点,位于1960前后.2000年前后,三河径流量微弱上扬后,继续开始减少趋势,讨赖河稍迟于其余2条较小的河流.     

北峪河流域径流变化及影响因素分析

研究北峪河流域径流变化以及影响因素,采用小波分析、累积距平曲线与Mann-Kendall法对降水与径流序列进行趋势分析,利用集中度和集中期表征径流深时间分配特征的参数,并借助双累积曲线法和敏感性系数法定量分析气候变化与人类活动对水文水资源的影响.结果表明, 1979-2014年北峪河流域年平均年径流深与年降水量呈下降趋势,年平均气温与年平均潜在蒸散发量呈增加趋势;研究区变化期相对于基准期平均年径流深减少了51.8 mm;定量分析得出降水对年径流深变化的贡献度较低,分别为21.1%与19.9%,因此人类活动可能是导致研究区年径流量阶段性减少的主导因素.     

应用GPS可降水量和加密自动站资料对一次高空冷涡暴雨的分析

利用河北省中南部的地基GPS可降水量、地面加密自动站和常规天气资料,对2010年8月26～27日高空冷涡强降水天气过程进行分析.结果表明:高空冷涡降水对应的GPS可降水量值一般位于40 mm以上,过程最大值与8月份月均值持平或略偏高;单站GPS可降水量呈单峰型分布,降水开始于GPS可降水量的极大值前后,即上升阶段的后期或下降初期,早于GPS可降水量极大值1～4h或偏晚1～2 h;后期GPS可降水量呈下降趋势,但仍高于40 mm,降水强度减弱.GPS可降水量的时空分布可较好地反映降水落区及演变趋势.可降水量迅速减小到40 mm以下则预示着降水的结束.另外,高能量的积累是降水发生的必要条件,冷涡降水出现在假相当位温高值之后,而且前期能量积累越多,对应的降水也越大.     

西安市近期降水与径流统计特征变化分析

根据降水对径流的影响,依据1956-2000年降水量与径流量的资料数据,对西安市近45年来降雨径流变化趋势进行了分析,分阶段探讨降水和径流的变化趋势及其原因,结果表明,人类活动在某种程度上改变了径流序列的时程变化特性,尤其是80年代后人类活动的加剧和气候的暖干化,对径流量变化的影响更大.     

枯水期西江径流及流域降水对ENSO事件的响应特征

1959年以来的枯水期,珠江口出现过11次强咸潮.流域径流量是影响咸潮的直接因素,引起径流变化的主要因素是流域降水量变化,而ENSO事件是导致流域降水异常的重要因素.根据实测资料,分析枯水期西江径流及流域降水对ENSO事件的响应特征,得出:ENSO事件前一年及当年的枯水期,ONI指数与西江径流量及中、下游降水量具有显著相关性;ONI指数为负时,西江径流及中、下游降水量出现负距平的概率,后枯水期大于前枯水期;El Nino当年1～3月和La Nina次年1～3月,西江流域表现为干旱少雨径流小的特征.此外,流域降水对ENSO事件的响应特征存在显著的时空差异性.     

石羊河上游1956-2009年出山径流量特征及其对气候变化的响应

利用石羊河上游气象站1956-2009年逐日气象资料及天祝县六条河流1956-2009年年出山径流量资料,应用FAO Penman-Monteith模型、小波变换及累积距平等方法分析石羊河上游天祝县出山径流量特征及其对气候变化的响应,结果表明:1956-2009年石羊河上游天祝县出山径流量在波动中总体呈微弱减少趋势,径流量变化倾向率为-0.288×10~8m~3/10a,其中,减少速度最快的是黄羊河,年径流量变化倾向率为-0.069×10~8m~3/10a.1950s,1960s及1980s为丰水期,1970s,1990s为枯水期,进入21世纪,尤其是2002-2009年径流量有所增加;降水量波动呈微弱增加趋势,降水量变化倾向率为1.165mm/10a,径流量与降水量存在显著正相关震荡,两者变化过程具有极吻合的同步性;气温整体呈明显上升趋势,气温变化倾向率为0.298℃/10a,尤其是20世纪80年代中后期以来,增温趋势更加明显;潜在蒸发量在波动中呈增加趋势,其变化倾向率为2.206mm/10a,径流量与气温、蒸发量呈显著负相关震荡;通过小波方差检验,径流量与降水量、气温及潜在蒸发量等各气候要素均分别存在22年左右、7-8年和3年左右的的显著变化周期,而且第一主周期均为准22年,径流量对气候变化响应明显.     

基于GAMLSS模型的小理河流域年径流研究

受气候变化和人类活动影响,小理河径流序列一致性遭到破坏,传统水文频率分析计算方法的应用受限,未来水情分析研究尤显重要.本文根据李家河站1959～2010年的水文气象资料,利用GAMLSS模型建立以时间、年降水量、年平均气温和ATD指数为协变量的不同分布模型,分析比较各分布模型的拟合效果,选择最优分布与传统的P-Ⅲ分布进行对比分析,并进行年径流量设计值计算.结果表明,在GAMLSS框架下,以年降水量和年平均气温为协变量的LOGNO分布模型拟合最优,可从物理机制阐释小理河年径流的变化,且能获得其不同设计保证率下设计年径流量区间值,为流域水资源的开发利用和规划管理提供更为科学的决策依据.     

重庆地区日降水气候分析

利用重庆地区4个气象台站（沙坪坝、开县、万州、酉阳）1961～2000年的40a．观测资料,通过计算、拟合日降水的数学期望、变差系数及分布函数,对重庆地区日降水变化趋势及变化特征进行分析,从而进一步了解重庆气候变化情况．结果表明,重庆地区降水空间差异较大,日降水量有增加的趋势;降水变率增大的地区,日降水量差异较大,同时暴雨频次有增加的趋势;拟合日降水的概率密度呈负指数分布,表明日降水仍以小量级为主．     

基于模糊随机模拟的后寨河岩溶泉流量衰减风险

通过对贵州省后寨河岩溶泉流域泉流量与降水时间序列的动态分析,首先模拟了不同降水条件下泉流量的衰减过程线,建立了枯季泉流量与前期降水量之间的数学表达式,然后采用蒙特卡罗方法,利用随机模拟与三角模糊数耦合模型,进行泉流量衰减风险分析研究,得到了泉流量的概率分布.结果表明,泉流量小于0.1 m3/s的概率为43.5%.建议采取防范措施,以降低当地泉流量衰减的风险.     

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。     

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.     

黄土高原产生径流量的降水量服务指标初探——以吴起县为例

利用吴起县多年降水和径流数据,采用相关分析方法,得出吴起县降水量服务指标,结果表明在吴起夏季应当把小时降水量达到7mm时作为气象服务径流量的降水量标准。     

甘肃陇中安家沟小流域日降水格局

利用1981-2009年生长季日降水资料,对陇中黄土高原安家沟小流域日降水格局及脉动特征进行研究.结果表明:生长季年均降水量为271.56 mm,年际变异系数为29.14%.降水事件以≤5 mm的降水为主,占全年降水事件的44.55%;≥10 mm的降水频率很低,但对年降水的贡献大,占降水总量的64.87%.0～10d降水间隔期(无降水日)所占比例最大,为年无降水期的87.03%;>10d降水间隔期呈增加趋势.近30年来,≤5 mm/d的降水呈下降趋势,而≥10 mm/d的降水略有上升,年内总降水日数与降水量均呈下降趋势.     

北京水源地变化环境下的小流域径流响应研究

近40年北京山区来水量急剧减少,造成下游地区水资源日趋紧张,降水和土地利用变化被认为是径流减少的主要因素.为量化降水和土地利用变化对流域径流的影响,以密云水库集水区半城子小流域为对象,采用基于分离评判原理的水文分析法及多年水量平衡模型,定量分析了1989~2011年间降水和土地利用变化对小流域年径流的影响.结果表明:半城子小流域年降水量及产流型降水量在1989~2011年间分别呈波动下降趋势但下降趋势不显著(p0.05),而年径流显著减少(p0.01);结合年径流累积曲线及独立样本T检验,年径流量在1998年发生减少突变;1989~2011年间气候变化对半城子小流域径流减少的贡献率为80.24%;而土地利用变化的贡献率仅19.76%;情景模拟表明,不同植被类型变化对年径流变化的影响差异较大,当单位面积森林、草地和农田分别转化为城镇建设用地时,流域多年平均径流分别增加:1.30、0.21和0.30mm.研究结果旨在为北京山区森林小流域水土资源规划及管理提供参考.     

1956-2000年开封市气候变化及对水资源的影响

利用累积距平法和气候倾向率对1956-2000年开封市气温、降水量和径流量资料进行分析,研究开封市气候变化及其对水资源的影响.结果表明:近45年来开封市气候倾向率为0.175/10a,春季、秋季、冬季的气温呈现上升趋势,其中冬季升温最为明显,其气候倾向率为0.391/10a,夏季呈缓慢降温趋势,其气候倾向率为-0.067/10a;降水量的年代变化有两个阶段,从1956年到1980年代之间共减少了156.92mm,1980年代到1990年代之间是增加了22.00mm,四季降水中夏季和秋季降水量呈负趋势,春季冬季呈正趋势;径流和降水量在年际变化上表现出大致但并不严格的一致性.     

嫩江流域降水特征时空分布分析

基于嫩江流域17个气象站点1959—2010年逐日降水数据,选取降水量、降水日数和降水强度作为代表性指标,采用Mann-Kendall趋势检验法和线性回归法系统研究了嫩江流域降水的时空变化特征。结果显示:近51年来,①嫩江流域平均年降水量、夏季和秋季降水量分别以6mm/(10a)、4mm/(10a)和5 mm/(10a)的速率呈下降趋势,而春、冬两季降水量分别以2mm/(10a)和1mm/(10a)的速率增加;空间上,年降水量和季节降水量在流域上游多于下游。②嫩江流域平均年、夏季和秋季降水日数分别以1.5d/(10a)、1.1d/(10a)和1.2d/(10a)的速率下降,且上游下降较明显;春、冬两季降水日数则以0.1d/(10a)、0.7d/(10a)的速率呈增加趋势,且中游增加趋势明显;流域降水日数在年和季节尺度上均表现出上游多于下游的空间特征。③嫩江流域平均年降水强度、夏季和秋季降水强度分别以-0.018mm/(d·10a),-0.007mm/(d·10a)和-0.105mm/(d·10a)下降,而春、冬两季降水强度分别以0.051mm/(d·10a)和0.047mm/(d·10a)上升;空间上,年和春、夏、冬3个季节降水强度表现为流域上游弱于下游,而秋季降水强度在嫩江中游干流附近较大,其他地区降水强度较小。结果表明,在全球气候变化下,嫩江流域年和季节的降水特征在1959—2010年间均有不同程度改变,并呈现出明显的空间分布特征。     

鄱阳湖流域年降水量周期、趋势及响应特征分析

采用Morlet小波分析法和Mann-Kendall非参数统计法,分析1953—2010年鄱阳湖流域16个气象站年降水量序列的周期、趋势及突变特征,对比分析年降水量与年径流量的周期、趋势及突变特征,揭示年降水量与年径流量的响应关系。研究表明鄱阳湖流域年降水量序列存在3个主周期,分别为22a、7a、4a;1953—2010年鄱阳湖流域年降水量整体呈不显著的增长趋势,并在1992年发生显著性突变,置信度达95%;鄱阳湖流域年径流量的周期变化和趋势突变与年降水量在尺度范围、时间点位、空间分布以及显著程度均比较一致,显示鄱阳湖流域年降水量与年径流量之间在周期、趋势和突变方面存在显著的响应关系。     

甘肃省部分地区近65年降水量和气温变化特征分析

水资源是影响地区经济、社会和生态环境的主要因素,而气候变化又强烈地影响着水资源系统的变化趋势。利用甘肃省近65年(1951-2015年)降水和气温的年时间序列,通过对甘肃省降水量和气温的变化趋势及时空特征分析,探讨了甘肃省降水和气温变化对地区水资源的影响,从而为甘肃省水资源的合理利用以及短期内气候变化预测提供依据。结果表明:(1)甘肃省降水量逐年呈减少趋势,各主要地区降水量分布不均匀,降水波动较大,年均降水量在200～300mm之间,降水对水资源的影响相对较少;(2)甘肃省气温总体呈上升趋势,在1998年发生突变,气温开始明显升高,年均气温在9～10℃之间,气温的升高使得水资源的蒸发量增加,降低水资源的有效利用。