澜沧江与下湄公河水位过程的关联分析

利用澜沧江允景洪站和毗邻的下湄公河清盛站1986-2004年逐日水位观测资料,采用二项式系数加权平均法、五点滑动平均法以及相关分析等统计方法,定量研究了不同尺度内澜沧江-湄公河上下游水位的变化过程及其关联,并结合澜沧江干流梯级电站的开发建设,分析了电站建设可能对这些变化的影响．结果发现:近18年来,两站上下游水位变化趋势一致,其长期变化主要受到包括降水、太阳活动等大环境因素影响．目前澜沧江干流已建梯级水电站在正常运行状态下,对下游水位变化的影响,在年际、年内时间尺度上的扰动不大,但对旬以内特别是日变化和瞬时水位的变化影响明显;两站各月水位极值以及极值出现的日期具有较好的正相关关系,但清盛站的变化,不仅受到上游(澜沧江)来水影响,两站之间的区间入流影响也很显著．     

澜沧江干流水电开发的下游泥沙响应

澜沧江梯级开发对下游河道泥沙过程的跨境生态效应,是该国际河流跨境水资源开发及其环境效应研究中的关键问题之一．文中利用澜沧江和下湄公河上下游两个紧邻的干流水文控制站允景洪水文站和清盛水文站1987-2003年实测泥沙序列,进行含沙量月序列过程线对比以及年序列相关回归分析、因果关系检验研究．结果表明:同位于大坝下游的两站虽均受已建水库调节流量的影响,但两站的来沙响应趋势不一致,年序列线性回归拟合程度不高;时间序列Granger因果关系分析也表明了,两站泥沙除了上游的允景洪最大悬移质泥沙含量变化是下游清盛最大悬移质泥沙含量变化的原因以外,年平均、年月平均最小泥沙过程无明显因果关系．这些方面的发现,对进一步研究澜沧江电站建设对下游泥沙变化以及跨境影响的科学评价提供了新的证据．     

澜沧江干流水电开发的跨境水文效应

利用澜沧江域干流水文站1950s以来的月径流系列、干流8个水电梯级开发方案的关键指标等数据,综合分析了澜沧江干流水电大坝建设的跨境水文效应．结果表明:澜沧江-湄公河南北向发育4880 km,沿途河川径流的变化复杂多样,现有澜沧江水电大坝只是其众多驱动力中的一个,不是主驱动力;澜沧江已建大坝对下湄公河径流变化有明显的影响,主要在日平均变化时间尺度上,并集中在万象以上的干流狭窄河段;在几天以上变化的主要影响因素是气候变化;在允景洪水文站以下到出境点,有高达113．7×108 m3径流量,占澜沧江出境多年平均径流量15．44％的径流量不受水电梯级开发影响．这些结论,为合理评价澜沧江干流水电开发的跨境影响,提供了新的科学依据．     

怒江流量长期变化特征及对气候变化的响应

怒江流量从5月份明显增加,5~10月的流量和占全年的81.92%,月均在13.65%,其他月月均仅为3%,月均流量为其他月份的4.5倍.说明流量的季节性变化大,且集中在雨季.1~4月流量与同期降雨关系密切,除7月流量外,其他月流量与雨量存在1个月的滞后性;5月雨量对年和干季流量影响很大.雨季、干季和年降水与怒江出境流量主要有16年、8年以及2~4年周期.年降雨和流量存在2~4年的低频振荡.年、雨季和干季流量变化一致,并呈增加趋势.在12个月、年、雨季和干季中,除6月、8月变化趋势不明显外,大多数都通过0.05的置信度检验,说明随时间变化显著.结果表明,年流量平均每10年增加57.6m3/s,而干季平均每10年流量增加28.1m3/s,9月和雨季的流量,平均每10年分别增加123.3m3/s和85.7m3/s.怒江出境径流量与流域温度、雨量的变化基本一致,气候变化已引起怒江流量的变化,怒江流量增加最大的是10月,其次是5月,造成年流量增加近60m3/s.未来20年怒江流量前期降低,后期处于增加的趋势.     

纵向岭谷作用下的干湿季气候差异及其对跨境河川径流量的影响

以纵向岭谷区跨境河川的径流量观测数据和云南的雨量和气温场观测数据为基础,应用统计分析和小波变换的分析方法,研究了纵向岭谷作用下的干湿季气候变化差异及其对河川跨境径流量的影响．结论为:由于纵向岭谷区的独特下垫面作用,其降水量场变化与相应的跨境河川径流量变化的高相关区中心的纬度差异不显著,但经度差异却十分显著;在干季,东部的降水量明显大于西部,其降水量的相对偏差则稍小于西部,东部的平均气温则明显低于西部,其气温的偏差则明显大于西部;在湿季,西部的降水量明显大于东部,其降水量的相对偏差则明显小于东部,东部的平均气温也低于西部,但其气温的偏差则与西部差别不大;无论在干季还是在湿季,东部径流量的相对偏差都明显大于西部;纵向岭谷区对西南季风的阻隔作用较大,而对东北季风的阻隔作用相对较小,在其作用下的降水量变化的东西向差异主要表现在较小的时间尺度上,随着时间尺度的增大差异变小,而气温变化的东西向差异则比降水要小得多．近几年来,纵向岭谷区在湿季的降水量变化的主要特征是偏多趋势,受其影响,跨境河川的径流量变化也主要表现为偏大趋势．近十几年来,纵向岭谷区气温变化的主要特征是显著地偏高．     

"通道-阻隔"作用对纵向岭谷区水稻灌溉需水的影响

通过对纵向岭谷区的保山、景洪、元江及比邻区的昆明等4个典型站的逐日参照作物腾发量分析,发现在低纬度和高原气候的共同作用下,形成逐日ET0变化的"延迟现象",即在5月份达到年内极大值ET0,max后缓慢下降,在极大值的80%～85%水平上波动并维持到秋季,此后的变化趋势才与内地一致.气象因素导致了研究区普遍种植的中稻作物需水量及灌溉需水的高峰期与水稻生理生长的高峰期错位,实际高峰期出现在雨季到来之前,生育期的需水强度为6.1～8.2 mm/d,变幅较内地小.在"通道-阻隔"作用下,纵向岭谷区水稻灌溉需水量与纬度、经度及海拔都呈现一定的相关性,东经100°的海拔1550m区域内水稻灌溉需水与纬度的相关系数为0.857,水稻灌溉定额为6240～8550m3/hm2;受东南季风和西南季风气候的影响,北纬23.5°的红河大断裂东西两侧地带的水稻灌溉需水量与经度的相关系数分别达到0.878和0.913,水稻灌溉定额分别为7260～7440和5970～7740 m3/hm2;而东经100°条状区海拔高程与水稻灌溉需水量的相关系数为0.636,水稻灌溉定额为6240～8550m3/hm2.     

纵向岭谷区南部"阻隔"作用及植被时空异质性研究

以MODIS-EVI为定量指标,应用ARCGIS和SPSS等软件对纵向岭谷区南部的植被时空分布格局及成因进行分析,结果显示增强植被指数EVI区域差异显著,地形特别是纵向山地山体效应明显.时间异质性上,由于影响研究区的季风气流间存在一定的时相差,而EVI空间分布区域差异明显,这种区域差异与大地形,尤其是哀牢山和无量山,具有显著的位置相关性;空间异质性上,大体以哀牢山为界,研究区西北部高山峡谷相间分布,降水量自西而东随山地、峡谷地形几成正弦曲线般变化,EVI数值递变迅速,而东部整体地势平缓,EVI递变趋势不明显.究其EVI时空异质性格局形成的原因,纵向山地对水、热因子空间再分配所造成的影响是主要的,特别是无量山和哀牢山雨季对水汽的截留作用以及干季对冷空气的阻挡作用更为突出统计横剖面上的海拔高度在1400～1500 m之间点的自西而东5分区雨季多年平均降水量和干季平均极端低温,依次为1244.67,1081.44,1111.41,1033和807.11mm以及7.93,7.46,7.28,8.44和9.16℃.     

北极地区春季降水呈现固态向液态转变的态势

降水形态的变化可以影响地表的温度和反照率,对下垫面物质和能量平衡、陆地水文及生态系统均产生极大影响.基于美国阿拉斯加8站和加拿大11站日平均气温和固态、液态降水资料拟合的固-液态降水临界气温,辨析了1961~2010年环北极地区253个站点的降水形态时空变化特征.结果表明:60°N以北地区,降雨量占总降水量的比值(rainfall to total precipitation ratio,RPR)随纬度升高而减小.RPR气候平均态在夏季最高,秋季、春季次之,冬季最小.在不同季节,RPR变化趋势存在明显的区域差异.在春季,RPR变化趋势较为一致,在北极大部分地区(82.46%站点)呈增加趋势,且有22.37%站点通过显著性检验,表明北极大部分地区春季降水在过去50多年间呈现由固态向液态转变的趋势.使用95%置信区间上限和下限临界温度对降水形态进行划分和趋势分析,其结果与使用最优解的计算结果一致.在北极冰雪开始消融的春夏季节转换期(3~7月),阿拉斯加、中西伯利亚和北欧部分地区存在明显的固态降水向液态降水转变的趋势,这一趋势可能正在对北极地-气相互作用施加着影响.     

澜沧江干流水库拦沙效应分析与预测

水库的蓄水拦沙对下游水道产生相应的物理化学及生态影响,定量研究水库的拦沙效应是揭示水库影响的关键之一.运用澜沧江漫湾电站的进出库控制水文站39年的实测资料,估算漫湾水库拦沙率,并与修正后的Brune和Siyam水库拦沙模型估算进行对比研究.结果表明:(1)漫湾水库实测资料估算的拦沙率为60.48%,Brune和Siyam模型估算的拦沙率为60.03%和60.03%,三者相近,结果较为合理,证明修正后的Brune和Siyam拦沙率估算模型适用于澜沧江流域规模相当的水库拦沙情形;(2)运用此两个修正模型,估算出的功果桥、大朝山与景洪水库的拦沙率分别为30.23%,66.05%,63.50%与38.81%,63.97%,62.30%.本研究所采用理论方法及其结果对澜沧江流域及其毗邻的其他流域的水沙关系研究,具有一定的参考价值.     

中国瘤棘奈氏虫种群密度和形态特征的时空差异及其影响因子

瘤棘奈氏虫(Netzelia tuberspinifera)是东亚特有种,属于有壳虫原生动物,壳体大小约为100μm.本文首先在空间尺度上对中国88个湖库中瘤棘奈氏虫地理分布进行分析,发现瘤棘奈氏虫的分布与纬度、海拔和温度显著相关,分布在低纬度、低海拔、高温的亚热带和热带地区.重点以福建厦门汀溪水库连续4年时间序列样品和中国南方地区28座水库(14个流域)空间样品为基础,研究瘤棘奈氏虫种群时空变化规律及其影响因子.结果表明,汀溪水库瘤棘奈氏虫种群密度为0～10.7 ind/L,存在显著的季节变化,水温和食物(藻类)是主要影响因子,其中水温的影响更大.水温变化范围在14.3～32.1℃之间,高于30℃的水温更适合瘤棘奈氏虫生长繁殖,因此在夏秋季节种群密度较高.空间尺度上,瘤棘奈氏虫种群密度为0～19.2 ind/L,主要受地理因子的限制,随经度、纬度的增加而降低,同时食物(藻类)、电导率和硝态氮对种群密度也存在显著影响.在形态方面,壳口直径是决定瘤棘奈氏虫种群在季节间(33.5～68.2μm)和流域间(33.5～73.6μm)形态差异的主要特征;食物(藻类)可能是影响汀溪水库不同季节壳口...     

Climatic Characteristics and Trend Research of Fogs in Lin - fen from 1974 to 2009

利用临汾所辖17个站1974-2009年的观测资料,采用相关分析、趋势分析等方法,分析了雾的时空特征和长期变化趋势.结果发现:临汾市年平均雾日数为10.95 d,中间盆地的雾日数多大于周围山区和丘陵地区;秋季是雾的多发季节,地理分布差异最大;10月雾发生的频率最高;雾日数在1982年以前是偏少期,雾日最少的年份是2008年,雾日最多的年份是2006;临汾市雾日有一定变化趋势,西山永和、大宁、吉县等站呈明显下降趋势,而襄汾、临汾呈明显上升趋势,其余站点变化不大.     

青藏高原河川径流变化及其影响研究进展

青藏高原被称为世界"第三极",又有"亚洲水塔"之称,对其周边地区的水文和气候系统有重要影响.青藏高原是亚洲许多大河的发源地,其冰川与河川径流变化影响到周边数十亿人口.本文介绍了青藏高原河川径流观测现状,回顾了青藏高原河川径流变化研究. 20世纪50年代至21世纪初,黄河源区年径流呈减少趋势、长江源区年径流呈微弱增加趋势,青藏高原其他江河源区的年径流没有显著的变化趋势.黄河上游、澜沧江上游、沱沱河及拉萨河源区的春季径流有增加趋势.未来气候变化情景下,随着降水和冰雪融水增加,青藏高原大部分河流源区径流增加,洪水等极端水文事件发生更加频繁.青藏高原河流源区水文气象观测资料稀缺,是河川径流变化及其影响研究的重大挑战.青藏高原水文研究亟需结合最新观测与模拟技术,提高水循环观测与模拟能力,深入认识青藏高原河川径流复杂性及其变化规律,为径流变化的影响评估及其应对提供科技支撑.     

黄河下游与河口对2015～2017年调水调沙中断的沉积响应

受流域内降水波动和小浪底库容变化的影响, 2015～2017年期间黄河调水调沙中断.本研究系统收集了2015～2017年黄河主要水文站水沙数据、下游河道高程资料和冲淤数据、河口测深和粒度资料,研究了调水调沙中断导致的黄河入海泥沙来源和通量变化,探讨了下游河道和河口地貌演化对调水调沙中断的快速响应.2015～2017年,上中游来沙完全被小浪底水库拦截,黄河首次出现全年进入下游的泥沙量为0.水库下泄清水,引起下游河道全线冲刷,累积冲刷量达1.8亿m3,高村以上河段是主要冲刷区,高村向下冲刷量逐渐降低,下游河道断面发生展宽和下切,断面形态向宽深方向演化.下游河道起动的泥沙成为黄河入海泥沙的唯一来源,由于缺少中游泥沙供应,黄河入海沙量进一步降低, 2017年,黄河全年入海泥沙仅为770万t,是1950年黄河利津站有连续观测记录以来的最低值.黄河行水河口陆域面积开始萎缩,水下三角洲冲刷强烈,最大冲刷量高达1.8 m/a,导致表层沉积物粗化明显.     

温排水物理模型实验

文章介绍了温排水物理模型实验的常见问题,物理模型的设计,取排水口的布置,实验中的具体设备,并分析了影响温升变化的因素.     

粒度揭示的青藏高原湖泊水动力现代过程:以藏南普莫雍错为例

在全球变暖的背景下,冰川融水占重要补给地位的湖泊对气温变化具有潜在的敏感性.本文以藏南普莫雍错为例,通过湖泊现代水动力过程解析,结合古湖泊学气候环境序列对比,辨析湖泊沉积物中粒度对气温变化敏感性.根据表层沉积物的粒度参数、各粒级百分含量的空间格局以及频率分布曲线特征,分析了该湖不同湖区的水动力环境.结果表明,该湖碎屑沉积可分为5种类型,其中开阔湖区除小岛周围和北岸受近岸碎屑影响外,其他中心湖区主要受悬移搬运控制;沉积动力学模型(粒径趋势方法)分析表明,该湖开阔湖区沉积物具有自西向东运移的输运趋势,表明该湖西部冰川融水补给河流加曲对湖泊的影响不仅限制在冲积扇上,而且影响到整个湖泊,从而也表明了湖泊沉积物粒度的温度指示意义;中心湖区沉积物岩芯粒度指标与气温资料时间序列的对比,验证了在短时间尺度上,粒度环境意义为区域温度的良好指示器,进而验证了水动力现代过程辨析方法的可靠性.作为案例研究,本研究表明,沉积物粒径趋势分析和沉积模式常规对比方法能够辨析青藏高原冰川融水补给湖泊的水动力过程,进而有助于理解钻孔的碎屑来源和粒度大小的控制性因素,有利于提高该类湖泊的古气候反演能力.     

纵向岭谷区降水量时空变化及其地域分异规律

利用纵向岭谷区内36个气象观测站1960~2001年逐日观测降水量,根据纵向岭谷区典型南北走向山系河谷特点,选取区内7个典型剖面,通过系统分析区内降水量纬向、经向的时空变化特征及其地域分异规律,探讨降水变化与纵向岭谷特殊环境格局中"通道-阻隔"作用的关联.分析结果表明:由于受到纵向岭谷特殊地形的影响,研究区水热条件的分布格局及其变化具有独特的"通道-阻隔"多重效应,区内北部(>26°N)大部分地区降水量的年内分配状况出现具备"桃花汛"小雨期的"多峰型";至26°N,"桃花汛"小雨期渐趋消失,降水量年内分配由"多峰型"逐渐过渡为"单峰型";24°~25°N地区,降水量年内分配均为单峰型、且峰型相似,至纵向岭谷区南部,年内分配出现了具备"后雨期"的"准双峰型",且随着经度增加,这种双峰型特点更突出.由于干季该区大气环流较为单一,纵向岭谷"阻隔"作用对干季降水年际变化的空间影响并不明显,区内干季降水变化趋势较为一致;湿季降水量年际变化趋势的空间分布则更复杂,空间分异也较大.     

基于监测的藏东南然乌湖现代过程:湖泊对冰川融水的响应程度

青藏高原冰川和湖泊广布,湖泊水质、沉积物对冰川变化的响应研究较为匮乏.本文通过藏东南外流区第二大湖泊然乌湖监测的系统设计,研究了湖泊对冰川的响应程度.利用水位计对比然乌湖和各大补给河流水位与水温的关系,发现冰川融水补给河流(曲尺河)对湖泊水量平衡的重要性;利用水质多参数仪器定期监测湖泊和河流的水质参数的时空变化,发现冰川融水对然乌湖温度的时空变化有重要影响,导致水温自上而下降低,流量小的季节湖泊温度差异变小;自上游到下游电导率逐渐升高,显现出离子浓度低的冰川融水对湖泊的冲淡效应,p H随之变化;甚至影响到了叶绿素含量的时空变化;利用在上、中和下湖布设的沉积物捕获器监测沉积通量的时空变化,发现沉积速率非常大,通量具有上湖中湖下湖的规律,且时间上各湖具有入湖流量大的季节大于小的季节的规律,说明了冰川融水对然乌湖在沉积量方面的影响是决定性的.总之,然乌湖水体和沉积物能够高信度地响应上游冰川的变化,然乌湖沉积物具有高分辨率反演该区域冰川和气候变化的潜力.     

利用ISCCP D2资料分析近20年全球不同云类云量的变化及其对气候可能的影响

利用ISCCP最新的D2云气候资料集, 给出总云量及高、中、低云在全球的分布特征; 用趋势分析方法分析了近20年来全球不同云类云量的变化趋势. 结果表明: 这期间全球平均总云量总的变化趋势为减少, 但在1987年以前总云量稍有增加, 此后转为减少, 减少量约占全球平均云量的4%. 其中, 低云和高云云量呈减少态势, 而中云量稍有增加. 从云量变化趋势在全球的分布看, 存在较大的区域差异, 不同云量变化趋势具有显著的区域性. 初步分析指出, 在全球增温的气候背景下, 云量的变化对当前气候可能是一个正反馈过程, 即近年来云量的减少可能促使全球气候更加趋于变暖.     

风速概率分布参数对城市扩展规模的响应

利用北京、哈尔滨、广州等8个大型城市气象站1985~2014年地面风速定时观测资料、同期再分析资料(NCEP1)以及城市规模指标,每5年为一时间段,分析不同时段风速Weibull分布各参数(k,c,r)的变化及其与城市扩展规模之间的关系.结果表明:(1)风速概率分布参数变化程度与城市规模扩展速度有关;城市化效应使得位置参数r变化最大,尺度参数c次之,而形状参数k变化趋势不明显.(2)尺度参数c随城市建成区面积的增加呈现线性递减趋势,7个站的回归方程通过检验,变化率在-0.0203~-0.0016 km~(-2)之间,意味着随城市规模扩大,风速概率密度曲线分布幅度收窄.(3)位置参数r随建成区面积的增加表现为线性上升趋势,数值由负到正变化,6个站回归方程通过检验,变化率在0.0014~0.0171 km~(-2)之间,意味着城市规模扩大会导致静风、微风频率减小.分析还显示r的变化率与纬度相关良好.(4)以再分析资料拟合参数c_x和r_x,取相对变量c/c_x和r/r_x以表征城市化效应对风参数的影响部分,分析的结果与c,r相似.(5)形状参数k与城市规模指标的相关不显著.     

来水来沙对潼关高程的影响及变化规律

研究了来水来沙变化对潼关高程的影响和变化规律. 结果发现, 潼关高程的升降取决于库区水流能量的大小, 汛末潼关高程与考虑前期水流和运用条件的线性叠加水流能量之间具有较好的相关关系. 在入库水量变化小、坝前水位变化大时, 水位对库区冲淤和潼关高程变化起主要作用; 相反, 如果坝前水位变化不大, 而来水量变幅较大, 则潼关高程变化和库区的泥沙冲淤主要受入库水沙条件的影响.