乌兰布和沙漠绿洲防护林体系小气候效应研究

【目的】 研究绿洲防护林体系的小气候效应,为绿洲防护林体系的长期经营与健康发展提供科学数据。【方法】 对乌兰布和沙漠绿洲防护林内、外2个气象站36 a(1983—2018年)连续监测的气象数据进行了统计分析,研究了2个站点的大气温度、地表温度、相对湿度、降水量、蒸发量,以及风速的年、季和月变化特征,分析了绿洲防护林内、外小气候的差异并探讨了产生差异的原因。【结果】 ①绿洲防护林内、外的大气温度、地表温度和降水量年际变化特征总体呈上升趋势,相对湿度、蒸发量和风速总体呈下降趋势,绿洲防护林体系使大气温度降低0.2~1.6 ℃,地表温度降低0.10~5.49 ℃,相对湿度增加0.5%~18.6%,降水量增加0.5~100.7 mm,蒸发量降低18.4~1 282.8 mm,风速减小0.45~1.98 m/s;②绿洲防护林内、外的每10 a的气温变化倾向率分别为0.27、0.32 ℃,地温变化倾向率分别为0.28、0.36 ℃,降水量变化倾向率分别为1.8、2.5 mm,相对湿度变化倾向率分别为-0.2%、-1.3%,蒸发量变化倾向率分别为-42.5、-78.4 mm,风速变化倾向率分别为-0.1、-0.2 m/s;③绿洲防护林内和林外大气温度、地表温度、相对湿度、降水量和蒸发量的年内变化规律均为先增加后降低,为单峰曲线,而风速的年内变化曲线为双峰曲线;④绿洲防护林内、外各环境因子具有明显的季节差异,春、夏、秋、冬四季大气温度、地表温度和蒸发量增长率均为林外高于林内;四季相对湿度均为林内高于林外,风速则相反;降水量春、夏季林内高于林外,秋、冬季为林内低于林外。【结论】 绿洲防护林体系具有降低气温和地温、减少蒸发、降低风速、增加空气相对湿度和降水等生态功能,防护林及其内农作物生长季节尤为明显,这对于提高作物产量起着积极作用,进而改良土壤,并对维持绿洲可持续发展起着重要作用。     

洪峰流量变差系数Cv值的地区分布规律

洪峰流量变差系数Cv是反映洪峰流量多年变化的统计参数,说明了洪峰流量的量级与年际变化特征.本文在全国选取了296个具有代表性的流域,对洪峰流量变差系数Cv值进行计算,分析了Cv值的主要影响因素,归纳出全国主要流域Cv值的地区分布特征,并绘制了中等流域Cv值的地区分布图,得出了一定的规律,为水文计算和水利防洪工程设计提供了依据.     

考虑径流年内均匀度的生态流量计算方法研究

为了更加科学地体现河流生态流量的季节性变化规律,本文在考虑年内分配不均对生态流量影响的基础上,基于渭河流域1950—2018年月径流序列资料,采用Zenga指数计算径流年内分配均匀度,用水文综合诊断系统对月径流Zenga指数序列进行变异点诊断并分析其成因,采用广义极值分布函数(GEV)确定各月生态流量。结果表明:林家村、魏家堡、临潼3个站的径流年内分配均匀度Zenga指数序列均有显著减少趋势,变异点分别为1972年、1972年、1993年;咸阳和华县站的Zenga指数序列分别在1972和1988年发生跳跃变异;变异后5个站的生态需水满足率降低,非汛期下降幅度较汛期大。经与Tennant法比较,在考虑径流年内分配均匀度变异的基础上进行河道内生态流量计算是可行、合理的。该成果可为渭河流域生态流量计算提供一种新依据。     

松花江干流中游段径流年内分配变化规律

为了研究松花江干流中游段的径流年内分配变化规律,以哈尔滨站和佳木斯站1954—1987年、2001—2007年的逐日流量资料为基础,对径流年内分配的不均匀性、集中程度和变化幅度等指标进行了分析计算.结果表明:(a)松花江干流中游段在20世纪70年代径流年内分配较为均匀,80年代最不均匀;哈尔滨站的径流年内分配不均匀性和集中度通常要小于佳木斯站;最大径流出现的时间哈尔滨站滞后于佳木斯站.(b)2个站径流年内分配不均匀系数、完全调节系数、集中度和集中期的变化过程是同步的,且前3个指标之间具有较大的相关关系.     

潮河流域水文特性分析

介绍了潮河流域基本情况，根据流域内位于中上游的大阁水文站和下游的古北口文站2个水文站、13个雨量站的多年水文资料，从降水、蒸发、径流、泥沙等方面的水文特性进行了分析。     

基于分位数回归的娘子关泉降水及径流变化分析

为研究娘子关泉域降水及径流的变化特征,利用1959—2009年娘子关泉域7个雨量站的降水数据,采用分位数回归方法分析了降水及径流随时间变化的趋势及两者之间的响应关系.为进一步探讨年降水和年径流序列的分布变化规律,对其在特定年份的分布函数和概率密度函数进行了分析.结果表明:年降水序列在绝大多数分位点的回归直线有下降趋势,总体来说高分位点的下降趋势比低分位点的下降趋势更为显著,1959年的年降水量大约分布在406～826 mm之间,2009年的年降水量大约分布在264～629 mm之间;年径流序列在不同分位水平下保持一致性,都随时间显著下降,1959年的年径流量大约分布在150～193 m3/s之间,2009年的年径流量大约分布在37～80 m3/s之间;年降水和年径流序列之间具有一定的响应关系;经估算,对于年降水量,1959年,年降水序列概率密度的最大值为0.003 5,而到2009年变为0.004 0,函数分布范围从400～800 mm减少至300～600 mm,对于年径流量,1959年,年径流序列概率密度的最大值为0.03,而到2009年变为0.08,函数分布范围从150～200 m3/s减少至20～80 m3/s.     

小兴安岭典型集水区水文过程模拟研究

以GIS技术及数据库、计算机编程语言为基础,根据东北森林动态规律、年内积雪及冻土冻融特性规律,构建了分布式水文模型——NEHM,并采用NEHM模拟小兴安岭汤旺河流域典型集水区逐日径流过程,基于育林沟水文观测站2004年实测资料分别对比了生长季径流总量和日径流模拟结果.结果显示,生长季径流总量模拟值和真实值比较接近,日径流量模拟的效率系数(Ens)和相关系数(R2)均高于0.75.在此基础上,设置不同降水量情景,同时采用NEHM模拟了观测点所在栅格地表径流水量的变化.结果表明,通过NEHM模拟,能够体现出降雨变化对水文过程的影响.     

黄土高原人工油松林小流域产流产沙研究关

采用野外定位观测方法研究了31龄人工油松林和荒坡灌草小流域的产流产沙过程.结果表明人工油松林小流域年均径流总量为2495.0m3/km2,年际变化幅度较小;荒坡灌草小流域的年均径流总量为5164.0m3/km2,年际变化幅度较大.两个小流域的水文特征值差异较大,表明人工油松林系统对水文特征值的影响大.人工油松林小流域的泥沙趋势稳定,洪水含沙浓度极低,侵蚀模数仅为0.5t(km2·a),荒坡灌草小流域的泥沙过程与洪水过程基本相似.3a平均侵蚀模数为1053.9t/(km2·a).小流域的洪水流量和输沙量之间为线性函数.     

缺乏实测径流资料的模型试验水沙设计——以某抽水蓄能电站下水库为例

在缺乏实测径流资料的地区开展河流模拟试验,径流、泥沙等参数的合理选取尤为重要。以某抽水蓄能电站下水库模型试验为例,对其坝址处的水文泥沙设计进行了研究。在进行径流系列设计时,采用水文比拟法对同流域有资料的水文站及设计水文站径流系列依次进行延长,得到坝址处1959~2012年54年的径流系列设计成果。在进行泥沙系列设计时,利用参证站泥沙实测资料与设计站少许资料,采用水文比拟法和经验公式法,分别对悬移质和推移质泥沙进行分析,推得参证站水沙关系式,再结合实际采样成果,推演出坝址处1959~2012年54年的泥沙系列设计成果。研究成果为动床物模试验与水沙数值模拟提供了必要的基础数据,采用的研究方法对缺乏实测径流资料地区的水文泥沙设计具有一定参考价值。     

缺乏实测径流资料的模型试验水沙设计研究 ----以某抽水蓄能电站下水库为例

在缺乏实测径流资料的地区开展河流模拟试验,径流、泥沙等参数的合理选取尤为重要。以某抽水蓄能电站下水库模型试验为例,对其坝址处的水文泥沙设计进行了研究。在进行径流系列设计时,采用水文比拟法对同流域有资料的水文站及设计水文站径流系列依次进行延长,得到坝址处1959~2012年54年的径流系列设计成果。在进行泥沙系列设计时,利用参证站泥沙实测资料与设计站少许资料,采用水文比拟法和经验公式法,分别对悬移质和推移质泥沙进行分析,推得参证站水沙关系式,再结合实际采样成果,推演出坝址处1959~2012年54年的泥沙系列设计成果。研究成果为动床物模试验与水沙数值模拟提供了必要的基础数据,采用的研究方法对缺乏实测径流资料地区的水文泥沙设计具有一定参考价值。     

玛管处配水管理信息自动化系统设计

<正>1水文自动测报系统应用遥测、通信、计算机技术,完成江河流域降水量、水位、流量、蒸发量、闸门开度等数据的实施采集、报送和处理的信息系统。1.1超短波水文自动测报系统的组成     

庙山坞自然保护区次生常绿阔叶林水文生态特征

对浙江庙山坞自然保护区天然次生常绿阔叶林的水文生态特征进行定位样地和径流场观测研 究,以揭示其林内降雨分配规律及林分水土保持功能。结果表明：观测期内(2009年3—10月)林外 总降雨量达1 220.8 mm,乔木层穿透雨量和树干茎流量分别为降雨量的60.2 %和6.0 %,灌木层穿 透雨量为降雨量的53.2 %。林冠截留占总降雨量的40.8 %,其中乔木层截留33.8 %,灌木层截留 7.0 %。林地凋落物层现存量平均为5.31 t/hm2,最大持水率为298 %,最大蓄水潜力为1.58 mm。 观测期内径流场的地表径流1.25 mm,占总降雨量的0.1 %,泥沙总流失量31.99 kg/hm2,庙山坞自 然保护区天然次生常绿阔叶林水土保持效应较好。     

清江流域降水径流年内分配特征及其同步性分析

基于清江流域主要气象站恩施、巴东、来凤、五峰的月降水量以及代表水文站隔河岩站1951~2009年共59a的月径流量资料,采用年内分配集中度、集中期、不均匀系数、完全调节系数等多种指标对清江流域降水径流的年内分配特征做了综合分析,通过标准化处理的降水径流数据对二者的年内分配的同步性进行了研究,结果表明:1)各年代及多年平均降水、径流年内分配极为不均,夏季降水量、径流量均占全年总量的40%以上;20世纪70年代平均降水、径流年内分配与其他各年代特征存在显著区别,表现出6月、9月两个峰值.2)降水径流年内分配特征的年际变化剧烈,而就研究期而言年内分配未出现极端均匀或者极端不均的情况,同时年内集中降水和集中径流均具有自7月向6月转移的趋势.3)标准化处理后的各年代平均及59a多年平均降水径流年内分配特征展现了整体上的同步性,以及秋冬两季局部不同步的特点.     

风沙半干旱类型区典型林草植被的水土保持环境效应

为了探讨我国东北西部风沙半干旱类型区林草植被的水土保持环境效应,为促进该地区复合农林牧业的可持续发展提供科学依据.以辽宁西北风沙半干旱地区为典型试验区,通过林草植被的自然降雨径流小区定位观测和人工模拟降雨产流产沙试验,对林草植被蓄水保上、调节小气候和改良_十壤等水土保持效益进行了定量研究.结果表明,林草植被与荒地相比,多拦蓄径流29.1%～95.2%,多拦蓄泥沙48_3%一95.7%;林冠以上1.5 m空气湿度增加3.25%～8.02%,蒸发量减少2.2～5.6 mm/d,林内风速降低1.18～2.24 m/s,林上风速降低0.41～1.34 m/s;林草地土壤全N增加11.7%～71.6%,有机质提高10.3%～77.4%,土壤含水量提高5.46%～48.66%,容重降低0.06～0.22 g/cm3.紫花苜蓿以及油松与沙棘混交林等林草植被的水土保持效果显著,是该地区水土保持比较理想的草种、树种和林型结构.     

三峡建坝后长江宜昌—汉口河段水沙与河床的应变

通过三峡建坝前后1950—2013年的水文、泥沙与2003年和2011年的实测河床底形资料对比,试图讨论长江中游宜昌—汉口河段水沙及河床地形等应变量对三峡建坝的响应,为人们理解河流水沙及河床冲淤对超大型水库应变的幅度提供具体案例.三峡建坝后,宜昌站和汉口站年均流量由建坝前的13 850 m3/s和22 650 m3/s(1950—2002)减少到建坝后的12 450m3/s和21 000 m3/s(2003—2013),分别减少10.1%和7.2%;年均输沙量由5.56亿t和4.02亿t(1950—2002)锐减至0.6亿t和1.5亿t(2003—2013),分别减少89.5%和62.2%;年均悬沙中值粒径则由35μm(1950—2002)和25μm(1955—1975)减少至4μm和15μm(2003—2010).同时,水流挟沙不饱和能力的增加,引起了河床的沿程冲刷及泥沙粗化,宜枝河段、荆江河段和城汉河段深泓处分别平均冲刷了3.7 m、1.5 m和0.4 m,在主槽刷深的同时,河道浅滩有不同程度的萎缩.三峡建坝已导致中游水沙及冲淤条件发生了巨大改变.     

古交市河川径流特性分析

介绍了古交市的区域概况，包括其地理位置、地形地貌、地质与水文地质、气候及河流水系等，探讨了其降水特征，包括其主要水汽来源、降水量的地区分布及变化规律、降水量的年际变化特征及降水量的年内分配等，阐述了其河川径流水资源量，包括其年径流的地区分布、河川径流的年际变化、河川径流的年内分配、河川径流量及河流泥沙等。     

基于时间序列的朱沱和寸滩水位变化特征分析

长江上游水位变化对防洪和航运等具有重要意义.本文基于朱沱和寸滩水文站近60年水文资料分析水位流量关系变化以及寸滩站受三峡回水影响的临界条件,并研究不受三峡回水影响下朱沱和寸滩的水位变化趋势以及三峡成库前后的水位变化幅度.结果表明：寸滩站受回水影响的临界流量随坝前水位增大而增大,当坝前水位大于163.5m时,寸滩站均受回水影响;近60年来朱沱站和寸滩站在不受三峡回水影响下,水位整体呈降低趋势;与三峡成库前相比,朱沱站和寸滩站水位累计降低幅度分别在2015年、2010年有趋势性增大,且随流量的增大而减小;朱沱站在2018年4 000m³/s时,水位累计最大降低幅度达0.7m, 20 000m³/s时,降低幅度为0.4m;寸滩站在2018年6 000m³/s时,水位累计最大降低幅度为0.75m, 20 000m³/s时,降低幅度0.25m.研究结果可为长江上游航道建设及维护等提供参考.     

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.     

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.     

北洛河上游暴雨洪水特性分析

北洛河上游地区是北洛河主要暴雨区域,同时也是北洛河泥沙的主要源区,刘家河水文站以上流域面积占北洛河流域总面积的27.2%,而年输沙量占北洛河年输沙总量的72.6%;北洛河历年洪峰流量几乎均由上游形成,通过对交口河站1959-2004年间流量大于600 m^3/s的44场洪水统计,交口河所发生的洪水均由刘家河涨水形成,洪峰由刘家河到交口河均成递减型;北洛河流域径流主要来自中游区域,刘家河站至壮头站之间径流量占北洛河总径流的68.5%;通过对北洛河上游地区降雨、径流、泥沙、暴雨及大洪水的分析,提出了大洪水的季节性规律、防汛的重点及防洪减灾的对策。