近50年洮河干流径流量分布特征及变化趋势分析

根据洮河干流4个水文站1956-2009年的逐月径流量资料,从不均匀性和集中程度等方面分析了径流量年内分配的变化特征,并采用Mann-Kendall非参数检验方法分析了流域月、年径流量变化的趋势性.结果表明:洮河干流径流量在枯水季节和丰水季节相差较大,年内分配极不均匀.从时间上来看,1980年以后各水文站径流量的不均匀性和集中程度有所缓解,径流量的集中期有提前的趋势.从空间上来看,洮河流域下游比上游具有更高的不均匀性和集中度,说明越向下游径流量年内分配越不均匀.另外,不均匀性和集中度的相对变化幅度整体有升高趋势.1980年以后洮河干流各月径流量普遍减小,汛期减少尤为明显,且上游枯水期减少趋势大于下游,下游汛期减少趋势大于上游,春、夏季减少趋势大于秋、冬季.洮河干流径流量的年际变化较为剧烈,1980年以后洮河干流年径流量明显减小,且下游减少趋势大于上游.其中,下巴沟、岷县、李家村、红旗站年径流量分别以每年0.14×108,0.28×108,0.35×108,0.37×108m3的速率递减,递减量分别占多年平均径流量的0.91%,0.84%,0.88%,0.81%.     

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.     

1950—2019年闽江下游径流量变化特征分析

为探究闽江下游径流演变趋势,应用MK法和Morlet小波分析相结合的方法,对闽江下游竹岐站1950—2019年长序列径流量数据进行分析。结果表明：闽江下游多年径流量呈微弱上升趋势,季节变化大,春夏径流量呈下降趋势,秋季呈上升趋势;前三季变化趋势均不显著,冬季径流量则呈显著上升。多年径流量突变发生于2015和2017年,春季突变年份出现在1955年,秋季为1996和2001年,冬季则是2001和2006年;多年径流量存在32a、12a,8a的主要周期,汛期径流量第一主周期为32a,第二主周期为12a,第三主周期为5a,非汛期第一主周期为25a,第二主周期为5a,第三主周期为52a。研究成果加深了闽江下游径流演变规律的理解,可为闽江下游水资源利用提供理论参考。     

长江流域径流演变规律研究

为探讨长江流域径流演变规律,基于长江流域上、中、下游共6个控制站的逐日径流观测资料,运用不同指标分析径流年内变化规律;采用累积距平曲线法、线性倾向估计法、Mann-Kendall非参数检验法、滑动T检验以及小波分析法分析径流年际变化规律,并应用R/S分析法估算径流序列的Hurst指数,以预测其未来变化趋势.结果表明:长江流域径流年内分配不均匀性存在较为明显的时间变化和空间变化,从50年代到21世纪初期不均匀性大体上呈减小趋势,从上游向下游不均匀性大体上呈减小趋势;流域上游年径流序列变化趋势较一致,从上游至下游变化趋势差异性逐渐增加;流域年径流呈现出多时间尺度的相对丰枯交替特征,流域上、中、下游控制站年径流变化的主周期分别是18年、22年和22年;Hurst指数表明流域年径流当前总体趋势在未来表示出持续性.     

海南岛松涛水库流域降雨侵蚀力的时空变化趋势

在海南松涛水库流域及其周边25个雨量站点1960—2015年的逐日降雨数据的基础上,计算了各站的降雨侵蚀力,同时,采用统计和反距离权重等方法分析了该流域降雨侵蚀力的时空变化趋势,结果表明:多年平均降雨侵蚀力的范围为1.27×104~2.19×104MJ·mm/(hm2·h),平均值为1.62×104MJ·mm/(hm2·h),该值与该流域的多年平均降雨量呈极显著相关(相关系数为0.693,P0.01),其空间分布规律与多年平均降雨量基本一致,即从北到南总体上呈先递增后递减的趋势;降雨侵蚀力随纬度的增加而增加,但随经度的增加而减小;在该流域的春、秋、非汛期,降雨侵蚀力的变化趋势均不显著,没有发生显著性突变,而在年、夏季、冬季及汛期,降雨侵蚀力的变化则很显著,其中,非汛期的降雨侵蚀力呈下降趋势,其余时段均呈上升趋势;该流域多数站点的降雨侵蚀力呈上升趋势,老村、牙阜和阜类的多数时段呈显著上升趋势,这些地区面临水土流失的风险较大;在分析年降雨侵蚀力时发现,1970年发生了显著突变;该流域降雨侵蚀力的变化周期为3.5年,震荡周期为5~16年.     

近50年澄碧河流域降雨径流变化趋势及成因分析

为探讨岩溶区流域降雨径流变化特征,基于澄碧河流域1963年至2011年共49 a的降雨径流序列,运用Mann-Kendall方法、Hurst指数法和双累积曲线法分别进行趋势及突变分析、序列未来的趋势预测分析和降雨径流变化产生的影响分析,在此基础上,结合流域的历史及地质资料探讨降雨径流关系发生变化的成因。结果表明:①流域降雨量的年际、汛期以及非汛期序列均呈现显著增加的趋势,且年降雨量的突变年为1986年,而径流量的非汛期序列却呈现显著减少的趋势,并在1990年发生突变;②流域的降雨径流相关关系发生了变化,流域水资源量减少达到12亿m~3/a;③流域内降雨径流的变化是由人类活动、喀斯特岩溶性的地质构造特征和降雨分布特点导致的。     

额尔齐斯河流域气候特征及变化趋势分析

选取额尔齐斯河流域斋桑泊、塞米巴拉金斯克、鄂木斯克、托博尔斯克4个代表站1948~1995年实测逐月降水与气温资料,利用距平分析法、5年滑动平均法、坎德尔秩次相关检验法及相关水文统计方法对流域内气候特征及变化趋势进行了分析.结果表明:额尔齐斯河流域年均降水量在200~500mm之间,主要集中于夏、秋两季,下游降水较上游丰富,但年际变化下游小于上游;年及四季降水量在1948~1995年期间整体呈上升趋势;流域年均气温自上游到下游逐渐降低,但年际变化逐渐增大,流域年均气温多年来总体呈上升趋势.     

秦淮河流域汛期气候变化及其对径流的潜在影响

采用小波分析法和Mann-Kendall非参数检验方法,分析了1961~2013年秦淮河流域汛期气温和降水序列的趋势和周期变化特征以及2000~2013年流域汛期气温、降水及径流的变化趋势。结果表明,近50多年来秦淮河流域汛期气温和降水都呈上升趋势;但只有气温的M-K检测结果通过了显著性检验,表明汛期气温变化显著,而降水变化不显著。汛期气温存在5、9和15 a的变化周期,汛期降水存在10、14、24 a的变化周期。2000~2013年流域汛期气温、降水和径流呈上升趋势;但其M-K检验结果均未通过显著性检验,表明近10 a来汛期气候变化不显著,且汛期径流变化也不明显。     

气候变化和人类活动对黄河上游径流影响的时空差异

在运用灵活样本熵测度黄河上游干支流12个水文站1960-2015年径流复杂性的基础上,量化多时间尺度下气候变化和人类活动对径流影响的贡献率,结果显示,近60 a来,黄河上游径流总体呈下降趋势,仅在部分时段和站点呈上升趋势.年径流量一致在1980年代中期到90年代初、2010年前后发生突变. 1986年后,气候变化和人类活动对黄河上游径流的影响时空差异显著,汛期、丰水期、春夏秋季径流在所有站点均以气候变化影响为主.年、非汛期、枯水期在干流贵德站至兰州站、支流湟水民和站以人类活动影响为主.复杂性测度适用于检测径流序列宏观突变和微观变化,据此量化气候变化和人类活动对径流影响的贡献率具有很好的可靠性,但各影响因子的贡献率和机制需深入分析.     

澜沧江月径流量变化的相关性和多时间尺度特征

 以云南境内澜沧江1955年1月～2001年12月的逐月径流量观测数据为基础,应用相关分析和小波变换的分析方法,研究了云南境内澜沧江月径流量变化的相关性特征和多时间尺度特征.结论为:云南境内澜沧江下游的月径流量变化不仅显著地包含了上游的月径流量变化,而且还更显著地包含了云南境内的月气候变化影响.云南境内澜沧江月径流量变化表现出了十分明显的多时间尺度变化特征.澜沧江上游地区的月气候变化和云南境内的月气候变化均可能存在有约4个月和53个月的特征时间尺度变化.澜沧江下游允景洪的约7个月、30个月和74个月的特征时间尺度的月径流量变化主要是由澜沧江上游旧州的月径流量变化造成的;而澜沧江下游允景洪的约14个月和21个月的特征时间尺度的月径流量变化则完全是由云南境内的月气候变化造成的.对于较小特征时间尺度的变化,云南月气候变化造成的澜沧江月径流量变化一般是相同或滞后于澜沧江上游的月径流量变化;而对于较大特征时间尺度的变化,云南月气候变化造成的澜沧江月径流量变化则总是滞后于澜沧江上游的月径流量变化.     

额尔齐斯河流域降水变化特征

选择额尔齐斯河流域4个气象水文测站(斋桑泊、塞米巴拉金斯克、鄂木斯克和塔帕)近70a(1936—2005年)的降水系列资料,采用5a滑动平均法、Mann-Kendall法、复Morlet小波分析法和R/S分析法分析这4个气象水文测站的降水变化特征。结果表明:这4个气象水文测站的年降水量呈现不同程度的上升趋势,其中鄂木斯克和塔帕存在显著的上升趋势;4个气象水文测站的年降水存在11~13a时间尺度的交替,表现出明显的周期特征,其次7~9a以及4a左右时间尺度的周期性也相对比较明显;Hurst值表明未来斋桑泊气象水文测站年降水量总体上将呈减少趋势,但反持续程度很弱,其余3个气象水文测站的降水量仍将呈上升趋势。     

长江上游枯水期及10月径流情势分析

采用非参数统计检验Mann-Kendal法分析了长江上游寸滩、宜昌站枯水期及10月的流量变化趋势,并用有序聚类分析法分析了两站枯水期及10月流量序列的跳跃点.结果表明:两站枯水期流量均呈上升趋势,10月流量均呈下降趋势;两站枯水期流量序列的跳跃点均为1989年,10月流量序列的跳跃点均为1991年.枯水期和10月流量序列的跳跃点基本吻合,初步判定,跳跃点的产生可能是由于长江上游流域水库运行引起的.     

径流对气候变化和人类活动的响应——以渭河流域为例

定量区分气候变化和人类活动对径流的影响,对区域水资源管理具有重要的现实意义.本文基于实测径流数 据和前人重构的自然径流数据,借助趋势分析、突变检验、多元线性回归等方法,定量分析渭河流域气候变化和人类活动 对径流的影响,并通过与水文敏感性系数方法的分析结果相比较,进一步验证结果.结果表明:1965-2012年华县站、张 家山站和状头站的实测径流分别以7.99×108、2.86×108 和0.787×108 m3·(10a)-1的趋势减小(α<0.05).气象要素 中,渭河干流的风速和相对湿度呈显著减小的趋势,气温呈显著增加的趋势(α<0.05);泾河流域的相对湿度呈显著减小 的趋势,潜在蒸散发和气温呈显著增加的趋势(α<0.05);北洛河流域各气象要素的变化趋势同泾河流域相似.突变检验 表明华县站、张家山站和状头站的年实测径流分别在1993、1996 和1994 年前后发生了突变,其径流分别下降了 38.81%、47.67%和42.22%.多元回归分析表明气候变化对华县站、张家山站和状头站径流变化的贡献率分别为 49.30%、38.05%和69.86%.水文敏感性分析方法的结果同多元回归方法相似,气候变化对3个水文站径流变化的贡献 率分别为48.61%、39.21%和64.86%.      

山西省近50年气温和降水变化基本特征研究

根据山西省近50年(1959-2008)108个地面气象观测站的年平均气温和年降水量系列数据,采用参数线性回归检验(LR)和非参数Mann-Kendall检验(MK)两种方法,从观测站、地级市、全省和山西省黄土高原地区综合治理地区4个层面,对山西省气温和降水的时空变化规律进行了研究.MK结果表明,(1)在108个地面站中,除河曲县站的年平均气温呈不显著减少趋势之外,其余107个站的年平均气温均呈升高趋势(+0.034～+0.896℃/10a("a"即"年";以下同).其中97个站的年平均气温显著升高,10个站的年平均气温升高不显著.除曲沃等8个站的年降水量呈不显著增加趋势之外,其余100个站的年降水量均呈减少趋势(-0.154～-57.750 mm/10a).其中16个站的年降水量显著减少,84个站的年降水量减少不显著.(2)11个地级市的年平均气温均表现出非常显著的升高趋势(+0.181～+0.417℃/10a).各市的年平均降水量均呈减少趋势(-6.954～-33.681 mm/10a).其中晋城、晋中、临汾和吕梁4市的降水量显著减少,太原、大同、阳泉、长治、朔州、运城和忻州7市的降水量减少不显著.(3)山西省的年平均气温呈极显著升高趋势(+0.295℃/10a),其年降水量呈显著减少趋势(-20.486 mm/10a).(4)山西省17个综合治理地区的年平均气温均呈显著升高趋势(+0.126～+0.375℃/10a).这17个地区的年平均降水量均呈减少趋势(-2.619～-34.417 mm/10a).其中5个地区的降水量呈显著减少趋势.总之,山西省的气温和降水在整体上分别呈显著升高和显著减少趋势,在较低层面上具有明显的空间异质性.对比分析同时表明,LR和MK所得的结果,就气温而言一致性非常高;就降水而言一致性则不确定(因研究层面不同很高或较低).     

气温和土壤湿度对中国东部温带蒲公英黄枯普期的影响

为了揭示草本植物秋季物候的时间变化及其气候归因, 利用中国东部温带47个站点1992—2012年的植物物候与气象数据和统计方法, 分析蒲公英黄枯普期的变化趋势, 并模拟黄枯普期的年际变化。结果表明: 1) 在1992—2012年期间, 34个站点的蒲公英黄枯普期呈推迟的趋势, 其中22个站点呈显著推迟的趋势, 相比之下, 13个站点的蒲公英黄枯普期呈提前的趋势, 其中5个站点呈显著提前的趋势; 2) 各站蒲公英黄枯普期与生长季(展叶始期到黄枯普期的期间)的平均温度主要呈负相关关系, 但与秋季土壤相对湿度和秋季日最低温度主要呈正相关关系; 3) 在 30 个单站有效最优模型(p<0.05)中, 蒲公英黄枯普期受秋季土壤相对湿度影响的站点有22个, 受秋季日最低温度影响的站点有19个, 受生长季平均温度影响的站点有21个。此外, 模型模拟的精度受到蒲公英黄枯普期年际波动的显著影响, 即在一个站点处的黄枯普期年际波动越小, 模型的模拟精度越高。     

湖南省极端气候时空特征分析及风险评估

为探究湖南省极端气候的时空变化特征及风险发生概率,基于湖南省32个气象站点1961—2017年逐日气象观测资料,选取12个极端降水指数和16个极端气温指数,利用线性倾向法、M-K趋势检验法、克里金插值等方法,对湖南省极端气候的时空变化特征进行探究,并采用信息扩散模型对湖南省极端气候风险进行评估,研究表明：近57年来湖南省极端降水指数总体变化趋势较为平缓,大多数极端降水指数在空间上呈东高西低、南高北低的分布。极端气温指数总体变化趋势呈显著变暖趋势,表征高温的指数在空间上呈东南向西北递减的趋势。对湖南省极端降水的风险评估显示,湘西北发生极端降水的风险更大,而湘东南的降水总量更多。对湖南省极端气温的风险评估显示,湘西北为持续高温的高风险地区,常德市发生极端高温的风险概率较大,为2～3 a一遇。     

朝鲜冰雹的气候特征分析

利用朝鲜1981-2010 年95 个地面观测站的冰雹观测记录, 分析朝鲜冰雹的气候特征。结果表明, 朝鲜的冰雹主要分布在北部山区、中部山区和西部平原地区, 年平均冰雹日数在上述地区分别达到4, 1.5 和1 以上。年平均冰雹日数分布表现出明显的季节变化, 春季主要集中在中部山区和北部山区, 年平均冰雹日数达到0.4; 夏季主要出现在北部山区, 年平均冰雹日数达到0.8; 秋季南移至西部平原和东部沿海地区, 年平均冰雹日数达到0.4。朝鲜的冰雹发生时刻具有明显的日变化特征, 平壤站冰雹最大值出现在13:00LT (当地时)。在研究的时间段内, 朝鲜全国72 个台站的年平均冰雹日数出现显著的下降趋势, 6 个台站的年平均冰雹日数明显上升, 主要分布在北部的两江道。另外, 对平壤观测站的零度层高度(FLH)、归一化对流有效位能(NCAPE)和垂直风切变(VWS)进行分析, 探讨平壤地区冰雹频数下降的原因。     

云南雷暴的气候变化特征

 利用云南113个常规气象站1961～2006年雷暴日数资料,采用旋转经验正交展开方法将云南划分为6个气候区域,并在此基础上对雷暴日数进行时空变化分析.结果表明:云南省雷暴自1961年以来呈现显著减少的趋势,且在1980s发生过一次显著减少的突变.从地域分布上看,各个区域的雷暴均呈减少趋势,其中以南部和西南部减少最显著.雷暴初日、终日均有提早趋势,而间隔日数则有加长的趋势,但均不能达到统计学意义上的显著水平.     

太阳辐射变化对光伏电站最佳倾角的影响分析

从中国典型资源区选取6个一级辐射站(北京、额济纳旗、格尔木、拉萨、喀什、郑州站)1961—2016年的太阳总辐射、水平面直接辐射和散射辐射数据资料,在用气候倾向估计法分析太阳辐射的变化趋势和利用Klein-Hay模型计算分析最佳倾角的基础上,分析太阳辐射变化对光伏电站最佳倾角的影响.结果显示:(1)近56年,6个一级辐射站的太阳辐射量的总体变化趋势是下降的;除格尔木市和郑州市外,其他4个城市的水平面直接辐射量呈下降趋势;从2003年开始,北京市出现散射比大于直射比的情况;1976年后,郑州市的散射比大于直射比;格尔木、喀什、拉萨市近56年的直射比均高于散射比;额济纳旗市的直射比、散射比变化不明显. (2) 6个典型资源区一级辐射站的最佳倾角随着太阳辐射量的降低而减小;北京、喀什、拉萨市的最佳倾角的下降受总辐射量和直射比的影响;格尔木市和郑州市的最佳倾角的下降受总辐射量和散射比的影响.     

基于Z指数的辽宁省洪涝灾害时空分析

根据辽宁省21个气象站点1958—2008年逐日降水观测数据,通过Z指数计算、区域旱涝等级评定对辽宁省近51年洪涝灾害的时空分布特征进行分析。研究结果表明:从时间变化方面来看,降水变化呈波动式下降趋势,减小趋势为1.963mm/a,且呈周期性变化,主周期约为9年,次周期约为24年和3年;从空间变化方面来看,年平均降水量变化是由辽东南沿海向西北内陆递减;而洪涝灾害频发区与降水集中区的空间分布并不相同,主要集中在辽北、辽中、辽西北部分地区的大、中河流的中下游平原,因受辽东西部高、中部低的地势影响,致使大量降水汇聚于此,因而造成不同程度的洪涝灾害。