平原区小流域降水量变化特征分析

利用平原区朱家河流域降水量实际观测资料,对流域内降水变化特征进行分析。阐明朱家河流域降水空间分布较均匀,降水量自东向西略有减小;降水量年际变化差异较大,最大年降水量接近最小年降水量的3倍;降水有明显的3～5a小周期变化;降水量丰、枯年份出现次数相当且次数多,占序列的81.8%;降水量年内分布极不均匀,主要集中在汛期6～9月;流域多年总体降水量并无增减,汛期降水量有减小趋势,非汛期降水量呈增长之势,年内降水差异逐步在缩小。     

金沙江流域近55a降水时空分布特征及变化趋势

利用金沙江流域内44个气象站点的逐月降水数据资料,采用5 a滑动平均法、Mann-Kendall法、克里金插值法以及空间分布格局法,研究了该流域近55 a降水时空分布特征及变化趋势。结果表明:流域年降水量和非汛期降水量均呈不显著的增加趋势,汛期则呈不显著的减少趋势;流域年内降水分布不均匀,主要集中在汛期5~10月,降水量约占全年的89%;流域降水空间分布特征主要表现为由上游向下游呈逐渐增加的趋势;流域降水的空间格局具有较大差异,主要呈现出流域河源及其中游地区降水量增加,下游地区降水量减少的变化特征。     

泸水河中上游流域近55年降水时空分布特征

通过kendall秩次相关检验法分析泸水河中上游流域近55年(1959~2013年)降水序列变化趋势,并用专业制图软件做出区域降水量及降水倾斜度值等值线图,研究该区域降水的时空分布特征.结果表明:时间上,泸水河中上游流域降水总体上以年均1.720 mm/a的幅度增加,其中灌溉期和枯水期降水呈增加趋势,汛期降水总体呈减少趋势.此外,研究范围内降水年内、年际分布不均,年际降水最大值与最小值极值比为1.96,年内降水主要集中在主汛期(4~6月),占全年降水总量的44.2%.空间上,对于年序列而言,总体上游降水高于下游,上游在章庄附近形成高值区,由中心向周边不断减少,在东谷附近出现低值中心;对于各降水时间段降水序列而言,汛期降水高值出现在章庄附近,而增幅最大为洋溪站(1.099 mm/a),降幅最大为东谷站(-1.189 mm/a),灌溉期降水高值与增幅高值均出现在章庄附近;枯水期降水增幅高值出现在洋溪附近.     

1970-2013年大西安地区降水时空变化特征分析

大西安地区降水资源空间差异较大,为深入了解大西安不同区域降水时空分布特征,利用大西安地区14个气象站1970-2013年的逐月降水观测资料,采用滑动平均法、Mann-Kendall检验法、小波分析法以及克里金插值法,对大西安5个区域降水量的时空变化特征进行了分析.结果表明:大西安地区年均降水量为576.65 mm,整体呈下降趋势,下降率为-10.04 mm/(10 a),东部较西部下降显著,北部较南部下降显著;年内降水量分配不均,降水主要集中在7-9月份,占全年降水总量的50.84％,春、秋季降水量呈下降趋势,夏季降水量呈上升趋势;研究区年降水量变化的第1主周期为28 a;全区多年降水量呈现出少—多—少—多的波动趋势,突变年份为1980年和1991年;年代际降水量呈现出增加—减少—增加的趋势;年降水量空间分布不均,呈现自东南向西北逐渐减少的趋势.上述研究成果可为大西安地区降水资源的合理利用提供参考.     

长江上游降水特征及时空演变规律

基于长江上游1960年-2014年80个国家气象站的降水量资料,统计分析了长江上游降水量特征,并且通过绘制空间分布图,采用Mann-Kendall法、Pettitt法、Morlet小波分析法检验降水量时间序列,综合分析了长江上游降水量的时空演变特征。结果表明,长江上游1960年-2014年多年平均降水量为900.8mm,平均年降水总量为8 925.1m~3,降水量年际变化大,年降水量极值比为1.5,冬季极值比达3.9,降水量年内分布很不均匀,汛期占80%以上;空间上,长江上游降水量呈现东南部降水量大,西北部小的分布特征;时间上,长江上游年降水量总体上呈现显著的下降趋势,年降水量在1985年发生了突变,长江上游年降水量变化周期由强到弱依次为28a、13a、8a,各分区变化周期以28a为主。     

盘锦市降水和旱涝的特征分析

文章以盘锦市1969-2016年降水资料为基础,对其降水丰枯变化趋势及时空分布特征利用频率统计法加以分析,在此基础上揭示了盘锦市年降水量变化规律。结果表明:盘锦市年均降水量呈现出缓慢下降的变化特征,其变差系数为0.30,平均降水量567.7mm/a;年内降水量分配极不均衡,年总降水的30%-70%集中于汛期(6-9月),每年的7、8月份多出现最大1日降水,且年际降水量变化较大;盘锦市北部地区年均降水量低于南部地区,在空间分布上年均降水量呈自北向南逐步增大的趋势。     

1965—2017年和平县降水气候变化特征分析

该研究利用1965—2017年和平县气象观测站降水资料,采用数理分析等方法,分析了和平县降水量和暴雨日数的气候变化特征。结果表明:近53 a和平县年降水量呈不显著的增多趋势,且年际变化幅度较大;年暴雨日数呈不显著减少趋势;年降水量主要集中在汛期,占年降水量的74.1%;除后汛期呈不显著的增加趋势外,汛期、前汛期呈不显著减少趋势;汛期、前(后)汛期暴雨日数均呈不显著减少趋势;年降水量和年暴雨日数均不存在突变;年降水量存在3～4 a、10～11 a、30～36 a周期变化,年暴雨日数存在3～4 a、5～6 a、22～24 a的周期变化。     

基于PW-MK的辽阳季节性降水特性分析

以1955年～2018年为时段,采用PW-MK、线性倾向率、模比系数差积、小波分析等方法,研究辽阳地区4个季节降水特征。结果表明:春季降水量呈增大趋势,夏季、秋季呈显著减少趋势,夏季降水量下降速率较大,为-0.97mm/a,冬季降水总体较稳定;春季降水存在3组不同尺度的旱涝周期,夏季、秋季、冬季降水存在2组不同尺度的旱涝周期。辽阳地区1955年～2018年各季节降水趋势存在差异,不同尺度旱涝周期共同影响辽阳降水。     

深圳市降水变化特征及其未来变化情况预测

基于1998—2018年深圳市日降水资料,采用降水相对变率、集中度及集中期分析了月尺度、年尺度降水稳定性及其年内分配特征,运用Mann-Kendall非参数法和相关函数法对深圳市年降水量、降水稳定性和分配特征参数的变化趋势、突变特征及其未来降水变化特征进行分析与预估。结果表明:深圳市汛期降水稳定性比非汛期更好,年际降水分布稳定性较差,降水集中期为每年6—8月份,降水集中度处于0.23~0.72;降水量和降水分布特征参数均在2011—2013年发生突变,在发生突变后降水相对变率和集中度呈下降趋势,而年降水量和集中期呈上升趋势;深圳市未来降水序列变化趋势受过去变化特征的影响,其中未来年降水量有减少的趋势,降水集中程度逐渐增强,降水稳定性逐渐变差,年内降水分配均匀性变差,降水集中期持续向后推迟。研究成果为深圳市合理蓄水和用水提供科学依据,对水资源调度、利用以及防汛抗旱具有实际指导意义和重要的学术价值。     

近56年岷江降水时空演变特征分析

研究利用克里金插值法、线性趋势法、Mann-Kendall检验法、累积距平法和Morlet小波分析法分别对岷江的降水空间分布、降水时空变化趋势、突变点以及周期性进行了分析。结果表明,岷江的年降水量基本高于500 mm,大体呈现出随地势从北到南降水增多的局面,大部分地区汛期降水量占全年降水量的70%以上;近56年ATP表现出了显著的下降趋势;ATP和RX_(5 d)时间序列存在多个突变年份,ATD突变年份在1991年左右;岷江的ATP时间序列演变过程中32 a尺度周期震荡最强,ATD和RX_(5 d)时间序列最强主周期均为28 a左右。     

基于多元统计的西安市河流水质评价及污染源解析

以西安市2009-2017年地表河流水质的逐月监测数据为研究对象,利用多元统计学方法对水质进行综合分析;通过因子分析法探究水中主要污染物及其变化趋势,并分析污染物来源;利用主成分分析法综合评价各个采样点的水质。结果表明:2009-2017年间,24个水质指标可由4~6个主成分描述,方差累计贡献率在78%以上;对西安市河流水质影响最大的指标是有机物和氨氮类;根据主要控制指标的因子载荷,可知2009-2012年间水质整体趋于平稳,2013-2015年间污染加剧,但在2016-2017年又有不同程度的缓解;就采样点的地理位置而言,皂河污染最为严重,而黑河水质整体良好。     

西安市近60年降水量和气温变化趋势及突变分析

利用西安市1951年-2008年的降水和气温资料,采用线性拟合、滑动t检验,有序聚类,曼肯德尔法对西安市近60年的降水量、气温等气象水文要素进行变化趋势及突变分析。首先,采用线性拟合与距平百分率研究了西安市降水量和气温的变化趋势,分析了降水日数和降水量变化特征,最后,采用有序聚类、滑动t检验和曼肯德尔对降水量和气温的突变性进行分析。趋势分析结果表明:西安市年降水量总体呈下降趋势,汛期降水占全年降水的58%,降水量的年内分布很不均匀;年平均气温、极端最低气温呈上升趋势。突变分析结果显示:西安市降水量的突变点出现1958、1975和1980年;年平均气温的突变点发生在1993年-1995年之间。     

论水文计算中的相关性分析方法

相关性分析是水文计算的一项重要内容,几乎涉及到水文计算的各个领域,寻求适合的相关性分析方法,对解决实际问题将有很大帮助。本文全面论述了水文计算中的相关性,综述了各类相关性的度量和分析方法及适用范围;分析了线性回归和自回归分析在水文计算中遇到的理论障碍,研究了采用Copula函数解决水文变量非线性和非正态问题的可行性;考虑水库蓄水增量的长程相依性,展望了R/S分析方法在水库防洪风险分析中的应用前景;提出了用主成分分析思想构造洪水事件综合指标的方法,以实现洪水恶劣程度的综合排序;研究了Copula函数分析结果的可靠性,指出了这种方法在应用层面上可能出现的失真问题;最后分析了水文计算常遇到的假相关问题。     

基于系统动力学的西安市复合生态系统情景分析

为提高城市发展中水土资源的可持续利用,以西安市为例,基于系统动力学方法(SD)和复合生态系统理论,构建了"社会-经济-水资源-土地资源-生态环境"的城市复合生态系统模型,通过设置经济优先、环境保护和协调发展3种情景,分析对比了不同情景下2004-2025年西安市复合生态系统的变化趋势,并对协调发展方案下的水土资源利用、经济社会发展以及生态环境状况进行了仿真分析。结果表明:协调发展型方案是西安市水土资源利用的最优方案; 2017年以后,西安市还将长期面临缺水且供水缺口较大,需要区外调水、新建水源工程才能满足市区用水需求;西安市建设用地面积将逐年增加,2025年将增至914. 70 km2,耕地面积仍将逐年减少,2025年将减少至21. 85×104hm2;可通过推进节水型城市建设,推行土地集约化利用,发展第三产业、控制人口增长等措施,对西安市的水土资源开发利用进行调控。该研究可为城市水资源和土地资源的综合规划以及高效利用提供依据。     

草原荒漠区红砂和珍珠猪毛菜群落分布特征分析

为探究影响红砂和珍珠猪毛菜群落空间分布的主要环境因子,采用点格局分析方法和冗余分析(RDA),分析了植物种的空间分布格局及其与环境因子之间的关系。研究结果显示：多年平均降水量的减少地点,红砂种群、珍珠猪毛菜种群的空间聚集程度减弱,向随机分布趋势转化,表现出种内促进关系逐渐减弱的适应策略;种间关联性也表现出随降水的减少物种之间的促进关系逐渐减弱。消除生境异质性后,红砂种群、珍珠猪毛菜种群均在>30 m尺度下随机分布,种群内部表现为相互独立;空间关联性整体均呈现为负相关,种间关系表现为相互竞争,降水减少的地点存在向无相关性转变的趋势。利用冗余分析识别出导致群落植被特征产生差异的主要因素是气候、土壤、海拔,因此在制定更为有效的荒漠灌木多样性保育措施时不仅要考虑植被本身的特性,也要加强对荒漠土壤环境的保护。     

未来气候变化影响下的流域面源污染负荷特征响应评估

针对流域面源污染负荷在未来气候变化影响下的变化特征,以我国新安江上游率水流域为例,使用通用流域污染负荷模型(GWLF),对其2000-2013年的水量及总氮、总磷面源污染负荷通量进行了模拟,并解析了其负荷来源分配。在此基础上,基于政府间气候变化专业委员会(IPCC)的气候变化评估报告结果,利用GWLF模型分析了到21世纪20年代、50年代、80年代在A1FI(最高排放)和B1(最低排放)情景下,率水流域的水文及总氮、总磷面源污染负荷特征变化。结果表明:未来气候变化对流域水文及面源污染负荷特征均有一定影响。年水资源量先减少后增加,地表径流量和蒸发量逐渐上升而地下水量逐渐下降。到2080s,A1FI情景比B1情景有更多的水资源量。年总氮通量先增加后减少,在2050s最高,而年总磷通量则逐渐增加,且两种污染物均在A1FI排放情景下有更高的污染负荷量,表明人类温室气体的排放会潜在地增加流域水体面源污染负荷。     

Trophic connections in Lake Superior Part I: The offshore fish community

Detailed diet linkages within the offshore (> 80 m bathymetric depth) food web of Lake Superior are currently not well identified. We used analyses of fish stomach contents to create an empirically based food web model of the Lake Superior offshore fish community. Stomachs were collected seasonally (spring, summer, and fall) from nine offshore locations in 2005, using bottom and midwater trawls. In total, 2643 stomachs representing 12 fish species were examined. The predominant fish species collected were deepwater sculpin (Myoxocephalus thompsonii), siscowet (Salvelinus namaycush siscowet), kiyi (Coregonus kiyi), and cisco (Coregonus artedi). Mysis diluviana was the most common prey item, indicating that changes in Mysis abundance could have a profound impact on the entire offshore food web. Mysis was the primary diet item of deepwater sculpin (≥ 53% by mass) and kiyi (≥ 96% by mass) regardless of depth or season. The invasive Bythotrephes was an important diet component of the pelagic cisco in summer and fall. Deepwater sculpin were the primary diet item of siscowet (≥ 52% by mass), with coregonines appearing in the diet of larger (> 400 mm) siscowet. Non-metric multidimensional scaling analysis indicated that there were no statistically significant seasonal or site-specific differences in diets of deepwater sculpin, cisco, or kiyi. Site was the primary structuring factor in siscowet diets. Generally, in Lake Superior, the diet items of the dominant offshore species did not appear to be in danger from those types of major ecological shifts occurring in the lower Laurentian Great Lakes.     

下岸水库对永安溪水文情势的影响分析

为了定量评估永安溪下岸水库对下游水文情势的影响,利用永安溪柏枝岙水文站1980—2020年的径流序列,采用不均匀系数、完全调节系数和集中度分析水库运行前后永安溪径流年内分配变化,并利用RVA法评估水文整体改变度。结果表明:下岸水库的蓄丰补枯作用明显,径流年内分配趋于均匀化;在取得防洪效益的同时,水库的运行也对永安溪水文情势产生了中度改变,改变度达42.82%,对流域内水生生态系统的健康形成潜在影响。     

郑州市降雨-径流关系不确定性分析

为研究郑州市变化环境下的降雨-径流关系,利用1963—2012年郑州市年降水量和年径流量作为基础数据,运用时间突变理论确定径流突变点,将其作为降雨-径流关系的变化点,并将多时间尺度小波分析和集对分析结合研究降雨-径流在多时间尺度上的联系。结果表明:郑州市年降水量无明显变化趋势,年径流量在1985年和2002年发生显著突变,降雨-径流关系愈发复杂;郑州市年降水量具有准2Symbol~A@4 a、5Symbol~A@7 a、6Symbol~A@11 a、23 a、32 a的波动周期,而年径流量具有准2Symbol~A@4 a、4Symbol~A@9 a、8Symbol~A@11 a、17 a的波动周期;郑州市降雨-径流的不确定性关系在短、中、中长周期以同一性为主,在长周期以差异性为主,根据变异年份划分的3个时段基本符合这一规律。     

干旱区土壤含水率和盐分的空间变异性及其关系研究

为探明西北干旱区土壤水分和盐分的空间分布特征,在乌兰布和沙区布设38个样点,获取3个土层(0～10cm、10～30 cm、30～50 cm)的土壤含水率和土壤EC数据,利用空间信息科学——统计学,同时结合经典统计学与长序列上的谱分析,对干旱区土壤水盐参数的空间分布特征进行分析。结果表明:干旱的乌兰布和地区土壤含水率、土壤EC的变异系数分别介于38%～57%和35%～98%,均属于中等偏弱变异程度,且两者变异系数随土层深度自上而下逐渐增大;研究区0～50 cm土层的土壤含水率和EC均值分别为7.09%～12.01%和0.16～0.28μS/cm,30～50 cm土层含水率均值最大,对于整个干旱沙区,土壤水分和盐分含量普遍较小;由块金系数可知各深度土层的土壤含水率及EC值变化具有较强的空间相关性,最小变程大于采样间距,网格布设基本满足空间分析要求,但应缩小采样间距,增加采样点,以寻求最佳采样点间距;克里格插值结果显示,不同土层含水率呈逐月升高的趋势,土壤盐分则逐月降低,5月土壤表层(0～10 cm)盐分均值最大、分布最广;谱分析结果显示EC值在含水率序列上随生育期呈现先长程正相关(5月)后长程负相关(6-8月)。