基于Morlet小波分析的弥苴河径流量变化及其影响因素分析

2011年以来,弥苴河流域年径流量连续8年均偏少,弥苴河是洱海最大的主要入湖河流,径流面积和天然径流量占洱海总的40%以上,分析弥苴河年径流量的变化特征对洱海入湖总水量研究具有重要意义。利用1954—2018年流域内炼城水文站的实测流量、降水以及蒸发等监测资料,采用小波分析法研究弥苴河流域径流量周期变化规律及其影响因素分析。结果表明:近65年来弥苴河流域天然年径流量随时间呈减少趋势,平均每10年年径流量减少1 435万m~3;年径流量存在9、14、19、54年左右的周期变化,它们主导着年径流量的丰枯变化趋势;四季的径流量与年径流量存在多重时间尺度相互嵌套,且四季及年径流量的第一主周期均为54年左右;影响弥苴河年降水量与年径流量变化趋势及波动周期相似,呈正相关关系;年蒸发量对年径流量的影响呈多样组合;弥苴河流域耗水量对径流量的影响呈增长趋势,下垫面条件变化越来越大,流域降水径流关系也随之变化,这也是近年来流域内径流量较过去同级降水产生径流量明显减少的主要原因之一。     

碧流河水库流域降水和径流特征变化及成因分析

为全面分析碧流河水库流域降水和径流变化特征,根据流域内1958-2011年的日降水及径流资料,运用基尼系数法、R/S分析法和小波分析法分别分析了降水和径流的年内变化特征、年际变化趋势和周期性特征。结果表明:流域内降水和径流年内分配极度不均匀,年内分配过程呈单峰型,月降水峰值在20世纪80年代后有峰值后移的特点;多年降水量和径流量均有减少趋势,径流量的减少趋势更显著,说明除降水减少外,还受其它因素的影响,如各种人类活动等;降水径流序列都呈现丰-枯交替变化周期,变化主周期均为12～16a,可能与太阳黑子周期活动有关;20世纪80年代后的径流周期较降水震荡性减弱,说明径流周期变化还受除降水外的其它因素的影响。     

降水和下垫面对流域径流量影响的定量研究

定量分析降水和下垫面变化对径流的影响,对流域水资源规划管理具有重要的意义。以北京市漫水河流域为研究对象,对漫水河1956-2016年年降水量、天然径流量的变化趋势及突变性进行了分析,以径流变异前1956-1979时间段为基准期,建立降水径流双累积曲线关系,识别与基准期相比不同时期降水和下垫面条件变化对天然径流的贡献率。结果表明:2000年以后流域内耗水、水利工程调蓄水等人类活动的直接影响有所减少,与1956-1979年基准期相比,1990-1999年降水量的影响程度大于下垫面,为63. 9%; 1980-1989、2000-2009、2010-2016年3个时期下垫面对径流量减少的影响程度均大于降水,降水量和下垫面对径流量减少的贡献率分别为44. 9%和55. 1%、47. 9%和52. 1%、44. 5%和55. 5%。     

1982—2015年永定河山区植被变化及对天然径流的影响

采用归一化植被指数NDVI和气温、降水、径流等监测资料,在分析永定河山区NDVI时空变化的基础上,通过构建地理加权回归模型,研究了流域内NDVI和降水、平均气温的回归参数及残差的空间关系特征,定量估算了永定河山区NDVI变化对天然径流量衰减的影响。结果表明： 1982—2015年永定河山区在土地利用格局总体变化不大的情况下,年、季尺度的NDVI均显著增加,NDVI和降水、平均气温的空间回归参数及残差的均值、趋势均具有显著的空间异质性,降水、气温等气候因素和人类活动对NDVI均表现为促进作用,但各影响因素趋势变化的时空分布差异显著。永定河山区天然径流量具有显著的衰减趋势,结合Budyko方程发现流域天然径流量对植被变化具有高度敏感性,以植被变化为突出特征的下垫面变化对永定河天然径流衰减的贡献率达到了80%,流域植被保护和水土保持对天然径流量衰减的这种影响应给予高度重视。     

近50年乌鲁木齐河上游出山口径流变化特征及原因分析

利用乌鲁木齐河1957-2009年的径流、气温、降水逐月资料,分析乌鲁木齐河上游出山口年径流变化特征及其与气候变化的关系。研究结果表明:1乌鲁木齐河上游出山口径流的年际变化相对稳定,但年内分配极不平衡,其中夏季径流量最大,约占全年的61.8%,其他各月径流量只占全年的38.2%;从汛期和枯期来看,乌鲁木齐河上游汛期和枯水期径流量相差较大;2近50年来,随着乌鲁木齐河上游流域出现明显的升温趋势,流域内降水呈减少的趋势;从径流年际变化的分析来看,随着乌鲁木齐河上游流域来水的增加,降水和气温的变化显著。     

黄河流域径流演变归因研究

本文首先分析了黄河流域近43年天然径流量的变化规律,得出了降水、蒸发、土地利用和水利工程调蓄四个主要影响因子的变化规律,利用M-K、聚类分析等多种方法判别了黄河流域及6个集水区天然径流受人类活动影响较小的基准期。根据基于傅抱璞公式的流域尺度水均衡模型区分了降水、蒸发、土地利用和水利工程调蓄四个主要影响因子对于流域天然径流量变化的贡献。结果表明:流域内的天然径流量出现明显的衰减,其中4个主要影响因子中降水改变对于天然径流量的变化贡献最大,土地利用和水利工程调蓄因子的变化对各个集水单元的贡献率因为地区的差异也有很大差异。     

金沟河流域水文与环境特征分析

根据金沟河八家户水文站1955~2010年的观测资料,对金沟河流域的水文与环境特征进行了分析和阐述。分析认为:流域内的冰川是径流的主要补给源,影响径流年际、年内变化的主要因素是降水和气温,径流年内分配集中在6~8月,径流过程略滞后于气温和降水过程。金沟河径流的年内分配不均,多年平均最大月径流量是最小月径流量的16.3倍;径流的年际变化相对稳定,径流系列的年际变差系数Cv值为0.14。     

金沟河径流与洪水特征分析

根据金沟河出山口一带1955～2008年的观测资料,对金沟河流域的径流与洪水特征进行了分析和阐述。分析认为：流域内的冰川是径流的主要补给源,影响径流年际、年内变化的主要因素是降水和气温,径流年内分配集中在6-8月,径流过程略滞后于气温和降水过程。金沟河径流的年内分配不均,多年平均最大月径流量是最小月径流量的16．3倍;径流的年际变化相对稳定,径流系列的年际变差系数Cv值为0．14。     

新疆奇台县开垦河年径流量变化趋势分析

以天山北麓中段开垦河流域主要控制站开垦河水文站近51年(1957-2007年)实测径流量资料序列为基础,对径流量的时空分布及年内年际变化进行了分析,并对其影响因素降水、气温进行了相关分析.结果表明:开垦河天然年径序列具有明显的丰、枯周期变化特征,但变化趋势不显著,径流量年内分配不均,年际变化不大,且主要受降雨影响.     

海河流域降水时空演变特征及其驱动力分析

选取海河流域35个气象站点1961—2018年逐日降水数据,采用创新趋势分析法、Mann-Kendall非参数检验法和Pettitt突变检验法综合分析了海河流域不同量级降水量的时空演变特征,并采用交叉小波探究了太阳黑子和大气环流异常因子对年降水量的影响。结果表明:1961—2018年海河流域降水整体上呈现出减少趋势,其中轻度降水的下降趋势并不显著,强降水变化呈现出超过10%的下降趋势,春秋降水存在增加趋势,夏冬降水呈下降趋势;海河流域降水整体上呈现南多北少的格局,夏季和全年降水在空间上的分布形态相似,受地形因素的影响,以太行山和燕山为界,山前多雨,春秋两季南部降水多,中部降水少;太阳黑子和大气环流异常因子对流域年降水的变化有较强的影响,其中太阳黑子影响最为显著,AO和ENSO的影响次之,PDO的影响最弱。     

基于Morlet小波的太阳活动与黄河流域径流量关系分析

太阳活动对黄河流域径流有一定影响。本文引用Morlet小波分析技术，对1919年～1997年黄河流域径流与同期太阳黑子9～11年小波系数的变化进行分析，表明黄河流域年径流与太阳黑子在不同时间段表现出不同的相关关系，在9年时间尺度上，1919年～1931年和1957年～1997年两个时段，它们与太阳黑子呈一定的负相关关系，1931年～1957年则表现为正相关关系。     

泾洛渭河流域产汇流特性分析

利用流域水文模型和经验相关方法较深入地分析了泾洛渭河流域的降雨径流特性.初步论证结果表明:对于渭河流域,尤其是渭河以南发源于秦岭北麓的诸河流流域,新安江模型是适用的;对于泾河流域和北洛河流域,新安江模型基本上也是适用的;产流面积的变化是影响泾洛渭河流域产汇流规律的重要因素.     

洛河径流典型解集模型研究

洛河是黄河的一条重要支流。本文采用洛河氵状头水文站1965~2003年共计39年的实测径流资料,依据线性平稳随机模型的理论建立了一阶自回归模型;运用季节性随机模型的理论方法建立洛河氵状头站月径流量典型解集模型。经实用性检验,模拟序列与实测序列各项估计参数吻合良好,符合精度要求。该模型可为洛惠渠灌区进行河源来水量预报和用水管理提供决策依据。     

降雨径流模型在故县水库入库预报中的应用研究

根据故县水库入库控制站卢氏站及以上地区的水文资料,采用超渗产流与蓄满产流相结合的产流模式、纳希瞬时单位线单元汇流模型以及马斯京根多河段连续流量演算的河道汇流模型,研究探讨故县水库入库流量及水量的预报方法,并利用该模型在2011年9月洛河上游秋汛洪水期间进行了作业预报,取得了满意的结果,可作为故县水库调度的决策依据之一。     

金沙江流域径流变化特征及成因

基于金沙江流域近 60?a 的降雨和径流资料,采用水量平衡法对天然径流量进行还原,利用 Mann-Kendall 法 及小波分析方法研究流域降雨量及天然径流量的变化趋势、周期及可能突变的年份,分析天然径流的变化原因, 构建天然径流量与降雨量及归一化植被指数的相关关系式。结果表明：金沙江流域降雨量和天然径流量总体呈 周期性变化,主周期均为 28?a,与此同时降雨量和径流量均呈增加趋势,降雨量每 10?a 相对增长幅度约 1.28%,天 然径流量每 10?a 相对增长幅度约 0.57%;造成两者相对变幅差异较大的原因源于流域植被覆盖面积的增加;考虑 降雨及植被的综合影响,建立的天然径流与两者共同作用下的方程相关系数为0.940,其关系式为R=0.017?7P 1.691/N ?0.923。 研究成果可为金沙江流域水电开发和综合治理提供决策参考。     

黄河流域天然径流量与气候因子的小波分析

利用黄河流域6个水资源区1961—2005年的年平均气温、年降水量、年水面蒸发量和年天然径流量数据和小波分析方法,研究了气候因子和天然径流量的多时间尺度波动周期及其相互关系。结果表明:黄河流域各气候因子的主要波动周期为3、7、18 a,年天然径流量的主要波动周期为3、6、18 a;年均气温与年天然径流量的波动周期呈负相关关系,小波互相关能量聚集尺度为6 a和18 a;年降水量与年天然径流量的波动周期呈正相关关系,小波互相关能量聚集尺度为3 a和6 a;年水面蒸发量与年天然径流量的波动周期呈负相关关系,小波互相关能量聚集尺度为3、12、20 a。由此可见,气候因子的波动周期对水资源量的变化具有重要影响。     

泾惠渠灌区降水径流奇异谱分析

泾惠渠灌区是陕西省主要产粮区之一,灌区降水径流等水资源对于灌区的农业生产关系重大,分析灌区降水径流特性,明确灌区降水径流的主要影响因素,是灌区合理规划利用各种水资源的基础。降水径流等水文要素成因复杂,受气候因素影响具有周期性震荡特性,采用能够降噪和降维的奇异谱分析(SSA)方法对泾惠渠灌区降水径流时间序列震荡特征进行分析。分析显示,灌区降水径流时间序列均具有准3~4 a,9~12 a,18~22 a的周期性,与东部季风、太阳黑子等现象的周期性活动关系密切。由此表明,泾惠渠降水径流主要受东部季风的影响,且受太阳黑子等大尺度周期性因素的综合影响。     

基于GLUE的垂向混合产流模型参数不确定性分析

水文模型能将复杂的水文现象和过程进行概化,其不确定性研究已成为模型研究的重要方向之一。以半湿润地区洛河流域为研究区域,构建了基于垂向混合产流模型的流域产流模拟模型,采用GLUE方法并结合5项相关指标对构建的模型进行不确定性分析。结果表明:使用GLUE方法对垂向混合产流模型进行不确定性评估和参数优选过程中,在置信度为95%的前提下,模型预报区间的覆盖率达到87.5%,对称度S和T接近于0,数据模拟对称度良好。     

基于VAR模型的新疆金沟河气象要素与径流关系分析

为探究气候变化下金沟河流域气象要素与径流之间的关系,根据新疆金沟河流域2006-2015年的月平均降水、积雪覆盖率、气温和径流资料,采用VAR模型方法分析了降水、积雪覆盖率、气温变化与径流变化之间的相互响应关系及响应程度。结果表明：降水、积雪覆盖率、气温与径流之间互相影响,但径流对降水、积雪覆盖率和气温的影响范围更大;径流对于降水、积雪覆盖率和气温的冲击响应方向不太一致,而降水、积雪覆盖率和气温对于径流冲击的响应均具有滞后性;通过方差分解可知,除径流自身冲击外,降水、积雪覆盖率和气温对径流变化的贡献程度依次为：气温 > 积雪覆盖率 > 降水,金沟河流域径流的主要影响因素为气温。研究结果可为流域内的各类水文计算提供参考依据。