松辽流域水文设计成果修订研究

受自然和人类活动影响,松辽流域水文成果发生较大变化。原有松辽流域径流系列至2000年,洪水系列仅至1998年,流域现有水文设计成果已经不能反映流域目前的水文情势。松辽水利委员会根据《松辽流域水文设计成果修订任务书》的要求,开展松辽流域水文设计成果修订工作,对松花江和辽河流域总面积78.23×10^4km^2范围内选定的63个水文站和工程点进行水文设计成果复核,将系列延长至2010年(其中黑龙江、松花江、浑河流域延长至2013年),分别进行设计径流及设计洪水成果复核,分析得出10多年来松辽流域水文成果的变化结论,提出推荐采用的水文成果,为流域水资源管理和防洪减灾提供技术依据。     

全国七大流域水文设计成果修订中若干关键技术问题探讨

为准确反映目前流域径流、洪水的实际情况,水利部组织完成了七大流域的水文设计成果修订工作。介绍了七大流域水文设计成果修订概况,总结分析了径流和洪水系列一致性处理、设计水文成果计算方法、成果合理性分析、修订成果应用等若干关键问题。重点阐述了洪水和径流系列的还原计算和考虑下垫面变化条件下的一致性修订问题,并对下一步修订成果的应用和研究重点提出了建议。     

人类活动对海河流域径流系列一致性影响的分析

从地下水开发利用、水土保持生态建设两方面分析流域降水径流关系变化的成因,说明山丘区、平原区径流系列一致性修正方法,提出一致性、代表性较好的径流成果。结果表明,进行一致性修正后,海河流域1956～1979年平均年径流量较第一次水资源评价减少11.1%,且山丘区减少幅度小于平原区。     

七大流域设计洪水修订成果分析

在全国各大流域防洪规划和综合规划设计洪水成果的基础上,整理设计洪水相关资料,延长洪水系列,进行还原计算和频率适线分析。经过数年工作,完成了七大流域设计洪水成果的修订和审查工作。设计洪水修订的项目主要包括设计洪峰和不同时段的洪量,修订后的设计洪水成果代表性更好。介绍了七大流域设计洪水修订成果及变化情况,并对不同流域影响设计洪水成果的因素进行了分析,通过与原审批成果的对比分析,推荐了设计洪水成果修订的采用成果,以此作为各站点修订后的成果以及以后工程设计的依据。     

甘肃省黑河地表水资源时空分布变化研究

基于第三次甘肃省水资源调查评价收集的1956-2016年系列径流资料以及评价成果基础上,对甘肃省黑河流域地表水资源时空分布变化进行分析研究,主要研究包括年内变化、年际变化、空间分布等特性。黑河属于河西地区主要水源地,对河西的农业和工业发展起到决定性作用。黑河流域径流多年呈增加趋势;径流主要集中7月份,在年内分配不平衡;主要产流在山区,空间分布相差较大。地表水资源的开发利用因其时空分布不均匀的影响,需增加水利工程均衡水资源。     

甘肃省长江流域径流多年变化特性研究

选取第三次甘肃省水资源调查评价收集的1956-2016年系列甘肃长江流域径流资料,通过采用传统水文分析方法,对甘肃省长江径流多年变化特性进行分析研究,主要分析了其变化趋势、突变年份以及年际变化等特性。甘肃长江流域径流补给主要以降水补给为主,相对省内其他区域,水资源量较充沛。但自1993年径流多年呈递减趋势,递减趋势显著,其嘉陵江流域径流年际变化不稳定,Cv值在0. 5左右,而白龙江流域年径流变化较稳定,Cv值在0. 2左右。     

径流还原与一致性修正在水资源评价中的应用研究——以渭河秦安站为例

为研究甘肃省60余年来水资源状况变化,确保水资源评价成果的可靠性,需对径流控制站上游引水量、耗水量等按实际情况进行还原计算,形成天然河川径流量系列,并建立与面平均降水的双累积关系,对流域下垫面条件改变导致的入渗、径流、蒸发等水平衡要素的系列变化进行一致性修正。本文以渭河甘肃段秦安水文站为例,通过对单站径流量和秦安站控制流域面积内34处雨量站资料逐年计算,并点绘秦安站面降水量与径流的双累积关系曲线分析其变化趋势。结果显示:渭河流域秦安站多年平均(1956-2016年)实测径流量2. 799亿m3,还原后多年平均天然径流量3. 172亿m3,多年平均还原水量0. 373亿m3,消耗水量主要用于农业灌溉与工业生产;秦安站径流还原修正前多年平均天然径流量3. 172亿m3,修正后1. 871亿m3,修正量1. 301亿m3,减少41%,修正后径流系列可作为第三次甘肃省水资源调查评价的径流系列。研究结果为满足新时期水资源管理、促进经济社会可持续发展奠定基础。     

甘肃省石羊河流域径流多年变化特性研究

基于第三次甘肃省水资源调查评价收集的1956-2016年系列径流资料,补充至2018年,对甘肃省石羊河流域径流多年变化特性进行研究,主要对其变化趋势、突变年份、周期变化、年际变化特性进行研究。以降水补给为主的甘肃省石羊河流域径流量的大小,制约着地区经济的发展。经采用累积滤波器法和斯伯曼秩次相关法分析得出石羊河从北向南趋势由增向减的变化,采用滑动t检验法得出石羊河突变年份在1990年左右,采用谐波分析法得出石羊河北部周期为32年,南部径流周期不明显,径流年际变化较稳定。     

甘肃黄河流域主要水文站年径流量一致性修正分析

由于下垫面条件的变化,导致入渗、蒸发等水平衡要素发生一定的变化,从而造成径流系数发生改变,用于水资源评价计算的天然年径流量序列失去了一致性。为了水资源调查评价的准确性,对各主要水文站的年径流序列进行一致性分析及修正很有必要。选用水文站在水量还原计算的基础上,对其同步期逐年天然河川径流量进行系列一致性分析,最终得出甘肃黄河流域各主要水文站径流的修正值做水资源评价。     

年降雨径流相关曲线型式的探讨

一、引言年径流量是水资源计算工作中最重要的数据之一,当年径流系列较短时,一般是根据较长系列的流域年平均雨量资料,通过年降雨径流关系延长年径流系列,通常采用图解相关法或相关分析法。通过大量资料的计算分析,我们认识到我国湿润地区的年降雨径流相关关系并不都是直线关系,也有曲线关系。由于以往分析年降雨径流关系时所采用的实测径流系列     

1960—2010年中国主要流域径流量减小原因探讨分析

针对1960—2010年径流量显著减少的中国主要流域,包括松花江、辽河、海河、黄河和汉江等,选择其上游地区受人类直接取用水影响较少的山区小流域,分析径流变化及其原因.采用基于Budyko假设的流域水热耦合平衡方程,估计了流域年径流量变化的气候弹性系数和下垫面弹性系数,并对各流域径流变化进行了归因分析.结果表明,在气候较为湿润的地区,径流对气候和下垫面变化均不敏感;在气候较为干燥的地区,径流对气候和下垫面变化都更为敏感,且区域差异性明显.潜在蒸散发的变化对径流减少的影响微弱,降水减少和下垫面变化是径流减少的主导因素,其中人类活动导致的下垫面变化对径流减少的影响尤为显著.对比两个阶段的径流变化归因分析结果,近10年间流域下垫面变化对年径流量的影响程度较前20年有显著增加.通过分析近30年的归一化植被指数(NDVI)数据发现,植被覆盖改善是下垫面变化的重要原因,说明中国水土保持工程发挥了显著生态效益的同时也导致了流域径流减小.     

黄河流域近期水沙变化及其趋势预测

针对黄河水沙近期发生显著变化的现象,利用黄河上中游干支流水文泥沙定位观测资料,综合"水文法"、"水保法"和数学模拟等多种方法,对黄河流域1997-2006年水沙变化情势进行了评估,分析了水沙变化机制,并预测了未来的变化趋势。分析表明,与多年平均相比,黄河河源区径流量年均减少43.90亿m3,其中降雨等自然因素的影响量占92.26%,人类活动影响量占7.74%;与1970年前相比,黄河实测径流量年均减少112.1亿m3,其中水利水土保持综合治理等人类活动作用占76.50%,因降雨影响占23.50%;实测输沙量较1970年以前年均减少11.80亿t,其中水利水土保持综合治理等人类活动的作用为49.75%,降雨的影响为50.25%;人类活动与降雨变化对水沙变化的影响差异较大,就黄河中游地区总体而言,人类活动的减水作用远大于降雨的影响,人类活动的减沙作用与降雨影响基本相当,不宜笼统说黄河中游水沙变化主要是人类活动所致或主要是降雨变化所致; 2050年以前黄河来水来沙量总体呈平偏枯趋势,但不排除个别年份或短时段仍会发生丰水丰沙的可能性。     

黄河流域水文设计成果修订研究

将黄河流域主要控制站/区间的降雨、径流、洪水资料系列延长至2010年并分析其变化特点,在对实测径流还原的基础上,通过降雨径流关系变化分析下垫面变化对径流系列一致性影响,并采用多种方法进行一致性处理,提出3种下垫面情景的天然径流系列并推荐近期I下垫面情景的黄河设计径流成果。分析了影响洪水一致性的因素,对主要影响因素进行还原,对影响黄河中下游常遇洪水量级的因素进行还现,提出黄河流域各站天然设计洪水及中游现状下垫面5年一遇及以下设计洪水。     

人类活动和气候变化影响下的黄河下游 月径流时-频综合特征的小波分析-自组织映射网络（WA-SOM）分析

以黄河利津站54年（1950～2003年）的月径流序列为基础资料,以1970年为分界点,对比分析黄河下游1950～1969年和1970～2003年的各月径流序列和年径流序列的变化特征;  并把 1950～1969年和 1970～2003年的各月径流序列的特征值和主周期作为自组织映射网络（SOM）的输入向量,分别建立小波分析-自组织映射网络（WA-SOM）耦合模型,根据其输出结果对比分析1970年前后黄河下游各月径流序列的变化情况。研究表明: 1970年以后,黄河下游各月径流量明显减少,各月径流序列（除1月和12月）的C_V和C_S显著增大,整体来看,主周期变得更加复杂;  并且在1970年之后,3月、4月、5月和6月的径流序列变得相似,汛期8月、9月和10月的径流序列特征差异很大。     

中长期径流预报的一种灰关联模式识别与预测方法

基于时间序列多重信息利用的扩维原理和灰色系统理论的关联分析思想,提出一种应用于水文中长期预报的方法.它的特点是直接从径流序列的扩维相型关联分析中,寻求径流情势变化规律,较适合于缺乏输入因子资料或选择影响因子有困难条件下的水文中长期预报.利用海河、黄河和长江流域若干水文站的实测资料序列对该方法做了初步验证.     

基于WEP-L模型的寒区流域径流演变模拟及归因分析

寒区在我国分布广泛,且多为我国主要江河的源头区,其水循环演变会对地区乃至全国的水资源情势产生重要影响。针对寒区冻土作用下特殊的水文特性,研究选择松花江、黄河、黑河、长江、雅鲁藏布江流域内5个典型寒区流域,采用改进的WEP-L模型模拟分析了寒区径流在1960—2010年的时空变化规律。同时,基于水文模拟法,设计不同气候变化与土地利用情景对各寒区流域径流变化进行了归因分析。研究表明：WEP-L针对不同的寒区流域逐月径流过程,取得了较好的模拟效果,NSE（纳什效率系数）基本在0.7以上,相对误差控制在±15%内。5个流域的径流量变化趋势表现为弱显著性,但是黄河流域（唐乃亥以上）和黑河流域（莺落峡以上）的基流指数显著增加,说明这两个流域的河川基流占比不断增加,主要原因可能在于冰川融雪的增加。除了松花江流域（阿彦浅以上）外的四个寒区流域的气候变化对径流的影响较高,贡献率达到78%以上,是径流演变的主导作用。研究结果有助于增强对寒区水循环和水资源演变的认识,为应对未来变化环境下寒区水问题提供参考。     

Characteristics and causes of changes in annual runoff of the Wuding River in 1956–2009

The Yellow River is the second largest river in China. Its runoff experienced rapid changes in the past decades. The trend and driving forces of change of the river’s runoff has been a hot topic in some academic fields in China in recent years, due to its importance in solving the contradiction between supply and demand of water resources, reasonable exploitation and utilization of water resources and its significance in promoting the social, economic and ecologically sustainable development. The Wuding River is one of the large tributaries in the Middle Yellow River and soil and water conservation measures have been implemented in the tributary much earlier. It can be a good example for investigating the trend and causes of changes of runoff of the Yellow River. In this paper, the variation trend and abrupt change are determined in the time series of annual runoff of the Wuding River recorded at a hydrological station near its outlet during the period from 1956 to 2009 using several time series analysis methods. Secondly, the influences of climate change and human activities are estimated through calculating the amount of runoff reduction due to climate change in different periods. Results show that the annual runoff was continually decreasing, the drought trend was aggravating, and abrupt change in runoff series appeared in 1971 and 1997 as a result of large scale water and soil conservation measure after 1971 and ecosystem restoration program since 1997. It is also found that human activities were the main influence factor for runoff reduction during the period from 1972 to 2009. The contributions from climate change increased from about 23 to 30 %, and those from human activities decreased from 77 to 70 % from the period of 1972–1996 to the period of 1997–2009. Finally, a formula is built to reveal the relation of runoff with both climate factors and each main kind of human activities.     

Flow and high sediment yield from the Huangfuchuan watershed

This study deals with general features of sediment transport in the Huangfuchuan river, an important branch river of the Yellow river, draining the Loess Plateau in China. The long-term precipitation records at 3 climate stations near the watershed have been used to assess the changes in precipitation in this region. By introducing metrics for runoff and sediment transport, long-term observations on discharge and sediment concentration at the Huangfuchuan gauging station on the Huangfuchuan river have been used to assess the changes in runoff and sediment transport in the Huangfuchuan River compared with those at the Toudaoguai and Fugu gauging stations on the Yellow river. It is found that both runoff and sediment metrics have a clearly downward trend. From July to August, the long-term sediment transport modulus at the Huangfuchuan gauging station is much higher than those at the Toudaoguai and Fugu stations on the Yellow river. The long-term average sediment transport modulus at the Huangfuchuan gauging station are high, ranging from 14000. t/(km² y) but decreasing to 5900 t/(km² y) over the last 10 years. Additionally, analyses on grain size distribution of suspended load in the Huangfuchuan and Yellow river have been conducted.     

黄河源区径流长期演变特征与趋势预测模型研究

利用小波分析方法对黄河源区径流数据系列的多尺度变化特征、突变点及变化趋势进行了分析.结果表明:黄河源区年径流量具有8a、15a、22a和36a左右的变化周期,其中8a、36a左右的周期变化最为显著.这些周期变化表明,2007年后流量将呈增加的趋势;1928、1982年和1985年是径流变化趋势重要的转变点.在小波分解的基础上,基于BP神经网络模型构建了黄河源区年径流量的长期动态预报模型,利用该模型对未来10a的流量变化进行了预测,并对其预报结果进行了分析.     

长江-黄河源寒区径流时空变化特征对比

长江源区比黄河源区寒冷而干燥, 年径流量仅为黄河源区的60%, 径流年内分配较黄河源区均匀性差, 丰水年与枯水年比例基本相当, 而黄河源区枯水年占较大优势. 近40 a来长江源区径流量总体上呈明显的递减趋势, 黄河源区径流量则呈现略微增长趋势. 长江源区径流量以8～9 a的周期变化较为显著, 黄河源区径流量则以7～8 a周期比较显著. 对寒区径流变化的主要影响因子分析表明, 长江源区温度因子对径流年际变化影响大于黄河源区, 而降水因子影响相对较小, 长江源区寒区水文环境对径流影响较大是造成长江、黄河源区径流差异形成的主要原因.