气候变化对长江上游径流影响预估

利用第五次国际耦合模式比较计划(CMIP5)中5个气候模式在3种典型浓度路径(RCPs)下的预估结果驱动SWAT水文模型,预估了21世纪气候变化对长江上游年径流量、季节分配以及极端径流的影响。结果表明：预估的长江上游平均气温呈显著上升趋势,21世纪末较当前(1986—2005年)升高1.5~5.5℃,降水总体呈增加趋势,在21世纪30年代后高于当前气候平均值,21世纪末相对于当前增加5%~15%。流域内气候变化存在明显空间差异,金沙江和岷沱江流域气温升高和降水增加幅度均大于流域平均值。预估的长江上游年径流量及各月平均径流均有增加趋势,在21世纪30年代后高于当前多年平均值,21世纪中期增加4%~8%,21世纪末增加10%~15%。预估的径流年内分布的均匀性有所增加,但年际变化明显增大,极端旱涝事件的频率和强度明显增加。预估的各子流域径流变化对气候变化的响应也存在差异,金沙江和岷沱江流域年径流量、年际变化和年内分布变化小,对气候变化的响应表现为低敏感;嘉陵江流域、乌江流域和长江上游干流径流增加幅度大,同时极端丰枯出现的频率和程度增加显著,是气候变化响应的敏感区域。     

不同坡度缓冲带滞缓径流及污染物去除定量化

利用构建的东风港缓冲带现场试验基地和设计的径流流量测定装置,模拟上海地区农业面源污染物浓度和典型单次降雨历时及降雨量,对不同坡度缓冲带滞缓径流和农田氮磷污染物去除能力开展定量化试验研究。结果表明:相同植被缓冲带,坡度越小,其滞缓径流和土壤水力渗透的能力越强,19 m长的2%坡度缓冲带径流初始出水时间比5%坡度缓冲带延长了7.3 min,两者的渗流水量比值达到1.74;不同坡度缓冲带渗流氮磷污染物去除量显著高于径流,2%、3%、4%和5%坡度缓冲带对于氮磷污染物的渗流去除量与径流去除量的比值分别为2.32、2.15、1.82和1.64;坡度的变化对缓冲带净化面源氮磷污染物效果的影响显著,坡度越小,缓冲带渗流水量越大,其氮磷污染物的总去除率和单位面积去除负荷也越高,2%坡度缓冲带对氮磷污染的总去除率和单位面积污染去除负荷分别是5%坡度的1.56倍和1.66倍,2%坡度缓冲带对TN、NH₃--N、TP的单位面积去除负荷均最高,分别达到0.661 g/m2、0.672 g/m2和0.044 g/m2。     

中国不同气候区河川径流对气候变化的敏感性

利用一个简单的月水量平衡模型,模拟了位于中国不同气候区的21个典型流域的径流量过程,采用假定的气候情景,分析了河川径流量对不同气候变化的敏感性。结果表明,所采用的月水量平衡模型能够较好地模拟不同气候区的月流量过程,21个典型流域的Nash-Sutcliffe模型效率系数大多超过65%,水量平衡误差也均控制在1%以内。黄河以北干旱半干旱地区的典型流域径流量对气温和降水变化的响应敏感,其次为华中、华南半湿润区和湿润区,西部高寒山区径流对气候变化的响应最弱。因此,中国适应气候变化的重点应集中在干旱半干旱地区。     

辽河流域径流对气候变化的响应特征研究

近百年来,全球气候发生了以气温升高为主要特征的显著变化。东北是中国的重要粮食主产区,气候变化将可能加剧东北地区水资源短缺情势,进一步影响到国家的粮食安全。以辽河流域为对象,分析了近60年来降水径流变化特性,采用水文模拟方法,揭示了河川径流变化成因,基于假定气候情景,研究了河川径流量及土壤含水量对气候变化的响应。结果表明:铁岭站实测径流量自20世纪60年代中期以来,总体呈明显的阶段性减少趋势,人类活动是河川径流减少的主要原因。降水增加比减少对河川径流量的影响明显,土壤含水量对降水减少的响应更加敏感,气候暖干化趋势将非常不利于东北地区的水资源利用和农业生产。     

新疆皮山河水沙特征分析

新疆皮山河中上游尚未建设控制性的水利工程,水沙变化特征因素基本处于天然状态下.利用皮山水文基本站50年的水文资料运用水文统计分析方法,从洪水峰量、输沙量与年径流、洪水与泥沙成因等方面分析水沙变化特性,水沙变化成因,为合理开发利用皮山河水沙资源提供参考.     

Analysis of characteristics of time-frequency correlations between runoff, tidal range and salinity in the Changjiang Estuary

Power spectrum and cross-wavelet transform analysis was adopted to study the time-frequency characteristics and multiscale correlations between runoff, tidal range and salinity in the Changjiang Estuary based on the runoff data collected at the Datong Station, the tidal range measured at the Baozhen Station, and the salinity at the Baogang Station from 2008 to 2009. The variations of the salinity showed significant periodicity at scales of 2-3, 7-8, 14-15 and 26-30 d. The correlation between the salinity and the runoff and the tidal range were found to be significantly related to shock at scales of 5-7, 14-15, 26-30 d and 0.5 a. The correlation between the runoff and the salinity was mainly in the same phase, while the correlation between the tidal range and the salinity was in the antiphase. Different frequency bands were related to different degrees, and their relevance increased as the resonance frequency decreased. In addition, changes of the seasonal runoff were obvious. Specifically, a point of discontinuity was reached in early June with a cycle of 7-8 d, which coincided with the periodicity of plum rains in the Changjiang-Huaihe region. High-frequency changes (8-16 d period) of the salinity corresponded to the time domain in January-April 2008, February-April 2009 and October-December 2009 and exhibited an approximately 0.5 a (184 d) long frequency oscillation. Short-period changes were found to be stronger than long-period changes. Cross-wavelet transforms for the salinity, the runoff and the tidal range revealed local features in the time domain, while the significant levels of different periodic oscillations were observed in the frequency domain. The correlation characteristics of the salinity and the runoff were significant in the 80-90 d frequency domain, indicating that the major impact of the runoff on the salinity was reflected in seasonal changes. The tidal range on the small scale of 14-15 and 30-32 d was more obvious than the runoff.     

巴尔喀什湖水量平衡研究

巴尔喀什-阿拉湖流域是中亚地区重要和独特的景观生态系统,巴尔喀什湖是该区域的核心,其水位变化作为巴尔喀什湖流域生态系统及其保护的主要指标,向来备受世人关注.研究巴尔喀什湖水量平衡,对合理确定巴尔喀什湖生态系统保护目标及保护措施,具有十分重要的理论与现实意义.在明晰巴尔喀什湖水系、水位影响因素的基础上,构建了巴尔喀什湖水...     

天山乌鲁木齐河源1号冰川径流对气候变化的响应分析

利用天山乌鲁木齐河源1号冰川1959-2006年的气象、冰川物质平衡和1980-2006年的水文资料,分析了其冰川径流的变化.结果表明:由于1996年以来的显著升温,导致了1号冰川水文点径流主要受夏季气温变化的控制,冰川物质损失对径流的补给作用已超过了降水的作用.1996-2006年与1980-1995年相比,夏季气温...     

集对分析径向基函数神经网络预测模型

将集对分析与径向基函数神经网络结合,提出了集对分析径向基函数神经网络预测模型。模型思路是将研究对象t-1时和t时的影响因子集构造为集对并计算联系度,由联系度的同一度、差异度、对立度及研究对象t-1时的值为输入,研究对象t时的值为输出,构建径向基函数神经网络。以年径流预测为例研究表明,模型结构清晰、步骤明确、预测精度较高,为集对分析应用于水文预测提供了新思路。     

近50年挠力河流域上游径流深变化过程及其驱动机制研究

近50年挠力河上游径流深总体上呈递减趋势,并且径流深的递减与面上降水量的递减总体上一致,但不同的时段,径流深突变较为明显,并且与面上降水量的多少出现反常现象。通过运用双累积曲线法,得出自1963年以来,研究区域面上降水量与径流深的关系发生了明显的变化,主要表征为径流系数呈减少趋势。采用径流系数差异的秩和T检验法(α=0.05,n1=7,n2=43,T=255,T1α=108.52,T2α=248.47,T>T2α>T1α),同样得出1956~1962年径流系数系列与1963~2005年径流系数系列之间不具有一致性。运用降水—径流深频率曲线分析得出,同样的降水频率下,得出1963~2005年期间比1956~1962年期间径流系数也有显著的减少。研究结果表明:①降水是径流深变化的关键驱动力;②集水区域人为活动导致土地利用/覆被的变化,是径流系数突变的重要原因之一;③自2001年起,径流深的变化主要受龙头桥水库的调节以及水稻灌溉用水量的控制。建议应当增大龙头桥水库生态环境的调水功能,严格限制宝清水文站以上水稻田的发展面积;开展坡耕地退耕还林,增加森林的保育力度。本研究方法及结论,对未来科学配置挠力河流域水资源,尤其是寻求合理的湿地水资源恢复方案,以及分析三江平原旱化过程及其原因的具有参考意义。