雅鲁藏布江河川径流变化的季节性规律研究

利用雅鲁藏布江干流奴下水文站1956~2008年实测径流序列资料,采用Morlet小波分析雅鲁藏布江干流径流年际变化和季节性变化的多时间尺度演变规律,揭示了不同尺度下径流变化周期。结果表明:雅鲁藏布江流域年径流和各季节径流存在8~10 a左右时间尺度的丰枯交替,表现出明显的周期特征,其次14~16 a左右时间尺度的周期特征也较明显。研究还发现,雅鲁藏布江夏季径流量占年径流量的53.62%,夏季径流变化趋势与年径流具有较大相似性,不同时间尺度的周期特征之间有不同程度的吻合,说明夏季径流较大程度的控制着年径流。     

基于R/S和Morlet小波分析的丹河径流变化特征研究

为揭示丹河流域径流年内、年际变化特征,根据山路平水文站1955-2000年的逐月平均流量资料,采用基尼系数法和集中度(期)等方法对丹河径流量的年内分配进行研究;并运用Kendall秩次相关检验法和R/S分析法对全年、汛期和非汛期的径流量变化趋势进行分析,同时使用Morlet小波对各径流序列的变化主周期进行识别。结果表明:1955-2000年,丹河流域径流量年内分配十分均匀,各时期的年内分配过程主要为"复式峰"型,最大峰值出现在8月份;流域全年、汛期和非汛期3个径流量序列均呈显著递减趋势,且未来递减过程都具有一定的反持续性;丹河全年和汛期的径流序列具有相近的丰-枯交替变化周期,包含4、10和15 a左右的变化主周期;而非汛期径流序列存在15和28 a左右的丰-枯交替变化主周期。     

大通河流域近60年径流变化特征和趋势分析

基于大通河干流中、下游的天堂和享堂水文站实测年径流量资料,采用滑动平均、累计距平、小波分析和M-K检验方法,分析大通河干流径流年内年际变化、周期、突变特征和趋势。结果表明:大通河流域径流年内分配不均,主要集中在夏秋两季,年际变化波动明显;中游和下游年径流量在1990年以前变化趋势一致性较好,1995～2015年两站径流变化趋势相反;1989年中上游年径流量发生突变,总体呈上升趋势;1999年下游享堂站年径流量发生突变,存在明显下降趋势。小波分析表明,天堂站径流量存在3,7 a及25 a的振荡周期,下游享堂站径流量存在3,6 a及30 a的振荡周期,大通河下游径流量小周期的转换要比中游径流频繁,下游径流受影响较大。     

气候变化下奎屯河流域径流特征分析

近年来,人类经济活动加快以及气候的变化,导致径流特征发生一定的变化,这为径流预报、水资源的合理规划及利用增加了难度。目前,随着气候的变化,奎屯河流域的径流特征也发生了极大的变化。根据1972—2017年奎屯河流域月径流量以及气温、降水实测数据,通过基本统计方法、累计距平法、MK检验等方法,分析了奎屯河流域两条主要河流在气候变化影响下的年内变化、年际变化和周期变化趋势等特性。结果表明:奎屯河与古尔图河年径流序列分布规律较为相似,主要体现在年径流分布较为集中,离散程度小,分布呈正偏,极值数据集中度较好;奎屯河、古尔图河,相对变化幅度均呈现减小的趋势且河流年内分配逐渐趋向均匀,其中奎屯河径流量46 a间平均上升速率为0.38×10~8m~3/10 a;古尔图河平均上升速率为0.214×10~8m~3/10 a;奎屯河、古尔图河年径流序列演化过程分别存在着4～8 a、10～15 a、20～25 a以及5～15 a、20～30 a尺度的周期变化规律,第1主周期分别为23 a和22 a;奎屯河径流量与气温Pearson相关性系数为0.703~(**),呈极显著相关的关系;古尔图河径流量与气温、降水Pearson相关性系数分别为0.698~(**)、0.225~(**),呈极显著相关的关系。     

雅鲁藏布江干流河川径流变化的小波分析

文章采用Morlet小波分析方法对雅鲁藏布江干流上的4个水文站1956—2008年河川径流序列进行研究,探讨了雅鲁藏布江干流河川径流变化的准周期特征及其丰枯变化情况。研究结果表明,雅鲁藏布江干流河川径流变化的多时间尺度的复杂结构,其存在8~10年、15年、3年的周期,展示了在不同时间尺度下径流的丰、枯变化的过程。在2008年后,雅鲁藏布江年径流量的趋势是处于接近或高于多年平均水平,并将延续若干年。     

变化环境下汉江径流时空演变规律分析

径流序列是水利工程规划、设计和运行管理的基础资料,汉江作为长江的最大支流,是南水北调中线工程和陕西省引汉济渭工程的水源区,研究其径流演变规律对保障水资源安全、提高区域水资源承载力具有重要意义。基于汉江干流的洋县水文站、黄家港水文站和皇庄水文站的48 a实测日径流序列,采用多方法、多维度综合分析了汉江流域径流的时空演变趋势、变异年份、周期变化、年际变化和年内分配,结果表明径流一致性遭到破坏:①汉江干流的上、中、下游的年径流量分别以-3.12亿、-14.78亿、-5.93亿m~3/(10a)的趋势减少,且下降趋势具有强持续性,但下游的月径流量在1、2月明显增加;②汉江干流在1985、1990年均发生变异,变异后时段的年际变化特征值及年内分配特征指标变化均小幅度下降;③汉江干流的径流序列均存在40～48、11、4～7 a三类周期;④汉江干流的径流年际变差系数介于0.28～0.46之间,极值比介于2.72～7.73之间;⑤汉江干流的最大月平均径流量为7月或9月、最小月平均径流量为12月或2月,径流量的年内分配集中在7—10月、占年径流量50%以上。对该流域的水利工程规划、设计、运行管理及水资源配置方案均具有实际指导意义,同时可为其他流域的径流时空演变规律分析提供一种研究思路。     

文井江流域径流特性分析

本文选取文井江流域跃子岩水文站1968年~2008年的径流资料,通过集中度和集中期、Mann-Kendall趋势检验法等方法分析该流域径流量年内分配特性和年际分配特性。结果表明:文井江流域径流的年际变化比较稳定,总体呈现下降趋势,年内分配极为不均,整个汛期(5月~10月)径流量占全年径流量的88%左右,但近年来趋于缓和。同时年径流存在1a~3a左右时间尺度的丰枯交替,说明周期性不明显,可为类似案例提供借鉴。     

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。     

湟水水沙情势变化定量归因研究

水沙情势变化定量归因是水文学和流域地貌学的重要理论问题。以青藏高原向黄土高原过渡带的湟水为研究区,采用滑动t检验法、双累计曲线法系统分析了湟水干流径流泥沙的变化特征,量化评价气候变化和人类活动对湟水水沙变化的贡献率。结果表明:1956—2016年湟水干流上游石崖庄站径流量呈增大趋势,中下游站点径流量均呈减小趋势,各控制站输沙量年际变化呈显著减小趋势;径流量和输沙量表现出很强的年代际变化规律;各站径流量均在1980年、2004年左右发生突变,输沙量在1980年、2000年左右发生突变;不同时期,气候变化和人类活动对径流量和输沙量变化的贡献率不同;径流量和输沙量减少的主导因素是人类活动。     

泾河流域近80a径流变化趋势及特征分析

基于泾河流域1932—2010年近80 a的实测径流数据,采用Morlet小波对泾河流域径流进行周期、丰枯变化及突变点分析,采用Db3小波对最大尺度下的低频成分进行重构,获得泾河流域的径流变化趋势,并应用Kendall秩次相关分析法对径流进行显著性检验。结果表明:在近80 a的研究时段中,泾河流域年径流量总体呈现明显减小趋势,但在2000年开始年径流量有所增大;在泾河流域的年径流序列多尺度分析中,同一时段径流变化的趋势有所不同,2 a周期年径流丰枯变化存在比较明显的局部差异,7 a周期经历了由弱到强,之后又逐渐减弱的过程,12 a和20 a周期逐渐增强。     

长江荆南三口地区水系连通变异前后的径流变化特征研究

以长江荆南三口河系1956-2016年的实测径流量资料为基础,以1989年为水系连通变异分界点,运用趋势分析法和小波分析法研究基准期和变化期的径流量时空变化特征。结果表明：基准期和变化期年均径流量呈现下降趋势,下降速率分别为1.945 7×10⁸和0.768 2×10⁸ m³/a;径流主要集中在丰水季节,占比达60%~70%,变化期在4个水文季节的径流量比基准期下降了40%~80%,枯水季节下降幅度高达77%;径流量存在3类周期变化,变化期比基准期的小周期丰枯交替次数约增多2次,长周期范围和中心值约缩短6 a;新江口和管家铺两个水文站的径流量约为三口地区总流量的2/3,集中于松滋河的西支和藕池河的东支。研究结果可为荆南三口地区及洞庭湖的水资源调蓄提供科学技术参考。     

R/S分析法与GM（1，1）灰色模型相结合的鸳鸯池水库入库径流量预测

依据鸳鸯池水库1959-2015年实测入库年径流量系列,利用年代际径流量平均值、径流年内分配集中度分析了入库年径流量年际变化和年内分配特征,同时分别采用基本GM(1,1)、改进GM(1,1)以及R/S分析法与基本GM(1,1)灰色模型相结合的方法预测了入库年径流量。结果表明:入库年径流量时间序列有明显分形特征,H指数为0. 922;径流量时间序列具有状态持续性,即未来年径流量变化趋势与过去一致;年径流量系列长期记忆性以41 a为周期;经R/S分析后采用基本GM(1,1)灰色模型预测得出2013、2014、2015年入库径流量分别为3. 60×108、2. 97×108、3. 67×108m3,与实测值相比,相对误差分别为20. 69%、8. 97%、8. 10%,较基本GM(1,1)、改进GM(1,1)灰色模型的预测精度高。据此预测得出2020年入库径流量将比2015年增加8. 99%。     

若尔盖高原径流量变化与储水量计算

若尔盖高原的降水量微弱减少与蒸发量持续上升,使若尔盖高原径流量与储水量逐年降低,直接减少了若尔盖高原的湿地面积和对黄河上游径流量的补给。基于红原、若尔盖和玛曲站的气象数据和7个水文站的径流量数据(1981-2011年),并对数据序列进行插补与计算,获得若尔盖高原的径流量变化与气候因子的响应关系,进而计算储水量变化。计算结果表明:若尔盖高原向黄河年均补水(67. 08±14. 90)×108m3,并以0. 48×108m3/a速率持续减少。降水量每减少1 mm将导致黑河与白河的年径流量分别减少0. 02×108和0. 05×108m3。蒸发量每增加1 mm将导致黑河与白河的年径流量分别减少0. 12×108和0. 27×108m3。1981-2011年若尔盖高原的年均储水量为(59. 30±18. 69)×108m3,其年均递减速率为0. 49×108m3/a。本研究有助于认识若尔盖高原对于黄河上游水资源保障的重要性。     

Quantitative Estimation Models and Their Application of Ecological Water Use at a Basin Scale

Ecological water use (EWU) is urgent in need in the lower reaches of Tarim River in China. Estimation of water amount for EWU is depending on some parameters and modeling. EWU is mainly consists of two parts in no runoff area in the basin, i.e. total water amount for restoration groundwater table and total stand water amount of the all river courses. The former is including water amount for restoration of groundwater table, lateral discharge and evaporation of water surface. The estimated values are 8.18 × 10⁸ m³, 0.68 × 10⁸ m³/a and 0.132 × 10⁸ m³/a respectively. Based on the groundwater depth rising 4.0 meters requiring 5 years, the total water amount for restoration groundwater table is 2.448 × 10⁸ m³/a. The latter, i.e., total stand water amount is 1.992 × 10⁸ m³/a. However, the development of water management measures could alleviate the issue and lead to sustainable EWU in the lower reaches of Tarim River.     

乌裕尔河1951-2015年径流量变化对扎龙盐沼演替的影响

使用Mann-Kendall和滑动t检验方法探讨了乌裕尔河流域径流量的变化对扎龙湿地演替的影响。结果表明：扎龙湿地迅速退化与乌裕尔河流域径流量的变化密切相关。乌裕尔河中下游的径流量自20世纪80年代初显著性减少。上游来水进入湿地的径流量从20世纪60年代的8×10⁸ m³迅速减少至21世纪的不足3×10⁸ m³,最低年份不足1×10⁸ m³。径流减少导致扎龙湿地持续干旱缺水,并使湿地水质迅速恶化和大面积沼泽退化消失。1979年扎龙湿地盐渍土面积为150 km²,到2014盐渍土面积增加到245 km²以上。扎龙湿地大部分水体属于富营养化水体,部分区域达到极富营养化程度,并且整体上呈现恶化的趋势。长期干旱的胁迫将削弱扎龙湿地的生态功能,甚至影响整个松嫩平原西部的生态安全。     

和田河流域冰川径流对气候变化响应的模拟分析

为模拟和田河流域上游冰川径流,构建了嵌入冰川模块的SWAT模型,并基于实测径流数据及冰川编目数据对模型进行校正与验证,定量分析了和田河流域上游冰川径流的变化趋势及其对出山径流的贡献和对气候变化的响应规律。结果表明:1967—2017年玉龙喀什河流域多年平均冰川径流量为11.02亿m³,冰川径流对出山径流的贡献率为48.7％,喀拉喀什河流域多年平均冰川径流量为9.51亿m³,冰川径流贡献率为45.5％;在0.01显著性水平下,玉龙喀什河流域气温与降水量均呈显著上升趋势,喀拉喀什河流域气温呈显著上升趋势,降水量呈不显著上升趋势;气候变化背景下,两条支流由于地理位置、冰川特征等的不同,导致两条支流的径流响应呈现较大差异,玉龙喀什河流域冰川径流量呈显著增加趋势,而冰川径流对出山径流的贡献率呈显著下降趋势,喀拉喀什河流域冰川径流量与冰川径流贡献率均呈不显著增加趋势。     

灞河流域气候因子对水沙变化的影响

利用灞河流域蓝田气象站和马渡王水文站1960—2012年的气象、水文实测资料,分析灞河流域气候及水沙变化规律,同时运用相关性分析、灰色关联分析、多元线性回归模型等多种方法探讨了该流域水沙变化与气候变化的关系。结果表明:灞河流域降雨量、蒸发量、径流量和输沙量皆呈显著下降趋势,而气温呈上升趋势;降雨量与水沙都有重要的相关关系,1960—1990年影响径流量的气候因子敏感度由大至小依次为降雨量、气温、蒸发量,而1991—2012年则为降雨量、蒸发量、气温,当气温和蒸发量不变时,降雨量每增加1 mm,两阶段的年径流量分别增加0.14亿m3和0.08亿m3;1960—2012年影响输沙量的气候因子敏感度由大至小依次为降雨量、气温、蒸发量,当气温和蒸发量不变时,降雨量每增加1 mm,年输沙量增加0.668万t。     

黄河河口鱼类春季生态需水

黄河河口鱼类春季生态需水主要满足河道淡水鱼类栖息地及产卵场、河道洄游鱼类上溯通道和近海洄游鱼类低盐产卵场需求。综合考虑鱼类生活习性,径流传播以及与近海淡咸水混合时间和小浪底水库运行以来月均流量特征,鱼类需水应重点关注3—5月。依据河道淡水鱼类和洄游鱼类的生活习性,从洄游通道的全程连续性出发,需要的低流量为240 m~3/s。结合自然时期流量脉冲特征,每年需要一次4月中旬持续8 d的峰值为890 m~3/s的流量脉冲;在此条件下,春季入海径流量为21.6亿m~3,已满足近海洄游鱼类低盐产卵环境要求的21亿m~3冲淡水量。小浪底水库运行以来,平均春季径流量已达到21亿m~3。通过优化年内或年际调度模式,满足鱼类春季生态需水具有很大可行性。     

雅鲁藏布江流域天然径流特征及规律分析

选取雅鲁藏布江流域1956-2008年各干支流10个代表站的年径流实测资料,分析年径流的变化特征及其内部相依性,并进行趋势分析和周期成分分析。结果表明,雅鲁藏布江流域径流的年际变化较小,径流受季节影响较大。年内分配极不均匀;流域干支流年径流序列的前后相依性较弱,但同步性较好;1956-2008年53年内年径流呈现阶段性变化趋势;流域年径流序列存在11年和4年左右的周期。     

Water Resources Assessment and Regional Virtual Water Potential in the Turpan Basin,China

Located in the centre of the Eurasian Continent, the Turpan Basin, as the second deepest lowland in the world, is extremely short of water resources. Aimed at this key scientific issue, this paper based on years of meteorological and hydrological observation data, carried out a scientific calculation and evaluation of surface and groundwater resources in the Turpan Basin, and then, with the help of modified Penman formula, calculated the virtual water potential in the basin in 2004. The results show that the average total usable surface water resources per year in the last decade were about 6.673×10⁸ m³, while adduction volume of surface water in 2003 was about 4.94×10⁸ m³, which means that most of the region has reached or approached the limit of water resources and, as a result serious crises and constraints on the development of the basin were thus caused. The exploitation content of groundwater in the Turpan Basin in 2003 was about 6.12×10⁸ m³, which has basically reached its upper limit, and the ground water level has fallen about 10~40 m in the Turpan Basin in recent years. The daily reference crop water requirement in the Turpan Basin in 2004 was about 1,053.39 mm, and the total virtual water potential contained in six main crops was about 5.25 ×10⁸ m³ in 2004. All these showed that research works on scientific assessment of water resources and regional virtual water strategy have great significance for the best social, ecological, economic benefits and regional sustainable development of the Turpan Basin.