基于四元驱动的海河流域河川径流变化归因定量识别

海河流域水资源极为短缺,河川径流下降显著,定量识别径流变化成因对于科学认识流域水循环演变机理、支撑水资源开发利用具有重要的科学意义和实际价值。基于模型参数区域化技术构建了海河流域可变下渗容量（VIC）模型,重构了流域天然河川径流序列。建立了气温变化、降水变化、下垫面变化和取用水四元要素驱动的河川径流变化归因定量识别技术体系,分析了4种因子在海河流域河川径流减少中的贡献。结果表明:①1956—2010年,人类活动是海河流域河川径流减少的主要原因,但是气候变化的影响不可忽略,其中气候变化的贡献约为1/3,人类活动的贡献约占2/3;气候变化中,降水下降的贡献远大于气温升高的影响,分别约为30%和4%;人类活动中,取用水的影响大于下垫面变化的影响,分别约为55%和11%。②海河流域4个水资源二级区的河川径流变化成因相比,从北向南气温升高的影响减小,降水减小的影响增大,海河北系和海河南系的取用水影响较大,滦河流域径流变化时间较晚,徒骇马颊河径流变化程度最小。     

青藏高原河流演变研究进展

青藏高原是中国及亚洲大河的发源地,高原内部河网水系发达。在高原抬升、气候变化和人类活动的三重叠加作用下高原河流未来可能发生显著变化,由此引发的一系列交叉学科问题正成为关注热点。在前期多年高原河流野外调查的基础上,对近几十年青藏高原河流演变的研究进展,如地质背景、高原抬升和河流地貌特征与演变等进行较系统的分析和总结。展望了中等时间尺度下气候变化对河流演变的影响,短时间尺度下人类活动的局部、突变和加速的作用;提出冲积河群的新概念,初步给出其定义、特征和分布,以期在这个新框架下促进复杂辫状河道和弯曲河道形成与演变的深入研究。     

玛纳斯河流域水文特征及流量分析

玛纳斯河流域由于地理位置关系,降水一般不多,流域高程差异较大,流域降水和冰雪融水的汇流十分复杂。考虑随着人类活动的不断深入,区域的水文和流量特征会不断地发生时空上的改变,深入分析了当前玛纳斯河流域水文特征及流量变化,结果表明：(1)径流量集中于夏季,主要为冰雪融水;(2)汛期含沙量高;(3)冬季冰情时间长,呈垂直地带性分布;(4)洪峰特征为峰不高但量大。研究为保持河流生态环境的稳定性与促进区域生态环境发展提供了保障。     

流量过程变异对汉江中下游河流健康影响分析

流量过程变异会对河流健康产生重要影响。对汉江中下游流量过程变异及其影响因素进行分析;通过实例计算,定量地分析了流量过程变异对汉江中下游河流健康影响程度,并提出了流量过程变异指标分析计算中所存在的问题。     

川西安宁河流域生态地质环境动态演化分析

本文通过调查，结合大量前人资料和多时段的遥感解译成果，在研究人类活动影响下地质环境与生态系统间相互作用关系的基础上，进行了生态环境演化的动态演变分析，并选择具有代表性的3个典型地段进行深入剖析，充分揭示了人类活动-生态系统-地质环境三者之间相互作用规律，初步建立了流域生态地质环境演化机制概念模型。为改善、恢复和保护生态地质环境，实现人与生态地质环境的协调，促进区域经济的可持续发展提供科学依据。     

河流生态健康评价研究综述

随着河流污染日益严重,人们开始关注河流的生存,河流健康由此而生.在全面总结国内外研究的基础上,对河流健康的概念进行了阐释,分析了评价河流健康的指标体系,及其标准和权重,列举了几种常用的评价模型,并指出了现阶段河流健康评价工作的不足及其未来的发展方向.     

苏北平原区河流生态水位阈值计算方法适用性研究

针对平原区多数河流缺乏有效的流量资料的情况,研究适用于平原区河流生态水量阈值的计算方法具有重要现实意义。本文对比分析7Q10法、保证率法、湿周法、基于Tennant改进的生态水位法等4种代表性生态水量计算方法与结果,以水文节律、生态水位满足度为判别原则,评价了上述方法的适用性。分析结果显示：（1）在水文节律相应性方面,7Q10法、Q90法、湿周法计算的生态水位值为单一的特定值,无法反映水文节律的天然变化过程;（2）在生态满足度方面,7Q10法的多年平均生态水位的满足度最小;（3）基于Tennant法改进的生态水位法的水文节律模拟效果最好、生态水位满足度最高。研究表明：在选择的4种计算方法中,相较于7Q10法、Q90法及湿周法,基于Tennant法改进的生态水位法能较好地满足水文节律相应性和生态水位满足度原则,对平原区河流生态水位（阈值）计算具有一定的适用性。该研究成果可为苏北平原河网区流量资料缺乏型河流生态需水的确定和管理提供有益的参考。     

气候变化情景下洮河流域生态水文模拟分析

本文以洮河流域为例,以历史气候数据为分析样本,通过建立分布式生态水文过程模式,对该流域从上世纪80年代至今的气候变化情景下水循环和植被生产力的演变特征进行模拟分析,并对这一特征演化的走势进行预测。分析发现,从上世纪80年代开始,该流域的气温处于逐年上升态势;降水方面,总降水量变化不大,年际变化水平有所下降;地表蒸散量无明显变化。但由于大气中二氧化碳总量的不断增加,植被净生产力增强,速率达到0.6^g/Cm-2α-1左右,水分利用效率提升幅度明显。这表明,该流域生态系统对HadCM3气候变化情景的响应显著,从而发生了这一情景变化。     

基于概率分布法的典型内陆河流域径流未来变化

基于黑河干流历史时期（1960 - 2012年）和RCPs（本文RCPs指RCP2.6、 RCP4.5和RCP8.5三种情景）情景下预估的未来（2013 - 2100年）月平均流量和冰川融水数据, 运用概率分布法和河道来水量距平法, 分析了黑河干流出山径流量与冰川融水径流量及其极值的未来变化趋势与程度、 径流丰枯变化以及冰川融水径流对黑河出山径流的补给与调节作用的变化。结果表明, 相较历史时期, 不同RCPs情景下未来黑河干流出山径流量将略呈增加态势, 但不显著; 月最大（7 - 8月）出山径流量将大幅度减少, 不确定性降低, 月最小（12月 - 翌年1月）出山径流量变化不明显。未来黑河干流, 不同RCPs情景下枯水年的发生概率将增加2～3倍, 偏枯水年在RCP2.6和RCP4.5情景下的发生概率亦将增大; 黑河干流未来可能进入平水年, 甚至枯水年。未来黑河干流年冰川融水径流与月最大冰川融水径流均显著减少, 对黑河径流的补给与调节作用均降低。     

中国主要江河径流变化成因定量分析

变化环境下中国主要江河实测径流量发生了较为明显的变化，科学理清径流变化原因是流域水资源评价和管理的重要基础工作。基于中国七大江河代表性水文站1956—2018年的实测径流量资料，诊断了变化环境下水文序列的变异性特征；采用水文模拟途径，定量评估了不同驱动要素对径流变化的影响。结果表明：①淮河、长江和珠江实测径流量变异性特征不明显，相比而言，北方主要江河实测年径流量系列存在较为明显的突变性，但最显著的变异点发生时间存在差异，变异前后降水径流关系发生较大变化。② RCCC-WBM模型能够较好模拟中国南方湿润区和北方干旱区江河天然径流量过程，该模型可以用来还原人类活动影响期间的天然径流量。③总体来看，人类活动对中国北方江河径流量的影响大于气候变化的影响，气候变化是中国淮河及其以南江河径流变化的主要原因。     

中国主要江河径流变化成因定量分析

变化环境下中国主要江河实测径流量发生了较为明显的变化,科学理清径流变化原因是流域水资源评价和管理的重要基础工作。基于中国七大江河代表性水文站1956—2018年的实测径流量资料,诊断了变化环境下水文序列的变异性特征;采用水文模拟途径,定量评估了不同驱动要素对径流变化的影响。结果表明:①淮河、长江和珠江实测径流量变异性特征不明显,相比而言,北方主要江河实测年径流量系列存在较为明显的突变性,但最显著的变异点发生时间存在差异,变异前后降水径流关系发生较大变化。②RCCC-WBM模型能够较好模拟中国南方湿润区和北方干旱区江河天然径流量过程,该模型可以用来还原人类活动影响期间的天然径流量。③总体来看,人类活动对中国北方江河径流量的影响大于气候变化的影响,气候变化是中国淮河及其以南江河径流变化的主要原因。     

Identifying rainfall threshold of flash flood using entropy decision approach and hydrological model method

Natural Hazards - Flash flood disaster, with strong suddenness and tremendous destructiveness, is one of the most severe natural disasters in China that seriously threaten the lives and property...     

Climate change detection and attribution in the Ganga-Brahmaputra-Meghna river basins

Ganga-Brahmaputra-Meghna(GBM) river basin is the third-largest and one of the most populated river basins in the world. As climate change is affecting most of the hydrometeorological variables across the globe, this study investigated the existence of climate change signal in all four climatological seasons in the GBM river basin and assessed the contribution of anthropogenic activities, i.e., Greenhouse Gases(GHGs) emission in the change. Significant decreasing trends in the monsoon and a small increase in pre-monsoon precipitation were observed. Negligible change was detected in post-monsoon and winter season precipitation. CMIP5 GCMs were used for climate change detection, change point estimation, and attribution studies. Support Vector Machine(SVM) regression method was adopted to downscale GCM variables at the local scale. Monte-Carlo simulation approach was used to detect changes in different seasons. The climate change ‘signals' were detectable after the year 1980 using Signal to Noise ratio(SNR)method in the majority of central and north-western regions. The change point was detectable only in annual monsoon precipitation at the basin level. Attribution analysis indicated 50% contribution of anthropogenic activities(GHGs) to annual monsoon precipitation changes. So, there is high confidence that monsoon precipitation in GBM has significantly changed due to anthropogenic activities. Different mitigation and adaption measures are also suggested, which may be adopted to manage the growing demand and water availability in the basin.     

基于遗忘因子的BP神经网络水文实时预报方法

在应用神经网络进行洪水预报时,因洪水系统随着河道上游来流、区间降雨、河床演变等因素的动态变化,其特性并不总是按照基本相同的规律变化,对这类系统的参数辨识,要求算法具有较强的实时跟踪能力,以适应模拟或预测洪水运动变化过程的要求。在BP神经网络模型的基础上,运用最小二乘递推算法,引入时变遗忘因子实时跟踪模型中时变参数的变化,建立了神经网络在非线性系统中动态系统输入、输出数据间的映射关系。计算实例表明:该法对参数的快速时变具有较快的跟踪能力和较高的辨识精度,是一种非常实用的水文实时预报方法。     

基于农作物食用安全的土壤重金属风险阈值

采用单项超标指数法对德兴铜矿区土壤和农作物重金属含量进行评价,发现土壤中与农作物中的重金属超标不一致,尤其是Pb、Cd在土壤中不超标或超标很少,但在农作物中超标极其严重。为了解决土壤超标与农作物超标不匹配问题,依据国家食品卫生标准,提出基于农作物安全的土壤重金属风险阈值方法,给出德兴地区农田土壤重金属超标风险阈值。该方法解决了国家标准评价时出现的超标界限偏差和考虑土壤使用情况单一的问题。很好地为德兴铜矿地区水稻和小白菜种植地点的选择和超标土壤的治理提供科学依据,更加灵活地应用于农业生产过程中。     

基于农作物食用安全的土壤重金属风险阈值

采用单项超标指数法对德兴铜矿区土壤和农作物重金属含量进行评价,发现土壤中与农作物中的重金属超标不一致,尤其是Pb、Cd在土壤中不超标或超标很少,但在农作物中超标极其严重。为了解决土壤超标与农作物超标不匹配问题,依据国家食品卫生标准,提出基于农作物安全的土壤重金属风险阈值方法,给出德兴地区农田土壤重金属超标风险阈值。该方法解决了国家标准评价时出现的超标界限偏差和考虑土壤使用情况单一的问题。很好地为德兴铜矿地区水稻和小白菜种植地点的选择和超标土壤的治理提供科学依据,更加灵活地应用于农业生产过程中。     

基于谱分析的岩溶地下河系统短时间尺度水化学变化研究

岩溶地下河系统在无雨条件下,秋季短时间尺度(10日左右)内其出口处水化学动态具有显著的日周期,连续功率谱及交叉功率谱分析可以识别这一周期。文章以茂兰自然保护区板寨地下河系统出口为研究对象,运用频谱分析方法对2007年10月中旬无雨条件下10日左右连续监测的气象要素、水化学数据进行研究,发现植被覆盖良好的岩溶地下河系统,出口处水化学动态呈现日动态变化周期,表现为白天气温升高,水的pH值升高,二氧化碳分压、电导率和方解石饱和指数降低,其中pH值对气象要素的响应最为敏感,二氧化碳分压对水温的响应最为敏感。