气候变化对天山山区高寒盆地水资源变化的影响——以巴音布鲁克盆地为例

巴音布鲁克盆地河流的径流演变过程受到气候变化和人类活动的双重影响。利用气候敏感法和水量平衡法,定量分析变化期气候变化对径流的影响。结果表明:巴音布鲁克盆地变化期(1994—2010年)的年径流量比基准期(1960—1993年)增加了27.29%,其中约66.52%是由气候变化引起的。气候变化对径流量影响的主导因素是降水量的变化,降水量变化对巴音布鲁克盆地径流增加的贡献率为62.67%,而受温度升高引起冰川融水量增加对径流量的影响为21.28%,人类活动对地表径流的影响为12.2%,其中还包括盆地土壤水量变化的影响。     

气候变化下乌伦古河流域农业面源污染负荷响应

以新疆乌伦古河流域为研究区,基于SWAT模型构建适用于该流域的面源污染分布式水文模型,采用情景设置法设定9种气候变化情景。分析不同气候变化情景对流域径流及面源污染负荷的影响,识别重点影响区域,为流域面源污染防控提供科学依据。结果表明：（1）径流、总氮和总磷在率定期和验证期的决定系数R²均在0.75以上,纳什系数E_ns均在0.55以上,建立的SWAT模型能够用于乌伦古河流域农业面源污染负荷模拟;（2）增加20%的降水量,径流量增加48.01%、总氮负荷增加23.19%、总磷负荷增加29.65%,气温变化对径流量的影响小于降水量变化对径流量的影响;（3）各子流域年均单位面积总氮负荷为0.01～164.79 kg·hm^-2·a^-1,单位面积总磷负荷为0.01～45.10 kg·hm^-2·a^-1,气候变化对面源污染影响较大区域主要分布在福海县的阿尔达乡、富蕴县的吐尔洪乡、库尔特乡、恰库尔图镇,及青河县的阿热勒乡、阿热勒托别镇、塔克什肯镇等。说明降水增多是乌伦古河流...     

塔里木河干流河道生态需水量研究

基于有序聚类法,在对1957-2006年塔里木河干流径流序列受人类活动显著影响突变点判别的基础上,对干流新渠满、乌斯满和恰拉3个水文断面河道逐月最小生态需水量和适宜需水量进行计算。结果表明：① 近50 a来,人类活动对干流水资源影响程度不断增大,1976年前的径流量可以近似看作自然状态;② 新渠满、乌斯满和恰拉河道年最小需水量分别为17.68×10⁸ m³、10.02×10⁸ m³和3.29×10⁸ m³,年适宜需水量分别为35.65×10⁸ m³、18.23×10⁸ m³和7.00×10⁸ m³;③一般用水期（10月至翌年3月）保证新渠满、乌斯满和恰拉河道最小需水量5.33×10⁸ m³、3.77×10⁸ m³和1.32×10⁸ m³,用水敏感期（4-9月）保证适宜需水量28.99×10⁸ m³、13.70×10⁸ m³和5.09×10⁸ m³即可确保干流河道生态系统健康。     

内蒙古巴拉格尔河径流变化的驱动因素

基于巴拉格尔河流域1959—2015年的水文、气象和社会经济等数据,采用累积距平法、改进的Mann-Kendall趋势检验法和累积量斜率变化率比较法等,定量分析了年代、水文年、季和月尺度下的径流变化规律及主要驱动因素。结果表明:巴拉格尔河流域径流量在各时间尺度均呈现显著减少趋势,而各气候要素的波动变化趋势不明显,流域内社会经济快速发展,人类活动显著;径流量在2000年代最小,相对于1960年代来说减少了74.78%;流域径流变化最显著的突变点为1998年,变化期(1999—2015年)与基准期(1959—1998年)相比,该流域气候波动对径流减少的贡献率仅为28.86%,而人类活动对径流减少的贡献率达到71.14%,因此,人类活动是引起径流量减少的主要驱动因素。     

漳河上游径流变化特征及其归因分析

基于漳河上游流域周边台站的气象水文数据,综合运用Mann-Kendall突变检测、Hurst指数、流量历时曲线和气候弹性系数法等,分析了流域径流的年际变化特征和年内格局变化,探讨了气候变化和人类活动对径流减少的作用。结果表明:1955-2016年,流域径流的年际变化呈显著减少趋势,减少率为0.316×10~8m~3/a。年径流序列在1973年发生突变,突变前径流的减少趋势显著,其主要原因可能是气候变化;突变后减少趋势有所减缓,其主要原因是人类活动,具体表现为1970s-1980s的水利工程建设和土地改革兴起,1990s之后的工农业用水激增和城镇化加速推进。突变前后各月平均径流减少十分显著,相对减少率均超过70%,径流年内分布更加趋于不均,季节变化差异加大。基于气候弹性系数法,气候变化和人类活动对径流减少的贡献率分别为29.7%和70.3%。     

近50年来悖牛川径流变化及影响因素分析

利用新庙水文站的实测降水、径流资料,采用数学统计、M-K秩相关系数、R/S分析、降水-径流双累积曲线法等多种方法,分析了悖牛川河径流年际变化特征、径流变化趋势、降水和人类活动对径流变化的影响.结果表明:1)总体上,悖牛川流域多年径流变化呈下降趋势,20世纪末以来尤为明显;2)受降水和人类活动影响,径流量年际变化过程经历了3个阶段,其转折点分别是1979和1997年.降水对径流的影响呈减小趋势,影响率由1979-1996年的67.97％下降到1997-2010年的13.54％;人类活动对径流的影响呈显著增加趋势,影响率由1979-1996年的32.03％迅速上升到1979-2010年86.46％,成为影响径流变化的主导因素.3)新庙站径流量的Hurst指数为H=0.8735,表明未来一段时间内悖牛川径流量变化有持续递减的特征.     

苏干湖流域冰川、湿地对气候变化的响应研究

苏干湖(包括大、小苏干湖)是祁连山西段山间内陆河流域尾闾湖泊，所在流域仅有少量牧业活动。研究湿地和冰川对气候变化的响应，可为未来水资源保护和利用决策提供支撑。以苏干湖流域气象数据、遥感影像、冰川编目数据、水文监测数据等为基础，识别流域气候变化拐点，分析冰川变化规律、河湖湿地的演变以及冰川和湿地对气候变化的响应。结果表明：1)1956年以来，苏干湖流域年均温呈上升趋势，年降水量先减少后增加，流域气候经历了冷湿-暖干-暖湿等一系列变化。2)冰川的数量、面积和储量都在持续减少，冰川消融加剧。其中≤0.1km²的小冰川数量和面积呈增加趋势，冰川规模越小则越易发生消融。3)1995-2020年地表河流总流程由302.16km延长到325.29km,增长了23.14km;主干河流大哈尔腾河的径流量、径流深都在增加。4)湖泊的面积和水位同步变化，其中大苏干湖面积和水位都有所上升，小苏干湖面积和水位则基本不变。     

密云水库流域入库径流量变化特征及归因研究

运用累积距平法、小波分析和累积量斜率变化率比较法,对密云水库流域1960～ 2014年入库径流量时间序列进行研究.结果表明:1)密云水库流域入库径流量存在两个突变年份,即1979和1998年.2)1979年前流域径流量基本上呈增加趋势;1980～1998年,径流量呈先减后增的趋势;1999年后,径流量呈明显减少趋势.3)密云水库流域入库径流量序列存在7a和16a左右的震荡周期,持续时间分别为1960～ 2000年和1960～ 2014年.4)气候变化和人为活动对入库径流量影响具有阶段性特征:1979年以前,气候是影响径流量波动的主要因素;1980 ～1998年,气候因素是径流增加的原因之一,人为因素成为影响径流量减少的主要因素;1999年以后,人为活动仍是入库径流减少的主要原因;与1980～1998年相比,其对径流量减少的影响有所降低,气候变化对入库径流量减少的贡献率略有增加.     

胶东半岛大沽河流域径流变化特征

大沽河是胶东半岛最大的河流,被称为青岛市的“母亲河”,近年来受气候变化与人类活动的共同影响,河川径流量急剧减少,河道断流形势严峻。基于1964-2008年大沽河3个水文站点（南村、产芝水库和尹府水库）的径流资料以及青岛气象站点的气象资料,初步探讨了大沽河流域径流的年际年内特征、变化趋势及其原因。结果表明：大沽河年径流存在明显的年代际特征,45 a间有一定下降趋势,特别是20世纪80年代以来,南村站河道常出现全年断流现象;3个水文站均于60年代初发生了突变,而且尹府水库站的年径流还存在显著的准4 a的变化周期;南村站径流的季节特征及变化趋势均比较显著,年径流量的89.8%集中在汛期,汛期径流量及各月径流（除8-9月）在45 a间均呈显著下降趋势,非汛期径流变化趋势虽不明显,但其径流量自80年代以来大多年份为0;相对而言,产芝水库和尹府水库站径流的季节差异及趋势相对较小;由基准期（1964-1980年）到变化期（1981-2008年）,降水变化与人类活动分别导致年径流量减少的比例为52.38%和47.62%,说明两者对径流的减少作用均比较显著,而且在全球气候变化的背景下,人类活动进一步加剧了径流的减少,并促使大沽河演变为季节性河流。     

呼图壁河径流过程对气候变化的响应

为了研究呼图壁河径流过程对气候变化的响应,文中对石门水文站和呼图壁县气象局1978～2011年日径流、降水、温度数据进行了统计分析,采用Mann-Kendall法对年天然径流进行了突变趋势检验,并将变点前后的径流量与流域气温、降水进行相关性分析,得出:(1)年径流量在1987年发生突变,变点前呈下降趋势,变点后呈上升趋势,其中1998～ 2004年上升显著.(2)变点后径流量年际变幅增大、枯水年变少;径流量年内变化不均匀、变幅大.(3)温度、降水与径流量均呈正相关,相关系数均在0.58以上,且温度对径流变化的贡献率更大,这说明高山冰雪融水是呼图壁河的主要补给方式,随着高山区冰雪储量的减少,呼图壁河的生态安全将会受到很大威胁.     

半干旱草原型流域径流变化特征及其影响因子定量分析

研究引起径流变化的主要驱动因子对流域水文水资源与生态相关研究具有重要的指导意义。以典型草原型流域-锡林河流域1970-2014年径流及气象数据为基础,采用Mann-Kendall法、弹性系数法定量分析了气候变化及人类活动对径流变化的贡献程度。结果表明:近45a来锡林河流域年径流量呈显著下降的趋势,在1979、1986和1998年发生突变。1980-1986年人类活动对径流减少的贡献率为46.57%;1987-1998年人类活动对径流增加的贡献率高达91.46%,气候变化的贡献率仅为8.54%;1999-2014年人类活动对径流减少的贡献率为66.16%。整体而言,人类活动是锡林河流域径流变化的主要驱动力。     

基于GPD模型的黑河出山径流极值变化分析

以黑河出山径流为研究对象, 利用黑河上游1944-2010年67 a的实测月均径流资料, 采用广义Pareto分布模型（GPD模型）, 对黑河未来出山月均径流的变化进行了预测。结果表明：运用超阈值的观测资料建模的GPD模型, 能够达到信息量使用的最大化, 对黑河极值变化的预测精度较高; 黑河出山径流重现期为25 a、50 a、100 a和150 a的月均径流量极大值分别为219.8 m³•s^-1、235.3 m³•s^-1、 249.5m³•s^-1和257.4 m³•s^-1; 重现期为25 a、50 a、100 a和150 a的月均径流量极小值分别为9.0 m³•s^-1、8.8 m³•s^-1、8.6 m³•s^-1和8.5 m³•s^-1;在当前“暖湿”的气候背景下, 黑河出山径流变化不大。     

新疆阿尔泰山区白湖水质水量基本特征

白湖位于喀纳斯国家级自然保护区的核心区域,人迹罕至,湖泊及其流域环境保持自然状态。湖水直接接受喀纳斯雪冰融水补给,湖泊基本特征的变化敏感地反映了流域的气候变化。开展核心区湖泊流域水文、水质以及生物等基本特征的调查,为了解不同气候变化背景下自然环境的变化特征与规律,为科学保护和管理环境、适应未来气候变化提供依据。据调查,目前白湖最大水深为137 m,湖泊面积约9 km²,蓄水量4.1×10⁸ m³,湖水矿化度为32.9 mg•L^-1,硬度和碱度分别为17.1 mg•L^-1和18.2 mg•L^-1,pH为8.3,水体呈弱碱性。水化学特征与喀纳斯湖接近,但水体颜色差别大。采用LEO1530VP扫描电子显微镜、INA C300 X射线能谱仪分析表明,水体中白色悬浮颗粒主要为石英矿物,并从河源区物质、河水动力以及湖水介质3个方面分析了白湖颜色形成的原因。     

陕西省水生态足迹深度与广度时空格局及影响因素

运用水生态足迹及其深度与广度评价方法，对2000—2019年陕西省水生态足迹、承载力、深度与广度时空格局进行研究。从经济、人口、环境、农业和水利5个方面，构建水生态足迹影响因素指标体系，采用CFEM模型对水生态足迹成因进行分析。结果表明：(1)陕西省水生态足迹总体呈波动上升趋势，多年均值为1403×10⁴ hm²，其中，农业水生态足迹占比最高，多年平均占比为66.65%，工业和居民生活水生态足迹占比分别为15.84%和13.39%;(2)陕西省水生态承载力年际分配不均衡，在603.5×10⁴ hm²～3741×10⁴ hm²间波动，多年均值为1632.9×10⁴ hm²，高于水生态足迹，处于水生态盈余状态；(3)近10 a，陕西省主要以消耗水资源流量资本为主，水生态足迹广度处于较高水平，但2001年和2016年，水资源存量资本消耗量大；(4)陕西省水生态承载力与水生态足迹区域差异大，但年际变化相对较小；(5)经济...     

塔什库尔干河流域河谷大气降水同位素特征与水汽输送路径

利用塔什库尔干河流域河谷2018年9月—2020年5月的降水事件的大气降水同位素数据,以及流域河谷代表性气象站点温度、降水、相对湿度等气象资料,分析降水中δ¹⁸O、δ²H和氘盈余(d-excess)变化特征,探讨影响因素,并基于拉格朗日后向轨迹模型(HYSPLIT)追踪解析流域河谷大气降水的水汽输送路径。结果表明：(1)降水δ²H、δ¹⁸O值总体上呈现夏季富集、冬季贫化的季节变化特征,且具有显著的温度效应(1.33‰·℃-1),但未见显著雨量效应;(2)局地大气降水线方程为δ²H=7.63δ¹⁸O-3.55,呈现出显著的干旱气候特征;(3)HYSPLIT模拟结果表明研究流域降水水汽主要受西风环流和局地水汽再循环影响,其中夏半年局地水汽蒸发占比54.09%,冬半年西方路径中较长距离输送占比45.53%。8月源自印度洋的水汽可绕过青藏高原到达研究区域。成果可为塔什库尔干河流域水资源管理和气候应对提供参考依据。     

气候变化和人类活动影响下的北大河流域径流变化分析

基于北大河流域周边台站的气象水文数据,综合运用趋势分析、Mann-Kendall突变检测和Hurst指数(R/S分析法)等方法,从气候变化和人类活动两个方面分析了流域径流的变化趋势及原因,重点探讨了冰川变化对河川径流的影响。结果表明:1950s-2015年,北大河流域整体上呈现增温增湿的变化趋势,其中升温趋势显著,而降水增加不明显。气候变化在山区和平原区特点不同,山区增温增湿的幅度明显高于平原区。气温和降水年际变化序列都具有持续性,未来气温将持续快速上升,降水将微弱增加。径流的年际变化呈现不显著的减少趋势,减少率为0. 11×10~8m~3/10a,且未出现明显的突变点。流域内人类活动对径流的影响极小,气候变化是引起径流变化的主要原因。在1980s-1990s,山区降水的阶段性减少以及冰川处于相对稳定状态造成河流径流的持续减少,并在1990s后期达到最少;2000年以来,持续增温造成冰川融水急剧增加成为近期径流增加的主要原因,气候转型引起的降水增加也在一定程度上加剧径流增加。     

县域尺度下关中地区农作物水足迹时空特征及影响因素

探讨区域农作物水足迹与其时空分布规律及驱动因素,可以提高农业生产效率和水资源利用效益。本研究量化并分析关中地区54个县(区)2000—2020年冬小麦和夏玉米水足迹,并借助通径分析方法探究影响其绿水足迹、蓝水足迹及灰水足迹时空变化的驱动因素。结果表明：(1)关中地区农作物总水足迹从2000年2.232×10⁸m³下降到2020年2.003×10⁸m³,其中,蓝水是最主要的水资源使用形式,其次是灰水,绿水使用量最少,三者占比分别为37.261%、36.254%和26.485%;(2)农作物总水足迹空间上差异显著,呈现出东高西低和相似地区(高-高、低-低)集聚分布的特征;(3)单位面积产量、平均风速和化肥施用量分别为影响绿水足迹、蓝水足迹和灰水足迹最显著的因素。本研究的结果有利于帮助关中地区节约水资源和提高用水效率,拓展农业水资源可持续利用思路。     

新疆玛纳斯河径流演变过程及驱动力分析

文中结合玛纳斯河肯斯瓦特(1956-2007a)、红山嘴站(1956-2004a)径流及流域内年均蒸发量、气温数据,利用Mann-Kendall非参数检验,小波分析和灰色系统理论,对其变化趋势、突变和周期进行分析。结果表明:肯斯瓦特和红山嘴径流量皆显著增加,突变分别发生在1996a和1997a;玛纳斯河径流变化与气温、蒸发量最为敏感,气温呈显著递增趋势且突变点在1989a,而蒸发量显著下降,但突变不明显;气温、蒸发量的主周期为11、22、4、7a和15、22a,而径流量为15、20和22a;红山嘴(1997-2004a)8a平均实测径流量比天然径流量增加了4.768×108m3,气候因子对红山嘴径流影响量为12.117×108m3,人类活动影响量为7.349×108m3,表明气候因子是驱动玛纳斯河红山嘴水文站以上径流量演变的主导因素。     

改土材料复配对风沙土质量的影响研究

为探讨最利于风沙土质量提升和酸枣生长发育的配施组合,以毛乌素沙地风沙土为研究对象,采用盆栽试验与大田试验相结合的研究方法,依据L₁₆(4⁵)正交试验设计方案,将蚯蚓粪肥、保水剂、复合肥及灌溉量进行复配,研究分析了不同配施处理对风沙土土壤质量和酸枣生长发育的影响。结果表明：1)蚯蚓粪肥、保水剂、复合肥和灌溉量配施较T1(CK)均能不同程度地提高土壤养分含量,以T3(Q₁B₃F₃S₃)和T10(Q₃B₂F₄S₃)对土壤养分的提升作用最为显著,即0kg/hm²蚯蚓粪肥、150kg/hm²保水剂、600kg/hm²复合肥、最大田间持水量的90%灌溉量配施和15000kg/hm²蚯蚓粪肥、75kg/hm²保水剂、900kg/hm²复合肥、最大田间持水...     

冬雨型河流河川径流量对气候变化的响应

为能够较好的认识气候变化对冬雨型河流河川径流量的影响,更好的指导冬雨型河流水资源的合理开发利用,基于收集的水文气象资料,在分析研究区水文特性及气候变化规律的基础上,通过构建的三水源新安江水文模型及设定的不同气候情景,探讨了冬雨型河流河川径流量对气候变化的响应。结果表明:瓦赫什河降水主要发生于冬春季,夏季降水量偏少,降水对径流影响不大,气温的高低直接决定着瓦赫什河的河川径流量;山区与平原区降水均呈弱的增加趋势,气温均呈升高趋势,相对而言,平原区气温升高趋势比山区更明显;通过所构建水文模型及设定不同的气候情景可以看出,对于冬雨型河流在区域研究区气温的变化比降水量变化对河川径流量影响更加敏感,气温升高河川径流量增多明显;逐月平均径流以4月、5月和10月对气候的变化最为明显,其中以4月和10月增多最显著,以5月径流减少最明显。