东江流域最大半小时降雨时空分布与年际变化特征分析

研究东江流域1951～1988年最大半小时降雨量的年内分布和空间分布规律,发现最大半小时降雨量平均值在时空分布上与降雨量平均值分布基本一致,认为最大半小时降雨量时空分布特征相当程度上受气候和地形因素的影响.研究还发现东江流域最大半小时降雨量1951～1988年总体趋势为递增,1971年以前和1971以后的两时期最大半小时降雨量年内分布上发生结构性变化.     

近46年来东江流域降水变化趋势分析

运用非参数检验Mann-Kendall方法对东江流域近46年来降水变化趋势的时空特征进行分析,结果表明:近46年来东江流域年降水量呈现出增加趋势,但未达到显著性水平,增加速率为16.02mm/10a;流域年降水日数表现为不显著的减少趋势,递减率为0.51d/10a,6月份降水日数的显著减少对全年降水日数的减少趋势贡献率最大;流域年平均降水强度总体变化趋势不明显,变化率为0.16mm/d·10a,其中7月份增强幅度最大(0.9mm/d·10a),对全年降水强度的变化趋势贡献率最大;近46年来东江流域年降水量、降水日数及平均降水强度的变化趋势在空间分布上都存在一定的区域差异性.     

东江流域降水场时空分布特征分析

选取东江流域57个测站的45年月降水资料,采用经验正交函数(EOF)分解的方法,对东江流域降水场的时空分布进行了研究.结果表明:东江流域冬季降水场在全流域上具有大尺度特征,而夏季降水场局部性较为明显;降水空间分布特征随时间变化而改变,其中以夏季变化最大,冬季变化最小;东江流域降水空间分布的年际变化中只有秋季存在显著周期.     

长江上游沱江流域地表水环境质量时空变化特征

沱江是长江流域上游最重要的支流之一,为了明晰沱江流域水质时空变化特征和防治重点,根据2010—2017年沱江流域36个监测断面水质监测数据,采用单因子评价法和秩相关系数法,从年份、月份、季度和水期4个时间段进行了分析.结果表明:沱江流域水质状况总体上污染较重,但有向好趋势,总磷(TP)为首要污染物,流域断面达标率呈先上升后下降复上升的趋势;水质指标浓度年内变化显著,水质指标浓度丰水期达到最小值,枯水期达到最大值;沱江干流监测断面水质类别好于支流;TP和氨氮(NH₃-N)浓度空间变异性较弱,化学需氧量(COD)和生化需氧量(BOD₅)浓度则存在较强空间变异性.虽然沱江流域水质有变好趋势,但沱江流域面临的污染问题依然严峻,今后要高度重视污染源治理,尤其是TP的防治工作.      

亚马逊流域降雨径流时空变化分析

基于全球降雨气候中心(GPCC)和全球径流数据中心(GRDC)的降雨径流资料,选择亚马逊流域16个测站,利用三次样条、Mann-Kendall法、Yamamoto检验、最大熵谱法和小波分析法,分析了各子流域的年降水量和年径流量的趋势性、周期性、突变性,并对降水、径流的时间变化和空间分布进行分析。结果表明:整个流域降水量和径流量随时间变化呈增加趋势;其降雨分布不均,南多北少;年降水倾向率有明显空间差异,近50年,流域上、下游径流增加,中游径流减少,整体则有微弱增长。     

石羊河流域蒸发量变化特征及影响因素分析

利用Mann-Kendall、小波分析和灰色关联度法,分析了石羊河流域6个气象站1959～2005年蒸发量变化特征及主要影响因子.研究结果表明:石羊河流域47a平均蒸发量呈下降趋势,蒸发突变点大约发生在20世纪60年代、80年代中后期和2000年左右,夏季和春季蒸发量减少幅度较大是年蒸发量减少的主要原因;蒸发量的空间分布与其减少趋势的空间分布均呈西南-东北的增加变化特征,这与流域下垫面情况和气象因子密切相关;蒸发量有28a和20a的周期变化,其内还包含有10～14a的小周期变化;影响蒸发量的主要气候因子中,气温、日照时数和风速与蒸发量的关联度较大,平均气温和日照时数呈显著上升趋势,平均风速表现为显著下降趋势,降水、相对湿度和水汽压变化较弱,平均风速的明显减少可能补偿了气温和日照时数增加引起蒸发量的增加,导致蒸发量的减少.     

基于Hurst系数的流域降雨时空变异分析方法

基于Hurst系数能够反映水文序列长期相关性的原理,结合R/S分析方法和分数布朗运动理论,提出一种从整体上识别与检验时间序列变异及其变异程度的分析方法.该法将变异程度划分为4个等级:无变异(或弱变异)、中变异、强变异、巨变异;结合GIS空间分析方法,进而建立降雨量的时空变异分布图.应用该法对无定河流域年降雨序列进行时空变异分析,结果表明无定河流域大部分面积上的年降雨序列处于无变异或弱变异状态,但也有部分地区如高镇一带处于中变异状态,而且年降雨量有减少的趋势,该结论对于无定河流域的沙漠化治理、水土保持规划、水资源规划等具有重要的指导意义.     

新安江流域2000—2021年NDVI时空变化特征及其影响因素分析

新安江流域是长三角地区重要的生态屏障,对该流域的植被覆盖情况进行监测并掌握其动态变化特征,对该区生态环境保护具有重要意义。以新安江流域为研究区,利用2000—2021年MOD13Q1数据,针对归一化植被指数(NDVI)的时空变化特征及其变化的持续性,使用Theil-Sen Median趋势分析、Mann-Kendall检验和Hurst指数等方法进行分析,探讨了NDVI的变化趋势与岩性建造、土地利用类型之间的关系。结果表明:二十多年以来,新安江流域的年平均NDVI为0.5~0.9,总体呈波动上升趋势,最大值出现在每年7—9月,最小值出现在每年1—3月,呈现"山地高,丘陵和平原较低"的分布特征。NDVI变化类型以改善型为主,改善型区域面积占比>70％,且以持续改善型为主,其中轻微改善型和明显改善型面积占比达85.71％。第四系和白垩纪红层分布区,NDVI严重退化和轻微退化占比较高,NDVI退化情况较严重的土地利用类型为建设用地、草地和耕地。该研究结果可反映新安江流域NDVI的时空变化特征,对于该区生态环境保护与建设具有一定指导意义。     

变化环境下东江流域水文干旱特征及缺水响应

在干旱事件不确定性和枯期径流变异性的双重影响下,水文干旱特征时序非一致性问题为其联合分布模拟带来困难。基于东江干流测站日径流过程数据,采用游程理论提取水文干旱事件,并结合干旱特征均值变化、时序一致性分析及边缘分布模拟,以确定干旱事件融合及剔除评判标准的合理取值。基于Rosenblatt变换Cramer-von Mises检验统计量拟合方法,构建水文干旱特征两变量联合分布Copula模型,并根据同频法设计两变量组合值。通过对比枯期径流变点分隔子序列干旱特征,分析变化环境下东江流域水文干旱特征及缺水响应。结果表明:水文干旱事件融合和剔除的评判标准值分别取0.1和0.3比较合理。干旱特征两变量之间具有较高的正相关性,但不同时间系列不同变量之间的联合分布及边缘分布最优模型并不一致。流域水库尤其是新丰江水库的径流调节作用,对于缓解东江中下游水文干旱效果明显,超阈联合重现期为2年的设计干旱持续时间、总缺水量和最大日缺水量分别减少了63%~71%、71%~84%和30%~47%,但如果要满足东江河道内最小管理流量目标,其依然分别达到了12~18 d、6 114万~9 030万m3和715.0万~929.0万m3。     

洮河流域水化学特征及其时空变化研究

以洮河流域河水为研究对象,通过对2018年每隔1月洮河干流及支流博拉河和广通河采样点的河水进行水化学研究,揭示了洮河流域河水的水化学组成,探讨了其水化学性质时空变化。结果表明：洮河流域水质偏碱性,干流上游pH值小于下游,并在枯水期都比丰水期为大;矿化度呈枯水期比丰水期小,河水属于中等矿化度水和适度硬水;总硬度、电导率呈枯水期比丰水期大;HCO₃^-、Ca²⁺、Na⁺、Cl^-、SO₄^2-、CO₃^2-含量呈枯水期比丰水期大;干流上游HCO₃^-、Ca²⁺、CO₃^2-含量大于下游,干流上游Mg²⁺、K⁺、Na⁺、Cl^-、SO₄^2-、MnO₄<...     

张掖盆地地下水资源时空分异特征及影响因素

探索地下水系统演化的过程与机制对流域水资源的可持续管理至关重要。基于地下水多年动态观测资料和地统计学方法,按不同灌溉方式分区估算了张掖盆地1985~2013年地下水资源变化情况。结果表明:整个张掖盆地地下水水位降深和储量在时空上表现出很大差异性,基本经历了三个阶段:1985~1997年匀速下降阶段,1998~2004年加速下降阶段和2005~2013年减速下降阶段。整个盆地累积储量减少了47.52×108m~3,年均亏缺1.64×108m~3,其中河水井水灌区累积地下水位降深达5.72m,储量减少了37.48×108m~3,占地下水消耗量的78.87%。各分区累积水位降深变化从高到低依次为:河水﹥河水井水﹥泉水﹥河水泉水≥井水灌区,相应的累积储量变化依次为:河水井水﹥河水﹥井水﹥河水泉水﹥泉水灌区。从长时间尺度看,各分区及张掖盆地多年累积储量仍为负变化,即地下水资源仍处于较严重亏缺状态,对含水层造成很大威胁。这是气候变化与人类活动共同作用的结果,而人类活动如分水政策、引水灌溉、地下水开采等影响越来越强烈。结果可以为黑河流域水量均衡合理估算、地下水数值模拟和水资源统一规划调度提供科学依据。     

1951-2010年洮河流域水文气象要素变化的时空特征

采用M-K检验、小波分析和Sen斜率等方法, 对1951-2010年60 a来洮河流域不同地理-生态区间水文气象要素变化的时空特征进行了综合研究.结果表明: 洮河流域水文气象要素呈现多种周期不同尺度的振荡特性, 气温、降水和径流的年代际变化周期以9~13 a和2~5 a最为常见.气温从1990年代中期开始明显上升, 突变的时间北部略早于南部, 西部明显迟于东部;除上游草原牧区外, 降水总体于1990年代初期开始减少;受降水变化影响, 流域河川径流量1990年代发生明显减少.过去60 a, 洮河流域气温以0.18 ℃·(10a)^-1的速率增温;降水以0.03 mm·(10a)^-1的速率减少;河川径流量以11.36 mm·(10a)^-1的速率减小;近30 a来洮河流域以0.63 ℃·(10a)^-1的速率增温, 降水以8.86 mm·(10a)^-1的速率减少, 径流以21.00 mm·(10a)^-1的速率减少.降水和径流变化在不同时期和不同生态-地理区间差异明显, 与区域气候和下垫面因素变化所致的流域能水通量过程的变异有关.     

近50年大凌河流域径流变化特征分析

以大凌河流域3个水文站的径流资料和15个雨量站的降水资料为基础,利用多指标、多方法分析了近50年大凌河流域径流的年内和年际变化特征。结果表明:大凌河流域径流年内分配不均匀,主要集中在7、8月份;径流年际变化大。近50年来,大凌河流域年径流量呈显著减少趋势,流域径流量在1981年出现明显的减少突变,自然因素和人类活动特别是大量水利工程的修建是造成径流变化的重要因素。     

黑河流域不同下垫面区域的气候变化特征

通过对黑河流域上中下游典型气象站长期观测记录的分析 ,建立了 196 1— 1995年气温、降水变化速率与流域垂直分带的关系 .结果显示 ,流域内不同区域存在着不同的气候变化响应过程 .2 0世纪 90年代与 6 0年代相比 ,上游中高山湿润半湿润区气温升高幅度在 0 .6℃左右 ,降水升高幅度较大 ;前山荒漠区升温幅度较大 ,在 1.3℃左右 ,而降水变化极不稳定 ;山前平原干旱区中的较大面积人工绿洲区 ,升温幅度相对较低 ,大约为 0 .5～ 0 .6℃ ,降水呈稳定的小幅度上升 ;下游尾闾段极端干旱区温度升高、降水减少的趋势极为明显 ,分别为 1.4℃和 - 0 .5mm·a-1左右 .究其原因 ,主要是由于不同区域气候类型的差异和局地环境的影响 ,如大面积人工灌溉绿洲的小气候效应等     

珠江流域降水周期特征分析

运用小波分析方法,研究了珠江流域全年、汛期(4～9月)和非汛期(10～翌年3月)三种降水序列时间周期演变特征,结果表明:(1)珠江流域不同区域降水周期不一,大体可分成三个片区,周期尺度分别为6～8a、12～14a和20～21a;(2)珠江流域全年与汛期降水周期以年际变化为主,且两者降水周期分布一致;非汛期降水周期以年代际变化为主,与全年及汛期的降水周期差异较大。     

珠江流域暴雨天气系统与暴雨洪水特征分析

对珠江流域9场历史典型暴雨洪水的致洪天气系统、暴雨中心落区及发生时间进行统计分析,探求珠江流域各水系产生暴雨的天气系统、暴雨类型、洪水成因及发生时间的相互联系,归纳出珠江流域致洪暴雨洪水的一些基本特征规律,对于珠江流域防洪减灾具有一定参考价值。     

新疆三工河流域地下水矿化度的时空变异及其分形特征

对面积约670 km2的新疆三工河流域地下水矿化度进行了取样检测,应用地质统计学方法对取得的数据进行了半方差函数分析,计算了平均值、方差、标准差、变异系数等传统统计特征值,并指出了用该方法表示地下水矿化度所存在的不足.在此基础上,将分形理论与地质统计学原理相结合,计算了三工河流域在1998、2002年地下水矿化度的分维值,分别为1.75,1.59;其变异系数分别为0.51,0.54,即2002年地下水矿化度的均匀性要比1998年的稍差.研究结果表明,地下水矿化度并不是具有理想分形特征的介质,它只是在一定的空间尺度内才具有分形特征.通过对1998年及2002年地下水样品的分析,得出该地区地下水矿化度在时间与空间上皆存在明显的变异性.在空间尺度上,地下水矿化度在研究区的北部大于中部,中部大于南部;在时间尺度上,随着时间的推移研究区北部的地下水水质正向矿化度加重的方向发展.     

珠江区水资源的分布特点及变化分析

通过对珠江区地表径流量的分析评价,研究其水资源的时空分布特点及变化规律。珠江的水资源特点是水量相对丰沛,但时空分布极不均匀。东西差异大,南北差异小,自东向西逐渐递减,沿海地区多于内地,山地多于平原。水资源的年际变化较大,且往往出现连续丰水或连续枯水年的情况。年内分配不均,汛期4~9月径流量一般占全年的60%~90%。