关键词： 气候变化   径流突变   Mann-Kendall检验   Morlet小波   喀拉喀什河  

摘要： 文章以喀拉喀什河为例,解析1956—2023年天然径流及降水序列的演变特征,揭示径流突变与降水周期性规律。运用累计距平分析法、Mann-Kendall突变检验法和Morlet小波,对相关序列数据开展研究。研究结果表明:径流量呈现阶段性变化,2008年前后发生突变,Morlet小波分析降水序列在1988年前后存在4-6年显著周期;降水丰枯交替明显,但90年代后呈现整体偏湿趋势,1993年后丰水期频次增加。揭示了干旱区内陆河流域径流对气候变暖的响应机制,明确了降水周期的作用。通过多尺度方法集成与长序列数据挖掘,深化了对干旱区内陆河流域水文过程复杂性的认识,为同类区域水资源可持续管理提供了可推广的技术路径与决策依据。

关键词： 径流变化   水文模型   河道下渗   石川河流域  

摘要： 为定量解析河道下渗强烈的半干旱半湿润地区径流变化及影响因子贡献率，采用Mann-Kendall检验法和有序聚类法分析水文气象时间序列演变特征并划分时期，在构建考虑河道下渗的MIKE SHE水文模型基础上，建立了高时空分辨率的径流变化贡献率分析方法，并在石川河流域开展应用验证。结果表明：（1）1972—2020年石川河流域上游柳林站径流序列上升趋势显著，而流域出口断面径流呈下降趋势，流域降水序列突变年份不明显，蒸发量序列突变年份为1979年，柳林站径流量序列突变年份为1976年和2009年；依据水文气象时间序列的突变点综合分析，将研究期划分为基准期（1972—1979年）、变化期Ⅰ（1980—2009年）和变化期Ⅱ（2010—2020年）；（2）相对于基准期，变化期Ⅰ和变化期Ⅱ的桃曲坡水库以上河段径流变化主要由气候变化导致，桃曲坡水库-富平段和富平-流域出口段径流演变主要受人类活动影响，其中取用水占主导地位，贡献率高达146.4%～183.1%；（3）3个时期河道下渗量逐渐增大，单位河长年均下渗量最大的河段为桃曲坡水库-富平段。研究成果可为石川河及产汇流特性类似流域径流演变特征与归因分析提供参考。

关键词： 水文学   归因分析   双累积曲线   嵌套流域   突变分析  

摘要： [目的]探究嵌套流域降水与径流演变规律，可为流域水资源优化配置提供理论参考。[方法]基于湘江流域及其子流域蒸水流域1961—2017年实测降水、径流数据，采用Mann-Kendall检验法、Pettitt检验法、小波分析法和双累积曲线法，对比嵌套流域降水与径流的变化趋势、突变特征、周期特征，量化降水和人类活动对径流变化的影响。[结果] 1961—2017年湘江流域与蒸水流域降水演变相似，降水整体变化趋势不显著，且未发生突变；流域降水均存在34,55 a的周期变化特征。两个流域径流演变存在差异，湘江流域径流未发生突变，蒸水流域年径流量在1989年发生突变；湘江流域径流的演变与降水高度正相关，蒸水流域径流演变趋势与降水背离，年径流量在突变年后有明显增加，其中降水对径流量增加的贡献率为12.76%，人类活动对径流量增加的贡献率为87.24%。[结论]湘江流域径流演变受降水主导，其子流域蒸水流域径流演变受人类活动主导。

关键词： 气候变化   人类活动   植被恢复   径流   PLS-SEM  

摘要： 流域水循环演变过程受气候变化、人类活动与植被动态等多因素耦合影响，以往定量解构不同因素对水循环演变影响研究存在不足。本研究构建了流域水循环多要素影响解耦框架，选取渭河流域为研究区，集成偏最小二乘结构方程模型（PLS-SEM）、Pearson相关分析与趋势分析法，解构了1982-2020年气候变化、人类活动、植被动态对渭河径流变化的直接和间接效应。结果表明：1982-2001年，渭河流域径流所受综合效应呈现气候变化（0.313）与人类活动（-0.315）均衡态势格局，而2002-2020年人类活动综合效应强度（-0.667）显著超越气候变化（0.397），成为流域径流演变的主导驱动因素；1982-2001年径流减少呈现“降水主导-多因子协同”特征，降水减少的直接效应（0.343）与气温升高、植被恢复及人类活动各因子的综合效应共同主导径流衰减过程；2002-2020年期间，径流增加的主要特征表现为“降水主控-工程消减”模式，降水的显著增加（0.287）是导致径流上升的主导因素，而工程调控的直接效应（-0.667）则抑制了径流的上升趋势，从而导致径流仅呈现微弱的恢复态势。研究结果可为小样本、多变量、非线性复杂水文过程解析提供了可推广的方法范式，同时也为黄河流域生态保护与高质量发展战略实施提供径流调控的决策依据，对协调区域水资源管理、生态修复与经济发展具有重要实践价值。

关键词： Budyko理论   气候变化   径流演变   归因分析   高寒山区流域  

摘要： 为提高对高寒山区流域气候变化下径流演变机理的认识,以羊八井流域为研究对象,系统辨析了该流域1982—2013年的水文气象要素演变特征,将冰川物质平衡和地下水蓄量变化项引入Budyko归因分析方程,评估了各要素变化对流域径流演变的贡献。结果表明:羊八井流域1982—2013年间降水量、平均气温、潜在蒸散发量、径流量和地下水蓄量均呈上升趋势,上升速率分别为3.0 mm/a、0.02℃/a(p<0.05)、0.53 mm/a、1.99 mm/a(p<0.05)和2.18 mm/a(p<0.05);随着气候的暖湿化,流域径流演变对水文气候要素变化的敏感性增强,降水量、潜在蒸散发、非冰川区下垫面、冰川物质平衡及地下水蓄量变化对径流变化的贡献率分别为189%、-2.99%、-78.3%、20.9%和-28.7%;植被生长状况改善与冻土退化是导致流域下垫面变化的重要因素,二者对径流变化的贡献率分别为-27.9%和-50.4%。

关键词： 径流演变规律   多时间尺度   干支流   阿克苏河  

摘要： 针对当前阿克苏河流域径流演变研究存在时间尺度单一、对序列长度敏感性考虑不足等问题,采用Mann-Kendall趋势检验、Theil-Sen Median趋势估计、Pettitt突变检验、小波分析等多种方法系统研究该流域干支流年际、年内、场次洪水等不同时间尺度的径流演变规律。结果显示:托什干河、阿克苏新大河、台兰河年径流量整体均呈增大趋势,库马拉克河变化趋势不明显,4条河流分别在35、55、35、55 a时间尺度上周期震荡最为明显,对应周期分别为21~23、32~35、19~25、36 a;阿克苏河流域径流年内分配不均,夏秋径流量大、冬春径流量小,集中期为6—8月;干支流年最大洪峰流量波动较大,主要集中于7—8月,4条河流防洪关键期分别为7—9月、4—8月、7—8月、7月;阿克苏河流域径流变化的趋势性、突变性、周期性分析结果均受时间序列长度的影响。

关键词： 城市洪涝   降雨径流   极端暴雨   济南市  

摘要： 近年来,气候变化和人类活动对城市水循环过程产生了影响,中国许多城市遭受洪涝灾害的频率和强度日益增大,面临的洪涝灾害风险日益增强。为深入研究城市洪涝问题与成因分析,以典型山前平原型城市济南市为例,采用Mann-Kendall、Morlet小波和Sen's坡度估计法分析济南市城区1950~2020年降雨径流演变规律,探究城市水文循环机理,分析城市洪涝形成机制,从气候、地形地貌及人类活动等3个方面深入剖析洪涝问题成因。结果表明:济南市主城区多年降雨量与径流量均呈增加趋势,城市洪涝灾害的主要致灾因子为频发的短历时强降雨事件和主城区地势较低的地形,预测未来济南市遭遇极端暴雨的频次与强度均呈现上升趋势,面临的城市洪涝灾害可能更加严重。研究成果可为城市洪涝灾害预警预报提供参考。

关键词： 径流分析   空间依赖性   C-vine Copula   长江上游  

摘要： 为定量分析变化环境下径流空间依赖性演变特征,利用长江上游地区13个代表性水文站1966-2021年日径流数据,分析径流的趋势与突变特征,并基于C-vine Copula方法定量评估长江上游径流空间依赖性特征,进而将研究区域划分为2个同质子区域,进一步探讨长江上游径流空间依赖性的季节性变化以及水利工程建设运行对其的影响。结果表明:区域上游干流站点径流呈显著增加趋势,中下游的支流站点径流呈减少趋势,根据突变检验结果可将径流序列划分为近天然阶段(1966-1985年)、水利工程弱影响阶段(1986-1999年)和水利工程强影响阶段(2000-2021年);干流站点日径流服从P-Ⅲ型分布,支流站点多服从Gev分布,C-vine Copula方法能有效模拟区域径流空间依赖性;近20年来,随着流域大量水利水电工程的建设运行,非汛期径流空间依赖性变弱趋势明显,汛期变化不显著,表明流域内已建水利水电工程对于枯水期径流有较大的调节作用,对于汛期洪水防控的作用还有待进一步加强。

关键词： 黄河源区   WEP-ISF模型   演变分析   水热耦合  

摘要： [目的]量化径流深中各因素产流量的贡献率及构成，定量分析黄河源区下垫面、气候和工农业用水变化对径流变化的贡献率，为黄河流域生态环境保护和水资源开发奠定基础。[方法]基于1970—2021年黄河源区气象水文数据，利用分布式水热耦合模型WEP-ISF分析不同时期黄河源区月均流量及其实际蒸散发、土壤温度、土壤含水量和径流成分动态变化过程，并运用多因素归因分析方法定量剖析各影响因素对径流量变化的贡献。[结果]（1）利用WEP-ISF模型对黄河源区1970-2021年流域水文及水热变化过程模拟验证，土壤温度模拟值与遥感解译值的平均绝对百分比误差在69.78%～171.55%之间，Nash效率系数均超过0.70；土壤表层含水量模拟值与遥感解译值的平均绝对百分比误差在13.94%～20.97%之间，Nash效率系数基本达到0.5以上；月平均流量模拟值与实测值Nash效率系数和平均绝对百分比误差分别为0.80,25.85%；实际蒸散发模拟值与遥感解译值Nash效率系数和平均绝对百分比误差分别为0.80,53.39%。（2）冰川、融雪和降水产流多年平均为0.9,14.9,70.5 mm，分别占黄河源区径流深的1.0%,17.3%和81.7%。变化期1991—2021年相比于基准期1970—1990年，冰川、融雪和降水产流变化量1.48,-3.8,-13.2 mm，分别占黄河源区径流深变化量的贡献率分别为9.53%,-24.48%和-85.05%。（3）唐乃亥多年平均径流量减少6.77×10～9 m3，其中气候、下垫面以及工农业用水变化影响的贡献率分别为96.46%,2.49%和1.05%。[结论]在影响黄河源区径流变化的诸多因素中，气候因素是导致黄河源区径流衰减的主要驱动因子，其具体表现为冰川融水产流呈现增多趋势，而融雪产流和降水产流呈减少趋势。

关键词： 长江流域   典型枯水年   径流特征   干旱  

摘要： 开展长江流域典型枯水年径流特征分析有助于理解长江流域枯水演变规律、提升旱情应对能力。目前缺乏典型枯水年的多尺度系统性识别，从而进一步开展多个典型枯水年径流特征的综合分析。因此，本文基于长江流域主要控制站点1956～2023年长系列水文数据，在提取年月尺度典型枯水年的基础上，开展典型枯水年径流时空演变特征分析。结果表明：①在年尺度下识别得到的典型枯水年集中在2006年、2011年和2022年，针对枯水期月尺度识别得到的典型枯水年集中在1978年和2022年。②汛期来水较枯是导致2006年、2011年和2022年干旱的共同原因；2022年与2006年的径流过程区别在于2006年八月前径流相比历史同期逐渐转枯，八月后枯水形势更明显，而2022年八月前径流相比历史同期较丰，八月后呈现急剧的“由丰转枯”。③2006年干旱程度沿上游干流逐渐累积，宜昌以下自上游至下游干旱程度逐渐缓解，2011年“向家坝-寸滩”、“寸滩-螺山”和“螺山-大通”干旱程度分别呈现降低、升高和降低的波动趋势，2022年为上中下游同枯。研究成果可为长江流域枯水事件演变规律解析、水资源管理策略优化、抗旱能力提升提供科学依据。