关键词： 三江源地区   降雪量   降雪日数   雪雨比   径流量  

摘要： 利用1961-2019年三江源地区19个气象台站逐日气温、降水量等气象观测数据,分析了三江源地区降雪量、降雪日数和雪雨比的时空演变特征及其对径流量的影响。结果表明:(1)1961-2019年三江源地区平均降雪量为146.5 mm,降雪量以14.8 mm·(10a);的速率在减少,1985-1999年为降雪量偏多期,2000年以来为降雪量偏少期;(2)三江源地区年平均雪雨比以4.0%·(10a)^(-1)的速率在减少,长江源区西部及黄河源区西部是雪雨比减少最为明显的区域,其余地区减少速率相对缓慢;(3)三江源地区年平均降雪日数为91天,曲麻莱、五道梁、沱沱河一带以及黄河源区中西部是降雪日数的大值区,降雪日数以14 d·(10a)^(-1)的速率在减少,黄河源区西部是降雪日数减少最为明显的区域;(4)三江源地区各月降雪量及降雪日数均呈双峰型分布,降雪量和降雪日数最多出现在5月,小雪易出现在3月或4月,中雪和大雪以上量级在秋末、春季出现的概率最高;(5)随着海拔的抬升,降雪量和降雪日数增加,随经度的增加而减少;冷季降雪量多的年份,径流量也随之增大,且径流量相对于降雪量的响应滞后。

关键词： 径流演变   变化环境   定量分析   气候模型   可能影响   不确定性  

摘要： 气候变化和人类活动的双重影响使流域天然径流序列发生时空演变。对变化环境背景下径流序列演变规律、驱动因素的研究及在不同气候模式下对未来径流的预估对流域水资源管理和长期规划具有重要意义。为此对当前变化环境下径流演变趋势检验、径流变化归因分析及未来径流趋势预估的相关研究方法进行了全面的回顾,并进行综合对比分析。结果表明:采用多种检验方法组合优于单一检验,其结果更为可靠;气候变化和人类活动影响程度在不同流域、不同时期差异较大;未来径流预估结果的不确定性源于气候模式、水文模型和降尺度方法等多个方面。研究结果可为变化环境下径流演变及其驱动因素的研究提供新思路和科学参考。

关键词： 和田河流域   径流   演变特征  

摘要： 以新疆和田河流域为例,采取Mann-Kendall趋势检测法、Pettitt突变检测法与小波分析等方法剖析了研究区近60年气温、降雨和径流变动特点。结果显示:(1)研究区降水、气温和径流均有增加或升高趋势,其中气温变化呈显著增加;(2)研究区降水、气温、径流突变分别发生于1986年、1996年和1993年;(3)研究区降水、气温和径流均无显著性周期性变化,但存在短时间段周期变化,降水在研究时段内呈现丰枯交替变化,自20世纪90年代逐渐湿化。气温呈现逐渐升高的发展趋势。20世纪90年代以前,径流年代际变化以偏枯为主,近20年年代际变化以偏丰为主。

关键词： 径流演变   归因分析   Budyko假设   伊洛河流域  

摘要： 流域尺度的径流变化反映了气候和人类活动的综合影响,然而目前伊洛河流域径流演变的量化归因尚不明晰。基于Budyko假设构建解析径流变化归因的模型,量化评估径流对各环境因素变化的敏感性系数,定量揭示各因素对径流变化的贡献。结果表明,1970—2018年间,伊洛河流域径流显著下降(α=0.05),且在1991年发生突变,突变后径流减少了46.43 mm(34.32%)。径流变化对降水、潜在蒸散发和下垫面参数的敏感性系数分别为0.42、−0.18和−78.36,即降水每增加1 mm将导致径流增加0.42 mm,潜在蒸散发量每增加1 mm将导致径流减少0.18 mm,下垫面参数每增加1个单位将导致径流减少78.36 mm。气候变化和人类活动对径流变化的贡献率分别为42.60%和56.36%,人类活动引起的下垫面变化是径流变化的主要原因,其中植被变化是下垫面变化的主导因素。研究结果可为流域径流演变归因和水资源管理规划提供理论支撑。

关键词： 天然河川径流量   评价   归因分析   黄河流域  

摘要： 受气候变化和人类活动影响,黄河流域水资源量持续衰减。以往水资源归因分析的研究主要针对气候变化和人类活动对实测径流量衰减的贡献,对天然径流量衰减的原因关注不够,不利于支撑黄河流域水资源高效利用和科学管理。基于黄河二元水循环模型评价不同时期黄河流域天然河川径流量,并采用多因素归因分析方法分析主要影响因素对天然河川径流量衰减的贡献。结果表明,2016年水平年情景相比于1956—1979年水平年情景,花园口断面多年平均天然河川径流量减少114.6亿m^(3),其中气候变化、下垫面变化和社会经济取用水影响的贡献率分别为24.4%、25.0%和50.6%。从分区来看,兰州以上气候变化是主导因素,兰州以下人类活动是主导因素。为遏制天然河川径流量衰减的趋势,促进黄河流域生态保护与高质量发展,应加强深度节水、刚性控水、适度增水、强化管水和立法护水。

关键词： 观台水文站   径流量   趋势   突变   漳河  

摘要： 观台水文站是漳河干流上的控制站、岳城水库入库站和国家重要水文站。利用Mann-Kendall趋势检验法、有序聚类分析法和滑动t检验法对漳河观台水文站1951—2020年的实测径流资料进行变化趋势检验和突变点分析,结果表明:观台水文站径流量存在显著的递减趋势,并且在1977年发生突变,突变后急剧减少。经分析认为,观台水文站径流量的减少是气候变化和人类活动共同影响的结果。

关键词： 清源河   径流量   趋势分析   检验  

摘要： 为了对渭源县区域水资源进行合理配置,需对清源河径流演变规律及趋势进行分析研究。本文在收集清源河径流资料的基础上,从径流的年内分配、年际变化趋势、丰枯变化等角度进行了分析计算,采用集中度、集中期分析法、5年滑动平均法进行了变化趋势分析,采用时序累计值及Mann-Whitney法对径流的突变年份进行识别;采用差积曲线法对径流的丰枯变化进行了分析,采用坎德尔(Mann-Kendall)秩次相关法、线性回归法、斯波曼秩次相关法对径流变化趋势显著性做了检验。结果表明:径流量年内分配不均,主要集中在6—9月,径流年际变化幅度较大;径流突变年份出现在1994年;多年变化基本包含了丰枯变化,径流量年际整体呈减小趋势,减小趋势显著。分析结果可为清源河流域水资源合理开发与利用提供数据支撑。

关键词： 径流   气候变化   演变特征   归因分析   不确定性  

摘要： 气候变化和人类活动影响下的流域水循环过程发生了深刻的变化,认识和把握变化环境下的流域径流变化规律及演变机理成为当前水文科学研究领域的热点和难点问题。归纳和总结了近十几年来的相关研究成果,从流域径流演变特征识别、流域径流变化归因分析、变化环境下流域径流模拟、未来气候变化背景下的径流响应规律及其预估4个方面梳理了流域径流演变相关研究的主要内容、方法及其进展,并就当前研究中的难点和不足,提出今后在径流演变特征的认识、径流影响因素定量化、径流模拟及其不确定性度量等方面亟待深入开展研究的工作。

关键词： 源汇景观   泥沙   径流   景观格局   水土保持  

摘要： 探讨源汇景观演变特征与径流泥沙的关系对定量识别源汇景观功能对生态过程的影响具有重要的科学意义。以位于黄土高原和西秦岭山地交错区域的渭河源为例,分析了流域源汇景观格局演变与降雨耦合驱动对径流和泥沙的影响,结果表明:(1)研究区1982—2017年汇景观比例逐渐增加并超过源景观,源汇景观功能演变主要发生在黄土丘陵区,源汇景观负荷比指数呈逐年下降趋势;(2)影响流域径流和泥沙的主要因素不同,洪峰流量与含沙量主要受源景观面积比例和源汇景观负荷比的影响,呈显著的下降趋势,而径流量仅与降水量存在相关性;(3)基于信息理论方法的相对重要性分析表明,降雨对流域径流量的相对重要性高于源汇景观负荷比,而源汇景观负荷比对洪峰流量和含沙量的相对重要性较高,传输距离和海拔分布对径流泥沙和洪峰流量具有重要影响。在长时间尺度上,源汇景观格局演变影响了径流及泥沙特征,并且对泥沙影响的相对重要性高于径流。源汇景观合理的时空分布可以有效调控水土流失过程,对黄土高原生态可持续发展具有重要意义。

关键词： 渭河林家村站   径流演变   混合模型预测   集成应用   仿真系统  

摘要： 由于人类活动和短期气候的剧烈变动,导致了径流的非线性、非平稳性、复杂性、随机性等特征愈发显著。受变化环境影响,用于进径流演变分析和预测的水文时间序列数据很难满足一致性和代表性,而解决这一问题的传统模型方法大多建立在具体的流域和特定的时间尺度上,因而模型的概化性不强,难以推广。因此,亟需开展针对径流序列的多角度、多方法分析,并开发出高精度的径流预测模型,解决径流演变和预测中的不确定性、难以适应动态变化以及单一方法的计算结果片面的问题,提高径流预测的精度。 本文以渭河林家村站为研究对象,通过趋势性分析、突变性检测、周期性分析等多种方法对林家村断面的实测和还原径流演变规律进行分析;运用SVM模型、LSTM模型等四种单一预测模型对实测和还原径流序列进行预测研究;构建基于经验模态分解的EMD-LSTM模型和基于两种不同集成策略的LSTM-GRNN模型对两个径流序列进行预测研究,优选出适合渭河林家村站实测径流序列和还原径流序列的预测模型;基于综合集成平台,搭建渭河林家村站径流演变及预测仿真系统,将理论方法变为实际应用。为变化环境下的径流演变和预报问题提供了一个新的范式,对实现水资源管理和适应性应用具有重要的现实意义。本文的主要研究成果如下: (1)渭河林家村站径流演变规律分析。采用线性回归法、Pettitt突变检验、滑动平均法等方法分别对林家村站实测和还原径流序列进行趋势性、突变性、周期性分析计算,结果表明:林家村站实测与还原径流序列整体上均存在逐年减少的趋势,且未来很有可能维持这一趋势,年内径流集中分配在6～9 月份,实测与还原径流的变化周期均为7～9年,且突变均发生在1994年,进一步分析实测径流与还原径流的不同计算结果可知,人类活动会加剧河川径流的减少趋势。 (2)基于单一模型的渭河林家村站月径流预测研究。分别采用SVM模型、LSTM模型、GRNN模型及WNN模型对林家村站实测和还原月径流序列进行模拟预测研究。从预测的精度来看,对两个径流序列,在训练集和测试集上,LSTM模型的模拟预测效果都是最优的,其在实测序列和序列的训练集和测试集上纳什系数分别为:62.36%、53.38%、69.06%、53.11%。 (3)基于混合模型的渭河林家村站月径流预测研究。分别采用EMD-LSTM模型和LSTM-GRNN模型对林家村站实测和还原月径流序列进行模拟预测研究,结果表明:对实测径流序列,EMD-LSTM模型对训练集的模拟结果(NSE=75.18%)略优于LSTM-GRNN模型(NSE=72.31%),但LSTM-GRNN模型对测试集的预测结果(NSE=66.31%)优于EMD-LSTM模型(NSE=62.87%);对还原径流序列,在训练集上两个模型的纳什系数分别为76.33%、84.96%,测试集上纳什系数分别为59.33%、71.35%。因此,LSTM-GRNN模型对实测和还原径流序列的模拟预测效果均最优。 (4)渭河林家村站径流演变及预测仿真系统集成应用。以综合集成平台为支撑,采用组件、Web Service等技术将径流演变分析方法及径流预测模型组件化,运用知识图技术将分析计算的每个流程以节点的方式可视化展现,高效灵活地搭建渭河林家村站径流演变及预测仿真系统,将径流演变与预测过程可视化、组件化和动态化,使得计算结果更具合理性和实用性,在可视化环境下通过人机交互对计算结果进行评价与调整,为管理者提供决策支持。