关键词： 径流   演变特征   突变性   趋势   花园口水文站   黄河  

摘要： 为探究黄河流域径流演变特征,对花园口水文站1919—2016近百年的天然径流资料进行分析,采用有序聚类分析法、Mann-Kendall突变检验法、滑动t平均法分析了花园口水文站径流时间序列的突变性,利用线性趋势回归检验法、Mann-Kendall趋势检验法、Spearmann秩次相关检验法分析了突变点前后径流时间序列的趋势性。结果表明:1933—1934年、1989—1990年径流突变较为明显,前者突变主要是自然因素(气温、降水)大尺度的变化引起,后者主要是人为因素(用水增加、下垫面改变)流域尺度的变化引起;1919—1933年的趋势显著,通过0.10的显著性检验,表现为下降趋势;1934—1989年、1990—2016年的趋势较为平稳。

关键词： 径流演变   降水   Mann-Kendall检验法   变化趋势   影响因素   蒸水流域  

摘要： 利用湘江一级支流蒸水流域控制站神山头水文站近50a的径流量实测数据和流域内及邻近的7个气象站同期日降水观测数据,应用Mann-Kendall趋势检验和突变分析、距平累积曲线、双累积曲线等方法分析了1961—2012年蒸水流域径流量和降水量变化的趋势性及阶段性,定量评价了降水和人类活动对流域径流量变化的影响程度。结果表明:蒸水流域径流量和降水量变化阶段性明显,都经历了枯水期和丰水期2个时期;年径流量和年降水量整体呈上升趋势,但径流量上升趋势较降水量更为显著,径流量的突变年份为1988年,降水量的突变年份为1991年,突变年份之后在降水和人类活动的共同影响下径流量明显增大,人类活动对径流量增大的贡献率为75.74%,降水对径流量增大的贡献率为24.26%。目前人类活动是蒸水流域径流变化的主要影响因素,人类可以通过合理的活动在一定程度上调节径流量。

关键词： 天然径流   历史分析   黄河  

摘要： 长历史序列径流量分析是深入认识河川径流演变特征的基础。黄河流域是我国水资源短缺地区,研究其天然径流量历史变化对流域水资源调控利用具有重要意义。本文基于黄河1470~2017年天然径流量数据,采用滑动平均法、MK趋势检验和距平累积等方法分析天然径流量变化趋势和阶段变化特征,运用Pettitt法检验突变性和Hurst指数评价天然径流量持续性,初步揭示黄河548年天然径流量历史演变规律。研究表明,黄河天然径流量整体为显著下降趋势,且存在较强持续性,在未来一段时间内将依旧保持减少趋势。在19世纪中后期即清中晚期,天然径流量最丰富且波动最剧烈。在1641、1731、1757、1816、1864 (1861)、1933、1989年出现较为明显的突变现象。1865~1989年和1990~2017年天然径流量较1470~1864年下降明显。黄河天然径流量多年来以平水年出现频率最大,平水年和丰水年以连续形式出现可能性较枯水年大。黄河天然径流量大致存在5个丰水期、2个平水期和5个枯水期,近些年来主要以枯水为主同时呈现3~4年的周期波动。

关键词： 塔里木河流域   径流演变   Mann-Kendall检验   线性回归  

摘要： 开展变化环境下的河川径流演变规律研究是流域水资源科学规划与合理利用的前提。本文选取塔里木河“三源一干”1960—2015年径流数据,运用Mann-Kendall法、累积距平法、线性回归法等方法,揭示其径流演变规律。结果表明:近60年来,阿克苏河径流呈显著增加趋势,线性倾斜率为0.39亿m^3/年,叶尔羌河与和田河均呈不显著增加趋势,线性倾斜率分别为0.19亿m^3/年与0.04亿m^3/年,干流径流呈不显著下降趋势,线性倾斜率为-0.12亿m^3/年;塔里木河“三源一干”月均径流主要集中在夏季,约占全年的64%~78%,其次是秋季,约占全年的12%~19%,春季和冬季占全年的10%~17%;三源流径流均在1993年发生突变,和田河在2009年亦发生突变,塔里木河干流分别在1972年、1993年和2009年发生突变。

关键词： 渭河干流   变化特征   非参数检验   R/S分析   径流演变  

摘要： 流域水资源量的减少对区域水资源的利用、人类生存环境和经济社会发展等存在着重大影响,通过分析渭河干流径流量变化趋势和突变情况,为渭河流域水量调度和水资源管理提供科学支撑。采用Mann-Kendall非参数检验、累积距平、有序聚类、滑动t检验和R/S等方法分析渭河干流6个典型水文站1956—2015年径流量的历史演变规律、突变点和未来变化趋势。结果表明:渭河干流各站点的年和季节径流量均呈减少趋势。各站点的春、夏季节减少趋势的幅度大于秋、冬季节;从上游到下游,减少趋势的幅度越来越小。上游各站点呈现增加-平稳-减小的变化过程,且存在1970和1993年2个突变点,中游和下游各站点呈现增加-波动-平稳-减小的变化过程,且存在1968和1993年2个突变点。渭河干流各站点年和季节径流量Hurst指数均大于0.5,即未来变化趋势与历史演变规律呈正相关性,表明渭河干流各站点径流量具有持续下降的趋势,相应部门应高度重视这一现象,制定合理的流域水资源管理对策。

关键词： 水沙演变   气候变化   人类活动   降水-径流经验模型   洞庭湖  

摘要： 运用线性趋势法、M-K非参数检验法、滑动T检验法、小波分析法等对1951—2015年洞庭湖水沙演变特征进行了分析,并通过构建降水-径流经验模型,定量估算了气候变化和人类活动对洞庭湖入出湖径流量的影响率。结果表明:(1)洞庭湖入出湖水沙时间序列均呈现出下降趋势,其中以入湖输沙量的下降趋势最为显著,以404.46万t/a的速度减少,在研究时段内入出湖水沙均发生了突变并表现出不同尺度的周期性变化规律;(2)洞庭湖入湖水沙的Pearson相关系数为0.800,出湖水沙为0.696,表明洞庭湖水沙序列之间呈现出极显著的正相关关系;(3)在整个变异期,降水对入湖径流量变化的影响率为-1.03%、人类活动为101.03%,降水对出湖径流量变化的影响率为-7.67%、人类活动为107.67%,洞庭湖入出湖径流量减少主要是受人类活动的影响。

关键词： 径流   中国   研究  

ISBN: (数字)9787030614537 ISBN: (纸本)9787030614537

摘要： 径流是区域和全球水循环的关键环节，也是区域水资源的重要组成部分，变化环境下流域水循环及水资源演变已成为水科学领域国内外关注焦点。径流时空变化特征对水资源的开发和利用有直接影响，进而对社会经济的发展产生影响。Budyko框架具有坚实的理论基础和明确的物理意义，基于该框架开展的水循环演变与归因分析研究已是水文学研究的前沿之一。该著作从关键水循环要素时空变化特征入手，改进多元气候弹性方法定量分析中国径流变化成因，定量识别了中国372个子流域径流变化影响因素。基于推导的PnT弹性系数法，结合CMIP5多种气候模式输出结果，模拟评估了流域尺度中国未来径流时空演变特征。利用提出的水热季节性与非同步性指数(  更多...

关键词： 渭河流域   水文气象要素   演变特征   SWAT模型   土地利用变化   径流归因分析  

摘要： 随着社会经济的快速发展和全球气候变化,社会经济发展对水资源的需求增加与大自然提供可用水资源的水量所形成的矛盾日益加剧,其最直观的表现为河道径流的减少与干枯。河道径流的这种变化正是流域水循环水文要素发生变化的综合反映。本论文在此背景下,以渭河流域为研究区,基于流域水循环理论,运用多种数理统计方法和SWAT模型来综合定量分析水循环过程中的水文气象要素演变特征及径流演变归因。研究成果对流域生态环境保护、经济可持续性发展及全流域因地制宜地开发利用和保护水资源及土地资源具有重要的参考作用。主要研究内容及成果如下:（1）采用Penman-Monteith公式计算流域潜在蒸发量,并采用滑动平均值法、M-K趋势检验法、滑动t检验和Morlet小波等方法对流域水文气象要素降水、气温、蒸发量和径流演变规律进行了分析研究。结果表明1960～2016年降水呈不显著的减少趋势,其变化率为-0.93mm/a,多年平均降水量为541.2mm,空间分布呈现出“东南多西北少”的特征。潜在蒸发量和气温均呈现增加趋势,气温升高显著而潜在蒸发量增加不显著。流域内各水文站实测年径流量均呈显著减少趋势,根据径流变化突变点分析将研究时段划分为基准期1960～1970和变化期1971～2016年;根据Morlet小波周期性分析,径流变化的周期约为23年左右,其中1965～2009年经历了 2个完整的丰枯变化周期。（2）采用SWAT模型模拟渭河流域的径流量。在建模过程中生成了 121个子流域和850个水文相应单元的数据库,采用“先支流后干流,先上游后下游”的方式对各水文站控制区域的模型参数进行逐级率定,并利用Nash-Suttcliffe效率系数(ENS)、决定性系数（R2）和相对误差（Re）三个指标对模型的模拟效果进行评定。结果显示各站的ENS和R2均在0.5以上,个别站达0.8以上,各站模拟相对误差在25%以下,大多数站点的相对误差均在15%以下。模拟结果表明SWAT模型在该地区具有较好的适用性。（3）利用土地利用转移矩阵和GIS叠加图层的方式分析了 1980年、2000年和2015年三期土地利用变化情况,2015年土地利用情况与1980年相比利用变化区域面积仅占总面积的3.56%,土地利用变化的面积较小。运用SWAT模型分析土地利用变化对径流的影响,表明由土地利用变化引起径流减少较小。通过设置单一土地利用变化情境,揭示单一土地利用变化对径流的影响,分析表明中下游径流变化对土地利用变化更敏感。（4）通过分析研究将径流变化的影响因素归为气候变化和人类活动两大类。对渭河流域华县水文站径流变化进行的归因分析表明1971～1993年年径流量相比基准期1960～1970年减少了 28.78亿m3,其中由气候变化和人类活动引起径流减少量的贡献率分别为65.13%和34.86%;1994～2016年年径流量与基准期相比减少了 51.60亿m3,气候变化和人类活动的贡献率分别为43.36%和56.64%。对汛期和非汛期进行的归因分析表明汛期人类活动对径流变化影响强度大于非汛期。

关键词： 径流变化   非平稳性   枯水流量   气候特征   淮河中上游  

摘要： 径流变化特征研究对于农业灌溉、流域水资源配置与管理等具有重要理论与现实意义。而淮河中上游是我国重要农业区,开展时间序列变化特征及机理研究更突显其重要性。本论文基于流域内9个水文站点1956-2016年的逐月径流数据进行统计分析,首先通过非参数Mann-Kendall趋势检验和小波转换等方法系统分析了淮河中上游径流年内分配、年际变化、径流趋势、突变特征及周期变化等径流过程变化特征;其次运用Pettitt非参数检验法、GAMLSS模型与洪水频率分析模型等方法,揭示了淮河中上游洪水频率的演变规律,分析基于平稳性和非平稳性条件下的洪水发生强度及洪涝灾害所带来的影响;最后采用M-K非参数检验法、小波分析等方法研究淮河中上游连续最小1d、7d、15d、30d平均流量(枯水流量)演变规律。分析结果如下:(1)淮河中上游径流量主要集中5-9月,约占年径流总量的70.37%,变差系数值介于0.16-0.85之间,径流年际极值比则介于1.7-23.9之间,径流年际变化剧烈;淮河中上游径流量整体呈减少趋势,尤其是4月和5月径流减少趋势显著,季节上变化不明显;淮河中上游各站点年径流量在2000s呈显著周期变化,班台、王家坝、鲁台子和蚌埠站在该尺度上存在2.0-3.4a尺度的小周期,息县、潢川和蒋家集站处于高能区。季节和汛期与非汛期的显著周期集中出现在1960s、1980s和2000s。(2)潢川站年径流量对气候因子的响应最为明显,其对MEI和PDO指数的响应分别通过了95%和99%的显著性检验。PDO对各站点月尺度径流的遥相关影响最为显著,且主要集中在6月份,多呈显著负相关关系,以班台站最为显著,分别在1、4和6月份通过了95%的显著性检验。SOI、NAO和Nino3.4指数对研究区月径流量的响应存在显著滞后性,Nino3.4对研究区月径流量滞后期的影响主要发生在潢川和蒋家集站,而AO和PDO指数无滞后性响应。(3)潢川、横排头和蚌埠站点未发生明显变异,其余6个站点发生均值或方差变异,变异时间主要集中在2000年左右。淮河中上游的最优拟合分布函数是Weibull;班台、蒋家集和横排头站适宜于非平稳性模型,其余站点选择平稳性模型。各站点非平稳性条件下10年和20年一遇设计流量值与平稳性条件下皮尔逊III型分布设计流量值相差不大,但30年一遇、50年一遇和100年一遇的设计流量相差逐渐变大。横排头站和蚌埠站洪水放大因子大于1且随着时间增加呈上升趋势,百年一遇重现期不足80年。各站点年最大洪峰流量与淮河中上游、安徽省水灾面积均通过了显著性检验。(4)淮河中上游枯水流量变差系数值介于0.23-1.34之间,年最小枯水流量介于0.002-24.5m3/s之间,枯水流量年际变化剧烈。各站点变异时间多发生在20世纪60年代初及21世纪初。息县、潢川、班台和王家坝站在Q1、Q7、Q15中的变化趋势基本一致,整体呈震荡上升趋势。空间分布上,上游枯水流量呈增加趋势,而中游则呈减少趋势。息县、班台、阜阳、蚌埠和鲁台子这5个站点均在1960-1977年存在显著周期,潢川、班台、王家坝、蒋家集、横排头和蚌埠站在1997-2012年的时间段内存在2.0-4.6a的显著周期变化。

关键词： 径流演变   气象干旱   水文干旱   水分盈亏   鄱阳湖流域  

摘要： 干旱是鄱阳湖流域危害最大的自然灾害之一，近几十年来，流域干旱发生的次数和强度都呈现显著上升趋势。深入研究鄱阳湖流域气象和水文干旱的时空分布规律，揭示水文干旱对气象干旱的响应关系以及流域干旱的影响因素，具有重要的意义。本文利用鄱阳湖流域84个分布相对均匀的气象站点的逐日降水、气温资料，上下游的8个水文站的日径流资料，鄱阳湖湖口的日径流资料以及流域蒸散数据等资料，借助于线性趋势、MK检验、线性拟合、EOF（经验正交函数）分析、流域水分盈亏等方法，利用径流系数、暴涨指数、SPI（标准化降水指数）与SPEI（标准化降水蒸散指数）以及雨日与非雨日指数，对鄱阳湖流域1960-2007年径流演变特征、水文与气象干旱时空演变特征和流域水分盈亏变化进行研究。　　主要结论包括：（1）流域各站暴涨指数主要呈下降趋势（下游的李家渡站例外）;相对于上游地区，下游地区站点的暴涨指数下降趋势较弱。（2）流域各站年径流系数主要呈增长趋势（下游李家渡站例外）;下游站点的年平均径流系数略小于上游。（3）流域在1960年代出现了气象干旱增强的特征;而在1970年代和1980年代，这一特征并未得到加强;在2000年代，流域出现了大范围的气象干旱增强的特征，北部地区和中部的干旱要明显强于南部地区;在2010年后，流域北部地区和中部地区干旱程度减弱，而南部地区相对于北部地区干旱程度更高。（4）鄱阳湖流域呈现出雨日指数下降，无雨日指数上升的趋势变化特征，其中，无雨日指数上升较为明显，中部的上升趋势要强于北部和南部地区。（5）雨日和无雨日指数EOF分析，第一模态数呈现一致分布的格局，表明鄱阳湖流域整体上表现出“气象干旱”上升的趋势。第二模态则反映无雨日呈现出北正南负、雨日呈现出北负南正的分布特征，表明北部地区呈现与南部地区相反的变化特征。（6）气象干旱和水文干旱之间存在良好的线性关系，同时，峡山站和赛塘站的水文干旱相对于气象干旱存在较明显的滞后效应，滞后于气象干旱1个月时间。（7）1961-1977年、1978-1994年和1995-2010年三个时段相比较，1995-2010年时段的水文干旱状况比较严重。这16年间流域水分收支以亏缺为主，共有12年的水分收支亏缺。（8）流域降水亏缺是导致发生水文干旱的最主要的因素，其次是出湖径流量的增加，amp;nbsp;而流域蒸散量对水文干旱也起到了一定的增强作用。