关键词： 径流演变   径流预测   最近邻回归   三岔河  

摘要： 为满足三岔河流域经济调度运行实践需求,采用最近邻回归（NNBR）和人工神经网络（ANN）算法对流域的径流演变特征与趋势进行多时间尺度预测。预测值与实测数据对比分析表明：采用最近邻回归（NNBR）模型进行径流预测,其预测值的准确性和可靠性较ANN神经网络模型高,与实测数据拟合性更好,更贴近径流实际,可为三岔河流域生态保护和水资源配置及可持续发展提供科学辅助决策数据支撑。

关键词： 潮河流域   降雨-径流   趋势变化   突变点   影响因素  

摘要： 潮河流域是北京市城市供水的重要水源地。受环境变化影响,潮河流域降雨-径流关系发生了显著性变化,严重影响到北京城市供水安全。利用水文气象长系列数据(1961-2014年)分析了潮河流域降雨-径流关系的变化,采用经验统计分析法定量分析气候变化和人类活动对其径流变化的影响,研究发现:近50年来在降雨波动且微弱下降趋势下,其径流呈现出较大幅度变化且具有显著下降趋势,尤其是2000年以后;潮河流域降雨-径流关系发生突变的年份为1979年、1998年。1979年以后径流系数显著减少,其中1979-1998年人类活动对径流减少占主导地位,其影响贡献率为-109.75%,气候变化对径流影响为正效应,影响贡献率为9.75%;1999-2014年人类活动对径流减少影响贡献率为-88.97%,气候变化影响贡献率为-11.03%。

关键词： 小流域   山地茶园   径流   泥沙粒径  

摘要： 以分析南方山地茶园小流域降雨对径流的变化规律,为南方小流域水资源可持续高效利用提供理论依据。本研究在福建省安溪县山地茶园小流域的出口设置卡口站,连续3年(2014—2016年)对该区域降雨量、径流以及对卡口站中泥沙量进行监测,且对泥沙颗粒组分进行分析。结果表明:该区域受气温影响,降雨多集中在7、8月,径流受到降雨及气候影响,导致径流的补给年内分配差异较大。随着土壤由湿润到水分饱和,入渗量逐渐减小,径流量增大,雨水对地表的冲刷能力增强,径流量由小变大,使得大颗粒泥沙被冲刷。另外,在卡口站入口处的颗粒分布从上层到下层呈增大的趋势。该区域降水逐年递增,径流量主要受到气候的变化,随降水量增大而增大。随着人类活动的增大,对该区域径流量也有一定的影响。

关键词： 水文学   景观格局   径流   泥沙   五华河流域  

摘要： 根据五华河流域1981—2011年逐月的气温、降水、径流量和输沙量数据,以及1991年、2000年和2011年的Landsat TM遥感影像,运用景观格局指数分析方法和统计学方法,从景观水平和斑块类型水平两方面探讨了景观格局演变对径流泥沙的影响。结果表明:景观水平上,景观多样性指数(SEI)和景观边缘密度(ED)与年径流量和年输沙量呈正相关,而景观形状指数(PSCV,AWMSI,AWMPFD)与年径流量、年输沙量、输沙量变差系数呈负相关。类型水平上,林地景观破碎度(PD)和边缘密度(ED)、草地形状指数和边缘密度,建筑用地的斑块破碎度与年径流量、输沙量有明显的正相关关系,而林地斑块形状指数,草地和耕地斑块破碎度,建筑用地边缘密度和形状指数则与年径流量和输沙量呈负相关关系。同时,林地斑块形状指数、草地和耕地斑块破碎度、建筑用地边缘密度和形状指数均与输沙量变差系数存在明显的正相关关系。

关键词： 极端降水与极端径流   时空演变   M-K检验   长江中下游区域  

摘要： 利用1960—2012年间的长江中下游地区75个站点的逐日降水观测资料,基于11个极端降水指标,采用趋势分析、滑动平均、Mann-Kendall检验等方法对长江中下游地区各个子流域的极端降水事件的时空变化以及极端降水的集中度和集中期进行了研究。同时,分析了长江中下游干流区域4个水文站点的极端径流的变化情况,以期综合全面地分析极端事件的演变情况。结果表明:1)极端降水在各个子流域的大部分地区都表现为增加趋势,其中汉江流域西北部、中游干流区域东部、洞庭湖西部、鄱阳湖北部以及下游干流东北部显著增加;2)极端降水在总降水量中所占比例较大,这表明降水的形式更加趋于集聚化,并且比例自西北向东南逐渐减少,这表明越往西北部极端降水造成灾害的概率越大;3)长江中下游干流区域几个主要水文站点的极端径流各项指标均表现为较为显著地减小的趋势,极端降水和极端径流的变化趋势差异较大,这可能与人类活动有关(三峡工程)。

关键词： 趋势性   变异性   三参数月水量平衡模型   遗传算法   神经网络  

摘要： 采用20世纪50年代以来的长系列水文资料,通过统计方法对漳河流域径流量进行趋势性及突变性分析,发现漳河流域总体年径流量呈现减少的趋势,1980年前后为该流域的突变年份,20世纪80年代以来流域人类活动影响较大。通过对径流演变的分析,采用三参数月水量平衡模型对流域月径流量进行模拟预测,通过遗传算法进行模型参数率定,并采用神经网络对预测结果进行实时校正。结果表明,该方法对漳河流域月径流预测有比较好的效果,可以应用于该流域的模拟预测研究。

关键词： 河川径流   演变特征   统计   洮河流域  

摘要： 以洮河干流4个基准站点的观测序列为基础,采用不均匀系数C_V、集中指数I_C、基尼系数G、M-K方法、U值曲线和Sen斜率等多种统计方法,对过去60年洮河径流的时空演变特征进行趋势、变幅及丰平枯变化等综合研究.结果表明,洮河径流年内分配不均匀性较大,汛期径流量占比54%~56%;各站点径流量年际变化趋势一致,1990年代以前呈增加趋势,之后减少,主要发生在汛期;U值曲线和差积曲线在划分径流平丰枯变化过程上互为补充,统计时段内洮河径流丰水期历时和出现的次数均小于枯水期.

关键词： 径流演变规律   径流变异   排列熵   影响因素   叶尔羌河  

摘要： 科学认识气候变化与人类活动影响下,以径流为主要指征的水循环过程及其变化,是合理利用水资源的前提,对于认识水文机理,应对径流变化具有重要价值。选取干旱区内陆河流叶尔羌河卡群断面1957-2015年长系列实测月径流系列、1962-2015年长系列实测月气温与降水系列,采用年内分配完全调节系数Cr、年内分配不均匀系数Cn、相对变化幅度Cm、集中度Cd、集中期D、年际径流均值、最大流量及出现时间、最小流量及出现时间、年际极值比等多指标,运用Mann-Kendall法、累积距平法、R/S法、排列熵法等多方法,揭示叶尔羌河径流演变规律与变异特征,并进行归因分析。结果表明:近60年来,叶尔羌河流域径流量年内分配趋均匀化、年际变化呈显著增多趋势且为正持续性,其中1957-1961年和1993-2015年为显著径流增加时段;Mann-Kendall法与排列熵法均证实了1997年为该径流序列的突变点也为变异点;气温,特别是夏季7-8月平均气温(相关系数为0.81)为叶尔羌河径流量变化的主要影响因素。

关键词： 河流流域   径流量   气候因子   人类活动  

摘要： 我国西南喀斯特地区面临着严重的水资源危机，制约着社会经济发展和生态恢复重建。而气候因子和人类活动是影响流域水文过程的两个主导因素。以往的研究对于岩性交错的喀斯特槽谷流域水文气象敏感要素历史时空变化规律认识不清，极端气候指数与径流量变化的相关关系不明确，气候因子和人类活动对流域地表系统断面径流总量的贡献难以分离和量化。因此，以流域地表下垫面为系统，探索二者对流域地表系统断面出口总径流量的影响，不但是喀斯特地区科学研究和社会经济的迫切需要，更是深入认识喀斯特地区水文过程机理的重要途径，对解决西南喀斯特地区水资源问题，保障长江珠江两大流域生态屏障具有重大的战略意义。\n 针对上述问题，本文以中国南方典型喀斯特槽谷区，长江流域乌江水系贵州北部的印江河流域（108°21′21″～108°47′27″E，27°53′17″～28°13′57″N）为研究对象，利用1961-2017年的气温、降雨实测日值资料，1984-2015年实测月值径流量和蒸发量实测资料，对流域内气象水文要素进行了变化趋势、突变时间、多时间尺度特征和未来持续性分析，以及流域内极端气候事件影响下径流量的变化研究。同时基于遥感调查水保工程措施、石漠化治理等对流域内人类活动变化过程进行了深入研究。本文以喀斯特槽谷下垫面地表流域为系统，将累积量斜率变化率比较法(SCRCQ)应用于喀斯特流域气候因子和人类活动对径流量变化影响的有效分离研究中，并定量评估了流域地表系统内部人类活动和流域系统外部气候因子对流域地表系统断面出口总径流量的影响及贡献率，诊断了对径流量影响显著的极端气候事件，并揭示了其相关关系，确定了降雨是影响喀斯特流域径流总量变化的主要影响因素。主要研究成果如下:\n (1)从空间转移的类别和面积量来看，各个时期，均以建设用地、耕地、林地和草地为主。1900-2010年间，印江河流域大面积的裸地和耕地锐减，向其他地类发生了大量转移，建设用地大面积增加，虽然林地少量转移为草地，但林地和草地的总面积仍有少量减少。从空间位置特征上看，印江河流域中部坝地、坝中丘陵和坝周山地的土地利用变化较为剧烈，主要是草地、林地和耕地的转移频繁。坝子、坝中丘陵和坝周山地作为一个土地利用系统而存在着非常密切的空间耦合关系。\n (2)利用Men-Kendall趋势检验法、Hurst指数定量分析了印江河流域1984-2015年32年以来径流量与气候因子的演变特征和未来趋势。结果表明1984-2015年间，径流量和降雨量均无明显增加趋势，而蒸发量呈显著下降趋势。在未来，径流、降雨和蒸发将表现出弱的正持续性特征，持续时间分别为21年、21年和27年。降雨和蒸发同处于Ⅲ级、较强持续性强度等级中，径流量持续等级最高，强度最强，为Ⅳ级，强持续性。这一特征表明，在未来持续时间内，径流和降雨将不断增加，而蒸发则持续下降。\n (3)利用累积距平法对径流量、降雨量、蒸发量和气温进行突变检验，结果显示径流和降雨具有相似的突变特征和阶段特征，而蒸发和气温的突变时间滞后于径流和降雨总量的1-2年。\n (4)利用持续小波分析法对径流量、降雨量和蒸发量的周期性演变特征进行了研究，结果显示径流量有着较强的多时间尺度特征，且受到气候因子的影响，尤其是受降雨量变化的影响，与降雨量有着5-10a和18-26a时间尺度共同的震荡周期，与蒸发量的共同震荡周期仅表现在5-15a时间尺度上。径流的周期变化特征与降雨量相似，具有较好的丰-枯转换特征，但与蒸发量呈反向对应关系。\n (5)印江河流域极端气温显著上升，极端高温事件次数呈现增多趋势。极端强度降雨事件和连续无雨日数均有缓慢下降趋势，而呈现中小雨的事件相对较多，干旱次数减少，其气候将表现为连续性极端高温条件下的连续性降雨多发的气候特征。未来无论白天还是晚上，极端气温都将有所上升，印江河流域未来将有可能出现显著的连续性高温事件。未来降雨量呈现持续增多，但是极强度的暴雨事件次数和降雨强度未来将有所减小，即干旱时段减少，而连续性中小雨事件增多。印江河流域极端气温事件的发生次数将远大于极端降雨事件的次数。极端气温事件中各种单一极端气温事件之间会相互影响，这种影响有正与负的影响。正的影响促使其他极端气温事件的发生，而负的影响将减少相关极端气温事件的发生。极端降雨事件中也存在如此相互影响的关系，只是其相互间影响均为正的影响，即不同程度的降雨事件将可能会引发其他程度的降雨事件，而极端气温事件与极端降雨事件的之间的影响较小，呈现为独立的发生发展特征。极端气候事件次数的变化对径流量变化具有重要的影响，时间尺度主要表现在6年时间尺度上。SU34.4（系统阈值夏日日数）、TNx（年日最低温的最大值）、TX90p（暖昼日数）、R10（中雨日数）、Rx1day（年最大1日降

关键词： 锡林河流域   径流量   变化规律   气候变化   人类活动   改进的BP神经网络   SWAT模型  

摘要： 锡林河流域作为我国高原内陆河草原流域最具代表性的区域,随着气候变化和人类活动强度的加大,高原内陆河草原流域水资源短缺,生态环境日趋恶化,许多流域的水文过程均发生了不容忽视的变化。学术界将流域径流量发生变化归因于气候和人类活动综合作用的结果,因此,定量分析气候变化和人类活动对高原内陆河径流的影响以及模拟径流的时序演变过程已经成为21世纪水文水资源科学家研究的焦点。本文以内蒙古半干旱内陆河草原流域作为典型研究对象,基于水文、气象和社会经济等数据,利用累积距平法、双累积曲线法、改进的M-K趋势检验法、累积量斜率变化率比较法和小波变换法等方法进行了锡林河流域径流演变规律的分析,定量计算了气候变化和人类活动对径流变化的贡献,并对径流的时序演变过程尝试采用BP神经网络模型和SWAT模型来进行模拟,旨在探讨以锡林河流域为代表的北方半干旱地区社会经济发展中的流域水文效应。主要结果如下:1.从年代尺度看,锡林河流域年径流在20世纪90年代最大,在21世纪初最小,尤其是21世纪初相对于20世纪90年代减少了54.90%。在年时间尺度上,流域的径流量多年来呈现显著减少的趋势,2012年径流量达到最大值,在具有最大降水量的年份没有最大径流量,而具有最小降水量的年份具有最小的径流量。在季时间尺度上,丰水季的径流量明显小于枯水季的径流量,但丰水季的降水远大于枯水季的降水,这可能是流域融雪和河网的储冰解冻形成春汛使流域径流增大引起的。总体来看,在变化环境下,无论时间尺度如何,锡林河流域径流在1963-2015年呈现显著的下降趋势。2.变化环境下锡林河流域年径流量呈现显著的下降趋势,而降水的整体变化趋势不明显;1998年之前的降水-径流关系与1998年之后的降水-径流关系呈现不同,自1998年以来由于人类活动进程的加剧改变了天然径流的机制和变化规律;年径流量和枯水季径流量存在6年和25年左右的变化周期,丰水季径流在分析序列中不存在显著周期,遵循一个更大的周期变化。3.人类活动主要影响着不同时间尺度(水文年或季)的半干旱草原流域径流的变化特征。锡林河流域年径流与气候因素中的降水量、相对湿度呈显著正相关,与蒸发、全部人类活动因素呈显著负相关;丰水季径流与气候因素中的降水量、降水天数、最大降水强度、平均降水强度和相对湿度呈显著正相关,与风速和温度呈显著负相关,与人类活动所有要素呈显著负相关;对于枯水季径流,与气候指标中的相对湿度呈显著正相关,与温度呈近负相关,与人类活动中的人口、GDP、PIP和SIP呈负相关。4.造成锡林河流域径流减少的关键因素是人类活动,它对径流减少的贡献率为59.66%,人口增加、畜牧业及工业发展等社会经济因素共同影响着流域的径流。气候波动对于径流减少的贡献率为40.34%,对于研究流域径流的减少趋势贡献相对较小。5.基于统计相关检验筛选的模型模拟输入因素,以BP神经网络模型实现了锡林河流域径流量与气候和人类活动因素之间非线性函数关系的模拟,取得了较好的模拟效果,表明神经网络模型对流域径流量时序演变模拟的总体适用性较好,尤其在无法实现分布式水文模拟时,可以考虑在该流域应用此方法。6.基于锡林河流域的水文气象数据、DEM数据、土壤及土地利用数据等建立了流域的SWAT模型,对锡林河流域的年径流量进行模拟,结果显示:径流模拟效果的评价指标效率系数(Ens)、决定系数(R2)和相对误差(Re)分别在0.64-0.67、0.61-0.64和14.8%-19.6%之间,此结果表明实测径流量与模拟径流量具有较好的拟合度,模拟的结果较为满意。