关键词： 河川径流   气候变化   人类活动   演变规律   归因分析  

摘要： 从径流演变规律主要分析方法和主要河川径流演变规律、径流主要归因方法和主要河川径流归因分析、案例分析、我国主要河川径流演变规律与径流归因分析区域分布特征4个方面系统总结和梳理了我国近年来在主要河川径流演变规律与归因及其区域特征研究方面取得的主要研究成果。结果表明:Mann-Kendall非参数趋势检验方法是较为常用的径流演变规律分析方法,水文模型法、统计分析方法和Budyko假设的流域水热耦合平衡方法是进行径流变化归因分析的常用方法,其中Budyko假设的流域水热耦合平衡方法应用较为广泛;我国主要河川径流量除西北诸河和西南河流源区部分河流呈增加趋势外,其他区域河川径流大多呈减少趋势;人类活动是引起我国主要河川径流变化的主要原因。

关键词： 地表水   模拟   活度   浓度  

摘要： 地表水径流作为干旱地区城市民用及工业发展的重要水源,其水质随径流迁移的变化对城市安全发展具有重要意义。利用PHREEQE软件对石家庄市某研究区域周边地表水的水化学迁移演变特征进行模拟,分析典型监测点地表水中主要离子在特征条件下的水文水化学特征演化。结果表明:(1)本研究范围内,地表水水样径流中的离子在迁移的过程中的水-岩作用较弱;(2)随着地表水径流的迁移,阳离子交换逐渐增加,Al(OH)^(4-)及Ca_(3)(OH)_(4)^(2+)的浓度出现了明显的上升。研究结果对理解石家庄地表水径流的水文水化学特征具有一定的参考价值,为地表水径流的保护及修复工程提供重要的理论指导。

关键词： 径流演变   冻融期   非冻融期   WEP-QTP模型   黄河源区  

摘要： 为研究黄河源区径流演变规律,以WEP-QTP(The Water and Energy transfer Processes in the Qinghai⁃Tibet Plateau)模型为基础构建基于水热耦合的黄河源区冻土水文模型。采用玛曲站2019—2021年冻融期逐日土壤温度及土壤液态含水率对模型进行验证,率定期及验证期决定系数(R2)均值为0.8左右,均方根误差(RMSE)均值分别为1.0℃及0.04左右;采用8个冻土监测点1971—2000年冻融期逐日冻土深度进行验证,决定系数(R2)均值为0.89,均方根误差(RMSE)均值为214.81 mm。模型模拟黄河源区1956—2020年逐月流量过程,效率系数(NSE)为0.8左右,相对误差(RE)为5%左右,表明模型能较好地模拟黄河源区径流过程。利用M-K趋势检验分析得到1956—2020年黄河源区径流呈不显著增加趋势,其变化趋势是降水与气温共同影响的结果。冻融期、非冻融期径流与全年趋势一致。降水增加、气候变暖及冻土退化使径流组分发生变化,地表径流及地下径流均呈增加趋势,但地下径流在全年及冻融期增加趋势更加显著。

关键词： 径流演变   归因分析   累积量斜率变化率   漓江流域  

摘要： 在气候变化和人类活动的背景下,进行漓江流域径流演变归因分析,有利于漓江流域生态功能的可持续利用。采用线性趋势法和累积距平法对1991—2020年流域年径流量、年降水量、年均气温、NDVI指数进行分析,结果表明各要素均呈上升趋势,分别于2015年、2012年、2017年、2010年前后发生突变。采用Pearson相关系数法分析各要素与径流演变的相关性。最后定量分析气候变化和人类活动对径流的影响,进一步佐证相关分析结果。研究表明,降雨量与径流量的相关性最高,气温与径流量的相关性最弱。气候变化对漓江流域径流演变的贡献率为58.59%,人类活动对漓江流域径流演变的贡献率为41.41%。

关键词： 径流演变   累积量斜率变化率法   气候变化   人类活动   大通河流域  

摘要： 大通河流域地处青藏高原东北部边缘,生态环境敏感脆弱,开展变化环境下水资源演变、归因研究对保护区域水生态环境,保障水生态文明建设具有十分重要的意义。采用线性倾向估计、集中度、集中期、有序聚类检验、小波分析等统计方法,分析了流域径流的年际变化、年内分配、周期和突变变化特征,基于累积量斜率变化率法和双累积曲线定量评估了气候因素和人类活动对径流变化的影响。结果表明:(1)近60 a大通河流域气候暖湿化明显,年平均气温、降水量、潜在蒸发量增幅分别为0.42℃·(10a)~(-1)和8.9 mm·(10a)~(-1)、5.6 mm·(10a)~(-1),年径流呈减少趋势,倾向率0.67×108m3·(10a)~(-1)。(2)径流集中度和不均匀系数呈微弱下降趋势,枯季径流增加趋势明显,年内分配更趋于均匀,集中期有推迟趋势,延迟速率为3.0 d·(10a)~(-1)。(3)年径流在44 a左右尺度上周期震荡明显,突变发生在1990年,突变后径流量减少3.52×108m3,流域冰川分布呈减小趋势,植被覆盖无显著变化。(4)气候、人类活动对大通河径流减少的贡献率分别为~(-1)7.7%和117.7%,降水量是流域来水的主要补给来源,跨流域调水是引起径流减小的主要驱动因素。

关键词： 气候变化   径流演变规律   通径分析   卡拉苏河流域  

摘要： 为查明气候变化对卡拉苏河流域径流演变规律的影响,在获取卡拉苏水文站多年气象及径流资料的基础上,首先对流域径流量的年内与年际变化进行了探讨,其次定量地分析了流域气候因子对径流量的影响。结果表明:卡拉苏河流域径流量年内波动较大;年际波动呈现出非线性的增加趋势;通过相关性及通径分析表明流域径流量主要受温度变化引起的冰雪融水影响。该结论对于未来研究气候变化对水资源的影响程度、制定流域水资源规划管理具有十分重要的现实意义。

关键词： 三江源区   土壤侵蚀   气候变化   SPHY水文模型   融雪融冰  

摘要： 青藏高原是我国冰冻圈的集中分布区,全球气候变暖加速了冰川融化、冻土退化和积雪融化等过程,改变了水文格局,对高原地区河川径流输沙有显著的影响。三江源区位于青藏高原腹地,是我国重要的水资源区。然而,该地区垂直高差大,地貌类型丰富,冰川和积雪等冰冻圈要素镶嵌分布,径流受到了降水季节差异、冰川融水和积雪融化等过程的影响,目前冰川和积雪对三江源区水沙的影响研究较为薄弱。鉴于此,本研究以三江源区的水沙变化为研究对象,采用Mann-Kendall趋势检验等方法分析三江源区历史时期水文-气象-下垫面要素的变化趋势,揭示历史时期源区气象-下垫面-水沙的演变规律;构建三江源区耦合的水文模型SPHY（Spatial Processes in Hydrology）和侵蚀产输沙模型MMF（Morgan-Morgan-Finney model）,采用洗牌复合形进化（Shuffled Complex Evolution,SCE-UA）算法进行校验,分离长江源区和黄河源区不同径流组分的贡献,评估土壤侵蚀强度的空间格局,明确潜在土壤侵蚀的热点区域;并以CMIP6模式下不同共享社会经济排放路径（Shared Socioeconomic Pathways,SSPs）情景下的降水和气温为驱动数据,预测三江源区未来径流和侵蚀产输沙的时空变化。该研究能够加深理解高寒区水资源对气候变化的响应,更好地服务于当地和下游地区的生态、生活和生产实践,为实现河流安澜、建设青藏高原生态安全屏障具有十分重要的意义,主要结论如下: （1）三江源区1965-2020年间气候呈现出了“暖湿化”的变化态势,三江源区年际降水量和年均气温呈现显著增加趋势,增加速率为1.15 mm/a,升温速率为0.4℃/10a;空间分布上,三江源区多年平均气温和年均降水量均呈现东高西低的空间分布特征。三江源区植被呈现“变绿”的趋势,其中黄河源区和澜沧江源区的NDVI年均值远高于长江源区。空间分布上,植被显著增加的区域主要位于长江源的西北区域、黄河源的西北和东北区域,植被退化的区域位于长江源东部以及黄河源的南部,以小斑块的形式零碎分布。三江源区年平均积雪日数具有显著的空间分异性,整体呈现出了积雪日数在高山地区普遍高于盆地平原的分布规律。 （2）三江源区的径流量和输沙量变化具有显著的差异。黄河源区1960-2020年黄河沿、吉迈站与长江源区直门达站年际径流呈现非显著增加的变化趋势,长江源区的沱沱河站径流和输沙呈现显著的增加趋势,而黄河源区玛曲和唐乃亥站年际径流呈现不显著减少的变化趋势,吉迈站输沙呈现显著减少的变化趋势。水沙关系曲线表明,输沙量的拐点后,水沙关系曲线中的产沙因子增大,而输沙因子减小;相比于旱季,雨季侵蚀物质的增加是黄河源区输沙量增大的主要因素,而雨季径流输沙能力的增强是长江源区输沙作用增强的主要因素。 （3）通过构建“本地化”长江黄河源区SPHY寒区水文模型,进行多目标校验,对比积雪覆盖面积比例和实测日径流的观测值和模拟值,校正期和验证期模型模拟效果良好,表明模型适用于长江黄河源区的水文模拟研究。模拟结果表明:黄河源区降雨径流对总径流贡献比例最高,多年平均占比为56.29%;其次是基流和融雪径流;长江源区总径流以降雨径流和基流为主,二者贡献率分别为48.3%和41.5%,融雪径流和冰川径流贡献较少。从空间上来看,黄河源区随着汇水面积的增大,基流和融雪径流的贡献率呈现先增大后减小,降雨径流贡献率先减少后增大,冰川径流贡献率呈现增大的变化特征。长江源区随着流域汇水的增加,基流和冰川贡献率呈现减少的趋势,融雪径流和降雨径流贡献率呈现增加的趋势。 （4）在SPHY水文模型的基础上,耦合MMF侵蚀产输沙模型对长江黄河源区进行模拟,长江黄河源区在2007-2015年间模拟月输沙量和实测月输沙量的决定系数R2分别为0.73和0.85,纳什效率系数NSE均超过0.6。长江黄河源区的土壤侵蚀强度以微度侵蚀和轻度侵蚀为主,黄河源区海拔在3000 m～5000 m区域侵蚀作用最强,坡度在3°～15°区域土壤侵蚀模数最高;长江源区在海拔3000 m～4000 m区域侵蚀强度最高,坡度9°～15°区域的土壤侵蚀模数最大。土壤侵蚀风险评估结果表明黄河源区低风险、中风险和高风险水土流失区占比分别为20.5%、74.6%和4.9%,长江源区的低风险、中风险和高风险水土流失区占比分别为47%、51.4%和1.6%。 （5）未来气候情景下,长江黄河源区2030-2100年降水呈现增加的变化趋势,随着温室气体排放量的增大,降水的增加幅度变大。未来2030-2100年间径流和输沙以增加为主,不同的排放路径下增长速率不同。长江黄河源区径流组分对总径流的贡献整体表现为:降雨径流>基流>融雪径流>冰川径流。不同的排放路径和未来不同时期具有