气候变化和人类活动对澜沧江—湄公河流域径流变化的影响

作为连接六国的跨境河流,澜沧江—湄公河（澜湄）流域的径流变化与流域内各国以及相关地区的社会经济发展和生产生活方式密切相关。为深入了解澜湄流域地表水资源的时空变化特性及主要影响因素,本文基于1961—2015年澜湄流域气象水文资料,分析了澜湄流域径流变化趋势和突变特征,构建了体现澜湄流域特性的SWAT水文模型,定量评估了气候变化和人类活动对澜湄流域径流变化的影响。主要结论为：①年尺度上,澜湄流域径流在旧州站变化趋势不明显,在允景洪站呈显著下降趋势,在万象和上丁站呈先下降后上升趋势;季节尺度上,各水文站旱、雨季径流变化趋势与年尺度基本一致,旱季径流量变化幅度较小,雨季径流量变化幅度较大。②1998—2000年为全流域径流发生突变的集中期,因此将各区域径流的变化期划分为2000年之前和之后两部分。③气候变化对澜湄流域径流的影响程度自上游到下游逐渐减小,人类活动的影响程度则逐渐加大,且人类活动对旱季径流的影响程度大于雨季。本文结果有助于了解澜湄流域水资源现状和变化趋势,为澜湄流域水资源合理利用以及“一带一路”沿线国家的社会经济可持续发展提供参考和借鉴。     

窟野河季节性断流及其成因分析

本文以最新实测径流资料为依据,采用不均匀系数、集中度和集中期等指标,对窟野河流域径流特性进行了分析;并利用滑动平均法和Mann—Kendall非参数秩次相关检验法,分析了窟野河流域径变化趋势;运用多元回归分析法和双累积曲线法,建立了降雨与径流的相关关系式。最后,综合上述研究,定量计算了气候变化和人类活动对径流变化的影响。结果表明,窟野河径流年内分配极不均匀,径流多集中在7月、8月;在一定显著性水平下。流域多年径流变化呈明显下降趋势,近年来尤为明显;降水和人类活动在不同时期对径流的影响程度不同,2000年～2005年间人类活动影响所占比例高达92％,人类活动加剧是导致窟野河流域断流的重要原因。     

长江三角洲地区中小流域未来城镇化的水文效应

流域城镇化的水文效应分析对于流域管理十分重要。以长江三角洲地区太湖上游的西苕溪流域为研究区,借助分布式水文模型SWAT对流域降雨径流过程进行模拟分析;在此基础上,结合未来4种城镇化情景,在全流域以及子流域的空间尺度上,年和月的时间尺度上,模拟分析未来城镇化的长期水文效应。结果表明:①在年尺度上,全流域尺度分析表明,未来城镇化情景都将使径流深度增加,蒸发量减小,且随着城镇化比重的增加,二者的变化将更加明显。子流域尺度上,建设用地变化与年径流深度变化之间呈高度线性正相关,径流深度的变化对建设用地面积变化的敏感性高;②在月尺度上,各城镇化情景下大多数月份径流深度增加,且各月蒸发量主要表现出下降的趋势。本文采用水文模型与土地利用变化模型相耦合的方法定量评估未来城镇化对流域水文过程的长期影响,既为土地利用变化水文效应的分析提供了新的理论依据和参考,也为流域管理和规划人员提供了决策基础和方向。     

嫩江流域径流量多时间尺度特征分析

目前在全球气候变化与人类活动的双重影响下,陆地水文循环发生了深刻的变化,近50年来,嫩江流域径流过程发生了巨大变化,加剧了水资源的短缺和时空变异性,并带来一系列突出的水与生态环境问题.本文根据嫩江、石灰窑、同盟、江桥、大赉水文站1956年～2006年51a的径流资料,采用Morlet小波对嫩江流域径流序列进行了多时间尺度研究,结果表明:流域径流演变过程存在明显的多时间尺度特征,具有8a、20a、45a多尺度的周期变化规律,且以45a尺度的年代周期信号最强,表明45a尺度的年代周期变化最为明显;嫩江、江桥气象站的降水周期与上述径流资料基本一致,说明降水的变化是流域径流演变过程的重要自然控制因素.     

漳河水库流域降雨与径流变化趋势分析

对漳河水库流域1963-2008年降雨、径流及气温资料进行了分析,结果表明:流域地区降雨量呈缓慢下降的变化趋势,径流量却呈逐步增加的变化趋势;以1995年为分界点,前后两个系列的统计特征值均具有明显的差异,已经不符合水文资料"一致性"的要求;流域气温上升,对降雨、径流有一定的影响;流域人类活动日趋频繁,使得下垫面条件发生了较大的变化,对生态环境的破坏较大,应引起有关方面的重视。     

白洋淀流域年径流变化趋势及气象影响因子分析

本文以白洋淀流域为研究对象,首先应用Mann-Kendall非参数检验法分析流域内8个典型水文站点近50年的年径流变化趋势。在此基础上采用Hurst指数法分析年径流变化趋势在未来的可持续性。利用Pettitt突变检测法分析各水文站点年径流发生突变的年份,比较突变前和突变后年平均径流量的变化情况。选取流域内和附近6个气象站点1957年-2006年近50年间的年平均气温和年降水量资料,对比其在突变年份前后的变化情况,分析气象要素对流域径流量的可能影响。研究结果表明：白洋淀流域各站点年径流量呈下降趋势且具有较强的持续性,且流域上游年径流下降趋势更为显著,而流域下游年径流下降值β高于上游;1979年是白洋淀流域年径流发生突变的年份,且突变后时段内平均年径流量显著低于突变前时段;对突变前后时期径流变化率的分析表明,沙河水系年径流变化可能主要受气候变化变化影响,而拒马河水系径流变化可能受人类活动影响主导;流域在突变年份以后气温整体升高约1℃,降水量约降低56.6mm,气象因子可能是径流不断减少的重要原因     

长江上游流域径流变化与分布式水文模拟

研究长江洪水和水资源问题,对于长江流域的可持续发展极为重要。本文以长江上游流域16个主要控制站径流观测数据为基础,对长江上游流域径流变化及其影响原因进行分析。结果表明,除金沙江流域径流微弱增加外,其他流域径流都有一定程度的减少趋势,其中岷江流域高场、横江流域横江、沱江流域李家湾、嘉陵江流域小河坝、武胜、北碚等站的径流显著减少,长江上游干流控制站寸滩站径流则微弱减少。针对流域气候变化与人类活动对水资源量的变化影响,建立大尺度分布式月水量平衡模型,将模型应用于长江上游的7个区间,模拟结果表明模型精度较高。最后应用分布式月水量平衡模型定量识别气候变化及人类活动对流域径流变化的贡献率,长江上游寸滩站径流减少,气候变化是主要影响因素,贡献率为71.43%;而岷江和嘉陵江流域的径流减小,人类活动贡献率大约占到一半。     

1956年～2005年挠力河径流演变特征及影响因素分析

挠力河作为三江平原一条典型的沼泽性河流,其径流过程的演变受到气候因素和人类活动的双重影响。利用Mann-Kendall趋势检验法和小波分析法对挠力河2个水文站（宝清站、菜嘴子站）1956年～2005年50年来年均径流量的总体变化趋势和周期性进行了研究,结果发现：两个水文站年均径流量减少趋势都非常明显,其中宝清站的夏汛期和菜嘴子站的春汛期减少趋势更明显;宝清站年平均径流量的演变存在着15a和45a的年际周期变化,菜嘴子站的年径流演变存在25a和40a的年际周期变化;目前挠力河流域正处于30a和40a以上尺度的枯水期。气候变化和人类活动是影响径流演变的主要因素,气候变化主要体现在降水的减少和温度的升高,而人类活动的影响主要体现在对流域大面积沼泽湿地的垦殖和水利工程的修建。     

流域宏观尺度降雨-景观-径流变化的相互作用

大流域宏观尺度上长时间序列的降雨变化、景观变化、径流变化及其相互作用是近年来研究全球变化的一个重要问题。本文研究泾河流域降雨-景观-径流变化的相互作用，结果表明：①泾河流域中上游主流域40多年来的降水具有微弱下降趋势，降雨倾向率为-4.9mm/10～-11.3mm/10年；泾河流域马莲河分流域，年降雨量表现为不变或微弱下降；②泾河流域1986年～2000年15年之间，景观结构变化不大，一直以草地景观和耕地景观为主。草地景观和农耕地景观二者始终占流域总面积的85%以上，林地景观始终占流域总面积的10%左右，其他景观类型一直占流域总面积的5%左右。在宏观景观格局的变化中，泾河流域中上游主流域，农耕地景观所占比例有所上升，而泾河流域马莲河分流域农耕地景观所占比例维持稳定；③泾河流域中上游主流域年径流量逐年较大幅度地减少，下降速度达到每10年减少1.78m³/s。在泾河流域马莲河分流域，年径流和径流模数在过去30年中基本维持稳定，整个泾河流域年径流量逐年下降；④相应年份内对应的径流和降雨相关性极为显著（P<0.01）。在泾河主流域中上游地区降水每减少10mm，径流可能相应减少70×10⁸m³，在马莲河分流域地区每减少10mm，径流可能减少110×10⁸m³。在泾河流域，若维持景观结构的稳定，则径流的变化趋势会与降雨的变化趋势保持一致。景观结构的微弱变化会改变径流对降雨响应的变化幅度。在景观组成中，耕地景观比例的增加会显著减少径流。     

用水文特征参数变化表征人类活动水文效应的初步研究

该文以地处半干旱地区的河北省张家口云州水库流域为研究对象，基于多年径流变化规律，探讨和归纳了评估流域人类活动水文效应的若干参数，并就这些参数值进行了分析。结果表明：研究时段内，研究流域年均流量呈明显的下降趋势且波动幅度明显减小，年均降水的上升或下降趋势并不太明显，径流变化对降水变化的响应程度趋于迟缓，而年径流系数、平均洪峰流量、径流年内分配不均匀系数、径流变羞系数等水文特征参数均表现出下降趋势，初步得出了云州水库流域径流量的变化主要是土地利用和小水利工程建设等人类活动作用结果的结论。     

龙门水库和安各庄水库集水区不同径流效应的影响因子探究

龙门水库和安各庄水库同属于白洋淀流域,且地理位置上相邻。按水库库容划分,都属于大（二）型水库,并且设计之初的水库功能都是以防洪为主,同时兼有灌溉、养殖等功能。本文运用1961年-2008年的水库径流数据,通过回归分析,发现两个水库上游来水量呈现逐年减少的趋势。虽然两个水库地理位置靠近,但是安各庄水库运行正常,而龙门水库近年来却几乎处在彻底干涸的处境。为了解释这种差异性,本文首先通过DEM提取了两个水库的集水区,然后从水库上游集水区的气候要素、地形要素、植被要素以及人类活动要素等影响因子着手,分析了这两个水库现状迥异的深层原因。分析结果显示：地形因素和人类活动因素是造成两个水库不同径流效应的主要原因     

新店溪流域土地利用型态与径流特性之研究

土地利用是人与环境互动展现在地表的现象,土地利用的议题一直是地理学研究中重要的课题.近年来,都市化及社会结构的迅速发展和变化,土地面临极大的开发压力,尤其是在不当的开发行为中,所造成的各种土地利用型态,不仅使得流域的径流特性发生变化,更造成人民的生命财产产生威胁.因此,该研究以台湾新店溪流域宝桥子集水区为例,收集前人应用SPOT卫星影像所判释出1989年、1990年、1993年、1994年、1995年、1997年、1998年、1999年、2001年共9个时期的研究区各种土地利用型态数据,采用美国农业部水土保持局所研发的径流曲线指数法,分析出上述9个时期中,不同土地利用型态下的标准径流曲线值,再依据历年雨量资料整理出上述各年的前期5日降雨型态,将径流曲线值加以修正后,求出年径流系数值.该研究进一步运用多元回归分析方法,探讨研究区土地利用型态与径流特性二者间之关系.结果显示,利用林地、农地、草地、都市用地、水体这5种地表土地利用型态,所能说明的年径流系数值的总变异程度,达80%以上,可供后续研究者参考.     

新店溪流域土地利用型态与径流特性之研究

土地利用是人与环境互动展现在地表的现象,土地利用的议题一直是地理学研究中重要的课题。近年来,都市化及社会结构的迅速发展和变化,土地面临极大的开发压力,尤其是在不当的开发行为中,所造成的各种土地利用型态 ,不仅使得流域的径流特性发生变化,更造成人民的生命财产产生威胁。因此,该研究以台湾新店溪流域宝桥子集水区为例,收集前人应用SPOT卫星影像所判释出1989年、1990年、1993年、1994年、1995年、1997年、1998年、1999年、2001年共9个时期的研究区各种土地利用型态数据,采用美国农业部水土保持局所研发的径流曲线指数法,分析出上述9个时期中,不同土地利用型态下的标准径流曲线值,再依据历年雨量资料整理出上述各年的前期5日 降雨型态,将径流曲线值加以修正后,求出年径流系数值。该研究进一步运用多元回归分析方法,探讨研究区土地利用型态与径流特性二者间之关系。结果显示,利用林地、农地、草地、都市用地、水体这5种地表土地利用型态,所能说明的年径流系数值的总变异程度,达80％以上,可供后续研究者参考。     

近50年来黄河源区流量对气候变化的响应及其未来变化趋势预测

利用1961年-2009年黄河上游唐乃亥水文站水文资料及同期该流域气象资料,研究黄河源区流量对气候变化的响应及预测模型,并根据气候模式输出数据,经降尺度处理生成的未来气候情景,对未来黄河源区流量进行了预估。结果表明：近49a间,源区气温呈波动上升态势;蒸发量显著增大,年均降水量没有出现明显的趋势性变化,但具有明显的年际和年代际振荡。源区流量的变化与降水量、气温及蒸发的变化相关关系显著,近49a年来,由于气温的持续上升导致径流蒸散发损耗超过降水量的补给,源区流量总体呈减少趋势。预测未来两个时期2020s、2050s,源区年平均流量分别为593.61m3/s和525.11m3/s,较气候标准期1961年-1990年分别减少14.9%和24.7%。     

石羊河流域主要气象要素及径流变化趋势分析

在对石羊河流域1956年~2003年诸月与年平均气温、降水及径流资料进行Mann-Kendall非参数统计检验的基础上,运用R/S法分析了流域的年平均气温、降水、径流时间序列的持续性,估算了各项指标的Hurst指数,以定量估计未来气候及径流的变化趋势,并采用随机重排法对估算结果进行了稳定性检验。结果表明:石羊河流域1956年~2003年各月及年平均气温绝大多数都以增温为主;武威和永昌两个站点的年平均降水表现为显著增加,其他站点各月没有显著趋势;古浪河和杂木河年平均径流量减少的趋势显著,其他支流径流量减少趋势不明显;干流各月及年平均径流量减少的趋势十分显著。各站点Hurst指数结果表明,石羊河流域未来的气温、降水、径流变化趋势都表现为较强的持续性,与过去近48年的变化趋势基本保持一致。     

中国小流域径流对气候变化的敏感性分析

全球变暖导致的水文水资源问题越来越突出。为了预测气候变化对径流水资源的影响,本文利用全国469个小流域20多年年平均降水量、年平均气温和年平均径流量数据,细分不同的气候情景,分析径流变化对气候变化的响应程度。结果表明：一般来说,径流与降水变化趋势一致,与气温变化趋势相反,但是在局部地区由于温度的升高增加的降水超过蒸发的影响,径流随着气温升高反而增加;干旱地区径流对气温比对降水的响应更加显著,而在湿润地区径流对降水比对气温的响应更加显著;其中年平均气温11℃－15℃、年降水量400 mm---800 mm的华北地区,年均径流深对年均降水量的响应最敏感,而年平均气温低于5℃、年降水量低于400 mm的内蒙古高原西部及新疆北部的天山和阿尔泰山迎风坡低山地带,年均径流深对降水的响应最小;年均降水量200 mm ---400 mm、年平均气温6℃---10℃的内蒙古高原东部,气温对径流的影响最明显,而年平均气温16℃---25℃,年平均降水量800 mm---1600 mm的长江中下游地区、西南的大部分地区以及华东华南的大部分地区,径流对气温的响应相对不显著。     

白洋淀流域1959年至2008年山区径流量变化规律及其动因分析

本文利用统计分析的方法,对白洋淀流域山区阜平、中唐梅和紫荆关等3个流量站1959年-2008年50年径流量资料的长期变化趋势进行分析,揭示了白洋淀流域水资源变化特征和趋势。结果表明,白洋淀山区径流年内分配不均匀,年际变化大,丰枯变化明显;50年来径流的年内分配不均匀性呈降低趋势,径流量总体上呈现明显下降趋势,20世纪90年代以来持续出现枯水期。利用保定气象站1959年-2008年的月气象数据和＂海河流域治理工程生态环境效应遥感监测与评估＂研究成果的5期土地利用数据,从气候和人类活动两个角度分析了径流变化的原因。认为气温升高、降水的减少是径流减少的主要原因。同时,工农矿用地面积的扩大而可能引起的用水量增大也是径流减少的原因之一。     

金沙江流域汛期径流量变化的气候特征分析

利用金沙江流域的直门达、石鼓、小得石以及屏山4个站的径流量,以及NCEP／NCAR再分析资料和我国地面观测站逐日降水资料,研究了金沙江流域汛期（7月-9月）径流量变化的气候特征,结果表明：汛期金沙江流域径流量的年际变化趋势并不显著;直门达站径流量以2～4a时间尺度为主要振荡周期;而石鼓、屏山以及小得石站径流量在1970年前后存在显著突变,这种突变主要体现为变率突变,1970年以前振荡周期以2～4a时间尺度为主,1970年以后振荡周期则转变为以8～16a时间尺度为主;当伊朗高原至青藏高原中西部地区上空的西风水汽输送加强（减弱）时,三江源地区的降水增加（减少）,有利于金沙江流域源头径流量增加（减少）;当沿青藏高原南侧边缘西风水汽输送以及中国东部至日本附近地区气旋性水汽输送环流西侧的东北水汽输送加强（减弱）时,金沙江上游及雅砻江中下游沿岸降水偏多（偏少）,导致金沙江中下游径流量增多（减少）。     

长江上游川江段气温、降水及径流变化趋势分析

本文运用Mann-Kendall统计检验、线性倾向估计和小波分析等方法对长江上游川江段气象水文要素的长期变化趋势及周期性进行了分析。研究表明：①川江段气温、径流呈不同程度的减少趋势,而降水则呈小幅度增加趋势,年变化率分别为气温-0.0017℃、降水0.3023mm、宜昌径流-6.6668m³/s、寸滩径流-9.5840m³/s,其中寸滩径流量减少趋势十分显著,通过了5%显著水平的信度检验;②川江段气温、降水、径流序列具有不同的周期成分,如年平均气温具有4年、8年和23年主周期,年降水具有3年、6年和16年主周期,寸滩站径流具有3年、8年和16年主周期,宜昌站径流具有3年、16年和45年主周期,且在时域分布上也是不均匀的;③另一方面,在气温略有降低、降水略有增加的气候组合下,川江段径流却呈现减小的变化趋势,同时川江段寸滩站和宜昌站的年径流量从20世纪90年代后期至今在变化特征上也表现出相反的趋势,这是因为人类活动所致还是气候变化影响所致,还有待深入研究。