文章以喀拉喀什河为例,解析1956—2023年天然径流及降水序列的演变特征,揭示径流突变与降水周期性规律。运用累计距平分析法、Mann-Kendall突变检验法和Morlet小波,对相关序列数据开展研究。研究结果表明:径流量呈现阶段性变化,2008年前后发生突变,Morlet小波分析降水序列在1988年前后存在4-6年显著周期;降水丰枯交替明显,但90年代后呈现整体偏湿趋势,1993年后丰水期频次增加。揭示了干旱区内陆河流域径流对气候变暖的响应机制,明确了降水周期的作用。通过多尺度方法集成与长序列数据挖掘,深化了对干旱区内陆河流域水文过程复杂性的认识,为同类区域水资源可持续管理提供了可推广的技术路径与决策依据。
径流预报一直是水文工作研究的难点和重点。为了科学预测和田河未来径流的情况,基于和田河基本概况,在构建SWAT-Glacier水文模型和参数设置、多目标率定及效果检验的基础上,对径流量气候因子的敏感性和水文过程对气象要素的响应进行了探讨。经预测,提出和田河未来径流量呈增长趋势,在2036—2065年径流量平均增幅可达12.52%~14.10%,为新疆河流水文径流预报提供了借鉴。
开展水资源演变趋势分析,有助于掌握水资源动态变化进而科学配置水资源。文章以和田河为例,系统分析了近60年河川径流变化,并基于SWAT模型,对和田河未来径流趋势进行了研究。结果表明:和田河径流年际变化较小,离差系数cv为0.22,主要是由于冰川固体水库对径流的调节作用;径流年内变化表现为春旱、夏洪、秋冬枯的特点,夏季径流量约占多年平均的73.43%;不同气候情景模式下未来径流均呈现出大幅增加趋势。研究成果为指导流域管理机构科学应对未来气候变化条件下的水资源优化配置提供了技术参考。
柴达木盆地北部是柴达木循环经济试验区“一区四园”中三个园区的分布区,水资源匮乏,近20年气候变化又使径流发生了显著改变,对水资源评价、河流生态和非地带性植被产生一定影响。为了全方位评价区域径流特征,本文采用WEP 模型对盆地北部6条河流进行长系列径流模拟,并采用实测与模拟结合的数据,结合PCA法筛选出的8个代表性IHA指标,从产汇流时空规律与环境特征流量不同角度进行分析,结果表明:(1)2001年后,山区径流深增加8%~28%,平原区不产流面积缩小58%;(2)1981到2020年径流系列于本世纪初发生突变,突变后径流量均值增幅8%~25%,近10年的增加分两种情况:有冰川补给的河流增加14%~41%,无冰川补给的河流增加26%~28%;考虑径流系列的不一致性,采用短周期和典型周期系列分别评价冰川融雪型和降水补给型河流的多年平均径流量,计算盆地北部区地表水资源总量为10.52亿m3;(3)小洪水因刺激鱼类产卵成为最典型的环境特征流量,研究发现小洪水次数与历时均增加,洪峰流量增加13%~37%。
全球变暖加剧了冰川、积雪消融,极大程度的影响到以冰川、融雪融水为主要径流补给的流域的来水过程,增加了洪水风险。以阿克苏河流域为研究对象,重点分析了在气候变化背景下,洪水期来水量、洪水历时以及洪水峰型的变化规律及其对阿克苏河下泄的影响。结果表明:1957—2022年间洪水期来水量呈增长趋势,洪水期来水量与年径流量的比值呈减少趋势;随着年径流量的增大及代际的推移,洪水发生时间提前,结束时间滞后,洪水历时延长,洪峰流量增加;单峰型、双峰型和多峰型出现几率分别为66.7%、22.2%和11.1%;受洪水期来水影响,流域下泄水量呈增加趋势,但不满足规划目标;为减轻洪灾损失,满足下泄水量目标,建议加快流域大型控制性水利枢纽工程建设,并开展相关调度方案研究。研究成果对于保护流域下游财产安全及流域洪水资源的合理利用具有一定的指导意义。
为了研究冰川径流量变化对塔里木河流域河流径流量的影响,通过度日模型,分析塔里木河流域的冰川质量平衡和冰川径流量特征。结果表明,1961-2006年间,整个冰川质量呈现下降趋势,各子流域的年度冰川径流均逐渐增加,冰川对河流流量的贡献率上升至49.1%,冰川径流对河流流量的影响增加。研究成果可为塔里木河流域径流量变化分析提供参考。
新疆天山北坡山区流域水文气象资料稀缺,融雪径流模拟比较困难。为研究HBV模型在新疆天山北坡玛纳斯河流域径流模拟的适用性,通过分析流域积雪覆盖率与径流的相关性,并基于中国地面降水与气温日值0.5°×0.5°格点数据集,经空间插值得到研究区多年平均降水和气温的空间分布,运用HBV模型模拟了玛纳斯河流域2000—2013年日尺度和月尺度径流过程,与SRM的模拟效果进行对比分析。结果表明:(1)多年月平均积雪覆盖率与多年月平均流量呈负相关,相关系数R2=0.67,流域内积雪融水对径流的补给作用明显;(2)数据集经空间插值得到研究区多年平均降水和气温的空间分布能基本反映流域的垂直气候差异性,数据集可作为玛纳斯河流域缺乏气象资料的高山区径流模拟的输入数据;(3)HBV模型与SRM在玛纳斯河流域日尺度和月尺度的径流模拟效果评价等级均为良好,且HBV模型对洪峰流量模拟效果更好,整体的模拟值与实测值偏差更小,HBV模型在玛纳斯河流域具有较好的适用性。
冰川径流是西北干旱区径流的主要组成部分,研究未来气候变化对冰川径流的影响对西北干旱区径流至关重要。以博尔塔拉河上游源流区为研究区,构建嵌入冰川模块的SWAT模型,模拟温泉水文站1972—2018年月径流过程,并在此基础上研究了气候变化情景下(RCP4.5和RCP8.5)未来(2020—2050年)气候变化对冰川径流的影响。结果表明:SWAT模型能够很好地模拟源流区径流变化过程,在整个模拟期间,径流数据的纳什系数(NSE)为0.82,偏差百分比(PBIAS)为-3.22%,均方根误差与实测值标准差的比值(RSR)为0.42,决定性系数(R2)为0.84,模型性能评定为优。根据CMIP5气候模式2种情景的模拟结果,2种情景模拟未来总径流都呈现出增加趋势,分别将以0.31×10~8m3·(10a)-1和0.40×10~8m3·(10a)-1的速度继续增加,冰川径流占比较历史时期的27.61%分别提升了4.84%和9.38%。冰川径流增加是径流量增加的主要原因。通过相关性分析发现,随着...
雅鲁藏布江流域蕴藏着丰富的水资源,在气候变化背景下,近年来其上游(奴下水文站以上流域)的径流发生了显著变化。本文基于耦合冰冻圈过程的生态水文模型GBEHM,构建了雅鲁藏布江上游的分布式水文模型,对其水文过程进行模拟,计算得到上游水文要素的变化过程,并定量分析了气候变化对径流的影响。结果显示,1981—2010年雅江上游的年径流量和蒸散发量均呈显著增加趋势,降水增加是径流增加的主要因素;冰川和冻土发生显著退化,多年冻土面积占上游面积的比例减少约7%,多年冻土活动层厚度增加速率约30.6 cm/10a,季节性冻土的年最大冻结深度减少速率约7.3 cm/10a;流域冰储量以10亿m3/a的速率显著下降,而冰川融化径流以2.7 mm/a的速率增加。
融雪水是东北地区春季径流的重要来源,融雪径流过程的可靠模拟及预报可为科学管理和调度春汛期水资源提供参考。东北寒区年度内存在融雪径流和降雨径流两种产流模式,流域物理空间属性差异对融雪径流产流模式影响显著,为了解决东北寒区融雪径流空间异质性问题、提高SWAT模型模拟及预报精度,提出对SWAT模型采用单站点和多站点联合参数率定的策略。首先,利用白山水库入库流量进行单站初步参数率定,进而,采用多站点对融雪径流参数进行率定,并将该参数移植到单站初步率定参数集。结果表明:单站初步参数率定后模拟得到年度(1—12月)、夏季汛期(6—9月)、春季融雪期(3—5月)验证期月尺度确定系数(R2)分别为0.76、0.74和0.58,日尺度R2分别为0.71、0.75和0.51;单站和多站点联合参数率定后模拟得到年度、夏季汛期、春季融雪期验证期月尺度R2分别为0.80、0.74和0.79,日尺度R2分别为0.74、0.78和0.61。在月尺度和日尺度上,单站和多站点联合参数率定较单站参数率定后春季融雪期的模拟精度分别提高了...