关键词： 黄河流域   标准降水指数(SPI)   标准流量指数(SDI)   干旱   时滞互相关分析  

摘要： 针对黄河流域近年来干旱频繁发生和水资源匮乏状况,基于1961-2010年黄河流域146个气象站的逐月降水和干流6个水文站的逐月径流资料,采用标准降水指数（SPI）、标准流量指数（SDI）及其相关评估指标,运用趋势、时滞互相关等气候学分析方法,分析了近50年黄河流域气象和水文干旱时空变化特征.结果表明：全流域年气象干旱表现出加剧趋势,且中游干旱化较突出.中游春旱、全流域秋旱和上、下游夏旱均呈加剧趋势,而全流域冬旱出现减轻态势,以上游较突出.沿干流从上游至下游水文干旱呈加重趋势,且自1990s后期开始水文干旱的发生更加频繁,干旱等级也越来越高.流域水文干旱主要与流域干旱、半干旱气候区的气象干旱有1～5个月的滞时.

关键词： 丹江口水库   天然入库径流   演变特征  

摘要： 丹江口水库是南水北调中线工程水源地,分析研究其天然入库径流量演变特征具有重要意义。通过对比分析丹江口水库天然入库径流量的长系列（1956年-2012年）和短系列（1956年-1998年）数据,发现长系列多年平均年径流量较短系列偏少1.34%,3月-5月的偏差在6%~10%,1月-2月、6月-12月的偏差均在4%以内,丹江口水库后期规模设计采用的短系列代表性仍较好。多种统计检验方法结果表明,4月-5月径流量存在显著的减少趋势,其他月份和年径流量没有明显变化;小波分析和滑动平均过程分析结果显示,年径流量具有23a（主周期）、9a尺度的周期性变化特征;20世纪90年代初至2002年入库径流量持续偏少反映的只是其丰枯周期性变化过程中的枯水期。

关键词： 大凌河流域   径流   演变规律  

摘要： 利用大凌河流域7个主要水文站资料,对大凌河近50a径流年内变化,年际变化分析,探寻年径流演变规律。结果表明:大凌河径流7月,8月占全年径流比例最大,年内分配最不均匀是1960s,2000年以后年内分配相差最小,干流3站集中度在2000年以前同步性较好,2000年新建水库后,同步性变差;年际变化上整体处于下降→显著下降→上升→显著下降的趋势,从典型站的趋势检验结果分析,大凌河径流减少趋势明显,干流凌海站突变点是1980年,支流哈巴气站在置信区间内,没有发生突变;从周期性上分析,干流的凌海站和支流的哈巴气站主周期都是26a,周期性较明显。

关键词： 入库径流   演变规律   驱动因子   大伙房水库  

摘要： 入库径流同时受自然及人为因素影响,为了更好的调控径流,更加合理的利用水资源,采用1959~2011年53a大伙房水库入库径流及降水资料,借助Mann-Kendall法、有序聚类分析、Morlet小波分析等方法分析大伙房水库入库径流年际、年内变化规律,探讨降水及人类活动对入库径流的影响。结果表明:53a来大伙房水库入库径流年径流、汛期径流、非汛期径流均呈不明显减少趋势,且存在6a和28a的丰枯交替现象和阶段性特征;入库径流年内分配极不均匀,最大月入库径流可占年入库径流的67%以上。降水对大伙房水库入库径流的影响逐渐变小,而人类活动对入库径流的影响呈递增趋势,1959~1975年和1976~2011年两个阶段中人类活动对入库径流减少的贡献率分别为3.1%和9.6%,说明人类活动为大伙房水库入库径流减小的主要驱动因子。

关键词： 丹江口水库   水文   径流量   洪峰   汛期   趋势   突变   周期  

摘要： 为了能够更好地进行中长期径流预报，对1965年-2013年的丹江口水库月平均入库流量进行径流特性分析。首先采用线性回归法和M ailli-Kendall检验法进行趋势分析，然后采用Pettitt突变检验法、Morlet小波法分别进行突变分析与周期分析。结果表明，1965年-2013年间丹江口径流量呈下降趋势，并且分别存在3～5 a,7～9 a、18～20 a的显著周期性。建议进行中长期年径流预报时采用7 a或其倍数年做建模数据序列，同时由于年径流与最大洪峰流量的突变点均为1986年，所以尽量避开1986年，以免影响预报精度。

关键词： 水库   天然入库径流   演变规律   分析  

摘要： 一直以来,入库径流都是水循环系统中一个复杂、重要的研究内容,是水资源和水文研究的一个难点。由于入库径流演变过程中,会对生态造成较大的影响,所以深入研究水库天然入库径流演变规律具有重要意义。基于此,本文结合某水库实例对天然入库径流演变规律进行分析探讨。

关键词： 土地利用   水文响应   水资源利用   径流演变  

摘要： 近年来,气候变暖及高强度的人类活动对西北干旱、半干旱地区的水文循环影响越来越大，积极开展气候变化和人类活动（土地利用）对河川径流的影响，对变化环境下的流域水资源合理开发利用及优化配置，都具有十分重要的科学价值和战略意义。本文以西北典型的干旱、半干旱地区渭河流域为研究对象，基于生态水文过程的研究策略，分析流域水文气象演变规律及土地利用变化特征;采用SWAT分布式水文模型模拟流域的生态水文循环过程，结合改进的径流归因识别方法，定量分离流域历史径流演变的归因贡献率;通过设置不同的气候和土地利用变化情景，模拟研究径流对气候和土地利用变化的响应过程。主要研究内容和成果如下：　　（1）应用Mann-Kendall法和滑动t检验，分析了渭河流域水文气象特征。结果表明，流域多年平均降雨量呈逐年减少趋势，多年平均气温呈逐年增加趋势，多年平均径流量呈显著性递减趋势;降雨除林家村以上在1990年发生突变外，其余各区间不存在突变年份，气温发生突变的时间主要集中在90年代初，径流发生的突变时间主要集中在70年代初及80年代中期到90年代初两个时段。　　（2）基于土地利用转移矩阵理论，分析了渭河流域近20年的土地利用变化特征。结果表明：流域主要土地利用方式为耕地、林地和草地，三者的面积之和约占到流域面积的98％，总面积变化不明显，但相互之间的转移频率较高;其余土地利用类型所占面积较小，但总面积变化剧烈，都主要转化为耕地类型。　　（3）渭河流域SWAT分布式水文模型的构建。将渭河流域划分为95个子流域和447个水文响应单元，采用人机结合的方式对渭河流域五个水文站的月径流参数进行了校准和验证;结果表明：渭河流域各水文站月模拟流量过程与实测流量过程均拟合较好，相关系数R2>0.6、纳什系数Ens>0.5和相对误差Re<20%，均满足要求，成功将SWAT模型在渭河流域进行了本地化构建。　　（4）基于SWAT模型模拟结果，采用改进的径流归因识别方法，分析了气候变化和人类活动对径流的影响。与基准期（1978-1986年）相比，90年代气候、土地利用和其它人类活动对各站径流减小的贡献率分别约为75%、10%和15%。00年代气候、土地利用和其它人类活动对渭河流域中上游径流减少的贡献率分别约为60%、10%和30%;对渭河下游（华县）径流减少的贡献率分别约为40%、-3%和60%，状头径流减少的贡献率分别约为50%、40%和10%。　　（5）通过设置不同的气候和土地利用变化情景，分析了径流对气候和土地利用变化的响应关系。年平均径流与气温呈负相关系，与降雨呈正相关关系;月平均径流与气温的响应关系不稳定，与降雨呈正相关关系;气温在1℃范围内波动，径流变化幅度均在3%以内;降雨增加/减少5%，径流约增加/减少10%~15%。降雨增加/减少10%，径流约增加/减少20%~30%。林家村和咸阳站的年平均产流量为耕地>低草>灌木>高草>有林，华县站为耕地>高草>低草>灌木>有林;张家山站为耕地>高草>低草>灌木>有林，状头站为有林>灌木>耕地>高草>低草。

关键词： 汾河上游   特性分析   经验模态分解   耦合模型   径流预测  

摘要： 水资源是支撑地球上一切生命和社会经济可持续发展最基本的要素之一，其中径流要素的变化对整个水文水资源系统的演化起着主导作用，并对资源环境和区域经济发展有着深远的影响。对径流演变规律的研究是水资源合理开发与有效利用的前提和基础。受大气环流、太阳活动、水文气象要素、自然地理等诸多不确定因素的综合影响，河川径流的时空演变表现出不确定性、多时间尺度性、随机性、混沌性、弱相依、高度复杂非线性、非平稳特性，这就给径流中长期预测研究提出了新的挑战。前人许多径流预测研究大多是在径流序列平稳的假定下进行的，然而径流序列是的非平稳序列，这往往导致预测精度不高，依据水文要素变化的非平稳特性，引进新的分析方法与研究途径显得尤为重要。本文尝试将基于平稳化序列的方法-经验模态分解(Empirical Mode Decomposition, EMD)的耦合预测方法应用于径流预测中，从流域可变时空尺度及非平稳的角度来对径流系统进行分析和预测。 本研究以汾河上游上静游、汾河水库、寨上和兰村站4个水文站1956000年、月径流资料为研究对象，利用数理统计方法、假设检验法、游程理论、距平理论及长程相关理论等对汾河上游径流演变的规律性进行了系统的研究，并在此基础上建立基于EMD的耦合模型对汾河上游年径流序列进行了预测分析，研究的主要内容和取得的主要成果如下： (1)汾河上游径流年内变化特性分析。 汾河上游径流年内分配极不均匀，8月份径流量最大，12月年2月份径流量较小，全年径流与汛期径流变化趋势一致性较高。汾河径流年内变化呈现“双峰型”结构，峰值分别出现在3月份和8月份;随着时间的推移汾河上游径流量年内分配的集中程度呈现出先变大后减小，不均匀性先增大后减小，最后均有趋于平稳的趋势。 (2)汾河上游径流年际变化特性分析。 汾河上游径流年际变化大致分为4个阶段：1956970年、1970994年、1994996年和1996000年，其中1956970年波动上升趋于丰水年，1970994年波动下降趋于枯水年，1994996年呈现上升趋势，为丰水年，1996000呈现下降趋势，为枯水年，汾河上游45年的持续枯水年较持续丰水年多，这与近年来汾河上游易发生干旱的实际情况相吻合;汾河上游径流年际变化较大，变差系数Cv和年极值比P最大出现在上静游站，而其下游三个站的Cv值均小于该站，这可能与上静游站位于汾河支流岚河上，而其他三个水文站位于干流上有关。 (3)汾河上游径流变化的正态、丰枯、平稳、趋势、长程相关性分析。 汾河上游4个水文站的年径流序列具有明显的尖峰厚尾、右偏特性，是非正态时间序列;4个水文站枯水年出现的次数多、历时长，最长4年，丰水时段历时较短，通常只有1～3年，即汾河上游易发生连枯情况;4个水文站的年径流序列为非平稳时间序列;汾河水库站、寨上站和兰村站三个水文站年径流有明显的下降趋势，这种下降趋势自上游往下游越来越明显;而上静游站年径流有下降趋势但这种趋势不显著;汾河上游存在明显的持续性和分形结构，并且是正相关的，即未来的总体趋势与过去相同;汾河上游4站点径流序列具有10年的非周期循环长度。 (4)基于EMD的耦合模型年径流预测研究。 4个水文站年径流序列均为非平稳序列，利用EMD方法对4个水文站径流序列进行平稳化处理，结果表明经EMD处理后得到的各阶IMF均为平稳序列。 在EMD的基础上建立自回归(Auto Regressive,AR)模型，结果显示：4个水文站年径流的预测合格率均在80%以上，其中上静游、寨上和兰村站3个水文站的预测合格率达到了100%，其预测精度明显高于单独AR模型的预测精度。 在EMD的基础上建立均生函数-逐步回归(Mean Generating Function-Stepwise Regression, MGF-SR)模型和均生函数-最优子集(Mean GeneratingFunction-Optimum Subset Regression，MGF-OSR)模型，结果显示：4个水文站MGF-SR模型的拟合合格率在70%5%之间，预测合格率最高只有40%，而EMD-MGF-SR模型的拟合合格率在分别为85%2.5%之间，预测合格率均在60%以上，且有3个水文站的预测合格率达到80%，后者的拟合与预测效果明显优于前者。4个水文站MGF-OSR模型的拟合准确率在87.5%0%之间，预测准确率均为40%;EMD-MGF-OSR模型的拟合准确率均在92.5%以上，预测准确率均为100%，后者拟合与预测效果明显优于前者。 在EMD的基础上建立基于PSO算法的非线性灰色Bernoulli模型(Nash Nonlinear Grey Bernoulli Model，Nash NGBM)耦合模型，结果显示：4个水文站基于PSO算法的Nash NGBM(1,1)模

关键词： 荆南三口   径流演变   贡献率   水资源承载力  

摘要： 面对自然因素变化与人类活动影响下的水文效应这一水科学研究中的热点问题,本文选择季节性、工程性缺水较严重的荆南三口为研究区,系统研究三口水系径流演变特征,分析引起径流变化的各驱动因素贡献率大小,探讨在径流减少的背景下,三口地区水资源承载力的大小及变化趋势。这对探索荆江流域与洞庭湖区径流演变机理、寻求环境变化下水资源合理开发利用的有效途径等方面具有重大意义。主要研究内容与研究结果如下:(1)统计三口水系1951012年水文序列,运用线性回归趋势分析法、累积矩平法、Mann-Kendall趋势和突变检验法分析三口水系时空演变特征,得出以下结论:三口水系多年平均径流量空间分布不均,年内分配不均;年际变化较大,在1951012年中呈波动递减趋势;历年径流变化存在明显的阶段性;径流变化过程中的突变年份为1951年、1972年、1988年。(2)运用累积量斜率变化率比较法分离引起径流变化的各驱动因素,得出结论:与基准期相比,Tc时段(1967年980年)与Td时段(1981年002年),降水量增减趋势与径流量增减趋势相反,降水量的贡献率为负值;径流量减少的主要贡献因素为人类活动(下荆江裁弯和葛洲坝水电站建设与运行)的干扰,贡献率分别为101.02%、113.28%。Tb时段(1959年966年)和Te(2003年012年),降水量增减趋势与径流量基本一致,其贡献率超过了30%,人类活动(调弦口堵口及三峡水利工程的建设运行)的贡献率均超过了60%。(3)分别计算了华容县、安乡县与南县2010现状年与2020水平年水资源可承载最大经济、人口规模,并进行了模糊综合评价,得出结论:2010现状年三县水资源承载力大小排序为安乡县>南县>华容县。2020水平年华容县、安乡县经济人口超载现象均有了一定改善,南县水资源承载能力较差。说明三口地区虽然存在水资源短缺现象,但只要合理利用开发,科学管理,其水资源承载能力将有一定提高,其可供量是可以满足本区社会发展需求的。