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基于希尔伯特-黄变换与小波分析的降雨序列多时间尺度研究
1
作者 贺军奇 郭鑫佳 +3 位作者 陈云飞 刘秀花 高万德 龙婷 《水土保持研究》 CSCD 北大核心 2024年第2期130-141,共12页
[目的]对比分析不同方法在多尺度周期计算性能方面的差异,为区域水文周期分析方法的选择提供更多参考。[方法]利用2组已知周期和趋势特征的人工序列,对基于多元经验模态分解(Multivariate Empirical Mode Decomposition,MEMD)改进的希... [目的]对比分析不同方法在多尺度周期计算性能方面的差异,为区域水文周期分析方法的选择提供更多参考。[方法]利用2组已知周期和趋势特征的人工序列,对基于多元经验模态分解(Multivariate Empirical Mode Decomposition,MEMD)改进的希尔伯特—黄变换(Hilbert-Huang Transform,HHT)与小波分析在多尺度周期计算性能差异上进行了测试、对比与分析;并在此基础上,使用改进的HHT(后称HHT)进一步分析了毛乌素沙地11个站点39年降雨序列的多时间尺度特征。[结果]对于人工序列,小波分析(对称延拓)结果偏大,与预设周期存在显著差异(Sig.=0.003<0.05);而HHT和小波分析(周期延拓)的周期结果与预设周期没有显著差异,且HHT精度(Sig.=0.142>0.05)要略高于周期延拓小波(Sig.=0.109>0.05)。对于实测降雨序列,HHT显示毛乌素沙地的降雨主周期存在明显区域差异:腹地站点降雨主周期为5.5 a,而边缘站点为2.7~3.3 a;分解后的残差分量表明了沙地降雨在时间上呈上升趋势,而空间上呈现由东到西逐渐减少的分布状态。[结论]HHT因其自适应性,无需考虑众多参数的选取,在保持精度的同时可以提取更多水文信息,在区域降雨序列多尺度分析上更具优势,因此具有重要的实际应用价值。 展开更多
关键词 多元经验模态分解 HHT 小波分析 降雨周期 毛乌素沙地
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基于CMIP6气候模式和两种水文模型综合集成预估的黄河源区未来40年流量变化
2
作者 刘义花 高歌 +3 位作者 翟建青 刘绿柳 温婷婷 孙永寿 《冰川冻土》 CSCD 2024年第2期675-687,共13页
基于两个共享社会经济低碳路径(SSP1-2.6、SSP2-4.5)下的CMIP6中的8个GCMs气候模式进行黄河源区2021—2060年平均气温和降水量预估。在此基础上,利用CMIP6中的8个GCMs气候模式分别驱动HBV、SWAT水文模型综合集成预估了黄河源区2021—206... 基于两个共享社会经济低碳路径(SSP1-2.6、SSP2-4.5)下的CMIP6中的8个GCMs气候模式进行黄河源区2021—2060年平均气温和降水量预估。在此基础上,利用CMIP6中的8个GCMs气候模式分别驱动HBV、SWAT水文模型综合集成预估了黄河源区2021—2060年流量的年代际变化。结果表明:SSP1-2.6、SSP2-4.5情景下,2021—2060年黄河源区呈暖湿化趋势,平均气温较基准期(1995—2014年)分别上升1.3℃、1.6℃,年降水量分别增加11.6%、11.5%。SSP1-2.6、SSP2-4.5情景下2021—2060年黄河源区年平均流量分别增多8.6%、8.5%;两种情景下黄河源区21世纪各年代际流量均增加,其中21世纪20年代和30年代流量增幅小于40年代、50年代流量增幅。SSP1-2.6、SSP2-4.5情景下黄河源区2021—2060年6—8月流量减幅在1%以下,而3—5月和9—12月流量增幅为0.1%~2.1%。SSP1-2.6、SSP2-4.5情景下黄河源区蓄水期(9—11月)极端丰水流量增加2.5%~2.7%,SSP1-2.6情景下黄河源区2021—2060年汛期(6—8月)极端丰水流量总体增加0.1%,SSP2-4.5情景下黄河源区汛期极端丰水流量减少1.3%,SSP1-2.6、SSP2-4.5情景下黄河源区枯水期(12至次年5月)极端丰水流量减少0.7%~1.0%;黄河源区汛期(SSP1-2.6和SSP2-4.5情景)及枯水期(SSP1-2.6情景)极端枯水流量较基准期增加0.8%~1.9%,两种情景下黄河源区蓄水期极端枯水流量减少1.8%~2.3%。 展开更多
关键词 气候变化影响 流量预估 SWAT和HBV水文模型 CMIP6气候模式 黄河源区
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疏勒河流域径流量和输沙量变化规律
3
作者 魏霞 杨正华 +5 位作者 张振鹏 路志强 孙超 王强 牟极 马春霞 《水土保持研究》 CSCD 北大核心 2024年第1期144-150,共7页
[目的]探索疏勒河流域水沙变化特性,可为国家实施西部生态安全战略提供科学支撑。[方法]基于疏勒河流域昌马堡、潘家庄、党城湾3个水文站的实测径流量和输沙量序列资料,运用滑动平均、Mann-Kendall突变趋势检验和小波分析法等方法,分析... [目的]探索疏勒河流域水沙变化特性,可为国家实施西部生态安全战略提供科学支撑。[方法]基于疏勒河流域昌马堡、潘家庄、党城湾3个水文站的实测径流量和输沙量序列资料,运用滑动平均、Mann-Kendall突变趋势检验和小波分析法等方法,分析了疏勒河流域径流量和输沙量变化规律。[结果]疏勒河流域年径流量和年输沙量均呈递增趋势,且输沙量增大趋势大于径流量,昌马堡、潘家庄、党城湾3个水文站径流量分别在1999年、2016年、1982年发生突变,昌马堡和潘家庄年输沙量突变均发生在1998年,党城湾输沙量没有突变;疏勒河流域3个代表站的径流量和输沙量都呈现出多时间尺度的演化特征,昌马堡径流量主周期为58 a,31 a,14 a,9 a和5 a,输沙量主周期为48 a,23 a,14 a,7 a和5 a,潘家庄径流量主周期为59 a,32 a,14 a,输沙量主周期为37 a,14 a,8 a和5 a,党城湾径流量主周期为42 a和5 a,输沙量主周期为16 a和8 a。[结论]疏勒河流域水沙总体呈递增趋势,且存在明显的周期变化,除党城湾的输沙量没有突变发生以外,其余站点水沙均有突变发生,同一水文站输沙量的突变的发生滞后于径流量的突变。 展开更多
关键词 M-K检验法 小波分析 径流量 输沙量 疏勒河
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不同目标函数对新安江模型参数的敏感性和不确定性影响分析
4
作者 李悦 刘冀 +2 位作者 杨少康 赵心睿 舒章康 《水文》 CSCD 北大核心 2024年第2期1-7,18,共8页
目标函数的选择影响流域水文模型的参数率定结果。为深入探究不同目标函数对水文模型参数的敏感性和不确定性及径流模拟结果的影响,本文以福建省金溪池潭流域日径流模拟为例,采用SCEM-UA优化算法率定三水源新安江模型,选择纳什效率系数f... 目标函数的选择影响流域水文模型的参数率定结果。为深入探究不同目标函数对水文模型参数的敏感性和不确定性及径流模拟结果的影响,本文以福建省金溪池潭流域日径流模拟为例,采用SCEM-UA优化算法率定三水源新安江模型,选择纳什效率系数f_(1)、均方根误差f_(2)和Kling-Gupta效率系数f_(3)作为参数率定的目标函数,同时构建分别偏好f_(1)、f_(2)、f_(3)三者的组合多目标函数F_(1)、F_(2)和F_(3)共6个率定目标,比较不同率定目标下的径流模拟精度差异,采用Sobol全局敏感性分析方法定量对比分析不同目标函数下的新安江模型参数敏感性,最后基于GLUE方法分析丰枯水期和不同流量级别下的径流模拟不确定性。结果表明:(1)6个目标函数下,新安江模型的主要敏感参数识别结果一致;(2)F_(1),F_(2),F_(3)较单目标函数展现出更高的径流模拟精度;(3)在不同水文时期和不同流量级别下,f_(1)表现出较其他目标函数更高的覆盖率和较小的不确定性区间。不同目标函数下均呈现枯水期参数不确定性最小,且随流量级别的增大而径流模拟不确定性增加的规律。 展开更多
关键词 径流模拟 Sobol敏感性分析 新安江模型 GLUE 参数率定目标
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长江安徽段江湖连通性及生物通道恢复研究
5
作者 刘宏高 熊昱 +3 位作者 李德旺 包琦琳 林国义 储涛 《人民长江》 北大核心 2024年第1期69-74,81,共7页
江湖阻隔是导致长江中下游江湖复合生态系统衰退的最主要原因,江湖连通和生物通道恢复是流域生态修复的重要措施之一。通过现场调查等方法研究了华阳河湖群、菜子湖、升金湖和安庆西江古道等与长江干流的阻隔现状及连通性特征,在此基础... 江湖阻隔是导致长江中下游江湖复合生态系统衰退的最主要原因,江湖连通和生物通道恢复是流域生态修复的重要措施之一。通过现场调查等方法研究了华阳河湖群、菜子湖、升金湖和安庆西江古道等与长江干流的阻隔现状及连通性特征,在此基础上探讨了技术和管理层面存在的问题并提出对策建议。结果发现:依托涉水工程建设开展恢复河湖生物通道的做法可以有效缓解江湖复合生态系统的衰退,尤其是以“过鱼设施建设、季节性灌江纳苗、生态水网建设”相结合的生物通道恢复方案具有技术可行性。相关成果可为长江中下游江湖连通性及生物通道恢复、国家水网建设提供有益的参考。 展开更多
关键词 江湖连通 生物通道 生态水网 灌江纳苗 过鱼设施 生态修复 长江中下游
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县域水资源均衡配置研究
6
作者 向龙 贾喜田 +2 位作者 李士军 龚泓博 杜倩雯 《水文》 CSCD 北大核心 2024年第1期96-103,共8页
以米易县为例,针对典型县域最严格水资源红线控制和自然-社会水循环系统特点,采用总体缺水率最小和分区空间均衡为目标函数,总量控制、供水能力、分质供水等为约束条件,并采用改进时间-空间两层精英策略的非支配遗传算法,构建分区独立... 以米易县为例,针对典型县域最严格水资源红线控制和自然-社会水循环系统特点,采用总体缺水率最小和分区空间均衡为目标函数,总量控制、供水能力、分质供水等为约束条件,并采用改进时间-空间两层精英策略的非支配遗传算法,构建分区独立供水和库群联调的通用水资源调度与配置(GWAS)模型,并进行参数率定与验证,得出相关系数R为0.85,Nash效率系数为0.73,区域水文模块模拟精度较好。方案模拟研究表明,无论是基准年还是规划年,相对于水库分区独立供水,考虑均衡系数的库群联调方案更具优势,分区供水综合缺水率差异更大,而库群联调中各乡镇缺水率大幅减少,缺水差异更小。库群联调方案的水资源配置公平性更好,空间上各单元间的水量分配配置满足度高,可基本实现在动态变化下的区域水资源供需平衡。 展开更多
关键词 GWAS模型 水资源均衡调配 多目标 多用户
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长江与洞庭湖汇流段水面比降的特征变化分析
7
作者 陈吉琴 张莉 王艳 《广东水利水电》 2024年第4期36-42,共7页
基于线性倾向回归趋势分析方法,对长江干流段1996—2017年间监利~莲花塘、莲花塘~螺山河段日平均水面比降进行趋势分析,结果表明:①汛期(5—10月)监利~莲花塘、莲花塘~螺山河段的水面比降呈上升趋势;消落期(5—6月)监利~莲花塘河段水面... 基于线性倾向回归趋势分析方法,对长江干流段1996—2017年间监利~莲花塘、莲花塘~螺山河段日平均水面比降进行趋势分析,结果表明:①汛期(5—10月)监利~莲花塘、莲花塘~螺山河段的水面比降呈上升趋势;消落期(5—6月)监利~莲花塘河段水面比降呈微弱下降趋势,莲花塘~螺山河段水面比降呈微弱上升趋势,主汛期(7—8月)和汛末期(9—10月)监利~莲花塘、莲花塘~螺山河段水面比降呈显著上升趋势;②三峡工程蓄水运行后,长江干流监利~莲花塘、莲花塘~螺山河段水面比降均有所增加,幅度分别为6.08%和10.67%。 展开更多
关键词 长江 三峡工程 水面比降 变化趋势
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1951—2020年黄河上中游径流变化特征及归因分析
8
作者 孙莉茹 毕华兴 +4 位作者 马志瑾 赵丹阳 王宁 刘泽晖 王鑫 《北京林业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期82-92,共11页
【目的】河川径流是地表重要的水资源,对其变化特征和原因进行解析,是流域水资源科学管理规划的前提。【方法】本文采用Mann-Kendall趋势检验、Pettitt突变检验、Budyko弹性系数法等方法分析了黄河上游和中游近70年(1951—2020年)径流... 【目的】河川径流是地表重要的水资源,对其变化特征和原因进行解析,是流域水资源科学管理规划的前提。【方法】本文采用Mann-Kendall趋势检验、Pettitt突变检验、Budyko弹性系数法等方法分析了黄河上游和中游近70年(1951—2020年)径流变化的趋势和成因。【结果】(1)1951—2020年黄河上游年降水量呈不显著增加趋势(4.04 mm/(10 a),P> 0.05),中游呈不显著减少趋势(4.90 mm/(10 a),P> 0.05);上游、中游年潜在蒸散发均呈不显著增加趋势(1.77、2.23 mm/(10 a),P> 0.05);(2)黄河上游和中游1980—2020年土地利用/覆盖变化明显,主要表现在林草面积的增加,上游、中游年NDVI分别以0.025/(10 a)、0.042/(10 a)的速率显著增加(P <0.01);(3)1951—2020年,上游和中游年径流量分别以3.46、7.46 mm/(10 a)的速率显著减少(P <0.01),并分别在1986年、1990年发生突变;(4)上游和中游径流对降水变化最为敏感,其次是土地利用/覆盖变化、潜在蒸散发变化,且径流对各影响因子的敏感性逐年增强,即气候和土地利用/覆盖的变化将更容易引起径流的变化;(5)土地利用/覆盖变化是导致黄河上游和中游径流减少的主要原因,其次是降水和潜在蒸散,但各影响因子对径流变化的影响性质和程度在上游和中游不同区间存在一定的差异。其中,上游地区降水、潜在蒸散发、土地利用/覆盖变化对径流的影响性质和程度分别为-14.04%、1.30%、112.73%;中游地区分别为21.54%、3.63%、74.83%。【结论】1951—2020年黄河上游和中游径流变化是气候变化和土地利用/覆盖变化共同作用的结果,但主要影响因素为人类活动主导的土地利用/覆盖变化,且各因子对径流的影响在不同区间存在一定的差异。本研究结果可为黄河上游和中游不同区间的水资源管理和综合治理提供理论支持。 展开更多
关键词 径流变化 气候变化 土地利用/覆盖变化 Budyko 归因分析 黄河上游和中游
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基于IHA-RVA法的黄河水文情势演变分析
9
作者 王保良 王鸿翔 +3 位作者 张海涛 郝春沣 仇亚琴 牛存稳 《人民黄河》 CAS 北大核心 2024年第5期33-39,共7页
水文情势的自然波动是维系河流生态系统功能性及水文健康的关键。针对气候变化和人类活动造成黄河流域水文情势变化等问题,选取黄河干流代表性水文站(兰州站、龙门站、花园口站)1956—2020年逐日径流实测资料,采用Mann-Kendall和Pettit... 水文情势的自然波动是维系河流生态系统功能性及水文健康的关键。针对气候变化和人类活动造成黄河流域水文情势变化等问题,选取黄河干流代表性水文站(兰州站、龙门站、花园口站)1956—2020年逐日径流实测资料,采用Mann-Kendall和Pettitt检验方法,综合检验径流突变年份,利用生态水文指标变化范围法(IHA-RVA),定量评价黄河流域水文情势改变程度。结果表明:1)兰州站、龙门站、花园口站径流突变年份分别为1984年、1987年、1986年,且龙门站、花园口站控制流域内年均流量呈显著性减小趋势。2)兰州站年均90 d最小流量改变度最高,达83%;龙门站4月平均流量改变度最高,达-100%;花园口站流量平均增大(减小)率改变度最高,达-92%。3)兰州站、龙门站、花园口站整体水文改变度分别为34%、37%、51%,均属于中度改变。 展开更多
关键词 MANN-KENDALL检验 水文情势 IHA-RVA 水文改变度 黄河
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一维管网与二维地表双向耦合的城市暴雨内涝模拟
10
作者 郑茂辉 姚帅 +1 位作者 周念清 刘俊兵 《同济大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期223-231,共9页
为快速、准确模拟城市暴雨内涝演化过程,提出一种排水管网与上覆地表动态水力交互方法,构建了一维管网模型(SWMM)与二维水动力(LISFLOOD-FP)双向耦合的模型,解决了一维管网和二维地表的双向流量交换和时间同步难题。以上海外高桥地区为... 为快速、准确模拟城市暴雨内涝演化过程,提出一种排水管网与上覆地表动态水力交互方法,构建了一维管网模型(SWMM)与二维水动力(LISFLOOD-FP)双向耦合的模型,解决了一维管网和二维地表的双向流量交换和时间同步难题。以上海外高桥地区为例,采用两次短历时降雨过程对耦合模型进行校准和验证,比较分析了单向、双向耦合的淹没范围与水深变化。结果表明:双向耦合模拟精度较高,在研究区具有良好的适用性;对于占比80%以上的轻度(<0.2m)积水区,单向、双向耦合的模拟积水面积比为1.21;对于中等(0.2~0.3 m)和重度(>0.3 m)积水区,单向耦合模拟结果趋于严重,该比值分别增至1.88和2.1。所构建的双向耦合模型能够揭示城区内涝积水、扩散及消退的全过程,可用于城市暴雨内涝推演,为内涝治理和灾害防御提供科学依据。 展开更多
关键词 城市暴雨内涝 排水管网 双向耦合 流量交互 时间同步
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基于四元驱动的非平稳水文干旱评估方法
11
作者 崔豪 江善虎 +3 位作者 任立良 朱永卫 杜树平 严登华 《水资源保护》 EI CSCD 北大核心 2024年第1期71-78,共8页
为了科学评估自然-社会系统影响下非平稳水文干旱,考虑气候变化(降水、气温)和人类活动(取用水、水库)四元要素的影响,通过基于四元驱动的GAMLSS模型构建非平稳标准化径流指数(NSRI),提出了基于四元驱动的非平稳水文干旱评估方法。黄河... 为了科学评估自然-社会系统影响下非平稳水文干旱,考虑气候变化(降水、气温)和人类活动(取用水、水库)四元要素的影响,通过基于四元驱动的GAMLSS模型构建非平稳标准化径流指数(NSRI),提出了基于四元驱动的非平稳水文干旱评估方法。黄河流域非平稳水文干旱实例评估结果表明:黄河流域花园口站径流序列呈现出明显的非平稳特征,径流量1961—2020年发生显著下降,并在1990年发生突变;基于四元驱动的非平稳水文干旱评估方法能够更好地对径流数据进行非平稳概率分布拟合;对于历史干旱事件的识别,NSRI识别的干旱过程与实际更加接近,NSRI比标准化径流指数(SRI)识别效果更好,可以更好地反映变化环境下的水文干旱演变趋势。 展开更多
关键词 标准化径流指数 自然-社会系统 GAMLSS模型 非平稳 四元驱动
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基于SWAT模型的渠江流域径流侵蚀功率时空规律分析
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作者 黄幸 莫淑红 +2 位作者 李平治 乔殿新 李斌斌 《中国水土保持科学》 CSCD 北大核心 2024年第2期25-33,共9页
探明流域径流侵蚀功率的演变规律对重点侵蚀区识别和土壤侵蚀防治至关重要。以嘉陵江右岸支流渠江流域为研究区,基于SWAT模型模拟计算流域径流侵蚀功率,分析其时空分布特征与空间尺度效应,并通过聚类分析、相关性分析揭示其对流域气象... 探明流域径流侵蚀功率的演变规律对重点侵蚀区识别和土壤侵蚀防治至关重要。以嘉陵江右岸支流渠江流域为研究区,基于SWAT模型模拟计算流域径流侵蚀功率,分析其时空分布特征与空间尺度效应,并通过聚类分析、相关性分析揭示其对流域气象、地形、土壤等因素的关系。结果表明:渠江流域年尺度的径流侵蚀功率大于季尺度,其中第3季度为土壤侵蚀重点防治时段;全年和第3季度的多年平均径流侵蚀功率均呈现出北部大南部小、西部大东部小、上游大下游小的空间分布特征;渠江干流与其支流大通江的多年平均径流侵蚀功率和流域控制面积之间均呈幂指数关系,且其变化规律存在空间阈值,在年尺度干流和大通江的阈值面积分别为8549.4和8504.4 km^(2),在第3季度干流和大通江的阈值面积分别为4834.9和6223.5 km^(2);气象因子、地形因子和流域形态因子为渠江流域径流侵蚀功率的主要影响因素。研究结果可为制订渠江流域土壤侵蚀治理方案提供决策依据。 展开更多
关键词 SWAT模型 径流侵蚀功率 时空分布 空间尺度效应 渠江流域
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闽江流域多时间尺度降雨—径流关系变化与成因
13
作者 耿凯利 陈兴伟 +3 位作者 郑美玲 谷梓鹏 陈莹 刘梅冰 《中国水土保持科学》 CSCD 北大核心 2024年第1期35-41,共7页
为进一步揭示闽江流域降雨—径流关系的时空变化规律,识别主要驱动因子,基于1960—2019年降雨和径流数据,应用TFPW—MK方法,按照年以及年内的汛期与非汛期、前汛期和后汛期、最大月和最小月等不同时间尺度,检测闽江上游三大支流、干流... 为进一步揭示闽江流域降雨—径流关系的时空变化规律,识别主要驱动因子,基于1960—2019年降雨和径流数据,应用TFPW—MK方法,按照年以及年内的汛期与非汛期、前汛期和后汛期、最大月和最小月等不同时间尺度,检测闽江上游三大支流、干流及全流域等空间尺度的降雨—径流演变趋势;结合Sen trend方法,从气候变化、土地利用和水库工程建设3方面,分析影响降雨—径流关系变化的成因。结果表明:1)闽江流域及各支流年降雨—径流均呈不显著上升,趋势变化一致;2)除支流建溪流域,闽江及其他支流非汛期降雨—径流上升趋势显著;汛期内部趋势变化分化明显,前汛期降雨—径流略减少,后汛期降雨—径流大部分显著增加;3)极端降雨—径流的变化趋势不一致,主要受大型水库工程建设的影响。基于多时间尺度的分析,更深入揭示闽江流域降水、径流的演变及气候变化与人类活动的影响,对区域水资源管理与水土保持具有重要参考价值。 展开更多
关键词 降雨—径流关系 多时间尺度 水库工程 闽江流域
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漓江上游水沙对降水、土地利用变化的响应
14
作者 方荣杰 黄卉 +3 位作者 张帅普 代俊峰 蒋立新 许景璇 《桂林理工大学学报》 CAS 北大核心 2024年第1期115-122,共8页
为了探究漓江流域上游水沙对气候和土地利用变化的响应特征,基于气温、降水量、径流量、输沙量,结合土地利用数据和归一化植被指数(NDVI)数据,应用Mann-Kendall检验法、双累积曲线法分析漓江上游水文气象要素变化趋势,利用累积量斜率变... 为了探究漓江流域上游水沙对气候和土地利用变化的响应特征,基于气温、降水量、径流量、输沙量,结合土地利用数据和归一化植被指数(NDVI)数据,应用Mann-Kendall检验法、双累积曲线法分析漓江上游水文气象要素变化趋势,利用累积量斜率变化率比较法定量揭示气候因子对上游径流变化的贡献率,结合植被覆盖变化特征探讨土地利用类型变化对河流水沙的影响。结果表明:1965—2019年漓江流域上游气温呈显著增加趋势,降水量、径流量、输沙量未呈现显著增加或减少趋势,同时期NDVI呈上升趋势,但土地利用结构未发生明显变化,仍以林地、耕地为主。漓江上游气温未出现突变点,降水量与径流量于1991年发生突变,1992—2019年漓江上游NDVI平均值显著高于突变前的1981—1991年,耕地面积平均值与林地面积平均值显著低于突变前的1981—1991年;输沙量于2003年发生突变,2004—2019年漓江上游NDVI平均值与建设用地面积平均值显著高于1981—2003年。降水对径流改变的贡献率为56.30%,降水量-径流量关系并未在突变点前后发生改变。降水量对输沙量改变的贡献率为-12.67%,降水量-输沙量关系在突变后发生改变。 展开更多
关键词 水沙特征 气候变化 土地利用 贡献率 漓江
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赣江流域水文情势时空差异性及变化分析
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作者 王真 姜三元 +1 位作者 张奇 高海鹰 《人民长江》 北大核心 2024年第3期105-116,共12页
赣江流域作为鄱阳湖流域最大的子流域,是长江中下游的重要水源区,研究赣江流域的水文情势可以拓展对该区域水文演变机制的认识。基于赣江流域2000~2021年的日降雨量和径流监测数据,采用Mann-Kendall检验以及相关分析等方法,结合HYPE水... 赣江流域作为鄱阳湖流域最大的子流域,是长江中下游的重要水源区,研究赣江流域的水文情势可以拓展对该区域水文演变机制的认识。基于赣江流域2000~2021年的日降雨量和径流监测数据,采用Mann-Kendall检验以及相关分析等方法,结合HYPE水文模拟和PEST自动率定技术对参数敏感性指数、径流量及降雨量等指标进行水文过程及其时空变异的研究。结果表明:①流域内的水文变量呈现一定的时空变化。在年尺度上,径流量和降雨量有一定的波动,总体上呈现小幅上升趋势,两者之间存在明显的正相关关系,同时流域内水库运行也可能对水文机制产生一定影响;在月尺度上,径流量和降雨量均在6月达到峰值,1月达到最低值;在空间分布上,年均径流和降雨量在流域东部和北部均较大。②在水文过程模拟中,描述发生大孔隙流和地表径流的土壤水含量阈值的参数mactrsm相对综合敏感性最大。③HYPE模型能够较好地模拟赣江流域及其代表性子流域宜丰河流域的径流动态变化(0.60≤E_(ns)≤0.86),宜丰河小流域出口(宜丰水文站)的流量模拟效果明显低于赣江流域出口(外洲水文站)。在年尺度上,宜丰站子流域的土壤湿度、蒸发量和地表径流整体上呈现上升趋势;在空间分布上,外洲站子流域相较于宜丰站子流域,土壤湿度更高、蒸发量较低、地表径流更大。④根据基流分割,宜丰站子流域和外洲站子流域的径流机制有所不同,表现在宜丰站子流域饱和地下水对总径流的贡献较大,而外洲站子流域地表径流对总径流的贡献较大。流域特征非均质性和水文过程变异是造成模型精度空间差异的主要原因。 展开更多
关键词 水文情势 时空差异 M-K检验 趋势分析 水文模拟 HYPE模型 赣江流域
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近60年洞庭湖水位演变态势研究
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作者 董世杰 李英海 +2 位作者 吴江 杨恒 李清清 《湖泊科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期575-586,共12页
辨析洞庭湖历史水位演变态势对保护湖泊生态系统健康运转以及确保长江中下游防洪安全和水资源利用均至关重要。为了定量评估洞庭湖近60年来水位变化特征、程度及规律,基于洞庭湖鹿角、杨柳潭和南咀水文站19612020年逐日水位监测数据,应... 辨析洞庭湖历史水位演变态势对保护湖泊生态系统健康运转以及确保长江中下游防洪安全和水资源利用均至关重要。为了定量评估洞庭湖近60年来水位变化特征、程度及规律,基于洞庭湖鹿角、杨柳潭和南咀水文站19612020年逐日水位监测数据,应用Mann-Kendall检验法、小波分析法、累积距平法、滑动t检验法等方法对洞庭湖水位变化趋势性、周期性、突变性进行分析,进而采用IHA-RVA法综合评价洞庭湖突变年前后各站点水位改变度和整体水位改变度。研究结果表明:(1)19612020年,鹿角站和杨柳潭站年均水位呈上升趋势,南咀站年均水位呈下降趋势;3个站点水位周期性变化较为明显,呈现4~5个时间尺度的周期变化规律,第一主周期为55~56年;鹿角站水位突变年份为1979、2003年,杨柳潭站水位突变年份为1978、2003年,南咀站水位突变年份为2003年,综合确定2003年为3个站点突变年份。(2)通过分析突变前后3个站点的水位、时间、频率、延时和改变率5组32个水位指标改变度,发现杨柳潭站水位改变度大于鹿角站和南咀站,鹿角、杨柳潭、南咀站的整体水位改变度分别为43%、48%、42%,均属于中度改变。该研究可为进一步解析洞庭湖水文情势演变规律以及为长江中下游通江湖泊水资源合理利用和水生态环境保护提供参考依据和数据支撑。 展开更多
关键词 洞庭湖 水位演变 水位变化特征 水位改变度 IHA-RVA法
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北洛河上游县域土地利用时空变化及其对水沙的影响
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作者 樊琳 魏天兴 +2 位作者 张晓明 缪今典 李亦然 《北京林业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期95-104,共10页
【目的】探究土地利用变化有利于识别水沙变化原因,对流域水土保持及生态保护政策的实施与改进具有指导意义。【方法】以黄土高原北洛河上游为研究区,基于GEE与PIE-Engine平台获取1990—2020年土地利用、植被覆盖度数据,从地类转移、植... 【目的】探究土地利用变化有利于识别水沙变化原因,对流域水土保持及生态保护政策的实施与改进具有指导意义。【方法】以黄土高原北洛河上游为研究区,基于GEE与PIE-Engine平台获取1990—2020年土地利用、植被覆盖度数据,从地类转移、植被覆盖度(FVC)、土地利用强度(LUI)及景观格局(平均斑块面积AREA_MN、聚合度指数AI、最大斑块指数LPI、景观形状指数LSI)4方面描述北洛河上游各县域土地利用情况,并结合水沙数据探究土地利用与水沙的相关关系。【结果】(1)2000年后北洛河上游农田向草地、森林转移,其面积减幅达79.05%,其中“农田→森林”集中分布于吴起县东南部,“农田→草地”在定边县分布最为密集。(2)2000—2020年流域FVC迅速增加,吴起县整体FVC高于定边县同期水平;定边县LUI变化较吴起县存在滞后性,但二者均在2010—2020年间明显下降。(3)2000年前后年径流、输沙减少率分别为46.68%、81.83%;2000—2020年来沙系数0.42小于1990—2000年来沙系数0.80。(4)FVC与水沙量呈显著负相关,森林AREA_MN、AI分别与径流量、输沙量呈显著正相关,森林LPI、LSI与径流量、森林LSI与输沙量呈显著负相关。【结论】北洛河上游水沙与土地利用结构布局关系密切,不同县域地表覆被与用地强度差异明显,在退耕还林(草)驱动下该地区土地总体变化趋势有助于削减径流泥沙。研究结果将为流域土地利用与黄土高原径流泥沙关系研究提供参考。 展开更多
关键词 北洛河 土地利用强度 植被覆盖度 景观格局 径流泥沙
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气候变化和人类活动对流域径流及其年内分配的影响
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作者 郭心仪 贾雨凡 +1 位作者 范丽丽 王国庆 《水利水运工程学报》 CSCD 北大核心 2024年第2期10-19,共10页
气候变化和人类活动对流域径流有着显著影响,径流变化的定量归因计算是流域管理的重要工作。采用M-K突变检验界定葫芦河流域径流的基准期和影响期,基于SWAT模型模拟结果量化气候变化、土地利用变化和其他人类活动对流域径流变化的贡献... 气候变化和人类活动对流域径流有着显著影响,径流变化的定量归因计算是流域管理的重要工作。采用M-K突变检验界定葫芦河流域径流的基准期和影响期,基于SWAT模型模拟结果量化气候变化、土地利用变化和其他人类活动对流域径流变化的贡献。结果表明:(1)1961—2014年葫芦河流域年径流量先增后减,整体呈下降趋势,1986年变化较为显著。(2)SWAT模型能较好模拟葫芦河流域天然径流量过程,率定期和验证期的纳什效率系数大于0.74、决定系数大于0.75。(3)1986—2014年葫芦河流域年均径流量相较于基准期(1961—1985年)减少了2.95亿m3,其中气候变化、土地利用变化和其他人类活动的贡献分别为67%、2%和31%;在影响Ⅰ期(1986—1999年)和Ⅱ期(2000—2014年)内,气候变化对径流减少的贡献分别占96%和44%,其他人类活动分别占3%和52%,土地利用变化分别占1%和4%。(4)2000—2014年,土地利用变化和其他人类活动作用下,月径流量均表现为减少;气候变化对径流量的影响在1月和12月表现为增加,在其余月份表现为减少。2000年前气候变化是葫芦河流域径流的主要影响因素,2000年后人类活动是葫芦河流域径流的主要影响因素。研究结果可为土地利用结构优化和水资源合理利用提供参考。 展开更多
关键词 流域管理 径流变化 气候变化 人类活动 SWAT模型 归因分析 葫芦河流域
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气候变化对天山地区极端径流的影响—以开都河为例
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作者 郑鹏 陈亚宁 +1 位作者 王怀军 杨余辉 《灌溉排水学报》 CAS CSCD 2024年第4期105-112,共8页
【目的】揭示天山地区极端径流演变规律,预估不同气候变化情景下天山地区极端径流特征。【方法】基于Sen slope、MK检验、Pettitt检验、概率分布函数、SWAT模型和GCM模式分析极端径流演变特征。【结果】1959—2018年,开都河流域年、夏... 【目的】揭示天山地区极端径流演变规律,预估不同气候变化情景下天山地区极端径流特征。【方法】基于Sen slope、MK检验、Pettitt检验、概率分布函数、SWAT模型和GCM模式分析极端径流演变特征。【结果】1959—2018年,开都河流域年、夏、秋和冬季径流呈不显著增加趋势,春季径流呈显著增加趋势,径流变化与降水的相关性大于与同期气温的相关性。极端径流频率、强度和持续时间呈增加趋势,初洪时间呈显著推迟趋势。Log-Pearson3函数对极端径流的模拟表现最优,50 a重现期洪水次数、高流量最长持续时间、平均峰值流量重现水平分别为7.09次、79.04 d和180.04 m^(3)/s。未来气候变化情景下,洪水次数增加,极端强度(平均年最大流量)增大,持续时间(高流量最长持续时间、高流量平均持续时间)和平均强度(平均极端径流流量、平均峰值流量)减小,初洪时间呈提前趋势,且最高和最低极端径流强度(平均极端径流流量、平均峰值流量、平均年最大流量)重现水平分别发生在SSP245和SSP370情景。【结论】气候变化对天山极端径流具有重要影响,未来该地区将经历更频繁的极端径流事件和更为严重的单次特大洪水,研究结果对制定气候变化适应策略和水资源管理方案具有重要的指导意义。 展开更多
关键词 气候变化 极端径流 SWAT模型 天山 开都河
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黄土高原林区植被变化对水沙演变的影响——以仕望川流域为例
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作者 艾旭城 高鹏 +1 位作者 穆兴民 范馨逸 《水土保持研究》 CSCD 北大核心 2024年第3期42-48,共7页
[目的]研究林区植被变化对水沙演变的影响,可以为黄河流域生态环境建设政策的制定与调整提供科学依据。[方法]基于仕望川流域控制水文站大村站1959—2018年的径流量与输沙量数据以及流域内的降水数据,分析了其60年水文变化特征。结合198... [目的]研究林区植被变化对水沙演变的影响,可以为黄河流域生态环境建设政策的制定与调整提供科学依据。[方法]基于仕望川流域控制水文站大村站1959—2018年的径流量与输沙量数据以及流域内的降水数据,分析了其60年水文变化特征。结合1985—2018年的NDVI数据以及五期土地利用数据,分析讨论了流域水沙变化的植被下垫面驱动效应。[结果]仕望川流域近60年来的径流量和输沙量呈显著减少的趋势(p<0.01),突变年分别在1988年和1983年,而流域内土地利用情况和降水在60年间并无明显的变化趋势,流域内生长季NDVI在2000年前变化不明显,但在2000年后有显著提升趋势。[结论]2000年以前,各种水土保持治理措施的实施是流域径流量与输沙量减少的主要原因;进入21世纪后,流域内植被质量的提升使径流量与输沙量进一步减少。 展开更多
关键词 仕望川流域 径流量 输沙量 NDVI 植被变化
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