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[期刊] 长江流域资源与环境
[作者]
代晓颖 许有鹏 林芷欣 王强 徐羽 袁甲
气候变化与剧烈的人类活动正深刻地影响着全球水循环系统,河川径流作为水循环系统中的重要组成部分,也因此发生了显著的变化。为此,以太湖上游西苕溪流域为典型,应用累积距平、线性趋势分析及流量历时曲线等方法,分析1972~2015年流域内的水文气象变化趋势;基于累积量斜率变化分析方法与气候弹性模型,定量揭示降水与人类活动对流域径流变化的贡献率。研究结果显示:(1)1972~2015年间流域年径流量呈减小趋势,并且在1999年发生突变,以此将时间序列划分为基准期与变异期两个阶段。变异期流域年均径流量减少约11.76%,减少幅度较大。(2)流域降水量年际变化趋势并不显著,与基准期相比,变异期年均降水减少约1.43%,减少幅度较小,但流域径流对降水变化敏感。汛期降水量占年降水量比重减少,降水的年内分配逐渐坦化,一定程度上使得产流减少。(3)根据累积量斜率变化率分析方法,降水与人类活动对西苕溪流域径流减少的贡献率分别为26.45%和73.55%,由气候弹性模型计算得出二者的贡献率分别为23.52%与76.48%。两种计算方法结果较为接近,均表明人类活动是导致西苕溪流域径流减少的主要因素。
[期刊] 资源科学
[作者]
张兰影 庞博 徐宗学 赵捷
敏感性分析是增强水文模型率定的针对性、提高率定效率的有效方法。本文以太湖流域西苕溪为例,探究分布式水文模型VIC(Variable Infiltration Capacity)的参数敏感性及参数间的交互作用。为使本研究更具推广性,选取了关注高流量过程和关注整个流量过程线的两类目标函数。结果表明,可变下渗率曲线形状参数B、最大基流容量Dmax和最上层土壤层厚度d1对高流量过程较为敏感;当关注整个流量过程线时,除以上3个参数外,非线性基流开始时占最大基流的比例Ds也较为敏感。在参数的交互作用方面,当关注高流量过程时,参数d1与参数B的交互作用最为敏感;当注重整个流量过程时,参数d1与所有其它参数的...
[期刊] 自然资源学报
[作者]
黄蓉 张建梅 林依雪 卜添荟 王鑫 薛紫月 李艳忠 马燮铫 于志国 白鹏
开展变化环境下新安江上游流域径流变化及其归因的研究,有助于理解湿润区水循环过程对气候变化和人类活动的响应机制。利用实测径流、气象资料和遥感植被指数(NDVI)数据,基于布迪克假设框架的弹性系数法,分析了新安江上游降水、潜在蒸散发(ET0)和植被变化对径流的影响。结果表明:(1)实测径流序列转折点发生在1999年左右。2000-2015年径流深较1983-1999年下降了281 mm,相对变化率为20.8%,且21世纪初期径流下降尤为显著。(2)2000-2015年下垫面参数n较1983-1999年增加了52.5%,植被变化对径流影响显著增强。径流对气候变化更加敏感,且对降水敏感性超过潜在蒸散发。(3)气候变化是径流变化的主导因素,其次为植被变化。气候变化和植被变化分别导致径流深下降了145.37 mm和140.96 mm,贡献率分别为50.77%和49.23%。NDVI在2000年后增加显著(P<0.001),植被变化的水文效应超过了降水和潜在蒸散发,未来长期的植被生态水文效应研究仍需进一步加强。
[期刊] 自然资源学报
[作者]
王强 许有鹏 高斌 王跃峰 徐羽 吴雷
针对流域土地利用变化所引起的径流空间变异问题,论文以太湖上游西苕溪流域为例,基于SWAT模型(Soil and Water Assessment Tool)模拟的不同土地利用情景下月尺度径流过程,通过GWR模型(Geographically weighted regression)在空间上定量评估了土地利用/覆被变化对流域径流过程的影响。结果表明:径流变化在流域空间分布上存在一定非平稳性,其与子流域内面积变化较大的土地利用类型相关性显著,其中城镇用地影响最大,林草地和耕地影响次之。径流变化对城镇用地的空间
[期刊] 自然资源学报
[作者]
王强 许有鹏 高斌 王跃峰 徐羽 吴雷
针对流域土地利用变化所引起的径流空间变异问题,论文以太湖上游西苕溪流域为例,基于SWAT模型(Soil and Water Assessment Tool)模拟的不同土地利用情景下月尺度径流过程,通过GWR模型(Geographically weighted regression)在空间上定量评估了土地利用/覆被变化对流域径流过程的影响。结果表明:径流变化在流域空间分布上存在一定非平稳性,其与子流域内面积变化较大的土地利用类型相关性显著,其中城镇用地影响最大,林草地和耕地影响次之。径流变化对城镇用地的空间响应关系表现为由上游到下游逐渐增强,而对林草地和耕地的响应关系表现为从流域上游到下游逐渐减弱。对比发现,多因子GWR模型相对于单因子GWR模型更适合综合分析径流对土地利用/覆被变化的空间响应关系。
[期刊] 长江流域资源与环境
[作者]
陈莹 尹义星 陈爽
以太湖上游西苕溪流域为研究区,基于1985和2002年土地利用空间数据,结合土地利用变化的驱动因子,运用马尔科夫模型和CLUE-S模型,模拟了研究区2020年土地利用的空间格局;在此基础上,通过对斑块类型和景观水平上格局指数的变化分析,揭示研究区未来土地利用/覆被变化及其景观生态效应。结果表明:按照1985~2002年土地利用变化的发展趋势,未来研究区土地利用变化主要表现为建设用地面积大幅度增加,耕地、林地面积减小,研究区未来景观格局指数将发生较大的变化。在景观尺度上,斑块数量、边缘密度、多样性指数、均匀度指数、分维数等指标都呈增加趋势,而斑块平均面积减小,表现出景观结构破碎化、斑块形状复杂化...
[期刊] 地域研究与开发
[作者]
许朋柱 姜彤 曹文清 章婴瑛 黄义德 龚丁
为了定量研究大湖地区上游的西苕溪流域洪水发生机制和动态规律，本项目研制了中小尺度的综合水文模型。该模型设置了较多的参数，每个参数经过大量实测数据的严格率定，具有一定的物理意义。经过实测数据的检验，模拟结果与实测数据基本吻合。该模型已经被用于地方水利工程规划及洪水危险性评价（ＲｉｓｋＡｓｓｅｓｓｍｅｎｔ）研究中。
关键词：
太湖地区 西苕溪流域 水文模型
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
孙莉茹 毕华兴 马志瑾 赵丹阳 王宁 刘泽晖 王鑫
【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。
[期刊] 长江流域资源与环境
[作者]
刘波 陈刘强 周森 张天宇
近年来,受气候变化和人类活动的双重影响,长江上游重庆段的年径流量持续减少。首先利用MASH移动窗口滑动平均法分析重庆市长江干流寸滩、北碚和武隆3个主要水文站的径流变化特征,然后运用弹性系数法和回归分析法进行径流模拟,定量评价气候变化和人类活动对径流变化的贡献率。结果表明:(1)与基准期(1961~1990年)相比较,影响评价期(1991~2011年)气候变化和人类活动对3个水文站年径流减少量的贡献率分别约为25.2%~35.2%和64.8%~74.8%。(2)气候变化对月径流量的影响幅度有限,导致7月汛期径流量有一定程度的增加,8~10月的径流量普遍减少;人类活动对月径流量影响明显,导致7月份实际径流量减少,并进一步加剧了8~10月径流量减少的幅度。(3)两种方法都指示人类活动已经成为径流减少的重要原因。定量阐明径流变化的成因有助于科学制定应对措施,协调重庆市以及长江上游水资源开发利用。
[期刊] 长江流域资源与环境
[作者]
徐金涛 许有鹏 叶正伟
城镇化的发展使不透水面积不断增加,往往导致地区的水文过程发生较为明显的改变。以太湖上游西苕溪流域内的安吉城镇化实验小区为例,在对研究流域50多a长系列水文气象资料和区域城镇化特征作较详细分析的基础上,结合2005～2008年短时间尺度降雨径流观测实验,通过雨量、水位以及下垫面等数据分析,选用Storm Water Management Model这一暴雨洪水管理模型对该地区的典型洪水过程进行了模拟,对其降雨径流规律进行了分析。结果表明:该模型对该区域的模拟效果较好,误差较小,可以用于该城镇化地区的降雨径流过程模拟和洪水规律定量分析;分析该实验小区降雨径流过程可知,城镇化使该地区洪水上涨过程明显...
[期刊] 自然资源学报
[作者]
刘兆飞 王翊晨 姚治君 康慧敏
基于太湖流域及周边气象站1957—2009年气象数据,采用Mann-Kendall和小波分析方法,分析其平均气温、极端最高和最低气温、降水量、最大日降水量及径流量的变化趋势和周期特征,并对流域径流量的变化及与降水量的耦合关系等进行分析。结果表明:太湖流域在过去50多年整体呈增温增湿的趋势;靠近大城市的站点气温升温趋势明显高于其他站点;流域夏季的极端高温事件有增强的趋势;流域年降水量呈不显著的增加趋势,而最大日降水量却呈显著的增加趋势,从一定程度上反映出流域内极端降水有增强的趋势;降水量和径流量的变化趋势较为一致,都呈不显著的增加趋势,且两者增加幅度基本相当;流域各要素存在约4 a的显著振荡周期...
[期刊] 长江流域资源与环境
[作者]
刘浏 徐宗学 黄俊雄
研究表明VIC模型在西苕溪流域具有良好的适用性,特别是对汛期洪水的模拟。应用陆面水文模型VIC与区域气候模式PRECIS耦合,探讨了西苕溪流域未来洪水对气候变化的响应。结果表明:横塘村水文站月平均流量与月最大洪峰流量的关系较为密切,相关系数均在0.85以上,在一定程度上可以表征洪水的变化特征;基于PRECIS生成的气候情景,未来时期西苕溪流域洪水对气候变化的响应比较明显,尤其是汛期流量增加趋势较显著;结合P-Ⅲ型分布频率分析,西苕溪流域2021～2050年发生洪水极值事件的频率及量级都较基准期增大,且A2情景比B2情景相对更容易触发较大洪水,基准期50a一遇洪水在未来两种情景下分别缩短为27a...
[期刊] 长江流域资源与环境
[作者]
于兴修 杨桂山
利用1985、1995和2000年的TM数据及水质资料,运用GIS和水质指数法研究西苕溪流域的土地利用/覆被变化及其水环境效应。结果表明:流域内耕地不断减少,建设用地持续扩大,林地前期减少后期缓慢增加;林地和耕地是流域内的主要土地利用类型,二者面积之和占流域面积的比例在三个时段均在92%以上;空间集中性及斑块碎化是土地利用空间格局变化的主要表现,建设用地斑块数量增多且斑块面积明显增大,耕地面积减少但斑块数量增多。研究时段内流域水质在时间上呈逐步恶化趋势,在空间上则表现为自上游至下游逐渐下降,其中,1996～2000年,研究河段内水质指数下降幅度达30%左右;只治理点污染源仅使水质指数增加6.5...
[期刊] 自然资源学报
[作者]
万荣荣 杨桂山
土地利用/覆被变化是影响流域水文过程的重要因素。基于太湖流域在全国的重要性及太湖流域LUCC洪水效应研究的迫切性,选择太湖上游西苕溪流域为研究区,利用分布式水文模型HEC-HMS模拟5种土地利用/覆被情景下的2次典型洪水过程(5年一遇的台风型洪涝和5年一遇的梅雨型洪涝),定量区分单一土地利用/覆被对洪峰的影响程度。结果表明,对于同场降雨,5种土地利用/覆被情景下的洪峰流量大小顺序为:林地<疏林灌丛<草地<耕地<建设用地,峰现时间先后依次是建设用地、耕地、草地、疏林灌丛、林地。同样的土地利用变化对洪峰的影响程度,5年一遇的台风型洪水比5年一遇的梅雨型洪水反应剧烈。对洪峰流量影响最大的土地利用变化...
[期刊] 地理科学进展
[作者]
王翊晨 姚治君 刘兆飞 康慧敏
基于2010年汛期与非汛期太湖流域西部宜溧河及西苕溪22个断面水样实测分析数据,选取高锰酸盐指数(CODMn)、总磷(TP)、总氮(TN)、氨氮(NH3-N)为主要研究指标,利用单因子评价法和综合评价法对两条典型河流汛期与非汛期水质状况及差异,以及两者间不同时期及沿程水质变化进行了对比分析,并从社会经济、自然地理等角度探讨了其产生的原因。结果表明:宜溧河流域平均水体污染程度总体高于西苕溪流域,污染程度更差。宜溧河非汛期各断面的CODMn、TN、NH3-N及TP含量均明显高于汛期的含量,水质状况更为恶劣,而西苕溪汛期的平均水质状况基本劣于非汛期。受流域内城镇空间布局以及工业污染企业的空间分布等因素的影响,河道水体水质状况的空间差异性比较显著。宜溧河段入湖河流水质污染主要来源于点源,汛期下游受到一定程度的非点源污染。西苕溪水质污染主要来源于面源污染,汛期污染物主要是由降雨径流带入河中,下游受到一定程度的点源排放影响。
关键词：
太湖流域 河流污染 空间变化 对比研究
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