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青衣江是大渡河重要支流,其水质状况直接关系下游城镇饮用水安全.为揭示径流变化对总磷输出的驱动规律,以夹江水文站 2016-2025 年逐月径流量及总磷浓度监测数据为基础,采用月度直接估算法计算总磷通量,结合Mann-Kendall 趋势检验与 Spearman 相关性分析,系统探究径流变化特征对总磷输出的影响机制.结果表明:(1)研究期间夹江水文站月均流量481.19 m3/s,月均总磷浓度0.053 mg/L,流量变异系数0.74(高于总磷变异系数0.60);(2)总磷输出呈显著季节性聚集特征,汛期(5-9月)总磷通量占全年总量的 72.7%,7 月最高(月均 17.5 万 t),体现典型非点源冲刷特征;(3)月径流量与月总磷通量呈极显著正相关(Spearman ρ=0.8587,P<0.01),丰水年平均总磷通量(115.9 万t)是枯水年(69.4 万 t)的 1.67 倍,径流对总磷输出存在明显放大效应;(4)2016-2025 年,总磷浓度、年通量及年均流量均无显著变化趋势(P>0.05),流域磷负荷整体平稳.研究成果可为青衣江流域水环境精细化管控提供科学依据.
总磷通量月度直接估算法径流驱动Mann-Kendall趋势检验青衣江
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为了解鄱阳湖丰水期至枯水期(6-11月)水文过程影响下周边地表水-地下水中水化学特征及调控机制,以鄱阳湖北部湖滨城市—庐山市为研究对象.在了解水体常规水化学特征的基础上,进一步分析了研究区水体Fe、Mn、Al等常量金属及Cu、Zn、As、Cd、Pb、Hg等痕量有毒重金属的分布特征.同时,借助冗余分析(RDA)和偏最小二乘路径模型(PLS-PM)定量揭示了水体理化指标对金属离子分布的影响机理.结果表明,研究区水体水化学类型主要为HCO3-Ca型,硅酸盐岩风化的水岩相互作用是其主要来源.虽然研究区地表水中F-、NH3-N、浑浊度、耗氧量浓度更高,但超标率更低;而地下水以NO3-、pH和浑浊度的超标率更高.研究区金属离子以常量金属离子浓度更高,地表水比地下水高,其中地表水Fe、Mn超标率分别为35.83%和52.50%.在径流量和地表-地下水力交换作用下,浑浊度、NH3-N和耗氧量呈明显季节性变化,并对水中金属离子浓度分布具有重要影响(其中地表水系统中直接影响达0.98),而水化学离子的影响总体为负(-0.42).成因分析表明地表水金属离子受颗粒物、有机质主导,而地下水中阴离子络合调控和氧化还原作用更显著.研究结果可为鄱阳湖周边水体金属污染的分区分时管控提供科学依据.
水化学特征金属离子地表-地下水鄱阳湖成因分析
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针对跨流域调水年度计划中月尺度来水不确定性刻画不足、偏枯风险和偏丰调蓄压力难以识别的问题,提出月径流概率预测、来水情景生成与水量平衡校核框架.该方法以实测月径流为统一评价对象,利用训练期多年平均月流量构建季节性基准,并对残差开展概率建模;进一步结合双向门控循环网络、注意力机制和非交叉分位数约束,生成偏枯、常态和偏丰来水情景.三河口水库实例表明,测试期纳什效率系数为 0.3608,90％预测区间覆盖率为 0.9275.以 5.0 亿 m3 为示例性计划调水目标,偏枯情景下实际可调水量为 1.8118 亿 m3、缺水量为3.1882亿m3;常态和偏丰情景均可完成计划目标,但弃水或强迫泄放量分别为1.1414亿 m3和14.2659亿 m3.结果表明,该框架可将月径流概率预测结果转化为调水计划可用的来水边界和风险指标,为年度计划编制与滚动修正提供支撑.
月径流概率预测非交叉分位数回归来水情景生成水量平衡校核跨流域调水
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微塑料无处不在,尤其是人口密集和工业化程度高的地区,已经造成严重的生态危机并严重影响人类的身体健康.当前研究治理措施、调查污染来源情况尤为迫切.以长江上游重庆段 6 个一级支流入江口为研究对象,于2024 年夏(8 月)、秋(10 月)两季系统采集表层水样,阐明该河段微塑料的季节动态、空间异质性及其驱动机制.结果显示:支流中微塑料粒径(r)以r<1 000 μm 纤维状为主(>70％),聚合物类型以 PA66 和 PP 占绝对优势;夏季平均丰度(4.0±0.5 MPs/L)显著高于秋季(2.0±0.6 MPs/L),丰水期暴雨径流产生的"源—脉冲"与枯水期"沉降—滞留"的"汇—清除"效应是主因;主要支流康乐镇下游、御临河江口等高度城镇化河口在夏季形成高丰度热点,秋季普安渡口因市政管网施工引发沉积物再悬浮而成为新的高值异常区;夏季微塑料丰度与水体电导率呈正相关,表明污水排放与地表径流的叠加作用.重庆长江一级支流在季节尺度上对干流具有"放大—汇"交替作用,微塑料的来源推测为城镇洗衣废水、纺织业排放及农业塑料残膜.
微塑料长江一级支流重庆季节波动空间异质性水文驱动
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为揭示气候变化背景下石羊河流域径流演变特征,综合采用Mann-Kendall(MK)趋势检验、Theil-Sen斜率估计与创新趋势分析方法,并辅以突变与周期分析,对石羊河六河水系上游1987-2024年的年季尺度径流时空变化规律开展对比分析.结果表明,六河水系年径流整体呈现"前期偏丰—中期偏枯—后期恢复增加"的阶段性演变特征,主要转折年份集中在2002年、2013年和2015年附近,并具有13～16 a的年代际周期波动.趋势检验结果进一步表明,六河年径流总体呈上升态势,除杂木河与金塔河外,其余四河均通过99%置信水平检验,其中西营河增加趋势最为显著.径流年内分配呈现显著的空间差异:春季径流总体衰减,杂木河与东大河降幅相对较大;冬季径流在各河流的全流量级上均普遍增加,是枯水期水资源改善的主因;夏、秋季径流空间异质性显著,尽管多数河流低水期流量有所改善,但黄羊河、杂木河等在夏秋季的高流量(汛期洪峰)时段出现明显衰减.方法对比凸显了创新趋势分析法在捕捉微弱趋势及不同流量级非一致性变化方面的优势,有效识别了MK检验难以捕捉的变化特征.研究为揭示流域不同河流的季节性丰枯响应,优化水资源时空配置及制定差异化的防洪抗旱调度策略提供理论依据.
径流变化Mann-Kendall创新趋势分析时空异质性石羊河流域
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本研究旨在揭示松嫩平原地下水系统的动态特征及其控制机制.采用地下水动态监测与水文地质条件分析方法,明确了第四系承压水水位呈现显著空间分异与季节规律.结果表明,高平原受气象与开采驱动呈年周期性波动,低平原天然状态下以侧向径流控制为主,但强烈开采区动态模式发生转变,部分区域近年来出现枯水期水位上升而丰水期下降的反常现象.白垩系承压水整体维持采补平衡状态,但丰水期呈现西北降、东南升的空间分异特征,局部开采区引发地下水流场异常.研究表明区域地下水循环受含水层结构、边界条件与人类活动的协同控制,该认识可为优化灌溉管理与防治土壤盐渍化提供科学依据.
松嫩平原地下水监测地下水水位开采-径流型采补平衡
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结雅河流域为黑龙江上游左岸重要寒区支流,降雪融雪与冻土水文过程叠加水库调控使径流季节结构调整直接影响防洪与枯水保障.本文采用 ISIMIP3b 月尺度0.5°河道流量数据 dis 与地表径流数据 qs,构建历史 1940-2014 年序列及 SSP126、SSP370、SSP585 情景 2015-2100 年序列,并以黑龙江流域出口 Bogorodskoye 站 GRDC 实测流量对流量序列开展率定与偏差订正.基于Sen 斜率、Mann-Kendall 检验及 UF/UB 顺序检验,识别春夏秋冬四季趋势与突变点,并分析径流深空间变化.结果表明,历史期春、夏径流分别以每年减少 5.125 m3/s 和 5.139 m3/s 的速率下降,秋季每年减少1.848 m3/s,冬季每年增加 6.49 m3/s,表明水量由暖季向冷季转移.年径流历史期每年减少4.14 m3/s 且 R2 为0.0316,未来在 SSP126、SSP370、SSP585 下分别以每年增加 2.58、8.54、10.79 m3/s的速率上升.径流深趋势上春季减少区域占 78.8%,夏秋增加区域分别占 84.9%,冬季增加区域占63.5%.结果为季节配水、水库调度与洪枯风险评估提供定量依据.
结雅河流域径流变化Sen斜率Mann-Kendall检验SSP情景
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以CMIP6气候情景驱动SWAT模型预估未来径流演变过程,是定量揭示气候变化对径流影响的重要手段.本研究以开都河河源区为研究对象,基于1961-2018年大山口站月径流数据构建SWAT模型,选取CMIP6中6个气候模式,经多模式集合平均(MME)后,结合SSP1-2.6、SSP2-4.5和SSP5-8.5三种情景驱动模型,预估开都河河源区2026-2100年径流变化过程.结果表明:模型在率定期与验证期模拟效果良好,纳什效率系数(NSE)分别为0.79和0.74,Kling-Gupta效率系数(KGE)较高,百分比偏差(PBIAS)约-10％;MME模拟效果优于单一气候模式;2026-2100年降水小幅增加,气温持续升高且SSP5-8.5升温最显著;年际径流呈情景分化,SSP1-2.6缓慢上升,SSP2-4.5微弱下降,SSP5-8.5显著下降,远期变化率中位数分别为18.67％、3.04％和-20.05％;年内春季径流增幅显著、洪峰前移,SSP5-8.5呈现汛期缩短、枯水提前.各情景下开都河河源区径流变化差异显著,气候变暖对径流演变具有重要驱动作用.研究结果为干旱区水资源适应性管理提供了理论支持和实践参考.
CMIP6SWAT开都河河源区径流响应多模式集合平均
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为给区域防护林的精准经营与结构优化提供理论依据和实践路径,选取黑龙江省加格达奇(寒温带针叶林区)、龙江(松嫩平原风沙区)、庆安(漫川漫岗水土流失区)3个典型生态区的水土保持林为研究对象,于2023-2025年林木生长季,在各研究区共设置固定样地,系统调查林分结构指标(郁闭度、灌草盖度、枯落物厚度、土层厚度等),并同步观测径流深、土壤侵蚀模数、枯落物持水量、土壤饱和贮水量等关键功能指标,综合运用相关分析、通径分析、多元回归模型及主成分分析等方法,解析林分结构对其功能的影响机制,构建结构-功能关系模型,并基于模型预测功能提升潜力.结果表明:结构优化后(郁闭度0.65,灌草盖度68％),防护林的枯落物最大持水量提升至4.12 t·hm-2,土壤饱和贮水量达182.8 mm,较优化前分别显著提升32.1％和28.5％(P＜0.05);径流深和土壤侵蚀模数分别降低至38.1 mm和14 3.3 t·km-2,降幅达40.3％和52.6％.结构指标中,郁闭度(0.6～0.7)和灌草盖度(＞60％)与水土保持功能呈极显著正相关,决定系数(R2)介于0.76～0.89.基于所构建的结构-功能关系模型,预测当前黑龙江省水土保持林的水土保持功能综合提升潜力可达32.1％,其中加格达奇寒温带针叶林区潜力最大(32.1％),龙江风沙区和庆安漫川漫岗区分别为25.4％和18.5％.郁闭度与灌草盖度是调控水土保持功能的关键结构因子.通过定向结构调整(将郁闭度控制在0.6～0.7,灌草盖度提升至60％以上),可显著挖掘防护林的功能提升潜力.
水土保持林林分结构功能耦合提升潜力结构优化黑龙江省
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气候变化与人类活动通过改变河流水位-流量关系,进而影响径流水文节律.基于此,以长江最大的支流汉江为研究对象,通过分析其中下游皇庄水文站2000～2020年的水位-流量关系,探讨多重压力影响的汉江中下游水文异变特征.结果表明:(1)皇庄站水位显著下降而流量下降趋势不明显,但二者均在2013年丹江口水库大坝加高后发生突变;水位在高流量区间增长速度快于突变前,在低流量区间下降速度快于突变前,其水位出现"洪季更高,枯季更低"现象.(2)水位-流量曲线突变前为逆时针绳套状,突变后绳套效应近乎消失,高水位高流量情况出现频率减少而低水位低流量情况出现频率则增加.(3)丹江口水库大坝加高拦截上游泥沙,使得河流含沙量降低,清水下泄,导致44 m水位以下河道被冲刷下切,同流量下水位降低明显;同时,44 m水位以上河漫滩细颗粒被冲刷,糙率增加,过流能力减弱,同流量下水位增加明显.
汉江水位-流量关系水文异变丹江口大坝加高工程
