基于1960s,1980s和2010s的三期水系数据,通过构建定量描述河流水系变化特征的指标体系,对嘉兴市河流水系的时空变化特征及其与城市化的关系进行研究.结果表明:① 近50年来,嘉兴市的河流水系呈现出剧烈衰减的趋势,其中河流发育系数,河网密度和水面率分别减少了58.91%,28.49%和14.09%,但在城市化不同阶段,河流水系衰减的程度并不完全一致.② 在整个城市化进程中,河流发育系数和干流面积长度比变化的空间差异非常大,河网密度和水面率变化的空间差异相对较大,而盒维数和河流曲度变化的空间差异相对较小.③ 河流发育系数,盒维数和河网密度的衰减趋势为城区>近郊>远郊,水面率的衰减趋势为远郊>近郊>城区,河流曲度的衰减趋势为近郊>城区>远郊,但干流面积长度比的空间变化趋势不明显.④ 城市化对河流水系变化的影响十分显著,且城市化水平越高的地区河流水系的变化越剧烈,而城市化对干流面积长度比与河流曲度的影响大于其对河流发育系数与河网密度的影响.

1973年以来,黄河中游河口镇至吴堡之间未控区的实测径流量大幅减少,甚至1/4年份出现负值;基于1956-1972年的降雨--径流关系,1973-2014年降雨条件的径流量偏少84%.分析认为,1973年以后,黄河该河段干流水库蓄水运行导致天桥泉域与黄河之间的补径排关系发生了变化,此变化不仅大幅减少了左岸泉水对黄河的补给量,而且增加了黄河向右岸岩溶含水层的渗漏量,是河口镇至吴堡之间未控区的实测径流大幅偏少的主要原因.本文通过不同时期的降雨径流关系对比,以及林草植被,梯田,用水和坝库水面蒸发等其他下垫面因素减水作用分析,推算出因泉水--河水补给关系变化而产生的黄河径流减少量,平均每年约6~8亿m³.

对伊洛河流域进行水文学和沉积学野外调查,在伊河龙门峡（LMX）地点发现典型的全新世黄土—古土壤剖面,根据野外沉积特征和磁化率、粒度分析判定该剖面夹有五层洪水滞流沉积层（SWD）。通过OSL测年和地层对比,确定该地层记录了四期五次特大洪水事件,分别发生在3100~3000 a BP、1800~1700 a BP、770~610 a BP和420~340 a BP,并结合史料等初步判断其中包含了AD 223和1761年历史洪水的沉积记录。这些古洪水事件与全新世气候恶化、转折和气候事件有明确的对应关系。采用古洪水水文学方法恢复洪峰水位,并采用比降—面积法计算出古洪水和历史洪水事件的洪峰流量介于14100~15800 m³/s。同时,根据实测获得1958年7月17日伊河龙门大洪水的洪峰水位和流量数据,采用相同参数和方法恢复其洪峰流量,误差仅有-3.6%,表明在该河段古洪水水文学重建所选参数和计算结果是可靠的。这些研究成果既证明季风气候区河流水文系统对全新世气候异常事件响应敏感,又为伊洛河流域水利、交通和防洪工程建设提供基础数据,具有重要的科学意义和实践价值。

通过野外考古调查研究,利用对钟桥遗址疑似古洪水层和研究区现代洪水沉积物的锆石微形态、粒度、磁化率、Rb/Sr等地球化学指标的比较、AMS¹⁴C技术和考古器物断代,发现钟桥遗址在4800~4597 cal. a BP、4479~4367 cal. a BP和4168~3850 cal. a BP分别经历了三次古洪水事件并相应堆积了古洪水沉积层;结合江汉平原及其周边地区众多遗址的古洪水沉积层时代对比证据,揭示了屈家岭文化中晚期（4900~4600 cal. a BP）和石家河文化末期至夏代（4100~3800 cal. a BP）两次大洪水事件在江汉平原地区非常普遍。对史前洪水发生环境背景的进一步分析,反映江汉平原在5000~4500 a BP及4000 a BP前后的时段气候表现得不稳定,古洪水事件与气候环境变化驱动的江汉平原湖群扩张存在一定的联系,并影响区域新石器文化兴衰过程。同时,其它证据也表明该区社会发展过程和环境变化过程特别是古水文过程的矛盾在石家河文化末期已特别突出,发现具有全球意义的4000 a BP前后气候异常引起的大洪水事件是江汉平原地区石家河文化消亡的重要环境因素;而石家河文化末期该区内部或同中原以及其它地区间的冲突,都加速了石家河文化的崩溃。这些研究成果,提供了可靠的大禹时代史前洪水证据来说明其对新石器文化兴衰的社会影响,对于揭示4000 a BP气候事件中区域气候水文变化的响应规律,亦具有重要的科学意义。

基于多沙河流“多来多排”的经验输沙公式,建立了考虑上站来沙量、前期河床累计淤积量、临界输沙水量及干支流泥沙粒径影响的非汛期和汛期输沙量一般表达式。在此基础上,根据黄河内蒙古河段1952-2010年实测的水沙资料,将其应用于黄河内蒙古河段巴彦高勒—三湖河口河段、三湖河口—头道拐河段以及巴彦高勒—头道拐全河段非汛期和汛期输沙量的计算,并应用输沙率法计算了各河段1952-2010年的非汛期和汛期冲淤量及其相应的累计冲淤量。通过输沙量、冲淤量和累计冲淤量计算值与实测值的对比表明,各河段非汛期和汛期输沙量、冲淤量及相应的累计淤积量计算值与实测值的吻合较好,其中非汛期和汛期输沙量计算值和实测值之间的相关系数R²分别约为0.93和0.97;非汛期和汛期冲淤量计算值与实测值之间的相关系数R²分别约为0.80和0.90;非汛期和汛期累计冲淤量之间的相关系数R²分别约为0.94和0.99。结果表明,就吻合程度而言,累计冲淤量优于年冲淤量,汛期优于非汛期。本文建立的冲淤量方法能够很好模拟该河段长历时的非汛期和汛期冲淤过程,可为黄河内蒙古河段输沙量及长期淤积发展趋势的分析提供科学依据。

应用天山北坡乌鲁木齐河源区1 号冰川、空冰斗和总控3 个水文断面2011 年5-9 月每10min 实测水位数据、15 min 的气温、降水数据、1 号冰川消融及空冰斗区积雪观测数据，采用排除和不排除降水对冰雪消融产流影响的研究方法，系统分析了不同冰川覆盖率下水文断面冰雪消融特征及产汇流过程。结果表明：（1） 乌鲁木齐河源区3 个水文断面流量昼夜差异明显，1 号冰川水文断面白天径流大于夜晚径流，空冰斗和总控断面则相反；3 个断面流量亦具有显著日变化过程，且流量峰值大小和到来的时间存在差异。（2） 在排除与不排除降水两种天气影响下，1 号冰川最大流量滞后最高气温分别为1~3 h 和0~1 h；空冰斗断面分别为10~16 h和13 h，总控断面分别为5~11 h 和6~7 h，反映了1 号冰川从消融产流到汇流时间最短，空冰斗积雪消融产流时间最长，总控位于二者之间，同时亦反映伴随降水过程冰雪融水汇流迅速，即从产流到汇流时间有一定的缩短。（3） 影响3 个水文断面流量变化的因素不同，冰川区热量条件是影响1 号冰川水文断面的关键，1 号冰川在过去20 余年间，冰内、冰下排水道变得更为单一，对融水的阻滞和贮存作用弱化，融水汇流过程变得更为迅速。（4） 冰川覆盖山区流域水文断面在冰川消融期的流量过程线变化及最大流量与最高气温时滞变化规律在一定程度上对于认识冰川覆盖率有差异背景下的流域下垫面水系演化、冰雪消融过程及水文断面径流补给具有重要的指示意义。

基于系统动力学的原理和方法,在充分考虑社会经济发展及城镇生态用水需求的基础上,建立长株潭城市群水资源供需系统模型,仿真模拟传统发展型、发展经济型、节水型、协调型等四种不同方案条件下,2012-2030 年长株潭城市群水资源供需变化趋势,并在此基础上,对水资源供需系统仿真方案与决策优化进行综合分析。研究结果表明:① 随着经济发展和人口增长,长株潭城市群水资源供需矛盾将日趋紧张;② 在协调型模式下,到2030 年长株潭城市群总需水量达到105.1×10⁸ m³,水资源供给能力尚有5.4×10⁸ m³富余,模拟期内水资源供给基本能够满足社会经济发展的需求,且能够获得最大的综合效益,是长株潭城市群水资源开发利用的相对较优方案;③ 为了实现预期目标,还需加快水利建设、完善用水管理、优化经济结构、增强节水意识、加大循环利用和环境整治,提高用水效率和水资源保障水平。研究结论可为促进长株潭城镇化发展与水资源高效配置提供依据,同时本文可为进一步深入探讨协调城镇化发展与水资源优化配置决策方案评价提供科学参考。

基于长江河口1959-2011 年实测悬沙浓度数据,通过对河口最大浑浊带外围海域泥沙要素分析的基础上,研究了近期流域人类活动和河口整治工程对最大浑浊带悬沙浓度的影响。研究表明:① 流域人类活动对入海水量影响较小,无明显趋势变化,而沙量和含沙量呈现锐减趋势,也使得进入河口区域的泥沙量呈现一致锐减;② 长江口外海域和南部杭州湾海域悬沙浓度变化不大,北部苏北沿岸略有减小,因数值较长江口海滨区小约1 个数量级,对浑浊带影响较小;③ 最大浑浊带位置受径流和潮流控制,面积变化与入海沙量多寡关系密切;④ 整个浑浊带区域悬沙浓度受入海沙量锐减决定,2000-2009 年较1959-1999 年悬沙浓度减小约为24.73%,向海延伸减幅降低,且峰值区域向口内移动,泥沙再悬浮作用对维持最大浑浊带悬沙浓度起调节作用,但不能决定其锐减趋势;⑤ 北槽航槽最大浑浊带的悬沙浓度向海为低—高—低变化特点,受入海沙量锐减、北槽分流分沙比减少及床沙粗化等影响,使其上段和下段悬沙浓度减小趋势,而中段受南导堤越堤沙量的影响悬沙浓度呈增加趋势。

采用2001-2011 年野外调查资料和卫星遥感影像数据,对生态输水影响下的塔里木河下游地下水、植被变化特征进行分析,并探讨了典型断面植被对地下水埋深变化的响应关系。结果表明:(1) 各断面地下水位变化过程与河道来水过程密切相关,近10 年来经历了显著抬升(2000-2005 年)—缓慢降低(2006-2009 年)—小幅抬升(2010 至今) 的过程,主要表现为随生态输水量的改变呈波动变化;地下水位抬升幅度与生态放水量的相关系数达0.78,与生态放水持续时间的相关系数为0.70。(2) 2001-2011 年塔河下游植被覆盖面积总体上呈增加趋势,其中灌木林地和草地变化显著,林地和耕地面积呈小幅度变化;植被覆盖度的变化主要表现为2001-2006 年显著提高和2006-2011 年小幅变化。(3) 植被覆盖度随地下水位的抬升呈现出增加的趋势;垂直河道的方向上,同时期植被覆盖度与地下水埋深空间分布特征一致,均以输水河道为轴向两侧植被覆盖度(地下水埋深) 逐渐降低(增大);平行河道的方向,植被覆盖度对地下水埋深的响应幅度随着离大西海子水库距离的增加而减小。

运用洞庭湖区与长江干流相关控制站1951-2010 年实测水文数据, 在分析江湖水力关系的基础上, 从不同时间尺度分析江湖水体交换能力的演变特征及其对三峡水库运行的响应。结果表明:① 7-9 月长江荆南三口对洞庭湖的补给能力较强, 1-3 月洞庭湖对长江的补给能力较强;② 江湖水体交换系数具有明显的年代际波动, 其中1951-1958 年、1959-1968 年荆南三口对湖泊的补给能力较强, 而2003-2010 年湖泊对长江的补给能力增强;③ 三峡水库运行后无论是典型年还是在水库不同调度方式运行期, 三口分泄能力减弱, 入湖水量减少, 而因四水入湖水量占绝对优势, 湖泊对长江的补给能力明显增强;④ 尽管影响江湖水体交换能力的因素极为复杂, 但从总体上讲, 除受流域降水波动影响外, 江湖水体交换能力在不同时间尺度上的演变特征及其过程均随着江湖水体交换量的变化而变化, 说明江湖水体交换能力强度与江湖水体交换量之间存在着彼此消长的关系。

利用历史水文资料、越冬候鸟分布调查资料及基础地理数据等, 从鄱阳湖形态的历史演变和鄱阳湖越冬候鸟生境保护的角度, 探讨鄱阳湖水利枢纽工程的水位调控方案。研究得到以下结论和建议:(1) 在维持鄱阳湖形态不变的情况下, 为有效保护越冬候鸟生境不受水利枢纽工程水位调控的影响, 工程调控水位不宜超过12 m, 但由于低水位运行不利于水利枢纽工程工程效益的发挥, 而高水位运行不利于越冬候鸟栖息地的保护, 为调和工程效益和候鸟保护之间的矛盾, 建议实施适当退田还湖, 以促进鄱阳湖水利枢纽工程的规划实施;(2) 根据地形、越冬候鸟分布范围、圩堤内居民点分布以及圩堤内土地利用现状, 提出了约640 km²实施退田还湖范围;(3) 以退田还湖为前提, 按照“调枯不调洪”原则, 提出鄱阳湖水利枢纽工程的水位调控方案, 为工程的推进和实施提供参考。

为选取基于水文循环估算蒸散发方法提供依据, 首先对常用水文模型中蒸散发估算方法进行回顾, 根据其物理机理的强弱性, 将水文模型中蒸散估算方法分为整体折算法和分类汇总法。当前水文模型中整体折算法占较大比重, 它们之间的差异有两点:一是潜在蒸散发估算方法不同;二是土壤干燥度折算函数不同;研究表明:由于水文模型存在不确定性及Penman-Monteith 方法具有较高资料要求, 致使模拟中使用该方法与使用其它简化经验公式相似或更差的水文循环模拟效果。所以对于不同水文模型, 如何选取与之复杂程度相兼容的潜在蒸散发估算方程和土壤干燥度折算函数来降低模型的不确定性需进一步讨论。在此基础上, 预估基于水文循环估算蒸散发方法朝着复杂机理化和简单实用化两个方向发展。

通过对黄河中游晋陕峡谷段进行系统地考察, 在多个地点发现全新世古洪水滞流沉积物。选择永和关段YHG剖面进行了沉积学和水文学研究。根据野外宏观沉积学特征, 确定YHG 剖面含有一组五层古洪水滞流沉积层。采样分析测试表明其磁化率低、烧失量小、CaCO₃含量低, 粒度成分分类为粉沙质细沙和细沙质粉沙。它们是黄河洪水悬移质泥沙在高水位滞流情况下的沉积物, 记录了黄河晋陕峡谷段一期五次特大古洪水事件。通过地层学对比分析和OSL 测年断代, 确定这五次洪水发生在全新世中期—晚期转折阶段, 即3200-3000 aBP。这也是我国历史上商末—西周初年的气候恶化转折阶段。利用“古洪水SWD厚度与含沙量关系法”恢复古洪水洪峰水位, 采用面积—比降法计算出5 次古洪水事件洪峰流量介于28380~48590 m³/s 之间。该结果有效地延长了黄河中游洪水数据序列, 为万年尺度洪水流量—频率关系的计算提供了基础数据。这对于黄河中下游水利水电工程洪水设计和洪水资源化开发管理具有重要的现实意义, 对于揭示黄河中游水文过程对于全球变化的响应规律具有重要的科学意义。

在变化环境下, 研究非一致性水文序列的变化趋势具有重要意义。常规的趋势分析方法一般只能分析水文序列均值的线性趋势。本文引入GAMLSS模型对宜昌站1882-2009 年间的年平均流量序列和年最小月流量序列分别进行趋势分析, 将序列的趋势分析从均值扩展至均方差(或变差系数)、偏态系数等其他统计参数。研究发现宜昌站年平均流量序列的均值有明显线性减少的趋势, 而宜昌站年最小月流量序列线性趋势不明显。在此基础上, 建立基于多项式回归的GAMLSS模型, 结果表明宜昌站年最小月流量序列并非平稳序列, 其均值表现为非线性的趋势变化, 偏态系数呈现线性的趋势变化。

以库赛湖研究区地形图、Landsat TM/ETM+和中国环境与灾害监测预报卫星HJ1A/BCCD影像为基础,结合五道梁气象站气温降水资料,利用地理信息技术和数理统计方法,对2011 年9 月可可西里地区库赛湖湖水外溢成因进行分析。结果表明,库赛湖湖水外溢发生在2011 年9 月20 日至30 日期间,卓乃湖湖水进入库赛湖是后者发生变化的直接原因,而库赛湖规模近20 年来的持续增长,尤其是2006 年之后湖泊面积快速增加是其湖水外溢的基础。卓乃湖湖水外泄的主要诱因是区域持续降水,其中8 月17 日和21 日强降水使卓乃湖于8 月22 日出现漫顶溢流,8 月31 日至9 月5 日、9 月16 日至17 日期间两次持续降水导致卓乃湖水量剧增,并在9 月14 日至21 日期间形成洪水。由于水量外泄,卓乃湖面积骤降,截至11 月29 日,湖泊面积168.07 km²,仅为8 月22 日湖泊面积的62%,共减少104.88 km²。库赛湖外溢湖水流入海丁诺尔后又进入盐湖,其中海丁诺尔湖水进入盐湖时间介于10 月6 日至20 日期间。外来湖水大量进入导致海丁诺尔和盐湖在10-11月份快速扩大。

本研究分析了1960-2008 年鄱阳湖流域的气候和水文变化特征,用水量和能量平衡关系解释和印证了这些特征,并由此揭示了鄱阳湖流域水文变化特征的成因及干旱和洪涝发生的规律。得到以下主要结论:1) 正常或偏湿年份鄱阳湖流域6 月份容纳水量能力已达到饱和,若6-7 月降水量超出正常年份,则流域超饱和,洪涝发生。长江中上游降水量7 月份的异常偏多会对鄱阳湖流域的洪涝起触发和强化作用。2) 鄱阳湖流域7-10 月蒸发量大于降水量,特别是7-8 月蒸发量大于降水量的一倍以上,所以若4-6 月流域降水量少于平均年同期量的20%以上,则累积效应使秋旱发生。当初冬(11 月) 降水偏少时,秋旱可持续到来年的初春,形成严重的春旱。长江中上游降水量对鄱阳湖流域的春旱没有直接影响,但7-8 月降水量偏少时则对秋旱起重要的强化作用。3) 长江对鄱阳湖流域的水文过程和旱涝的发生、发展的影响主要在7-8 月的“长江与鄱阳湖耦合作用”时期和9-10月的“弱长江作用”期。

甘肃黄土高原属半干旱和半湿润气候过渡区。潜在蒸散量大于降水量,土壤水是影响冬小麦生产最直接因素。运用甘肃西峰农业气象试验站1981-2010 年冬小麦大田试验及土壤湿度观测资料,对近30 年土壤水变化规律及与冬小麦各产量要素的关系进行分析。结果表明,冬小麦贮水量最大时段为冬前生长期,其次为返青期至拔节期,最小为孕穗期至成熟期。耗水量最大时段为孕穗期至成熟期,其次为冬前生长阶段,最小为返青期至拔节期。1981-2010年土壤100 cm土层、1990-2010 年200 cm土层贮水量呈减少趋势,耗水量呈增加趋势。冬小麦土壤水分利用率呈上升趋势,变化转折点出现在1998 年。200 cm、100 cm土层贮水量与冬小麦不孕小穗率相关性显著。不同生长阶段各层次土壤贮水量均与千粒重相关性显著,且随着深度加深,相关性愈加显著。冬前生长阶段、返青期至拔节期各深度层次土壤贮水量与单株成穗数相关性分别通过0.1、0.01 信度水平检验。在冬小麦各生长阶段,各层次土壤贮水量与单产相关性显著。5 月中旬100 cm 土层贮水量对产量影响较大,aj(t) 值达20 kg/hm²·mm。不孕小穗率与不同生长阶段100 cm土层耗水量均呈显著负相关关系。千粒重与冬前生长阶段的各深度层次耗水量相关性显著。单株成穗数与返青期至拔节期上层土壤耗水量相关性显著。单产与孕穗期至成熟期各层次耗水量相关性显著。从当年9 月到次年5 月100 cm土层耗水量对单产影响逐渐增大,5 月中旬aj(t) 达25 kg/hm²·mm。此后耗水量对产量的影响逐渐降低。

随着全球或区域气候的变化,加上渐强的人类活动的影响,世界上一些河流的径流量发生了明显减小的变化趋势,这在干旱及半干旱地区的河流中尤其明显。在我国,北方干旱及半干旱地区河流的径流量的减小已经引起了严峻的生活及生态方面的问题。因此查明流域径流量的变化特征、趋势及分析其原因,是流域管理中面临的重要科学问题。该研究以黄河中游一级支流皇甫川流域为例,利用1960-2008 年的数据资料,采用累积距平方法、年际累积量方法,分析了该流域径流量和降水量的变化趋势,识别出径流量变化过程中1979 和1998 为其两个突变年份,而降水量变化过程中仅存在唯一的突变年份1979。利用统计分析法分别分析了1960-1979、1980-1997 和1998-2008 三个时期的累积径流量与年份之间的线性关系,以及1960-1979、1980-2008 两个时期累积降水量与年份之间的线性关系。采用本文提出的新的计算方法——累积量斜率变化率比较方法,以1960-1979 为基准期,在不考虑蒸散总量的影响时,计算得出皇甫川流域径流量减小的降水量和人类活动的相对贡献率在1980-1997 年间分别为36.43%和63.57%,在1998-2008 年间分别为16.81%和83.19%。该研究结果揭示了皇甫川流域近半个世纪以来径流量的变化趋势及其主要影响因素的贡献率,对于该流域未来水资源的开发利用具有重要指导作用。同时,所提出的定量研究方法可以应用在干旱—半干旱地区河流径流量变化及其影响因素的定量评估中。

以淮河流域蚌埠闸以上20 个水文站点1956-2010 年日径流量观测数据资料为基础,采用游程检验、趋势检验和Mann-Kendall 检验法分析年最大日径流量的变化规律。分别采用年最大值法(annual maximum,AM) 和超门限峰值法(peaks over threshold,POT) 抽取径流序列样本, 运用广义极值分布(generalized extreme value distribution,GEV) 和广义帕累托分布(generalized Pareto distribution,GPD) 两种极值统计模型对规范化样本进行拟合,分析淮河流域极端径流的时空变化规律。研究表明:1956-2010 年,淮河流域蚌埠闸以上的研究站点中,10 个站点的年最大日径流量有减少的趋势,另外10 个站点有不显著的增加趋势。极端径流事件大多发生在20 世纪60、70 年代,且以汛期居多。淮河流域的极端径流主要来自淮河干流、淮南山区和伏牛山区。使用Kolmogorov-Smirnov (K-S) 法检验发现,GEV和GPD分布分别能较好的拟合AM和POT序列。采用百分位阈值法、平均超出量函数图法和超定量洪峰法三种方法选取阈值,对于淮河流域的极端径流事件模拟而言,百分位阈值法较好。

综合考虑区域自产水和上游来水条件,构建了水资源支撑指数(WSPI),定量描述区域水资源短缺程度,表征水资源条件对区域社会经济发展的支撑能力。通过构建全国评价模型,计算了210 个水资源三级区以及省、县两级行政单元的WSPI。据此划分了水资源支撑能力等级,探讨了我国水资源支撑能力空间格局,分析了其与人口、GDP指标的关系,着重讨论了缺水区域空间分布及其缺水机理的差异性。该方法评价结果与我国实际水资源短缺问题基本一致,表现了较强的适用性,可以为水资源政策制定以及社会经济发展规划等宏观决策提供科学支撑。

利用分布式生态水文模型SWIM，基于泾河上游(泾川测站以上) 植被、土壤、气象和水文数据对研究区进行了水文过程的模拟，从而估算了流域的实际蒸散量及其各组分。结果表明：SWIM模型能够较好的模拟泾河上游流域的水文过程，模拟的流域多年(1997-2003 年) 平均实际蒸散量为443 mm，其中土壤蒸发量为259 mm，植被蒸腾量为157 mm，冠层截持量为27 mm。石质山区的森林覆盖区和非森林地的年蒸散总量在整个流域分别具有最大值和最小值，为484 mm和418 mm；黄土区实际蒸散量介于二者之间，平均为447 mm。森林覆盖地区土壤蒸发明显小于其它区域，而蒸腾和冠层截留明显大于其它区域。年内蒸散量主要集中在5-8 月份，占全年总蒸散量的60%，且冠层蒸散比例较大达63%。整个流域湿润年份较干旱年份蒸散量增加了78 mm，其中土壤蒸发增加最多，其次是冠层蒸腾，冠层截留蒸发最小。

水循环过程受众多自然因素和人为因素影响，决定了水循环系统的变化性和复杂性。水循环系统模型作为研究流域水文循环过程及演变规律的重要工具，必然也存在较大的不确定性，特别是对于大尺度陆—气耦合下的水循环模拟系统，其不确定性来源包括输入和参数不确定性、结构不确定性、方法不确定性以及初始和边界条件不确定性。本文在分析不确定性量化方法和传统水文模型不确定性研究基础上，重点评述当前大尺度水循环系统模拟的不确定性研究进展和存在的瓶颈问题，并介绍一种针对大型复杂动力系统的不确定性量化解决方案和工具系统—PSUADE，基于此讨论PSUADE在大尺度水循环模拟系统不确定性量化过程中的优势。

基于FAO Penman-Monteith 公式计算了我国西北地区126 个测站1961-2009 年的生长季(4-10 月) 参考作物蒸散(ET₀) 对平均气温、风速、相对湿度和太阳辐射的敏感系数，并结合各气象因子的多年变化特征定量讨论参考作物蒸散变化的原因。结果表明：风速和气温的敏感性虽然相对较低，但因其显著变化，成为引起ET₀变化的主导因子，贡献达到-5.22%和3.29%；太阳辐射和相对湿度敏感性较大，但因变化小，贡献仅为-0.76%和0.63%。空间上，气温在西北地区对ET₀ 变化多为正贡献，风速和太阳辐射多为负贡献；相对湿度在西部多为负贡献，东部为正贡献。估算的4 个气象因子共同作用引起的ET₀变化在趋势、数值和空间分布上均与ET₀的实际变化基本一致，两者的相关系数高达0.99，表明结合敏感性分析和气象因子的多年变化来解释西北地区ET₀变化的原因兼具合理性和可行性。而且该方法弥补了趋势分析法、相关分析法和敏感性分析法的不足，为定量分析ET₀变化成因提供一条新思路

基于全疆8 条代表性河流近50 年的地表径流、气温和降水数据，采用Mann-Kendall 趋势检验和突变检测法，对各条河流地表径流、年均气温和年降水进行了长期趋势检验和突变分析，同时对径流与气温、降水之间的变化关系以及水文极端事件洪水的发生频次和洪峰流量进行了分析。结果表明，20 世纪80 年代中期以来全疆各地气候一致表现为气温升高和降水增多，其中北疆地区变化最为显著，南疆其次，东疆最小。受气温、降水变化影响，河流径 流发生年际和年内分布变化。大部分河流自20 世纪90 年代初水量显著增多，有春汛提前、夏汛推后和洪峰流量增大的现象，其变化特征与河流补给类型密切相关。全疆洪水发生频次增多、洪峰流量增大。气候变暖已对区域水文循环产生重要影响。

以1951-2008 年实测水文资料为依据，运用对比方法，分析了三峡水库调度运行初期，荆江与洞庭湖区的连琐水文效应。结果表明：① 荊江冲刷量占宜昌至城陵矶段的78.9%，其平均冲刷强度也远高于该河段；② 三口分流比减少2.33%、分沙比减少2.78%；③ 三口多年平均入湖径流泥沙比依次减少7.7%及24.4%；④ 洞庭湖区淤积速率减缓26.7%、汛期水量较同期多年平均值偏少20.2%，使湖区连年季节性缺水，前者对延长湖泊寿命有利，后者酿成了连 年性的夏秋连旱灾害、居民饮用水、生产用水和航运等水安全问题以及涉及到了珍禽鸟类数量和种类减少，东方田鼠种群数量极度膨胀等生态系统的稳定性；⑤ 湖口多年平均输沙泄洪能力增强了26.6%和3.7%，避免了溃垸决堤之灾。并认为，为适应新的江湖关系变化，必须进一步优化调整三峡水库调度运行方案，重新审视江湖治理的理念，维系江湖连通的纽带。

为了了解黄河水沙变化过程及其对三角洲的影响，本文运用统计学方法对利津站1950-2007 年的水沙数据以及流域人类活动引起的减水减沙数据进行了分析，结果表明：1950-2007 年黄河入海水沙量明显减少，且年际波动比较剧烈。人类活动的影响是入海水沙量减少的主要原因。1950-2005 年，水土保持年均减水减沙量分别为20.2 亿m³和3.41 亿t；工农业年均引水引沙量分别为251.64 亿m³ 和2.42 亿t；干流库区拦沙量，三门峡水库1960-2007 年年均淤积1.45 亿m³，小浪底水库1997-2007 年年均淤积2.398 亿m³。相比于花园口站的水沙量，下游河道以淤积为主，入海水沙量减少；以冲刷为主，入海水沙量增加。当不同时期入海总水沙量比为0.0257 t/m³左右时，河口附近岸线延伸，三角洲面积增加。但近来年入海水沙量的急剧减少，特别是黄河口清8 出汊以后，整个黄河三角洲由淤积转变为侵蚀，冲淤状态发生逆转的时间约在1997 年。

根据20世纪80年代初以及90年代末上海水资源普查的数据，尝试以水利片作为河网地区流域水系结构的基本单元, 类似Strahler水系分级，采用上海水资源管理信息系统中的河道分级体系作为水系分级方案，探讨了感潮河网地区的水系结构特征及城市化响应。研究表明：(1) 非高度城市化地区河网水系总体上具有Horton表现，反映在非高度城市化地区不同水利片的河道数目及河道平均长度随河道级别呈几何级数变化，不同等级水系的发育具有自相似特征。(2) 城市化是改变感潮河网地区水系结构的重要因素，在高度城市化的城区水利片，不同等级河网水系发育的自相似性特征已受到破坏，其影响集中表现为对河网水系分枝比和水面率的削弱，即高度城市化地区河网水系结构趋于简单，非主干河道减少，河网水面率与城市化水平成反比，反映出城市化过程中未能充分与河网结构保护相协调。(3) 河网水系的结构与功能参数之间具有显著的相关水平，说明河网地区水系形态结构与功能密切相关。由于城市化进程表现为对水面率以及分枝比的削弱，指示水面率和分枝比等指标具有表征城市化对水系结构影响的意义，在河网水系保护和结构恢复过程中应高度重视水面率、分枝比以及河网结构自然度等指标。

将黄河河源区划分为38个自然子流域，利用分布式水文模型模拟径流量，采用唐乃亥水文站逐年、月实测径流资料进行验证，得到了较好的模拟效果。文章建立了5种土地覆被情景模型及24组不同气温和降水的情景组合，分别模拟不同情景下的年径流量。模拟结果表明，随着植被覆盖度的增加，流域年径流量减小，蒸发量增加。当气温降低2_oC且降水增加20%时，流域径流量增加得最大，增加39.69%。

作者利用洞庭盆地多年水准测量资料和洞庭湖近年的泥沙资料，对洞庭盆地的构造沉降速率和泥沙淤积速率进行了分析，从地貌学和水利学角度，对“洞庭湖盆”和“洞庭盆地”这两个不同的空间概念进行了区分，在此基础上，探讨了构造沉降和泥沙淤积对洞庭湖蓄洪空间和防洪大堤的影响。在目前洞庭湖盆被大堤围限的情况下，洞庭盆地的构造沉降运动使洞庭湖的蓄洪空间不断减小；洞庭盆地的构造沉降量虽然在一定程度上缓解了洞庭湖不断萎缩的趋势，但构造沉降对洞庭湖区的防洪形势却是不利的。构造沉降和泥沙淤积均对防洪大堤的质量提出了更高的要求，增大了洞庭湖区防洪的难度。