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基于Budyko方程的小理河流域径流响应研究

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西安理工大学学报 2018年第4期34卷 439-446页

作者：巩瑶莫淑红李子龙沈冰西安理工大学省部共建西北旱区生态水利国家重点实验室陕西西安710048 三门峡市水利勘测设计有限责任公司河南三门峡472000

环境变化对径流影响是综合作用的过程,为此定量区分气候变化和人类活动对径流变化的贡献具有一定的现实意义。本文以小理河流域的降水量、潜在蒸散发量和径流深为研究对象,采用Mann-Kendall方法分析了三者的变化趋势,运用有序聚类法和滑... 详细信息

环境变化对径流影响是综合作用的过程,为此定量区分气候变化和人类活动对径流变化的贡献具有一定的现实意义。本文以小理河流域的降水量、潜在蒸散发量和径流深为研究对象,采用Mann-Kendall方法分析了三者的变化趋势,运用有序聚类法和滑动T检验法诊断径流深序列变异点,采用Budyko方程定量计算气候变化和人类活动对径流变化的影响程度。结果表明:流域径流序列在1998年发生变异,相比于1978—1997年的多年平均径流深,1998—2010年的多年平均径流深减小了7.06mm,其中气候因素变化使得径流深增加6.64mm,而大规模人类活动使径流深减小了13.7mm。通过累积量斜率变化率比较法与Budyko方程定量计算结果的对比分析可知,两者结论相近,人类活动是导致该流域径流深减小的主要驱动因子,证明了Budyko方程定量分析结果的可靠性以及在黄土高原地区的适用性。

关键词：气候变化人类活动径流响应 Budyko方程小理河流域

Budyko方程和单作物系数法在区域蒸散发估算中的耦合及应用

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中国沙漠 2015年第3期35卷 683-689页

作者：王帅兵李常斌杨林山杨文瑾兰州大学资源环境学院甘肃兰州730000 兰州大学西部环境教育部重点实验室甘肃兰州730000

实际蒸散发(ET)是水文循环的关键环节,分布式量化ET是区域水量平衡计算的重要内容。本文基于budyko水热耦合方程推算单作物系数,在单作物系数和基于遥感方法的叶面积指数(LAI)之间进行统计回归,建立计算LAI的模式,实现Budyko方程进行区... 详细信息

实际蒸散发(ET)是水文循环的关键环节,分布式量化ET是区域水量平衡计算的重要内容。本文基于budyko水热耦合方程推算单作物系数,在单作物系数和基于遥感方法的叶面积指数(LAI)之间进行统计回归,建立计算LAI的模式,实现Budyko方程进行区域ET估算的空间分辨率提升。洮河流域的范例研究证实了两种方法耦合在复杂地理-生态区间应用的合理性。本文为区域ET的分布式量化研究提供了一种新的思路。

关键词： ET Budyko方程作物系数法洮河流域

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汉江上游径流情势变化及归因分析

南水北调与水利科技（中英文） 2023年第4期21卷 761-769页

作者：邓乐乐郭生练田晶王何予王俊武汉大学水资源工程与调度全国重点实验室武汉430072

基于budyko框架及径流变化情势指标同气象因子的拟合关系,拓展Budyko方程并得到微分方程。选择汉江上游安康和白河水文站的年均径流、汛期平均径流和非汛期平均径流资料系列,开展径流情势变化及归因研究。结果表明:所有径流指标均发生... 详细信息

基于budyko框架及径流变化情势指标同气象因子的拟合关系,拓展Budyko方程并得到微分方程。选择汉江上游安康和白河水文站的年均径流、汛期平均径流和非汛期平均径流资料系列,开展径流情势变化及归因研究。结果表明:所有径流指标均发生变异且明显减小;多元对数线性回归模型拟合的相关系数大于0.90,能够较好预估径流变化情势指标,并捕捉到径流变化情势指标同气象参数之间的非线性关系;基于budyko假设的互补关系法性能优于全微分法,气候(流域下垫面)变化对安康站年均径流量、汛期平均径流量和非汛期平均径流量贡献的绝对值分别为35.89%(64.11%)、34.58%(65.42%)和71.12%(28.88%),对白河站年均径流量、汛期平均径流量和非汛期平均径流量贡献的绝对值分别为34.82%(65.18%)、26.29%(73.71%)和35.11%(64.89%)。

关键词：径流情势气候变化下垫面变化 Budyko方程汉江流域

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汉江上游径流情势变化及归因

南水北调与水利科技(中英文) 2023年

作者：邓乐乐郭生练田晶王何予王俊武汉大学水资源工程与调度全国重点实验室

基于budyko框架及径流变化情势指标同气象因子的拟合关系，拓展Budyko方程并得到微分方程。选择汉江上游安康和白河水文站的年均径流、汛期平均径流和非汛期平均径流资料系列，开展径流情势变化及归因研究。结果表明：所有径流指标均发... 详细信息

基于budyko框架及径流变化情势指标同气象因子的拟合关系，拓展Budyko方程并得到微分方程。选择汉江上游安康和白河水文站的年均径流、汛期平均径流和非汛期平均径流资料系列，开展径流情势变化及归因研究。结果表明：所有径流指标均发生变异且明显减小；多元对数线性回归模型拟合的相关系数大于0.90，能够较好预估径流变化情势指标，并捕捉到径流变化情势指标同气象参数之间的非线性关系；基于budyko假设的互补关系法性能优于全微分法，气候（流域下垫面）变化对安康站年均径流量、汛期平均径流量和非汛期平均径流量贡献的绝对值分别为35.89%(64.11%)、34.58%(65.42%)和71.12%(28.88%)，对白河站年均径流量、汛期平均径流量和非汛期平均径流量贡献的绝对值分别为34.82%(65.18%)、26.29%(73.71%)和35.11%(64.89%)。

关键词：径流情势气候变化下垫面变化 Budyko方程汉江流域

景观格局视角下晋西三川河流域径流变化归因分析

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生态学报 2022年第12期42卷 4946-4958页

作者：雷泽鑫傅健宇罗俊杰曹磊天津大学建筑学院天津300072 河海大学水文水资源学院南京210024

黄土高原大规模人类活动造成下垫面剧烈变化,流域景观格局改变,影响产汇流过程。学科融合视角下,基于budyko水热耦合方程、景观指数计算以及回归分析等多学科方法,以晋西黄土丘陵沟壑区三川河流域为例,分析不同尺度景观格局变化造成流... 详细信息

黄土高原大规模人类活动造成下垫面剧烈变化,流域景观格局改变,影响产汇流过程。学科融合视角下,基于budyko水热耦合方程、景观指数计算以及回归分析等多学科方法,以晋西黄土丘陵沟壑区三川河流域为例,分析不同尺度景观格局变化造成流域径流量变化的原因,判别地理景观空间对产汇流过程的影响。结果表明:(1)1980年至今是研究区径流锐减阶段,其中下垫面变化对径流贡献率为60.81%;(2)1980年至今的下垫面变化造成流域景观斑块破碎、形状趋于规整,景观格局分割度、蔓延度提高;(3)利用逐步线性回归模型可将径流减少的景观格局变化定位到具体地理空间,流域东部、北部主要支流上游与两条支流汇流处的林地核心斑块面积减少以及城市建设区域对于水体连通性的破坏。通过跨学科方法探究景观格局与径流变化之间的潜在空间关联,揭示径流对景观格局变化的响应,可为黄土高原水资源管理与生态规划提供决策依据。

关键词：径流变化景观格局变化 Budyko方程景观指数三川河流域黄土高原

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黄河中游河龙区间径流量变化趋势及其归因

自然资源学报 2021年第1期36卷 256-269页

作者：宁怡楠杨晓楠孙文义穆兴民高鹏赵广举宋小燕中国科学院水利部水土保持研究所土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室杨凌712100 中国科学院大学北京100049 河北农业大学河北省山区研究所保定071001 西北农林科技大学土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室杨凌712100 西北农林科技大学水利与建筑工程学院杨凌712100

黄河水沙变化关乎黄河流域生态安全和全流域的高质量发展。近年来黄河水量出现大幅锐减,制约了当地社会经济和下游可持续发展。量化气候变化和人类活动对径流量减少的贡献对于解析黄河水沙变化动因具有重要意义。由于研究尺度和研究方... 详细信息

黄河水沙变化关乎黄河流域生态安全和全流域的高质量发展。近年来黄河水量出现大幅锐减,制约了当地社会经济和下游可持续发展。量化气候变化和人类活动对径流量减少的贡献对于解析黄河水沙变化动因具有重要意义。由于研究尺度和研究方法的不同,径流量变化的因素和影响程度存在较大差异。本文采用MK趋势检验和双累积曲线法系统分析黄河中游河龙区间四个典型流域(皇甫川、窟野河、无定河、延河)1960—2015年间水文要素的变化趋势,利用budyko水热平衡方程阐明气候变化和人类活动对流域径流变化的作用。结果表明:1960—2015年皇甫川、窟野河、无定河、延河流域径流量均显著下降(P<0.01),且径流量均在1979年和1999年前后发生突变,而降水量变化不显著。同基准期(1960—1979年)相比,P2时期(1980—1999年)气候变化对径流减少的贡献率达64%~76%;随着退耕还林还草工程的大规模实施,P3时期(2000—2015年)人类活动成为径流减少的主要影响因素,其贡献率达71%~88%。

关键词：河龙区间径流量气候变化人类活动 Budyko方程弹性系数

基于budyko假设的金溪流域径流变化归因分析

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水土保持研究 2023年第3期30卷 121-126页

作者：严伟卿刘冀赵心睿杨少康舒章康董晓华刘艳丽三峡库区生态环境教育部工程研究中心湖北宜昌443002 水资源安全保障湖北省协同创新中心武汉430072 三峡大学水利与环境学院湖北宜昌443002 水利部应对气候变化研究中心南京210029 南京水利科学研究院水文水资源与水利工程科学国家重点实验室南京210098

[目的]探究金溪流域径流变化特征及其原因,对于水库运行调度及水资源管理具有重要指导作用。[方法]基于1982-2015年流域气象水文数据以及植被NDVI数据,采用线性回归法、Mann-Kendall突变检验及滑动T突变检验法分析径流变化特征,进一步采... 详细信息

[目的]探究金溪流域径流变化特征及其原因,对于水库运行调度及水资源管理具有重要指导作用。[方法]基于1982-2015年流域气象水文数据以及植被NDVI数据,采用线性回归法、Mann-Kendall突变检验及滑动T突变检验法分析径流变化特征,进一步采用budyko水热耦合平衡方程计算各影响因子对流域径流变化的贡献率。[结果]金溪流域年径流深、降雨量均呈不显著上升趋势,变化速率分别为3.89 mm/a,8.43 mm/a。潜在蒸散发量呈显著上升趋势,变化速率为1.17 mm/a。通过突变检验可将金溪流域径流序列分为基准期1982-2002年和变化期2003-2015年。金溪流域径流变化归因分析表明:下垫面变化对径流变化的贡献率为123.55%,潜在蒸散发的贡献率为33.83%,降雨贡献率为-57.38%,流域下垫面变化主要源于植被情况显著改善,其中NDVI在基准期上升速率为0.005/10 a,在变化期上升速率为0.024/10 a。[结论]导致金溪流域径流变化的主要源于植被情况的显著改善,金溪流域径流变化的归因分析为金溪流域的水资源利用提供了理论支持。

关键词：径流变化归因分析 Budyko方程金溪流域 NDVI

贵州省岩溶地区年径流系数受下垫面影响的分析

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水电能源科学 2014年第5期32卷 6-9页

作者：吴夏懿张志才江苏省地质调查研究院国土资源部地裂缝地质灾害重点实验室江苏南京210018 河海大学水文水资源学院江苏南京210098

为研究岩溶地区年径流系数受特殊地貌、地质条件的影响程度,利用贵州省境内23个岩溶流域1961~2000年的径流资料和气象资料,采用Budyko方程拟合表征流域下垫面特征的参数值,并通过Mann-Kendall方法与相关分析,分析年径流系数变化趋势及... 详细信息

为研究岩溶地区年径流系数受特殊地貌、地质条件的影响程度,利用贵州省境内23个岩溶流域1961~2000年的径流资料和气象资料,采用Budyko方程拟合表征流域下垫面特征的参数值,并通过Mann-Kendall方法与相关分析,分析年径流系数变化趋势及其与流域下垫面特征的关系。结果表明,贵州省多年平均径流系数的空间分布与流域坡度呈正相关,与碳酸盐岩所占比例呈负相关;1961~2000年年径流系数呈增大趋势,与下垫面特征参数变化趋势一致,可见相对于气候变化,下垫面变化是影响贵州省年径流系数变化的主要因素。

关键词：年径流系数下垫面特征 Budyko方程岩溶贵州省

基于变化的水热耦合平衡方程参数预测区域水资源量

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华北水利水电大学学报（自然科学版） 2020年第1期41卷 35-43页

作者：石清邢万秋中冶华天南京工程技术有限公司江苏南京210019 河海大学水文水资源与水利工程科学国家重点实验室江苏南京210098 河海大学水文水资源学院江苏南京210098

水热耦合平衡Budyko方程被广泛地应用于水文过程模拟和水资源预测中。目前,多数应用均基于方程唯一的参数在未来气候条件下恒定不变这一假设,这个假设与实际的气候变化与人类活动影响下流域特征改变的事实不符。为此,本研究综合考虑不... 详细信息

水热耦合平衡Budyko方程被广泛地应用于水文过程模拟和水资源预测中。目前,多数应用均基于方程唯一的参数在未来气候条件下恒定不变这一假设,这个假设与实际的气候变化与人类活动影响下流域特征改变的事实不符。为此,本研究综合考虑不同气候情景下budyko参数的动态变化,选取了代表我国不同气候区的3个典型流域(松花江流域、黄河源区和珠江流域),通过研究其水文气象变量的变化趋势,计算并分析budyko参数的变化规律。利用基于Budyko方程的动态水量平衡模型,采用CMIP5中4种气候模式的3种情景分别预测3个流域未来的水资源量,进而评价budyko参数改变对水文响应预测的影响。结果发现:黄河流域2021—2050年间降水、潜在蒸发均增大,径流减小;松花江流域未来降水、潜在蒸发、径流均增加;珠江流域未来径流在RCP4.5和RCP8.5情景下仅GFDL模式下的径流增加,其余3个气候模式下的径流减少。与基于恒定budyko模型参数预测的径流相比,黄河流域由于未来下垫面改变会加剧该区水资源量减少,松花江流域下垫面的改变更将造成该区未来水资源量的增加,珠江流域下垫面的改变对budyko模型预测该区未来径流改变不明显。研究结果为变化环境下的水文模拟与水资源研究开辟了新的思路。

关键词： Budyko方程参数变化水资源预测 CMIP5