1960—2010年窟野河年径流量变化趋势及其影响因素

基于窟野河把口站温家川水文站1960—2010年的水文资料,应用Kendall秩相关系数、R/S分析法、小波分析、降水-径流双累积曲线法、Mann-Kendall突变检验法等多种数值统计方法,分析了窟野河径流量年际变化特征及趋势,以及降雨和人类活动对径流变化的影响。结果表明:1960—2010年窟野河径流量呈现显著递减趋势,递减率为1.358亿m3/10a;Hurst指数为0.533>0.5,表明未来一段时间内变化趋势与现在基本相同;51年间降雨量年际变化较大,1978年之前变化较平稳,1978—2006年显著下降,之后又有所上升;径流量变化受降雨影响较大,但在1978年以后,随着水保措施的实施和煤炭的大规模开采,人类活动成为影响径流变化的重要因素。     

塔里木河径流量变化对下游沙漠化的影响研究

结合塔里木河流域近50多年来的水文、气象及遥感等资料,采用数理统计方法分析了塔里木河径流量变化对下游地区沙漠化的影响。结果表明,自20世纪50年代以来,由于人类活动的干扰和塔里木河不同河段水资源分布的不均匀,使塔里木河下游的径流量在不断的减少,导致下游河段断流,湖泊干涸,并对下游地区的地下水位、植被、沙尘暴及大风天气、沙漠化程度都产生了负面影响。而且河流径流量、地下水位、植被、沙漠化之间是相互影响,相互制约的,存在着内在的联系,在整个生态系统中牵一发而动全身,尤其是在生态环境脆弱的干旱、半干旱区。因此,在对水、土等资源的利用过程中,要注重整体效益。     

不同频率黄河上中游径流量变化特征及其趋势预测

水资源是影响黄河流域高质量发展的战略资源,在人类活动及气候作用影响下,黄河上中游径流发生极大的变化,因此研究黄河径流变化特点及其预测对水资源的合理开发和分配调控具有重要生产意义。对黄河潼关水文站实测1950—2018年径流量进行分析,通过M—K等方法分析了黄河上中游区径流量变化特征,并预测未来20年不同频率径流量变化趋势。结果表明：黄河上中游1950—2018年径流量呈极显著性减少趋势;黄河潼关水文站径流变化突变点位于1985年,减少趋势较之前显著增加;通过优化后的GM （1,1）模型对5%及95%频率径流量进行预测,表明未来20年的径流量变化为113.38~210.35亿m³,并持续减少趋于稳定;该优化模型对黄河潼关水文数据有较好的模拟结果,适用于频率优化后低递减水文长序列的预测。     

1956-2017年黄河干流径流量时空变化新特征

河川径流是组成水资源的重要部分,同时也是区域水资源开发利用的基础。为了探究整个黄河流域径流量时空变化新特征,基于黄河干流9个主要控制水文站（唐乃亥、兰州、河口镇、龙门、潼关、花园口、高村、艾山和利津站）的实测径流量资料,采用Mann-Kendall趋势检验法、Pettitt突变检验和距平累积等方法,研究了1956-2017年黄河干流径流量时空变化规律。结果表明:黄河上、中、下游年径流量整体呈逐年减少趋势,区间年径流量减少的倾向率分别为-20.16亿m³/10 a,-30.23亿m³/10 a,-16.98亿m³/10 a。上、中、下游年径流量发生突变的临界年份分别为1986年、1990年（1968年）、1976年（2002年和2010年）。黄河干流径流量大致经历了丰水期、平水期和枯水期3个阶段的变化。上游唐乃亥站的年均径流量无长期变化趋势,而其余水文站的年径流量均呈现显著下降趋势,下降幅度基本沿程增加。年径流量临界年份除了唐乃亥站,其余站点主要集中在1985年、1990年。黄河干流9个主要控制站不同年代平均径流量沿程分布特征基本一致,表现为先增加至花园口站达到最大值随后下降趋势,且代际间表现为逐阶段波动下降趋势。     

近55年来黄河下游泥沙通量的时空变化分析

利用近55a黄河下游输沙率数据,分析泥沙通量在下游的时空变化,得出在不同的时间尺度下各河段泥沙通量的变化速度,孙口以上和艾山-洛口段变化较大.通过非参数Mann-Kendall检验等方法,发现下游年、汛期、非汛期以及多数月泥沙通量显著性减小,其它月份部分站点也有减小趋势.利用有序聚类法得出各站年泥沙通量序列的一级跳跃发生在1979～1986年间,二级跳跃分别发生在1968年、1996年、1999年.利用小波变换的方法,得出年泥沙通量序列具有2～4a的周期,部分时段有8～12a周期,部分河段有17～21a的周期.泥沙通量序列的趋势、跳跃和周期变化与降雨、水土保持、水库拦蓄等因素有关.     

近549年来黄河天然径流量时间变化特征研究

天然径流量是流域气候及下垫面综合作用的结果,同时是流域水资源分配的重要依据。深入探究长时间序列年径流量时间变化特征对流域水资源调控以及水资源可持续利用意义重大。基于黄河1470—2018年长时间序列天然径流量数据,综合采用EMD经验模态分解法、滑动平均法以及距平累积法揭示黄河549年间天然径流量的年际变化与周期变化特征。结果表明,黄河年天然径流量变化过程具有显著的随机特征,随年份不同呈现波动性变化,5%及95%频率的年天然径流量分别为337.0亿m³和681.0亿m³。采用距平累积法可将黄河近549年天然径流序列以1825年为界分为2个时期;黄河年天然径流量以2.8年变化周期最为显著,其次为23.8年、47.3年、5.6年、11.3年周期规律,出现该周期性规律主要是由于太阳黑子活动、厄尔尼诺现象以及地极移动振幅变化因子的影响。     

近55年来降水及人类活动对沅水流域径流的影响

[目的]开展降水和人类活动对沅水流域径流影响的定量研究及其成因分析,为该流域水资源开发利用提供科学依据。[方法]采用累计距平法以及滑动t检验法对沅水流域近55 a的降水量、径流量序列进行趋势分析和突变检验,采用双累积曲线法分别计算降水及人类活动对沅水流域径流量变化的贡献率。[结果]除安江站受人类活动影响较明显,其贡献量为60%外,在变异期Ⅰ(1989—2003年),降水对流域径流的影响量大于人类活动的贡献率;在变异期Ⅱ(2004—2014年),人类活动的贡献率大幅增加并逐步成为径流变化的主要驱动因素。[结论]近55 a来,人类活动因素对沅水流域径流量的影响不断增加,沅水流域下游受人类活动的影响贡献率的增幅最大。     

近年黄河下游输沙功能的时空变化及其影响因素分析

黄河下游河道输沙功能受自然和人为因素的扰动,对黄河的入海泥沙通量产生深远影响。为探明近年来黄河下游河道输沙功能的演变及其主导因素,基于黄河下游河段各站点2007—2020年实测径流与泥沙资料,计算历年黄河下游河道输沙功能,并结合流域降水、水土保持和引水引沙的变化情况讨论了各因素对输沙功能演变的影响。结果表明:黄河下游河道输沙功能指标在2007—2020年显著下降了约57%,其中花园口—高村段输沙功能指标和其降幅均高于高村—艾山段和艾山—利津段; 黄河下游河道输沙功能演变的主导因素是河床粗化、水土流失综合治理面积增加和引水量增大,三者的相对贡献率分别达37.6%,21.6%,17.5%。河床粗化与引水量增大使输沙功能减弱,与水土流失综合治理对输沙功能的增强作用相反,三者综合作用下黄河下游河道输沙功能近年来呈退化趋势。     

近60年黄河干流水沙变化及其驱动因素北大核心CSCD

基于1952-2011年黄河干流4个重要水文控制断面径流量和输沙量的时间序列资料,定量分析黄河水沙的沿程变化规律及主要驱动因素。结果表明：1）近60年黄河水沙减少趋势显著,且在未来一段时间继续呈减少趋势;4个断面径流量在1968年和1985年出现丰枯转折,输沙量则在中下游3个断面出现差异性变化;潼关和花园口断面径流量年际变化在1980年代后期出现突变,输沙量4个断面均在1985-1998年期间出现突变。2）头道拐断面水沙关系在1968年和1989年出现突变,潼关与花园口断面均在1979年和1999年出现突变,利津断面只在1999年出现突变。3）黄河水沙存在多尺度周期变化,径流量以准3年,准9年,准25年为主,输沙量以准3-4年,准9年为主,而且径流量与输沙量之间以及上中下游均存在较强的周期变化响应。4）上游水沙变化以气候变化为主要驱动因素,也包括水利工程、取耗水等人为因素,中游以强烈的水土流失、水利水保措施为主,下游水沙变化除了表现为对上中游地区的强烈响应之外,还受取耗水等因素影响。     

河北省近50年气候变化对地表径流量的影响

利用河北省境内68个气象站、105处水文站1956-2000年近50年的气象数据、地表水资源评价数据,分析了气象要素和径流量的变化规律。20世纪60年代以来,河北省年平均气温逐渐上升,90年代比60年代升高0.9℃。从年代上看,河北省年平均水面蒸发量总体上呈现下降趋势,平均每10年下降62 mm。全省多年平均降水量,随年代逐渐减少,90年代比50年代减少60 mm。全省多年平均地表径流量为120.2×108m3,从20世纪50年代至90年代呈逐渐减少的趋势,平均每10年减少19.4×108m3。地表径流量随降水量的减少而减少,随气温的升高而下降,用回归方法建立的径流量与气象要素之间的模型为对数型非线性模型。通过灵敏度分析,降水量变化对径流量的影响明显大于气温、水面蒸发量变化对径流量的影响。根据未来气候变化情景对径流量的预测,2030年全省地表径流量为114.36×108m3~138.24×108m3;2050年为106.8×108m3~137.8×108m3。     

黄河上游主要干支流近期降水、径流统计特征变化分析

根据降水对径流的影响,利用假设统计检验法对黄河上游干流唐乃亥和支流洮河、湟水河、大通河四个流域——即刘家峡以上黄河主要干支流流域,近30年来的降雨径流变化趋势进行了分析与检验。为探讨流域蓄水特征和产流特征变化,考察总径流量变化趋势,分别对枯季径流、汛期径流、年径流及相应时段降水做了同步分析,并分区域探讨了降水和径流的变化趋势及其变化原因,得出黄河上游径流在这四个流域有减少的趋势,但程度各不相同的结论。湟水和大通河在降水和径流方面的变化均不显著,洮河流域降水减少最为明显,且下游减少最为厉害。在径流方面,洮河汛期径流量变化趋势不同于降水,人类用水量的行为已改变了径流序列的时程变化特性。唐乃亥降水特性有所变化,但更为突出的是枯季径流显著减少,对造成此现象的原因尚需进一步调查研究。     

白龙江上游径流变化特征及其对降水和人类活动的响应

[目的]研究近50a来白龙江上游径流变化特征,并进一步分析径流对降水的滞后效应以及降水与人类活动对径流变化的影响。[方法]以1961—2010年白龙江上游武都水文站的月径流数据和白龙江上游气象站月降水量数据为基础,采用集中度和集中期、Mann—Kendall法、R/S分析法等多种数理统计方法,分析了近50a来白龙江上游径流量在年际、季节和月尺度上的变化特征,并预测了其未来可能的变化趋势。[结果]白龙江上游径流年内分配极不均匀,多年平均集中度Cd达34.92%。近50a来白龙江上游年径流量呈极显著减少趋势(p0.001),变化率为-3.942×108 m3/10a,Hurst指数为0.980.5,表明未来一段时间内白龙江上游年径流量可能继续呈减少趋势。四季和1—12月径流量均呈显著减少趋势(p0.05),年径流量在1990年发生由多到少的突变。白龙江上游径流对降水的响应存在滞后效应,且滞后时间有微弱延长趋势。近50a来白龙江上游径流系数呈显著减小趋势(p0.001),降水量转化为径流的部分逐年减少,径流系数在1990年后减少了0.14。[结论]1990年之前,白龙江上游径流变化主要受降水影响;1990年以后,人类活动逐渐成为影响白龙江上游径流变化的主要因素。     

黄河中游昕水河流域水沙变化及归因研究

为了探讨人类活动和气候变化对黄河流域水沙情势的影响,选取黄河中游典型流域——昕水河流域为研究区域,分析流域1958—2015年水文气象年际变化规律,采用Mann-Kendall检验法和Pettitt检验法对流域径流量、输沙量及含沙量进行趋势分析和突变检验,并分别利用双累积曲线法、回归分析法和弹性系数法对水沙变化的归因进行了对比评价。结果表明：（1）流域多年平均径流量、输沙量和含沙量分别为32.0 mm,1 289.1 t/km²和33.7 kg/m³,年径流量、输沙量和含沙量均呈现显著下降趋势,且其突变时间均出现在1980年附近;（2）在1958—1980年和1981—2002年期间,流域年水沙关系表现出较好的线性关系,但是2003—2015年期间流域年径流—输沙关系的相关性明显减弱,水沙关系难以用确定的回归方程来表征,其主要原因为流域内水土保持工程措施的实施特别是淤地坝的建设,削弱了流域的水沙关系;（3）双累积曲线法、回归分析法和弹性系数法的计算结果较为接近,人类活动是引起昕水河流域水沙变化的主要驱动因素,传统的经验统计法确实有一定的可靠性和适用性。研究成果可为黄河流域生态恢复及水沙调控提供科学依据。     

黄河中游窟野河流域水沙关系变化特征及其成因分析

为探讨人类活动和气候变化对窟野河流域水沙情势的影响,基于1956—2019年窟野河流域降水量、径流量和输沙量等监测数据,运用累积距平法、双累积曲线等方法对窟野河流域水沙变化的特征及其成因进行了分析。结果表明:窟野河流域降水量随时间变化呈不明显减小趋势,而径流量和输沙量随时间变化却呈显著减小趋势,流域水沙减少的因素不是气候变化引起的降水因素; 径流量和输沙量年际变化的转折年份为1979年和1997年; 同基准期A(1956—1979年)相比,B时期(1980—1997年)气候变化对径流量和输沙量的贡献率分别为14.25%,14.22%,人类活动对径流量和输沙量的贡献率分别为85.75%,85.78%,C时期(1998—2019年)气候变化对径流量和输沙量的贡献率分别为8.76%,6.65%,人类活动对径流量和输沙量的贡献率分别为91.24%,93.35%,降水变化和人类活动都是造成窟野河流域水沙减少的影响因素,其中流域内逐年增强的人类活动是窟野河流域径流和输沙减少的主要因素,而气候变化引起的降水减少是次要因素。     

影响历史黄河水患因素的综合分析

根据历史记载和灾害系统分析方法,认为黄河自东汉以来确实存在相对稳定的时期。黄河水患较低是多种因素综合作用的结果,其主要原因包括3个方面:(1)由气候原因导致的黄河下游来水量的减少和由于黄土高原地区土地利用方式由农转牧导致的水土流失的减少,进而使黄河下游河水含沙量的减少,河道淤积速率低。(2)王景治理黄河和黄河下游大量湖泊沼泽的存在大大提高了黄河下游地区的防洪能力。(3)由战乱导致的华北平原人口稀疏,经济发展的脆弱性低。     

黄河上中游区径流量格局长期变化过程

河川径流不仅是水资源重要的构成部分,也是自然界中水分循环的重要环节,径流量的变化直接影响区域特别是干旱区水资源的开发利用。基于黄河中游上中下三个站点(河口镇站、吴堡站以及三门峡站)1919—2013年月径流量资料,采用Spearman相关法、有序聚类法等方法分析黄河不同区间年、月径流量演变规律,揭示年径流量突变前后径流量年内集中度和不均匀性差异。结果表明:黄河上游和中游径流量因人类活动作用具有明显趋势性减小,而因气候作用表现出显著的阶段性。在径流量突变年份后,黄河上游径流量上游集中度降低,不均匀度减小,径流量年内分配趋于均匀,但黄河中游地区径流量年季不均匀性反而增大。     

1950-2015年黄河下游河道排洪输沙时空演变

基于1950—2015年长序列的水沙数据,以平滩流量作为漫滩洪水的参照值,通过时间序列分析和统计分析,研究了黄河下游不同河段的排洪和输沙能力。结果表明:黄河下游的基本排洪能力在空间上具有相似性,不同河段的排洪能力随时间变化具有比较好的一致性;排洪能力随时间变化表现为阶段性减小,与上中游来水的丰枯具有密切关系,并部分受到水库调节的影响,尤其是小浪底水库在水沙调控中的作用。并对比分析了1950—2015年日平均流量大于平滩流量的发生情况,发现漫滩洪水的发生频率是逐渐减小的,输送的水量与小于漫滩流量输送的水量相比也是逐渐减少的。输沙能力在空间上具有一定差异,高村以上的游荡河段在20世纪后期都是逐渐减小的,21世纪初期的输沙能力逐渐提高,高村以下河段在研究期内的输沙能力变化较小,艾山—洛口河段基本不变,孙口—艾山河段和洛口—利津河段在1998年以前的变化不大,之后前者略有提升,后者略有减弱。研究期内黄河的排洪输沙能力总体上是减弱的,虽然现今水沙量显著减少,但河道的淤积升高仍然给排洪输沙带来很大的压力,提高黄河下游整个河道的排洪输沙能力依然是河道治理的关键所在。     

长江上游流域径流变化

分析长江上游流域5个主要控制站：金沙江屏山、岷江高场、嘉陵江北碚、长江上游干流寸滩及乌江武隆的月流量变化。结果表明,高场和北碚站的径流显著减少,寸滩站径流则稍微减少。从年内分配上看,9-11月份减少较多。寸滩站径流减少主要受岷江和嘉陵江流域降水量减少和人类活动的影响。     

黄河下游自然保护地时空分布特征与高质量发展建议——以山东省为例

[目的]自然保护地建设是促进生态文明建设和生态环境高质量发展的重要手段,研究自然保护地的时空特征能够深化对其历史进程、资源禀赋、功能定位等的认识,对自然保护地高质量发展具有重要的指导意义。[方法]采用全局莫兰指数、标准差椭圆、核密度估计等方法,对黄河下游1980—2020年设立的自然保护地的时空分布特征进行了深入分析研究。[结果]在发展历程上,研究区自然保护地建设经历了起步探索、稳步发展、规范发展3个阶段,由注重数量增长逐渐转向质量提升。在空间分布上,自然保护地呈东北—西南方向展布,40年来分布重心总体向西南方向迁移了88.199 km,自然保护地整体聚集程度不断提高,以鲁中南山地丘陵区与鲁东低山丘陵区最为聚集,分别形成类似除号“÷”和“双峰形”的两个高密度片区。在影响因素上,地形地貌、水热条件、物种多样性、植被覆盖等是影响自然保护地空间分布、资源禀赋等的重要因素;政策导向、生态保护意识的提高等是导致自然保护地数量增加、质量提高的重要因素。[结论]为促进自然保护地高质量发展,黄河下游地区应依据自然保护地分布格局规划“生态城”,发展特色生态旅游,由点及面地整合全域生态资源。研究结果可为黄...