黄河中游典型流域近60年水沙变化趋势及影响因素

为分析黄河水沙成因并预测未来水沙情势,选取黄河中游多沙粗沙区昕水河和朱家川2条流域为研究对象,依据水文站及雨量站1956—2018年降雨和径流泥沙实测数据,采用Mann-Kendall趋势及突变检验、累积距平法和Morlet连续小波分析等方法探讨流域水沙变化趋势,并利用双累积曲线法对水沙变化进行归因分析,量化气候变化及人类活动对水沙变化的相对贡献。结果表明:1956—2018年,昕水河和朱家川小流域年均径流量分别为11.9×10⁷,1.7×10⁷ m³,年均输沙量分别为12.3×10⁶,9.8×10⁶ t,径流和输沙量均呈显著减少趋势;2条流域的径流量突变年分别为1980年和1984年,输沙量突变年分别为1980年和1972年;选取的2条流域水沙变化存在明显周期性,径流变化的第1主周期分别为45年和16年,输沙量变化的第1主周期分别为9年和15年;降雨对昕水河和朱家川小流域径流量减少的贡献率分别为19%,8%,对输沙量减少的贡献率分别为25%,35%,远不及人类活动的贡献率,人类活动是径流和输沙量锐减的主导因素。研究结果可为黄河水沙治理提供科学性建议。     

黄河(内蒙古段)水沙运动过程特征及演变趋势

近年来受上游水库、河道控导工程和气候变化等因素影响,黄河(内蒙古段)呈现水沙异源、水少沙多的特性,导致河道萎缩和泥沙淤积严重,河道形态演变剧烈,严重威胁夏汛及凌汛行洪安全,也对河道及两岸的生态环境造成严重影响。选取黄河(内蒙古段)干流入境石嘴山水文站和出境头道拐水文站水沙过程为研究对象,分别采用频谱分析法、R/S极差分析法和Markov链分析法系统研究2009-2016年两站逐月水沙运动变化的时序、运动状态和演变特征,讨论影响水沙运动变化过程的关键因素。结果表明:石嘴山站和头道拐站输沙量的变化周期均为1年,而径流的变化周期分别为1年和6个月;石嘴山和头道拐站径流Hurst指数值分别为0.576和0.515,输沙量Hurst指数分别为0.519和0.249;黄河(内蒙古段)丰水低沙和枯水高沙概率之和约为50%;水沙运动演化过程中,丰水高沙与枯水低沙极限概率之和大于0.8。受期间特殊的来水来沙过程、水文气候特征及人类活动的影响,黄河(内蒙古段)水沙运动时序特征呈现非同步性和不协调性,未来水沙运动过程趋势逐渐向协调演变。     

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。     

大凌河中上游水沙变化特点及影响因素

通过对大凌河中上游4个水文站1980~2008年实测水沙资料分析,表明大凌河中上游属"水少沙多"河流,且泥沙主要来源支流第二/牛河以及老虎山河。但近10 a大凌河中上游径流、泥沙总体呈现减少态势,且集中在汛期。并对该区域降水、水利工程以及水土保持措施等人为活动影响因素进行了分析,通过双累计曲线表明主要产沙支流水土保持综合治理总体效果明显,但受局部地区矿业开采剧增,第二/牛河从2000年输沙量有所增加。     

罗玉沟流域水沙变化趋势及影响因素

[目的]探讨小流域水沙变化趋势及影响因素，为黄土高原丘陵沟壑区水土流失治理和水土保持措施布设提供参考依据。[方法]采取Spearman秩次相关检验方法、累积距平法和双累积曲线法等对黄土丘陵沟壑区罗玉沟流域1986—2016年降水量、径流量和输沙量变化趋势和演变过程进行分析。[结果](1) 1986—2016年罗玉沟流域年降水量趋势性变化不显著；流域年径流量和年输沙量变化具有明显的阶段性，以1993年为界，年径流量和年输沙量呈显著降低趋势。(2)降水和水土保持措施影响罗玉沟流域年径流量和输沙量，不同降水水平年，降水和水土保持措施对流域水沙变化的影响不同，水土保持措施使流域枯水年份径流量和输沙量减少最为显著。(3)水土保持措施对年径流量和年输沙量的减少贡献率分别为83.50%和80.97%。[结论]降水量变化不显著的情况下，水土保持措施对罗玉沟流域年径流量和年输沙量的减少起主导作用，水土保持综合治理对枯水年径流量和输沙量的影响幅度最大。     

彭阳县小河流域水沙变化趋势及影响因素分析

基于小河流域多个雨量站建站至2017年系列降雨资料及控制站1981—2017年实测水沙资料,采用MWP法分析流域水沙变化趋势和突变年份,结果表明,近期径流量、输沙量都有显著的减少趋势,第一个突变年份均出现在2004年;然后以1981—2003年为基准,结合降雨变化分析和水保工程实施状况,采用双累积曲线法分析了2004—2017年降雨因素和非降雨因素的影响量,即降雨因素对年径流量、年输沙量减少的贡献率分别为15.5%和20.2%,非降雨因素的贡献率分别为84.5%和79.8%。可见小河流域近期径流、泥沙变化主要受水保措施实施影响,其次是流域高强度降雨减少影响。     

三峡水库干流消落带泥沙沉积影响因素

为揭示三峡水库消落带不同自然环境因素对泥沙沉积过程的影响及判别人类活动的干扰程度,采用原位观测方法,对三峡水库干流消落带的泥沙沉积量及其潜在影响因素(消落带微地形、河流水文泥沙条件、消落带土壤侵蚀、消落带植被状况和人类活动)展开调查、分析和量化测算,并利用典型相关分析和方差分析,研究不同因素对泥沙沉积量的影响.结果表明:1)库尾江津—涪陵河段以人类活动的影响最为剧烈,自然环境因素与泥沙沉积量均无显著关系.2)库中涪陵—奉节河段以消落带地形特征中的坡度和高程影响较为明显,二者与泥沙沉积量的相关程度分别为-0.508和-0.714;坡度越小,泥沙沉积越多;高程越低,消落带被含沙水流淹没的时间越长,泥沙沉积量也越多.3)库首奉节-秭归段则以坡度的影响为主,其与泥沙沉积量的相关程度为-0.517,坡度越小,泥沙沉积越多,不同高程间的泥沙沉积量并无太大差异.研究说明,三峡水库干流消落带泥沙沉积影响因素主要包括消落带坡度、高程、河流水沙条件和人类活动4种,植被盖度对消落带泥沙沉积过程没有影响,4种因素的影响范围存在较明显的空间变异性.     

塔里木河干流景观地球化学特征及影响因素研究

首先概述了景观地球化学在国内外的研究现状,然后以干旱区内陆河的典型代表——塔里木河干流为例,对地表水系统的水文地球化学特征、土壤元素的地球化学特征及不同植被类型的生物地球化学特征分别进行了系统分析。最后对影响塔里木河干流景观地球化学环境演变的自然及人为因素进行了分析。自然因素包括气候、地质、地形地貌及水文地质地球化学环境因素等,而在塔里木河流域开展的大规模水利工程及人类的农业生产活动是该区景观地球化学环境演变的重要动力因素。     

渭河干流沿岸土壤有机质空间分布特征及其影响因素

通过野外实地调查,系统采集了渭河干流区域土壤表层及深层样品,利用方差分析、缓冲区分析等分析方法,研究了土地利用类型、海拔、坡度、坡向以及距离河岸的距离因素对土壤有机质空间分布的影响。结果表明,渭河流域沿岸区域土壤有机质含量总体偏低,分布不均,变异性较大,随着土层深度增加有机质含量逐渐降低。土地利用类型、海拔、坡度、坡向以及距离河流的距离因素只在20 cm以上土层具有显著影响。不同用地类型有机质含量的顺序是:农田> 林地> 果园> 荒滩草地。随着海拔升高,有机质含量逐渐增加。阴坡和半阴坡的有机质含量明显高于阳坡。离河岸越远有机质含量越高,随深度增加这种趋势逐渐减弱。     

江苏省县域生态经济系统协调度的空间分异及影响因素

生态环境和经济社会的协调发展是实现区域可持续发展的必由之路。选取生态环境指标与生态服务指标来评价县域生态系统,选取经济指标和社会指标来评价县域经济系统,并利用模糊数学方法建立生态—经济系统协调度评价模型,揭示了江苏省县域生态—经济系统协调度的空间分异特征及影响因素。结果表明:(1)生态系统呈现出显著的空间集聚特征,高值区集聚分布在江苏省中部地区以及苏南山丘和环太湖地区,低值区集聚分布在苏北东北部地区和沿江地区;(2)经济系统仍旧延续着传统的南北梯度分布格局,但呈现出一种以环太湖地区为经济中心的同心环空间分布特征;(3)生态—经济系统协调度高值区主要位于苏北北部、东部沿海以及苏南山丘等地,低值区集聚分布在环太湖地区以及沿江地带;(4)城镇化率、工业化率、土地开发强度、区位优势度等因素的影响在强度和影响方向上显著不同。研究结果可为优化主体功能布局、完善空间管制政策以及推进生态文明建设提供科学参考。     

近20年黄河流域城乡耦合协调的演化特征及影响因素

[目的]探究黄河流域城乡耦合协调演化特征及影响因素,对于促进流域内城乡融合发展具有重要的指示作用。[方法]基于城乡耦合关系,构建评价指标体系,采用熵权TOPSIS法、耦合协调度和障碍度模型,从省域尺度测算2000—2019年黄河流域八省(区)城市、乡村综合发展水平,分析城乡耦合协调的演化特征及影响因素。[结果]研究期内黄河流域城市、乡村综合发展水平不断上升,分别由0.34,0.35增至0.43,0.4,均呈中下游地区高于上游地区的空间格局。时间分异上,黄河流域城乡耦合协调度整体呈由“基本失调”向“基本协调”发展的上升特征,八省(区)平均水平由0.5上升至0.59。空间分布上,黄河流域城乡耦合协调度呈现从上游到下游逐级递增的阶梯式格局,空间异质性突出。从城市系统阻碍城乡耦合协调发展的主要因素由城市人口密度、城镇常住人口转变为城市人均第三产业产值、城市人均GDP,从乡村系统阻碍城乡耦合协调发展的主要因素为经济领域的乡村人均可支配收入、乡村人均农林牧渔业产值,整体上黄河流域城乡耦合协调程度主要受经济发展水平影响。城乡政策和区域规划对城乡耦合起促进作用,资源禀赋对城乡耦合格局产生固化作用。[结...     

黄河流域河网密度的空间特征及其影响因素

河网密度是表现流域流水地貌的重要指标,研究河网密度有助于对流域整体水文地貌过程发展演化的理解。基于30 m分辨率全球数字高程模型数据,利用Archydro模块,在ArcGIS平台上提取了黄河流域花园口水文站以上的水系,并计算出河网密度,分析了黄河流域花园口水文站以上区域河网密度的空间分布,并就地貌、降雨量和植被覆盖等因素分析了自然要素对流域河网密度的影响。研究发现:（1）空间分布上,从西北向东南先增加后略微减少。西北沙漠区的河网密度非常低,高值区位于黄河中游的沙漠-黄土过渡区,再向东南又有所减小,西南区域的青藏高原由于海拔高,落差大,河网密度值也较高;（2）统计结果显示黄河流域河网密度符合正态分布,表明空间分布是多种因素综合作用的结果;（3）河网密度主要受到地貌的控制,在高差小于1 000 m和坡度<9°时,河网密度随落差和坡度增大而增大,当它们进一步增加时,河网密度有所减小。同时,河网密度的空间分布与降雨量和植被的空间分布具有一定对应性,随着降雨量和植被覆盖的增加,河网密度逐渐增加,但在超过一定的临界值后,河网密度与降雨量和植被覆盖又表现出负相关,负相关区域主要出现在东南部边缘。     

汾河入黄口水流特性与污染物扩散模拟

为探讨交汇口污染物入河后的迁移转化规律,对汾河入黄口水流特性与污染带(化学需氧量,COD)分布进行了模拟。根据黄淤59-60断面之间实测高程值,利用插值法补充地形,并采用非结构网格划分地形。建立二维水动力水质模型,采用交替方向隐式迭代法(ADI)对水流连续性及动量守恒方程进行积分。结果表明,模型验证结果与实测资料吻合较好,用此模型对50%,75%,90%频率年汾河入黄口处进行模拟,得到了入黄口处的流速分布和污染物浓度分布结果。随着水文频率年的增大,形成的河口滩面积减小,且分别经过2.35,3.00,4.20 km的距离后COD值才能达标。     

黄河班多水电站工程区荒草地坡面径流型态试验研究

雷诺数是坡面水流水力学重要参数之一,阐明坡面水流雷诺数变化的特征将有助于从动力学角度认识坡面侵蚀过程的内在机制。采用野外人工放水试验方法,对黄河班多水电站工程区荒草地坡面径流型态进行了试验研究,结果表明:(1)荒草地坡面水流型态判别指标雷诺数随供水过程的变化,在不同供水流量及不同坡度下都随供水历时的增长而先增大后趋于稳定,变化过程皆可用对数方程描述;(2)荒草地坡面水流平均雷诺数随供水流量及坡度的增大而增大,可分别用幂函数方程和指数方程描述,随坡度及供水流量的变化可用二元幂函数方程描述;(3)不同供水流量及不同坡度下,荒草地坡面水流雷诺数均小于500。次产流过程的坡面水流平均雷诺数变化为86~339,试验条件下工程区荒草地坡面水流型态均处于层流。     

黄河河龙区间水沙变化的水文分析

黄河河龙区间总面积129654km~2,年均输入黄河泥沙量达9.08亿t,占全河沙量的57％。70年代特别是80年代以来,本区来水、来沙量呈现出明显减少趋势。采用不同系列对比分析法、双累积曲线分析法、降雨指标法等水文分析方法,分析区间内降雨、径流、输沙实测资料可知:70、80年代在河龙区间总减水量分别为21.36亿m~3、37.56亿m~3中,人类活动影响的约占80％,在减沙总量分别为2.86亿t、6.68亿t中,人类活动影响的约占50％左右,因降水减少而减少的水沙量分别占总减水、减沙量的20％和50％左右。     

1988-2018年黄河内蒙古段河道边界演变特征及影响因素

[目的] 获取河道边界演变特征,为黄河内蒙古段的堤岸防护建设提供重要的理论依据。[方法] 基于1988—2018年期间7期Landsat卫星影像,利用修正的归一化水指数（MNDWI）,对黄河内蒙古段7期的河道边界信息进行提取,并计算不同时期河道摆动面积、最大摆动面积、摆动方向等指标,分析近30 a河道的时空变化特征。[结果] 黄河内蒙古段在上游巴彦高勒—三湖河口和三湖河口—包头弯道区域曲率较大的河段摆动较严重,整体呈现向右岸迁移的趋势。河道摆动的时空差异受河床物质组成、水动力条件、水利工程、水土保持工程等人类活动因素的综合影响。[结论] 黄河内蒙古段的堤岸防护建设重点应集中在巴彦高勒—三湖河口全段以及三湖河口—包头弯道曲率较大的河段。     

黄河下游近50年径流量变化特征及影响因素

应用Mann-Kendall趋势性检验和突变性检验法、双累积曲线法、GM(1,1)模型等方法,对黄河下游1962—2012年径流量和降水量的变化特征及规律进行了深入探讨,以期对黄河下游水资源调配,防洪减灾提供科技支撑。结果表明:降水量减少趋势不显著,突变时间为1964年,径流量减少趋势显著,突变时间为1979年。降水量和径流量变化具有明显的阶段性,降水量以1986年为界,分为丰水期、枯水期两个阶段,径流量以1979年、1985年为界,分为枯—丰—枯3个阶段,黄河目前处于枯水期。采用双累积曲线法定量分析了降水量和人类活动对径流量的影响程度。结果表明:突变时刻前,降水量和径流量同步变化,呈现正相关,突变时刻后,人类活动是影响径流量变化的主要因素,人类活动和降水量对径流量的作用比例分别为68%和32%。利用GM(1,1)模型预测了未来5年降水量和径流量的变化趋势,表明未来5年降水量和径流量将会有所增加。     

黄河班多水电站工程区荒草地坡面产流过程试验研究

荒草地是黄河班多水电站工程区最主要的原生地面类型,阐明其产流过程,可为揭示与评价该工程区水土流失过程与强度奠定重要基础.采用野外人工放水产流试验方法,对黄河班多水电站工程区内荒草地坡面产流过程进行了研究.(1)同坡度不同供水流量下,荒草地坡面产流率随供水过程的动态变化皆可用对数方程描述;(2)同供水流量不同坡度下,荒草地坡面产流率随供水过程的变化与不同供水流量下产流率变化过程总体上具有相似性,都是随供水历时的增长呈先增大后趋于稳定的趋势;(3)荒草地坡面产流深随供水流量的增大而显著增加,可用对数方程来描述;(4)荒草地坡面产流深随坡度的增大而增加,可用指数方程来描述;(5)荒草地坡面产流深随坡度、供水流量的动态变化可用二元线性方程描述,供水流量对产流深的影响大于坡度的影响.     

黄泛平原区风沙土物理结皮硬度和厚度特征及其影响因素

[目的]开展黄泛区沙地结皮硬度、厚度特征及其影响因素研究,为该区域结皮抗蚀机理研究提供科学参考.[方法]以黄泛区风沙土为研究对象,设置一年两熟耕地(T1)、一年一熟耕地(T2)、裸地(T3)、自然恢复地(T4)4种下垫面条件,开展土壤结皮硬度、厚度以及土壤、气象和植被等影响因子的定位观测,并采用统计检验和相关性分析方法...     

黄河临河辫状河段心滩变化及其影响因素分析

心滩作为辫状河道最主要的微地貌特征,其变化特征的研究对于理解辫状河道的演变具有重要意义。以黄河临河段213km长的辫状河道为研究对象,基于1988—2013年的遥感图像绘制了相应日期的河道平面形态图,分析了该河段心滩数量和心滩面积变化;利用2013年内6幅河道平面图建立了心滩面积与巴彦高勒站水位之间的线性关系式,利用该关系式求取了其他年份1 050m参考水位下的心滩面积并进行心滩冲淤变化对比。结果表明:黄河临河段心滩总个数、心滩总面积、心滩平均面积、中位数心滩面积和最大心滩面积总体上都具有减小的趋势。在1 050m参考水位下,黄河临河段心滩面积在1988—2013年具有不同的冲淤变化特征,其中在2000年以前的变化幅度大,趋势不明显,2000年以后则分布较为集中,且有减小的趋势,并在1990—2000年大幅减小。在龙羊峡、刘家峡等水库运行影响下汛期黄河临河段水量和输沙量占全年的比例在减小,年内分配趋于均衡化,并且输沙量的减幅要大于水量的减幅,这对于研究区心滩的冲淤有重要影响。同时,上游流域来沙系数的变化也在一定程度上影响着该河段心滩的冲淤变化。