黄河中游河口镇-花园口区间水沙变化及其对人类活动的响应

黄河中游水沙变化及其驱动因素是社会各界关注的焦点之一,同时也是评价黄土高原生态建设和生态系统修复的一个重要依据。本文根据黄河中游区间降水数据以及干流头道拐和花园口两个控制水文站实测水沙资料,分析了黄河中游区间年降水量、河道径流量和输沙量的变化趋势及其发生显著变化的临界年份。结果表明:黄河中游水沙量呈显著的减小趋势;水沙量发生显著的趋势性减小的临界年份分别为1985年和1981年。通过双累积曲线方法,估算出在临界年份后,累积径流量和累积输沙量分别减少了17.8%和28%;人类活动是影响黄河中游水沙变化的主要驱动因素。人类活动的减水减沙贡献率分别为70%和80%;最后初步定量分析了各项人类活动对黄河中游水沙变化的影响程度。     

黄河龙门水文站洪水遭遇分析

1 黄河龙门水文站概况 龙门水文站1934年6月设立,位于陕西省韩城市龙门镇禹门口,东经110°35′,北纬35°40′,为黄河中游干流控制站,集水面积497,552 km2,至河口距离1269km.龙门站上游,黄河干流设有府谷、吴堡水文站,府谷～龙门区间主要支流均设有控制站.     

黄河头道拐站水沙来源空间分布及其影响因素

根据1950-2010年实测资料,采用不同时间序列对比和回归分析方法,对黄河上游沙漠宽谷河段干流6大水文站水沙关系变化、出口控制站头道拐水文站水沙来源的空间分布及其影响因素进行了分析,结果表明:1头道拐水文站径流主要来自兰州以上地区,泥沙主要来自兰州-头道拐区间支流。与基准期的1950-1968年相比,头道拐站1969-1986年和1987-2010年平均径流量分别减少10.1%和40.6%,年平均输沙量分别减少37.2%和75.4%。2宁蒙河段径流量减少主要发生在石嘴山-巴彦高勒河段,多年平均径流量减少52.2亿m3;输沙量减少主要发生在青铜峡-巴彦高勒河段,多年平均输沙量减少0.244亿t。宁蒙河段单位水量冲淤量随着头道拐水文站年平均来沙系数的增大有增大趋势,河道冲淤基本平衡的来沙系数约为0.0023kg·s/m6。影响头道拐水文站水沙来源空间分布的主要因素有气候波动、龙羊峡和刘家峡水库调节、工农业用水、水土保持综合治理等。     

黄河中游区水文工作站队结合建设成就与建议

自1986年起，黄河水文部门开始对水文基层测站的管理体制进行改革，按照站队结合的方式开展水文工作。10年来，黄河中游水文水资源局依照《水文勘测站队结合试行办法》的规定，根据上级精神，积极创造条件，在全测区范围内分期分批实行站队结合，已取得一定成效。1基本情况黄河中游水文水资源局所辖测区位于黄河中游北干流头道拐至龙门，测区面积约13万km2，区内有流域面积大于1000km2的支流17条，设站控制的直接入黄支流20条，区内属黄委会系统的水文站36处（其中干流站3处），雨量站264处。本区是黄河泥沙的主要来源区之一，洪水含沙量多…     

黄河干流悬移质泥沙粒径构成变化分析

根据黄河干流6个水文站的泥沙数据,采用时间序列统计分析方法,分析了1950s—1986、2002—2010年黄河悬移质泥沙粒径的时空变化特征,并探讨了人类活动对悬移质泥沙粒径变化的影响。结果表明:在黄河各水文站年输沙量均显著减少的状况下,各水文站悬移质的年中值粒径变化趋势并不一致,兰州、龙门、潼关、花园口站呈减小趋势,而头道拐、利津站则呈增大趋势;在年内,兰州站的悬移质泥沙月中值粒径变化波动减弱,而头道拐站的增强,龙门、潼关、花园口、利津站月中值粒径变化曲线具有同步性,月中值粒径最大值随时间推移不断增大;在悬移质泥沙组成中,头道拐、龙门、利津站的细、中、粗沙量占全沙比例有所变化,但各分组沙量与全沙量在不同时期仍保持线性关系,泥沙组成规律未发生明显变化;人类活动中,水土保持工程措施、大型水库修建等是影响悬移质泥沙粒径变化的主要因素。     

黄河中游河龙区间水沙特性分析

文章对黄河中游河口镇到龙门区间(以下简称区间)重要控制站头道拐、吴堡、龙门等水文站及支流无定河、窟野河等支流的水沙特性进行了系统分析.区间是黄河洪水主要来源区之一,是黄河多沙粗沙主要来源区.区间水少沙多,来水来沙年际变化大,年内分配不均,主要集中在汛期,来沙量这一特性更突出,甚至全年来沙量主要集中在几场洪水之中.区间支...     

三峡水库水沙条件时序变化趋势研究

利用长江上游干流与主要支流岷江和嘉陵江控制水文站60年长系列水沙资料,基于M-K检验法与R/S分析法,通过计算特征曲线初步分析其径流-输沙时序变化特征及发展趋势。结果表明:岷江与长江上游干流径流时序变化幅度较小,嘉陵江年径流则极可能维持现有上升态势,三峡入库控制站寸滩站将延续其在MK检测信度临界值线区间内微小变幅,出现显著下降趋势的几率较小;岷江与长江上游干流输沙减少趋势明显,嘉陵江输沙下降趋势放缓并将维持目前下降水平,三峡入库输沙将继续保持显著下降水平。     

近50年来黄河输沙量变化特征及原因分析

收集了黄河重要干流水文站和一些主要支流近50年的输沙量及径流量数据,应用数理统计方法研究了输沙量绝对值和相对径流量的多年变化情况。结果表明:黄河干流除上游唐乃亥站输沙量相对径流量有升高趋势外,其他各站输沙量的绝对值和相对径流量的变化趋势为减少或基本保持不变,这主要是大量水库的拦沙作用和水土保持措施的实施造成的;各支流输沙量的绝对值和相对径流量变化也以减少或不变为主,但黄河中游产沙区的几条主要支流在径流量下降的情况下输沙量相对径流量却没有显著变化,这主要是由该地区的自然地理特征决定的。     

黄河上游沙漠宽谷河段近期水沙变化特点及趋势

采用统计分析、相关性分析、滑动平均法和Mann-Kendall趋势检验等方法,对黄河上游沙漠宽谷河段主要控制站下河沿、石嘴山及头道拐近期水沙变化特点和变化趋势进行了分析.研究认为:1990年以来河段水沙异源的特点更加显著;2000年以来各站径流量和输沙量减少明显,与1990年以前相比分别减少24.8％～39.8％和36.6％～73.6％;径流量和输沙量在汛期的集中程度降低;水文站水沙关系变化不大;趋势分析表明各站水沙均呈显著减少趋势,且输沙量的减少比径流量更明显,其中头道拐站减少幅度最大.同时对影响沙漠宽谷河段水沙条件变化的降水量、引水引沙、支流来水来沙、水库运用、河道冲淤调整等因素进行了初步分析.     

北洛河流域上游地区水沙变化趋势分析

北洛河足黄河中游地区的二级支流,水少沙多,泥颗粗,是陕西省第三大产沙区域,也是黄河流域龙门-潼关区间的主要泥沙来源之一。分析北洛河水沙变化趋势对本流域的综合治理和开发,对下游三门峡库区的淤积以及黄河下游的输沙研究都有着重要作用。     

1950-2011年黄河干流水沙关系变化研究

采用黄河干流主要控制水文站唐乃亥、兰州、头道拐、龙门、潼关、花园口、高村、艾山和利津站的实测径流量和输沙量资料,借助Mann-Kendall趋势检验法、双累积曲线法和Pearson相关分析等方法,探讨50余年来黄河流域不同时段、不同河段水沙关系的变化特征。结果表明:唐乃亥站径流量和输沙量无长期变化趋势,黄河干流自兰州以下各站年径流量和年输沙量均表现出显著下降趋势。借助花园口站实测径流量与输沙量双累积曲线知,2000-2011年无降水影响时的累积减沙量为61.602亿t。径流量和输沙量呈正相关关系,沿程各站相关系数r∈(0.512,0.664),不同年代水沙关联性有较大差别。黄河上中下游之间径流量、输沙量均呈现显著正相关,其相关系数分别为r∈(0.725,0.904)、r∈(0.887,0.918)。不同年代中游来水来沙量对下游径流量和输沙量的贡献率存在较大差异,在2000-2009年达到最小值。     

1998年以来黄河干流水资源量变化特征分析

采用Mann-Kendall法、距平累计法、变差系数法和Sen's斜率估测法分析了1998—2015年黄河流域水资源量变化趋势,结果表明:1998—2015年,黄河水资源量整体上比20世纪末的干旱时期有所增大,且具有空间差异性;干流5个主要水文站中的年均天然河川径流量和水资源总量除兰州站小于1956—2000年的而大于1987—2000年的外,头道拐站、龙门站、三门峡站、花园口站均小于1956—2000年的和1987—2000年的,但与1987—2000年的差异不显著; 1998年以来,5站天然径流量、实测径流量、水资源总量都呈现增大趋势,且实测径流量除龙门站外都通过了99%的显著性检验。黄河流域与地表水不重复计算量的地下水资源量主要集中在中下游的河谷平原,1998—2015年呈现减小趋势。河川径流及水资源变化主要受降水、人类取用水活动和土地利用变化的影响。黄河流域取耗水量呈明显增长趋势,耗水强度最大的为兰州站—头道拐站和龙门站—三门峡站区间,5站控制流域平均降水量除兰州站、头道拐站外,均呈不显著增大趋势。1998—2015年黄河径流量与水资源量增长的主要原因为降水量增大。     

黄河宁蒙河段冲淤演变特点及趋势分析

通过分析黄河宁蒙河段冲淤演变及河槽过洪能力变化,进一步认识宁蒙河段冲淤演变规律,并根据下河沿水文站设计水沙条件,估算宁蒙河段2020年、2030年的冲淤变化趋势。分析表明:近期宁蒙河段输沙能力降低,巴彦高勒、三湖河口、昭君坟断面平滩流量呈减小趋势,河道淤积加重,支流淤堵干流情况加重。根据下河沿设计水沙条件推算头道拐水沙量以及区间引沙量,采用沙量平衡法,考虑区间支流来沙、区间风沙入黄情况,预估下河沿～头道拐冲淤量,2020年水平,宁蒙河段年均淤积0.78亿t;2030年水平,宁蒙河段年均淤积0.80亿t。     

黄河干流头道拐水文站造床流量变化及其驱动因素

基于1960-2016年黄河干流头道拐水文站实测水沙数据,采用马卡维耶夫方法计算了历年造床流量。通过分析年径流量、输沙量、断面形态、平滩流量和造床流量的变化过程,分析了头道拐水文站近60年水沙变化的驱动因素,以及造床流量与断面变化和平滩流量之间的响应关系。研究结果表明：1960-2016年径流量和输沙量均呈减小趋势,分别在1986年和1984年发生突变。造床流量同样呈减小趋势,1960-1986年多年平均值为2 355 m³/s, 1987-2016年减小至885 m³/s,且年际波动幅度明显减小。头道拐断面形态主要受到重现频率较高的中水流量和重现频率较低的大流量过程控制。造床流量可以反映断面形态对水沙条件的调整过程,且长时间序列遵循大造床流量冲刷,小造床流量淤积的演变规律。     

黄河流域水沙变化趋势分析及原因探讨

利用黄河干流主要水文站近60 a来的实测年径流量及年输沙量资料,采用M–K秩相关检验法及秩和检验法研究了黄河主要水文站来水量和来沙量的变化趋势及其发生跳跃的年份。结果表明:黄河干流除上游唐乃亥水文站外,其他水文站年径流量和年输沙量均呈显著减少趋势,年径流量发生主要突变的年份为1986年,年输沙量发生主要突变的年份为1980年。最后,探讨了气候变化和人类活动对黄河水、沙量变化的影响,认为降水减少和两岸引用水量增多是影响实测径流量减少的主要原因,除了来水量减少引起来沙量减少外,汛期暴雨强度减弱、中游水土保持措施减沙及水库建设拦沙对黄河来沙量的减少起到了主导作用。     

《2013年黄河泥沙公报》正式发布

<正>本刊讯《2013年黄河泥沙公报》(以下简称《公报》)由黄河水利委员会于近日正式发布《公报》发布了2013年黄河干流唐乃亥、兰州、石嘴山、头道拐、龙门、潼关、花园口等12个重要控制水文站以及洮河红旗、皇甫川皇甫、窟野河温家川等12个重要支流控制水文站的实测径流量和悬移质输沙量.反映乐吧黄河流     

黄河内蒙古段输沙用水量分析

根据1953-2004年黄河宁蒙河段下河沿、石嘴山、巴彦高勒、三湖河口、头道拐5个典型水文站的水沙资料,分别用榆沙量法、含沙量法及冲淤比修正法对内蒙古段的输沙用水量进行了计算,并对黄河内蒙古段各典型水文站汛期单位输沙用水量与汛期水沙条件的关系进行了分析.结果表明:1953-2004年内蒙古段各站全年、汛期输沙用水量均随时间呈明显的减小趋势,1987年后各站汛期输沙用水量已不足刘家峡水库运用前的50%,而非汛期输沙用水量随时间的变化较小;各站汛期单位输沙用水量与汛期平均流量、含沙量存在相关性较好的降幂级数关系;在汛期,若巴彦高勒-头道拐区间各站平均含沙量大于9 kg/m3、单位输沙用水量小于200 m3/t,则该河段均发生淤积;若含沙量小于4 kg/m3、单位输沙用水量大于400 m3/t,则该河段均发生冲刷;若含沙量为4～9 kg/m3、单位输沙用水量为100～400 m3/t,则该河段淤积比随汛期单位输沙用水量的增加而增大.     

渭河支流汇入对干流径流变异的影响分析

以渭河流域干流上游北道站到下游华县站之间11条支流、6个干流水文站1961—2000年共40 a径流序列为研究对象,采用统计方法和变异系数,分析了支流对干流径流量的贡献率和变异的影响。结果表明,干支流径流量的显著变化与变异系数发生显著变化的干流区间、支流是对应的。对干流径流量变化贡献率高的支流径流量所占比例变化显著,但是比例变化显著的不一定贡献率高;对干流变异系数变化贡献率高的支流径流量所占比例变化显著,但是比例变化显著的不一定贡献率高;对变异系数变化贡献率高的干流区间径流量贡献率也高。     

黄河流域降雨-径流关系时空演变研究

由于气候变化和人类活动的影响,黄河流域的降雨-径流关系发生了显著性变化,严重影响流域水资源的规划和管理。为了揭示黄河流域降雨-径流关系的变化特征、趋势及主要驱动因素,研究采用Mann-Kendall检验、双累积曲线法、Copula函数、累积量斜率变化率法分析1960-2010年黄河流域的径流系数时空变化规律、7个主要区间降雨-径流关系的突变年份、降雨径流组合概率变化,以及气候变化和人类活动对降雨-径流关系变化的贡献率。结果表明:黄河全流域降雨-径流关系有明显的趋势性变化,其中除黄河源区的径流系数没有明显变化及少数地区的径流系数有增大的趋势外,绝大部分地区的径流系数有明显减小的趋势;黄河流域7个主要区间,即唐乃亥以上、唐乃亥—兰州、兰州—头道拐、头道拐—龙门、龙门—三门峡、三门峡—花园口及花园口—利津的降雨-径流关系突变年份依次为1989、1984、1997、1979、1992、1987和1970年,年份差异主要受到人类活动时间的影响,流域内大规模水土保持措施开展的年份、水利工程的兴建时间都是造成降雨-径流关系发生转折的重要因素;黄河流域主要区间降雨-径流关系发生转折后,同等降雨条件下其产流能力降低;人类活动是降雨-径流关系变化的主要驱动因素,贡献率均在50%以上,且越往下游,影响越大。     

黑河流域水沙通量多尺度变化特征及影响因素

采用小波分析法和累积量斜率变化率法分析了黑河上中游水沙通量的周期性变化特征,定量计算了气候变化和人类活动对水沙通量变化的贡献率。研究结果表明：黑河上中游径流变化周期基本一致,上游输沙量变化周期也基本一致,但中游输沙量在1类和2类时间尺度的变化周期相差较大,且干流两个水文站的径流输沙突变时间存在差异。1981-1989年上游干流影响径流的主控因素为人类活动,但1990年以后主控因素逐渐变为降水,2003年以后主控因素又变为人类活动。影响输沙的主控因素在时间序列上均为人类活动,但影响程度略有不同。干流中游影响径流的主控因素在2005年以后逐渐变为降水影响,而人类活动一直是引起中游输沙变化的主要原因。