孤山川流域水文特征变化及驱动因素

研究流域水文特征的变化及驱动因素对流域水资源开发利用与保护,水土保持及生态环境的建设具有指导意义。以孤山川流域为研究区,利用Kendall秩序相关法分析1956-2009年流域降水、径流、泥沙等水文要素的演化趋势,采用小波变换法对系列的周期进行提取,利用有序聚类法分析径流和泥沙序列的变异点,并分析气候变化和人类活动对水沙的影响情况。结果表明:近54年来孤山川流域实测降水量没有显著变化,而年径流量和输沙量显著减少;年径流量和输沙量序列都存在5、14和28年左右的周期,且均在1979年和1996年发生突变。气候变化和人类活动对年径流量减少的贡献率在不同时段有不同的值,在人类活动对下垫面影响的过渡期,贡献率分别为72.2%和27.8%;90年代中期到21世纪初,它们的贡献率分别是27.8%和72.2%。本研究将为孤山川流域水资源开发利用及优化配置提供科学借鉴。     

无定河输沙量长期变化趋势与变异点分析

采用Mann-Kendall非参数秩次相关检验法,对无定河白家川水文站的降水量、径流量和输沙量变化趋势进行了分析,利用降水量—径流量、降水量—输沙量和径流量—输沙量双累计曲线对径流量和输沙量的突变点进行了分析。结果表明:白家川水文站的输沙量时间序列分别在1966年、1972年和1979年发生了突变,赵石窑站的输沙量时间序列分别在1966年、1979年发生了突变;无定河流域下一时段的输沙量时间序列与过去50 a的变化趋势相同,具有继续下降的趋势;人类活动是造成无定河入黄水量和沙量减小的直接原因。     

黄河上游宁蒙河段水沙变化特征分析

基于黄河上游4个水文站点1950—2009年实测年径流量和年输沙量的数据,利用趋势分析法、Mann-Kendall趋势检验及突变检验、Morlet小波分析等方法,对黄河上游来水来沙的时空变化特征、突变特点和变化周期进行了分析。结果表明:①近60 a来,黄河上游年径流量和年输沙量均呈明显减少趋势,头道拐站年径流量减幅最大,下河沿站年输沙量减幅最大;②径流量和输沙量序列均存在显著突变,但突变时间存在差异性,且输沙量的敏感性更强;③黄河上游水沙序列存在多时间尺度变化,但变化尺度并不一致。     

蒙江流域近60 年水沙演变特征研究

基于1960-2020 年蒙江流域日降水资料、蒙江控制站太平站径流和输沙资料分析蒙江流域降水量、径流量和输沙量的演变特征及原因;运用线性趋势回归检验法分析其趋势成分;采用Mann-Whitney-Pettitt 突变点分析法对其进行突变分析;采用Morlet 小波分析法分析其周期成分。结果表明：除夏季降水量、径流量、输沙量和冬季降水量呈不明显的减少趋势外,其余序列呈不明显的增加趋势;年降水量、年径流量和年输沙量呈不明显的增加趋势,没有发生显著突变;年降水量序列存在4 年、7 年、20 年、45 年左右的周期;年径流量序列存在3 年、7 年、19 年、50 年左右的周期;年输沙量序列存在4 年、6 年、11 年、16 年、46 年左右的周期;人类活动是引起蒙江流域年输沙量减少的主导因素。     

广西钦江流域水沙年际变化规律分析

为了探究河流水沙的变化规律及影响因素,利用钦江陆屋流域1957—2016年的长时序年降水量、年径流量和年输沙率数据,采用5年滑动平均法、R/S检验法、Mann-Kendall突变检验法、累积距平法及复Morlet小波分析法分析以上序列的趋势性、突变性和周期性;运用双累积曲线法分析降水和径流输沙关系的变化;最后结合流域森林转型特征来进行分析。结果表明:(1)降水量弱上升、径流量减少、输沙率显著减少,在α=0.05和β=0.01的显著水平下,降水量和径流量无变异,输沙率弱变异。降水量在1962年、1971年、1989年和2013年发生突变,径流量在1963年、1971年、1989年和2007年发生突变,输沙率在1967年、1971年、1981年和2001年发生突变。降水量存在4类时间尺度,23 a、13 a分别为第一、二主周期;径流量序列存在3类时间尺度,14 a、9 a分别为第一、二主周期;输沙率序列存在4类时间尺度,22 a、5 a分别为第一、二主周期。(2)降水量-径流量累积关系分为两个阶段,即1957—1988年和1989—2016年,斜率分别为0.006 8、0.005 8;降水量-输沙量累积关系分为四个阶段:1957—1962年、1963—1988年、1989—1998年和1999—2016年,斜率分别为0.014、0.019 4、0.016 4、0.009,造成水沙关系变化的原因是人类活动的影响。(3)广西林业建设和森林转型的发展过程是径流量和输沙量不断发生变化的原因。     

无定河输沙量变化及其原因分析

根据无定河干流白家川、赵石窑水文站1956—2005年的年降水量、年径流量和年输沙量资料,采用线性回归分析、游程检验、Kendall秩次相关检验和Spearman秩次相关检验以及有序聚类法分析了降水、径流和输沙量的变化。结果表明:①白家川、赵石窑两站年输沙量均呈显著下降趋势,且序列中均存在趋势分量和跳跃分量;②白家川、赵石窑两站年输沙量和年径流量的变异点基本同步;③白家川、赵石窑两站累计输沙量的减幅都大于累计径流量的,而年输沙量和年径流量的相关性较强,说明输沙量受径流的影响较大;④人类活动是导致流域输沙量减少的主要因素。     

湟水水沙情势变化定量归因研究

水沙情势变化定量归因是水文学和流域地貌学的重要理论问题。以青藏高原向黄土高原过渡带的湟水为研究区,采用滑动t检验法、双累计曲线法系统分析了湟水干流径流泥沙的变化特征,量化评价气候变化和人类活动对湟水水沙变化的贡献率。结果表明:1956—2016年湟水干流上游石崖庄站径流量呈增大趋势,中下游站点径流量均呈减小趋势,各控制站输沙量年际变化呈显著减小趋势;径流量和输沙量表现出很强的年代际变化规律;各站径流量均在1980年、2004年左右发生突变,输沙量在1980年、2000年左右发生突变;不同时期,气候变化和人类活动对径流量和输沙量变化的贡献率不同;径流量和输沙量减少的主导因素是人类活动。     

湟水流域水沙情势演变及驱动力分析

为探究湟水流域水沙变化驱动因素,基于长时间序列径流量、输沙量数据,采用趋势检验法、突变检验法对1956—2020年湟水流域水沙情势演变进行分析。结果表明：(1)1956—2020年湟水流域径流量增长趋势显著（速率为0.2亿～0.5亿m3/10 a）,输沙量呈显著下降趋势,水沙突变不同步。(2)上下游各站径流量呈现相对一致的周期变化,主要存在9、22、34、47 a的周期分布;上游湟源站输沙量以30 a尺度为主周期,西宁、乐都、民和站输沙量在11、14、21 a尺度小波震荡能量较强。(3)水沙变化趋势各异,产水、产沙存在明显异源现象。(4)侵蚀性降水量、侵蚀性降水天数对径流量变化具有促进作用,侵蚀性降水强度变化引起输沙量的变化,植被覆盖度提高和水土保持措施对流域输沙量减少起到重要作用。     

湖南资水水沙变化特征及成因分析

以资水控制站桃江站多年长系列水文数据为基础,运用M-K趋势检验和双累积曲线法分析资水水沙变化特性及其成因。变化特征分析结果表明:1956～2016年桃江站年径流量无显著变化; 1月与7月径流量呈明显增加,突变发生时间为1965年; 5月径流量有所减少,突变时间为1959年;年输沙量总体呈明显下降趋势,突变发生时间为1999年。变化成因分析表明,资水月径流量的变化主要受人为活动尤其是柘溪水库建设影响,输沙量主要受流域内水利工程和水土保持工程建设的影响。     

山东省南四湖流域年径流变化特征及趋势分析

以山东省南四湖流域1956—2010年年降水量和年径流量序列为依据,运用线性趋势回归法、Kendall秩次相关检验法、突变分析法和相关系数法等,详细分析其变化趋势和突变特性并对不同时间系列评价结果进行比较。结果表明:南四湖流域1956—2010年年径流量变化趋势不显著,存在突变现象,突变发生在1974年且突变成分显著;而年降水量序列一致性较好,不存在突变现象。通过两者的相关性分析可知两者的相关性较强,故降水是影响该流域年径流量的主要因子;但径流量发生突变而降水没有,由此判断其发生突变的主要原因非降水量所致,而是受下垫面变化的影响。     

赣江流域气温、降水和径流趋势、突变及周期分析

根据赣江流域1965—2015年的气温、降水量和径流量资料,运用线性倾向估计法、重标极差R/S法、Morlet小波分析法和MK法分析气温、降水量和径流量在1965—2015年期间的演变规律,并将三者的变化进行了综合比较和分析。结果表明趋势变化为上升趋势,但是气温的上升趋势最大,降水量和径流量趋势上升程度相近;周期和突变变化为气温存在一个主要周期和一个突变点,而降水量和径流量存在多个周期和多个突变点。     

郭城驿流域水沙演变对降水和水保措施的响应

为了解半干旱黄土区降水量、径流量和输沙量的演变规律,给当地水利水土保持工作提供理论支持和技术指导,以郭城驿流域为研究对象,采用泰森多边形法计算流域面平均降水量,采用Mann-Kendall检验法分析年降水量、年径流量、年输沙量的变化趋势,采用Morlet小波分析年降水量、年径流量和年输沙量的变化周期,采用多元功效函数(幂函数)模型对年径流量、年输沙量与年降水量、流域治理程度的关系进行回归分析。结果表明:1957—2016年郭城驿流域年降水量存在16～32 a、6～16 a和3～6 a等3种时间尺度的周期性变化,研究时段内整体上呈不显著减少趋势;年径流量和输沙量均存在16～32 a、6～12 a和3～6 a等3种时间尺度的周期性变化,研究时段内整体上均呈显著减少趋势,年输沙量减幅大于年径流量减幅;年径流量、年输沙量随年降水量的增加而增加,随治理程度的提高而减小,年径流量、年输沙量与年降水量、流域治理程度成较好的幂函数关系,在年降水量减少趋势不显著的情况下年径流量和输沙量显著减少的主要原因是流域治理程度大幅度提高,尤其与连台化梯田建设、造林种草密切相关。     

近50年来乌江水沙特征变化研究

为了评价乌江流域近50余年来河流径流泥沙变化特征,运用Mann-Kendall非参数检验、均值差异T检验、双累积曲线法和小波分析等方法对武隆水文站长时间实测径流泥沙数据进行探究表明,年径流量无明显下降趋势,而年输沙量下降趋势显著;研究期间内年径流量未发生突变,年输沙量在1992年发生突变;年径流量和年输沙量存在以25～28 a为主周期的变化规律;武隆站年径流量和年输沙量可划分为1956年～1976年,1977年～1993年,1994年～2015年3个阶段,水沙关系在1974年～1993年变化最为明显;水库拦沙是导致年输沙量显著减少的重要原因。     

北洛河上游水沙变化及影响因素分析

以北洛河上游刘家河水文站1959—2006年的水文观测数据为依据,应用Mann-Kendall非参数检验法和逐步回归分析法,对刘家河站以上区域的水沙变化及影响因素进行了分析。结果表明:①刘家河以上流域降水量、径流量、输沙量的年内分配不均、年际变化大,1959—2006年均呈下降趋势,且在20世纪80年代初均发生了突变;②降水量是引起1959—1979年水、沙变化的根本原因;③1980—2006年间,径流量主要受降水量的影响,而输沙量受人类活动的影响较大。     

白龙江中上游水沙变化特性分析

通过对武都水文站1965-2010年实测资料统计分析,结果表明:白龙江中上游降水量年内分配不均,年际变化不大,从上游至中游降水量呈逐渐减少趋势。径流量年内分配不均匀,年际分配较均匀,逐年降水量和径流量表现出良好的相关性。输沙量年内变化和年际变化均很大;1988年是年输沙量序列由升变降的转折年份;年降水量、径流量、输沙量均呈显著下降趋势;从径流模数和输沙模数变化看出,水土保持治理已经起到了明显的保水减沙作用。     

博尔塔拉河径流与降水的集中性及关联性分析

利用1964-2012年艾比湖流域博尔塔拉河径流、降水数据,运用非参数检验、集中度、小波分析等方法研究了博尔塔拉河年径流量与降水量的集中性及多时间尺度相关关系。研究表明:博尔塔拉河年径流量及降水量均通过Mann-Kendall趋势检验,全年增加显著。通过Mann-Whitney突变检验,径流量与降水量分别在1996年和1985年发生了显著的增多突变。博尔塔拉河径流量集中度呈不显著的增加趋势,降水量集中度呈不显著的减少趋势。博尔塔拉河径流量的集中度存在6、11和14a的周期变化,而降水量集中度存在12和18a周期显著。博尔塔拉河年径流量与降水量存在多时间尺度的显著相关关系,并以正相关为主。     

伊洛河流域水沙特征变化分析

依据伊洛河黑石关水文站及以上区域141个雨量站1956-2020年的水文观测数据,对伊洛河流域的水沙变化及影响因素进行了分析.结果表明:伊洛河流域降水量、径流量、输沙量均呈下降趋势,以1990年为界,降水量减小了6.40％,径流量减小了23.30％,输沙量减小了96％;年降水量序列没有明显的变化趋势,年径流量在1990...     

近60a新疆开都河径流变化特征分析

根据新疆开都河大山口水文站1956—2012年逐月径流量资料,采用非参数检验、R/S法及最大熵谱法分析了年径流量变化特征。结果表明:开都河年径流量在1997年发生突变,并达到极显著水平,这与M—K法的计算结果一致;年尺度下的径流量变化通过了显著性检验,Z值为正,表明近60 a来径流量呈增长趋势,倾向率为0.118 2亿m~3/a;径流量赫斯特指数为0.877 4,表明未来径流量仍呈增加趋势;年径流量变化以28 a为第一主周期,9 a为第二主周期,16 a为第三主周期。     

渭河武山站以上水沙变化特点分析

依据渭河武山水文站及以上区域21个雨量站1975—2015年的水文观测数据,对武山站以上区域的水沙变化及影响因素进行了分析。结果表明:(1)武山站以上区域降水量、径流量、输沙量均呈下降趋势,以1988年为界比较,降水量减小了4.9%,径流量减小了48.7%,输沙量减小了36.0%;(2)年降水量序列不存在明显的变化趋势,径流量、输沙量分别在1988年、2004年发生了一次减少突变。     

长江源区降水时空演变规律

基于长江源区1956—2016年8个测站的逐日降水数据,采用集中度、集中期、Mann-Kendall趋势检验和滑动T检验法等统计方法,分析了长江源区近60 a来降水量序列的空间分布特征、年际和年内变化趋势、突变和周期变化特征等。结果表明:① 长江源区降水量呈现明显的增加趋势并通过显著性检验,增加速率10.2 mm/(10 a),多年平均降水量为344.8 mm;②长江源区的降水量在时间维度上存在显著的不均匀现象,多数聚集于为6—9月份,约占全年降水量的81.1%;③长江源区的降水量序列在1997年发生显著性突变,降水量变化存在25 a左右的第一主周期,第二、第三周期分别为3 a和10 a;④长江源区内各站点年降水量增加趋势空间变异性较大,总体呈现通天河上游降水量增加速率大于下游。研究结果可为长江流域水资源可持续利用和生态安全提供重要的科学依据。