1955-2014年黄河内蒙古河段水沙变化特征分析

深入剖析黄河内蒙古河段水沙变化特征是研究黄河治理方略、水沙资源配置及重要水利工程布局的前提和基础。为此,以1955-2014年黄河内蒙古河段3个主要水文控制站（巴彦高勒站、三湖河口站、头道拐站）长时序水沙数据为对象,采用水沙年内不均匀性、集中度及变化幅度等指标值,及Mann-Kendall趋势检验和小波分析法,深入探讨了内蒙古河段水沙年内分配与年际的变化特征。结果表明：黄河内蒙古河段水沙序列年内变化表现为输沙量的不均匀程度和集中度比径流量的大,各站径流量集中期多在8、9月,输沙量集中期基本全在8月;水沙序列年际变化表现为水沙量呈显著减少趋势,水沙序列具有多尺度振荡的特点,存在着年际尺度和年代际尺度的周期变化规律。     

水沙变化下松滋口大湖口河段健康评价及影响分析

松滋口是长江向洞庭湖输运水沙的重要通道,长江上游水库群的修建改变了其水沙模式,一定程度上对河湖健康产生了影响。基于松滋河东支大湖口河1991-2017年的实测水沙数据,分析其水沙年际及突变变化,建立考虑水沙过程的大湖口河健康评价模型,综合物理形态、生态环境、社会服务3个方面,对其健康状况进行评价并分析变化趋势。结果表明：1991-2017年大湖口河径流量年际无明显变化,但输沙量呈显著减小趋势,减幅达98.5%;研究期水沙突变时间节点为1997、2003和2006年,与上游水库的修建及运行时间较为一致;大湖口河整体健康水平处于中等,在现有水沙变化条件下,大湖口河的健康水平呈现下降趋势,需要采取进一步治理修复措施。     

近70年黄河宁夏河段干支流水沙变化规律

根据黄河宁夏河段干支流的水沙实测资料,采用变异系数、Mann-Kendall检验法和小波分析法,从水沙量的年际变幅、变化趋势、突变特性和周期波动等方面分析黄河宁夏河段水沙变化的规律,为河段治理和工程布局提供依据。黄河宁夏河段年输沙量的年际变化程度大于年径流量,支流的年来水来沙量年际变化程度大于干流。干流的年水沙量呈显著下降趋势,年径流量突变点为1986年,支流各站的年径流量和年输沙量则处于增加趋势。泉眼山站的年径流量突变点为1993年、2003年和2012年,干支流年径流量的突变与水库的调蓄有关。宁夏河段干支流年径流量和年输沙量的周期变化具有相似性和差异性,这说明宁夏河段水沙变化具有相关性,同时也反映了水沙异源的特性。     

祖厉河流域水沙关系研究

本文运用回归分析的方法,对祖厉河水沙资料进行了相关分析,得出该流域流量和输沙率之间有很好相关性的结论,表明祖厉河流域的生态环境多年来没有好转,水土保持工作仍任重道远;通过对水沙年际变化的趋势分析,发现水沙的年际变化呈逐年递减趋势。     

荆江三口分流分沙变化研究

荆江三口是联系长江与洞庭湖的纽带,其分流分沙的变化反映了江湖水沙的变化.本文通过实测资料分析了近年来荆江与洞庭湖水沙输移变化规律及其变化原因;采用一维河网数学模型定量给出各因素对三口分流变化的影响.结果表明,受自然因素和人为因素的影响,荆江-洞庭湖江湖水沙输移有了较大调整变化,主要表现为三口分流分沙大幅度减小,干流水沙输移增加;江湖关系变化的主要因素是三口分流道的淤积萎缩和荆江裁弯.这些变化将影响整个长江中游防洪形势,且随三峡工程运行作进一步调整.     

荆江与洞庭湖水沙关系演变及对城螺河段水情影响分析

长江荆江段通过荆江三口与洞庭湖相连。洞庭湖除通过三口接纳长江的水沙以外，还承接本流域湘、资、沅、澧四水的水沙，然后经七里山至城陵矶汇入长江，由此构成了复杂的江湖关系。１９６７～１９７２年下荆江３处裁弯取直工程后，江湖关系发生了变化。根据１９５９～１９９１年的水沙实测资料，对三口的过水量和沙量，洞庭湖的淤积，洞庭湖出口城陵矶至螺山河段的过水面积、水面比降进行了分析，阐述了荆江裁弯取直以后江湖关系的变化。     

50年来灞河流域水沙变化特征分析

根据灞河流域水沙特点,选取反映灞河流域水沙变化趋势的马渡王水文站,利用灞河流域50年的实测年径流量和年输沙量资料,采用Mann-Kendall非参数统计检验法、小波分析法、双累积曲线法,结合流域降雨量分析了灞河流域水沙年际变化特点及突变的年份。结果表明:灞河流域水沙年内分配极不均匀,水沙总体下降趋势明显;水沙序列具有多时间尺度特征,但变化尺度并不一致;径流量和输沙量分别在1989年和1981年发生了突变,但突变时间具有差异性,且输沙量的敏感性更强;进一步分析表明,降雨量的波动是径流量年际变化的主要影响因素,而输沙量的减少则主要受到径流量和人类活动的综合影响。     

宁夏清水河流域水沙变化特点分析

为搞清清水河流域不同时期、年际及年内水沙变化特点,以清水河流域固原、韩府湾和泉眼山3个水文站长系列实测水沙资料为基础,采用实测资料统计分析方法对水沙量进行系统分析,并利用Mann-Kendall突变检验方法确定了各站年水沙突变点年份。研究表明:与长时期相比,近期2010—2015年除泉眼山站水量增加6.2%外,其他各站水沙量均减少,水沙减少范围分别为58.8%～65.7%和64.3%～94.4%,沙量减幅大于水量减幅。清水河流域年水量的58.5%～65.6%和年沙量的85.6%～89.4%都集中在汛期,年际间水沙丰枯悬殊。各站年径流量和输沙量突变时间存在差异性,各站水沙量近期呈减少趋势。同时也对影响清水河流域水沙条件变化的降雨量、坡面水土保持措施、水库运用和淤地坝建设等因素进行了初步分析。     

基于小波分析的汀江水沙通量变化规律研究

利用1951-2007年月平均水沙通量资料,采用Morlet小波函数,对汀江上杭水文站近60年来的年际和年代际变化特征进行小波分析,揭示了汀江水沙通量的多时间尺度变化特征和突变点,并根据小波能量谱(能量集中区)所对应的主周期进行了趋势分析.计算结果表明,洪季水沙通量的多时间尺度振荡趋势和位相与水沙通量的年变化特征相一致;洪季(4-9月)和年径流量均存在18年左右时间尺度的主振荡周期,6 -9年时间尺度的次主周期;洪季(年)沙通量均存在28年左右时间尺度的主振荡周期,16年时间尺度的次主周期;经小波趋势分析,未来10 -20年,汀江水沙通量与正常值相比呈降低趋势.     

江西信江流域水沙特性分析

信江流域水利工程建设和流域综合治理及水土保持等活动产生的水文效应随着信江干流梯级电站相继建成而逐渐凸显。采用信江流域代表站系列水文资料,对典型站径流量、输沙量年内、年际变化进行分析,统计不同水文站径流量、输沙量年际变化,得出流域的水沙变化规律。结果表明:研究时段内信江流域水沙年内分配不均,年际变化幅度较大;1997年开始,流域年输沙量呈现下降趋势;流域内水沙关系相关性较好,处于稳定状态。     

荆江三口与洞庭湖水沙变化及影响

根据荆江三口与洞庭湖50年水沙资料,对荆江三口分流分沙变化、洞庭湖入湖和出湖的水沙变化、洞庭湖面积和容积变化、汇流河段的水位变化四个方面进行分析研究。从长系列资料来分析,荆江三口分流分沙自20世纪50年代以来明显减少尤其藕池口最为明显;入湖和出湖水沙也有减少趋势,洞庭湖面积和容积自20世纪90年代中期以来有增加趋势;在高水位时城陵矶水位较裁弯前抬高约1.8 m,低水位时较裁弯前抬高约2 m。     

近60多年洞庭湖水沙演变特征及其与人类活动的关系

基于1955—2018年洞庭湖水沙数据,运用Mann-Kendall检验法、双累积曲线等方法分析了洞庭湖近60多年水沙演变特征及其与人类活动的关系。研究结果表明:①受长江荆江段河道变化以及水利枢纽建设等的影响,三口、四水入洞庭湖水沙呈显著下降趋势,其中以三口输沙量的变化最为显著,且受三口水沙变化的影响,城陵矶年径流量与输沙量均呈下降趋势;②1955—2018年,洞庭湖湖盆泥沙淤积量呈显著下降趋势,泥沙淤积量的减小主要与由水利工程建设等人类活动引起的三口输沙量的减小有关;③水利工程建设等人类活动降低了水体中的泥沙浓度,使得径流-输沙双累积曲线发生偏折,通过建立偏折前后累积径流-输沙关系,可定量评价人类活动对洞庭湖水沙的影响。水利工程建设等人类活动使得三口、四水以及城陵矶输沙量平均每年分别减少0.69×10⁸ t(2003—2018年)、0.22×10⁸ t(1986—2018年)和0.21×10⁸ t(1981—2018年)。     

60年来黄河河龙区间水沙变化特征及人类活动影响评价

采用线性分析、多年滑动平均、Mann-Kendall趋势检验等方法对黄河中游河龙区间1950-2012年的水沙变化特点和趋势进行了分析。结果表明:河龙区间年际水沙变化整体呈现递减趋势,且阶段性变化趋势差异较大;径流量和输沙量在年内分配不均,水文站径流量和输沙量主要集中在汛期;河龙区间年均输沙量分别在1979年和2000年存在两个显著突变点。应用距平累积曲线分析表明,1974年后人类活动对输沙的影响显著增强,1975-2012年人类活动总减沙量为179.75亿t,年均减沙量4.73亿t。研究结果可为流域生态和水利设施建设提供基础理论依据。     

松滋口分流分沙变化分析

20世纪60年代以来,下荆江系统裁弯以及兴建葛洲坝、三峡水库等水利枢纽对荆江3口分流分沙的变化产生了不同的影响.下荆江裁弯以后,松滋口分流因为藕池口分流量的快速萎缩而成为3口中分流量最大的口门.根据1956年以来松滋口进口以及上游干流控制水文站的实测水沙资料分析了松滋口历年来分流分沙的阶段性变化及其成因:三峡水库蓄水运行后,松滋口分流分沙比增大,且今后一个时期还将继续增大.     

荆江三口分流分沙变化对干流河道冲淤的影响

荆江三口是联系长江和洞庭湖的纽带,而近60年来三口分流分沙比呈不断减小的趋势,改变了干流的水沙过程,对荆江河段冲淤起着不可忽视的作用。利用实测水沙资料,探讨了分流分沙对干流河道冲淤的影响机理,定量分析了三口分流分沙变化对荆江河道冲淤的贡献值。结果表明:荆江三口分流分沙会使干流河道增淤,1957-2010年,三口分流分沙引起的年均增淤量为0.88亿t,且随分流比的减小呈减小趋势;增淤量的减小促进了荆江河段的冲刷,1957-2010年间,三口分流分沙变化对荆江河段的累计冲刷贡献量为0.95亿t,贡献率为5.23%,且三口分流分沙变化对荆江河段冲刷的促进作用沿时程呈减弱趋势。     

大型水利枢纽下游水沙变异特征

梯级水库的修建在造福人类的同时也会破坏河流的相对平衡,使得下游河道的水沙过程发生变异,引发河流的再造床过程。针对梯级水库水沙变异问题,对大渡河瀑布沟水电站下游不同水文站的实测水沙资料进行分析表明,瀑布沟水库建成后,下游河道汛期流量总体有所降低,枯期流量则有所增加。流量变异幅度沿程递减且表现为汛期高于枯期。含沙量总体呈减小的趋势。相对而言,瀑布沟下游各测站汛期含沙量更为集中,上游测站枯汛期含沙量占比的变异幅度小于下游,下游的沙量有均匀化分配趋势。引入了水沙变异综合参数分析表明,年际水沙变化不同步,沙量的变异幅度高于流量且沿程递减。同径流量下的输沙量明显减小,水沙组合情势变差,水沙变异呈现明显的阶段性,且靠近大型枢纽的测站更为明显。     

长江重庆主城区河段水沙变化特征分析

在自然因素和人类活动的综合作用下,近期(2000年后)长江重庆主城区河段的水沙特性发生了一定变化。基于长江寸滩站、朱沱站和嘉陵江北碚站(简称"三站")1955-2011年的流量和悬移质含沙量资料,分析了长江重庆主城区河段的水沙变化特征,结果表明:径流量和输沙量主要集中在汛期,年内分配具有高度集中和极不均匀的特点;径流量和输沙量年际交替变化,水沙阶段变化过程总体具有同步性,且均表现为长程正相关;与2000年前相比,三站近期的年均径流量分别减少了5.4%、5.0%和8.0%,年均输沙量分别减少了62.1%、44.3%和97.1%;三站年输沙量总体随年径流量呈递增变化,但不同时期的水沙关系差异较大。     

闹德海水库水沙特征分析

水库改变了河流的水流条件和泥沙运动状态,造成了泥沙在水库库区的泥沙淤积。开展闹德海水库水沙特征分析研究的目的是掌握水库淤积的规律,为水库淤积的治理提供科学依据。对闹德海水库1965—2010年水文泥沙资料及库区淤积测量成果的分析表明:闹德海水库的水沙年内分配明显不均,入库水沙量年际变化较大,总体呈逐年减少的趋势;水沙输入具有明显的异源性,上游三站来沙量对水库淤积的贡献率为石门子站三家子站白庙子站。     

鄱阳湖与长江水沙通量变化特征分析

利用1956～2005年湖口水文站水、沙观测资料,分别分析了鄱阳湖和长江水沙通量的年代、年际、季节的变化规律以及水、沙通量之间的关系.研究表明:①鄱阳湖入江水通量的年代变化明显,20世纪90年代入江水通量具有明显的递增趋势,21世纪初则呈递减趋势;而沙通量在20世纪50～90年代间有明显的递减趋势,2000年以来呈明显的递增趋势.②水沙通量的年际变幅较大,但沙通量的年际变幅远大于水通量.③水沙通量的季节变化明显,鄱阳湖入江水通量主要集中在4～9月份汛期,其径流量占全年总径流量的68%以上.由于长江水倒灌,鄱阳湖入江的沙通量与水通量变化不一致,输沙量多集中于春夏两季,特别集中于鄱阳湖与长江汛期的间隔期3～4月份.④年输沙量和年径流量相关性较低,但是枯水期至汛期前期的水沙通量变化趋势一致性较好.     

荆江与洞庭湖水沙关系演变及对城螺可段水情影响分析

长江荆江段通过荆江三口与洞庭湖相连，洞庭湖除通过三口接纳长江的水沙以外，还承接本流域湘、资、沅、澧四水的水沙，然后经七里山至城陵矶汇入长江，由此构成了复杂的江湖关系。１９６７￣１９７２年下荆江３处栽弯取直工程后，江湖关系发生了变化。根据１９５９￣１９９１年的水沙实测资料，对三口的过水量和沙量，洞庭湖的淤积，沿庭湖出口城陵矶至螺山河段的过水面积，水面比降进行了分析，阐述了荆江栽弯取直以后江湖关系的变