淮河流域水沙变化趋势及其成因分析

根据淮河流域来水来沙特点，选定淮河流域水沙变化趋势的代表水文站，利用50余年来的实测年径流量及年输沙量资料，研究了淮河流域水沙量的时空分布特性，采用Mann–Kendal秩相关检验法，分析了淮河流域水沙量年际变化趋势和可能发生突变的年份，研究结果表明整体上淮河流域来水量无明显的减小趋势，其中淮河干流年径流量无明显的变化趋势，支流及沂、沭、泗水系各站年径流量减小趋势明显；而淮河流域各站年输沙量则均呈现显著减少的趋势，淮河流域来沙量发生突变的年份为1973-1975年。从流域降雨量、用水变化、水库拦沙、水土流失及其治理状况等方面分析了引起淮河流域水沙变化的主要成因，提出淮河流域上游山区河流水库建设是流域来沙量减少的主要原因。     

淮河流域水沙变化趋势及其成因分析

根据淮河流域来水来沙特点,选定反映淮河流域水沙变化趋势的代表水文站,利用50余年来的实测年径流量及年输沙量资料,研究了淮河流域水沙量的时空分布特性;采用Mann-Kendal秩相关检验法,分析了淮河流域水沙量年际变化趋势和可能发生突变的年份。研究结果表明整体上淮河流域来水量无明显的减小趋势,其中淮河干流年径流量无明显的变化趋势,支流及沂、沭、泗水系各站年径流量减小趋势明显;而淮河流域来沙量则呈现显著减少的趋势,发生突变的年份为1973—1975年。从流域降雨量、用水变化、水库拦沙、水土流失及其治理状况等方面分析了引起淮河流域水沙变化的主要成因,提出了淮河流域上游山区河流水库建设是流域来沙量减少的主要原因。     

21世纪初黄河流域水沙变化特征分析

采用实测资料分析和理论探讨相结合的方法,研究了21世纪初黄河流域水沙变化特征分析,研究结果表明,黄河流域年均降雨比多年均值偏少3.9%,但还看不出今后有趋势性的转折。黄河实测水量严重偏少,天然径流的减少主要是人类活动影响和气候变化造成的。由于产沙区暴雨减少和人类活动的影响,黄河来沙量锐减。近年来对防洪有很大威胁的特大洪水已明显减少,大于10 000 m3/s的大洪水,潼关站80年代以来没有发生过,相反,年均出现的小流量天数随年代越来越多,这些对今后塑造黄河主槽河道形态,提高泄洪输沙能力是不利的。     

衢江水沙变化趋势分析

以衢州水文站以上流域为研究区域,基于衢江衢州水文站1958—2006年径流量和输沙量序列,采用Mann-Kendall趋势检验法、Sen's坡度检验法、累加滤波器法与双累积曲线法,探讨近50年来衢江径流量和输沙量的变化趋势以及水沙关系的变化特征,并分析引起水沙序列变化的可能影响因素。结果表明:衢江年径流量无明显的变化趋势,而枯水月份(8月至次年1月)的径流量呈现显著增大的趋势,丰水月份中5月的径流量则呈现减小的趋势。输沙量变化趋势较为明显,自1980年以来衢江输沙量呈显著减小的趋势。从降水情况、水库拦沙和水土流失的治理状况等方面分析了引起衢江水沙变化的原因,提出衢江流域内水库所发挥的"蓄丰补枯"补水调节作用可能造成了径流量的变化,而水库建设与水土保持措施可能是流域输沙量减小的重要原因。     

1975－2015年洪泽湖水沙变化趋势及成因分析

淮河流域洪涝灾害频繁,洪泽湖对其防洪除涝起关键性作用。掌握洪泽湖水沙变化趋势及突变点对流域水资源管理、水沙调节有重要的现实意义。利用入、出洪泽湖各支流代表水文站1975-2015年实测年径流量和年输沙量数据,分析入、出洪泽湖水量和沙量分布特征。通过Mann-Kendall(M-K)秩相关检验法和Pettitt突变点识别法研究入湖、出湖水沙量年际变化趋势和突变点。在此基础上,从流域降雨、水资源开发利用和水库滞沙三个方面分析了洪泽湖水沙变化的主要影响因素。研究表明:洪泽湖入湖、出湖水量年际变化趋势一致,无明显减小趋势,且无显著突变点。入湖沙量有小幅减小趋势,出湖沙量M-K统计值超过95%显著性水平,有明显减小趋势。入湖、出湖沙量发生突变的年份为1991年。对影响因素的分析得到:降雨量变化是水量变化的重要影响因素。1993-2015年,入湖水量呈不明显减小趋势则与流域用水量明显增加、水资源开发利用程度不断提高有关。上游水库建设是导致洪泽湖沙量有明显减小趋势的主要原因,1991年治淮工程的实施,水库复建和水土保持等措施是沙量突变的主要原因。     

昕水河流域水沙变化趋势及成因分析

采用累计距平分析和Kendall秩次相关检验分析等方法,对昕水河流域降水量、径流量和输沙量进行了分析研究,对径流系列进行了一致性分析,初步估算了水土保持措施对径流量和输沙量的影响。结果表明:昕水河流域降水量减少趋势不显著,径流量和输沙量减少趋势显著;20世纪60年代后,随着水土保持措施的实施,流域下垫面在人类活动影响下发生显著变化;水土保持措施是径流量和输沙量减少的主要原因,降水变化次之。     

黄河流域水沙变化趋势多模型预测及其集合评估

黄河水沙变化情势深刻影响着黄河流域水沙调控工程布局、流域内外水资源配置和跨流域调水工程建设等黄河保护与治理开发重大问题的决策。但受研究时段、方法及其边界条件等影响,黄河水沙变化预测成果差异大,难形成共识。本研究基于水沙变化归因和预测结果的不确定性解析,构建了多模型预测成果集合评估技术,预测了黄河流域未来50 a水沙量。结果表明:既有流域水沙变化归因与预测成果差异大,原因在于不同方法因数据输入、变量构成及精度评价方法差异带来的不确定性;提出了基于输入-结构-输出的模型适用性判别准则和评价技术,并基于标准化的数据输入,从数据需求、物理基础、应用效率、输出尺度和预测精度等五个维度,集合评价了现有水沙变化预测模型的适用性;构建了流域水沙变化多模型集合评价-多结果加权融合-BMA集合预测的集合评估技术,根据9类模型预测成果,集合预测了黄河流域未来50 a年径流量为240亿m³,年均输沙量为2.5亿t。     

黄河下游水沙突变特征分析

河川径流是黄河流域最主要的水资源,1950年以来黄河下游水沙量总体呈递减趋势。由于水资源在黄河下游社会经济发展中占有十分重要的地位,因此有必要了解黄河下游来水来沙的变化趋势。水文循环、自然条件的剧烈变化和流域内人类活动的影响通常会引起流域水文系统运行方式的改变,进而使径流序列发生变异,呈现出阶段性特征,并且变异前和变异后的水文序列总体分布发生显著改变。了解和诊断径流序列的变化规律,对水文分析、模拟和预测中统计方法的选择以及制定防洪减灾对策和水环境治理措施都具有重要意义。掌握黄河下游来水来沙变化趋势及变异成因是黄河下游水资源合理开发利用及水沙调节的关键。本文使用非参数统计方法、Mann-Kendall趋势检验方法和Pettitt变点检测方法对黄河下游5个水文站的年来水量与年来沙量系列分别进行了趋势检测及变异点检测。研究结果显示,黄河下游年来水量与年输沙量一级变点均出现在1985年,变异成因主要为气候变化及龙羊峡等水利工程建设运行。年来水量与年输沙量二级变点出现的年份不完全一致,5个水文站年输沙量系列的二级突变点为1996年,年输沙量系列突变时间晚于年来水量序列突变的时间,并且年输沙量系列的突变规律性较好,三门峡水库、刘家峡水库及小浪底水库的建设运行是二级变点出现的主要因素。     

Trends of Annual Natural Runoff in the Yellow River Basin

Abstract

A series of annual natural runoff, recorded at eight hydrological stations in the Yellow River basin (YRB) and distributed at the main channel and two sub-basins (Weihe basin and Fenhe basin) are studied during the period from 1951 to 1998. The trends and the beginning points (or abrupt changes) of these series are detected with Mann-Kendall test (M-K test) and its progressive application. The results show that there are similar trends for different stations. The annual natural runoff series, except for stations of Lanzhou, Hekouzhen, and Longmen, have a downward tendency at some stations whose beginning points of the trend or abrupt changes occurred in the early or mid 1990s. However, their initial years of decrease are different. The decreasing trend of runoff has led to drying-up in lower reaches of the YRB, a water resources scarcity crisis, and a deterioration of the ecosystem. The reasons for the trends have been analyzed in this paper. The trends of precipitation in the corresponding regions are similar to those of annual natural runoff. It is an important aspect for runoff decrease. In addition, human activities have changed the hydrological cycle and lead to a reduction in runoff to a certain degree. Finally, two countermeasures for the runoff decrease are put forward. One is to develop water savings in irrigation regions, and the other is to plan South-to-North water transfer projects for the YRB. However, the conflict between supply and demand will still exist for a long time because of the water scarcity in the future.     

大理河流域治理前后径流泥沙变化研究

以大理河流域 1960-2002 年长系列降雨径流泥沙资料为基础,以 1969 年为分界年,视1969 年以前为天然状态, 1969 年以后为治理状态,将该流域按照本区的地貌类型、下垫面及水文站网布设情况等划分为青阳岔水文站以上区域、李家河水文站以上区域和绥德水文站以上 3 个区域。对各区域分别建立无治理措施年份的汛期降雨量和汛期径流量、汛期降雨量和汛期泥沙量、汛期径流量和汛期泥沙量经验关系式,用经验关系式的计算值和相应实测值进行比较,来分析实施水土保持措施对大理河流域径流泥沙变化的影响。     

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。     

黄河泥沙变化研究现状与问题

泥沙问题在黄河研究及其各类规划中占有不可或缺的重要地位。基于水文站资料,对黄河及其支流泥沙的时间和空间变化规律已有较清晰的结论,明确了其泥沙变化是气候(降雨)及人类活动综合作用的结果,人类活动是20世纪70年代特别是进入21世纪以来黄河泥沙减少的主要原因。20世纪黄河泥沙减少主要是由于水利水保工程的拦蓄作用,21世纪以来的减少主要为规模化恢复植被的坡面阻控作用。由于各项水土保持措施及其耦合对泥沙的作用机理和过程研究不够深入,因此目前的水土保持措施减沙研究方法缺乏理论支撑,基础资料质量不高,以及气候和人类活动的不确定性等,导致水保法等对各项措施减沙现状分析及未来预测结果难以令人信服,直接影响黄河治理决策。建议集中科研力量,对典型流域开展"解剖麻雀"的方式,系统研究,构建科学方法,深刻认识气候及水土保持措施、开发建设等人类活动对河流水沙的影响。     

黄河中游多沙粗沙区近期水沙动态变化分析

以黄河中游多沙粗沙区1956—2004年为基准期,2005—2010年为监测对比期,对该区近期的降水量、径流量、输沙量的变化特征进行了分析。结果表明:与多年均值相比,监测期年均降水量增加了3.9%,而年均径流量减少了48.2%,年均全沙输沙量和d≥0.05 mm、d≥0.1 mm的粗泥沙输沙量分别偏少了85.9%、90.8%和93.0%。近期该区降水量呈现微弱的增加趋势,而径流量和输沙量呈现减少趋势,原因主要是监测期内该区没有发生大范围和高强度暴雨,加之退耕还林还草和封禁措施的实施,区域生态环境已明显改善。     

清水河流域水沙变化分析

以宁夏清水河流域1958—2012年的水文观测数据为依据,采用Mann-Kendall秩次相关检验法、回归分析法和双累积曲线法对流域水沙时空分布特性、变化趋势和水沙关系进行了分析。结果表明:1固原和韩府湾站径流量、输沙量年内分配呈单峰型,集中在6—9月,年际变化剧烈,年际变差系数分别为0.61~0.87、1.00~1.53,固原—泉眼山区间是流域水、沙量的主要来源区,其多年平均径流量占流域总径流量的92.8%;21958—2012年固原、韩府湾站年径流量、输沙量均呈减小趋势,泉眼山站呈不显著增大趋势;3径流量与输沙量之间呈较好的三次多项式关系,2006年以后流域内固原、韩府湾和泉眼山站水沙均呈减少趋势。     

黄河源区径流变化及原因分析

采用斯波曼秩次相关法分析了黄河源区20世纪60年代以来径流变化情况,并从降水、气温、下垫面等影响因素探讨了黄河源区径流变化原因。结果表明:①黄河源区的径流年际变化从60年代以来有明显的阶段性变化,从年内变化来看,唐乃亥站的汛期和非汛期径流量占年径流量的比例也具有阶段性变化,从80年代中期到90年代末,汛期径流量占年径流量的比例一直减少,非汛期径流量所占比例一直增大。②过去40多a来,玛多站年降水量呈现出缓慢上升的趋势,玛曲站则呈现出下降的趋势;从降水年内变化来看,雨季降水量占年降水量的比例呈减少趋势,旱季降水量占年降水量的比例呈增加趋势。因此,黄河源区降水量的变化是影响径流变化的主要原因,90年代小雨多、降雨历时长是导致径流减少的另一个原因。③黄河源区径流的变化,特别是90年代径流量的偏小和气温的直接关系不大。④植被覆盖面积的变化并不是引起径流减少的原因。     

英金河流域水沙特性分析

作者对内蒙南部多沙河流英金河的来水来沙特性进行了系统的分析，从流域水沙来源及输沙特性，到上下游各站及本站的水沙关系，都一一进行了分析，最后分析了阴河拟建水库三座店综合水利枢纽的入库水沙特性，并对运用方式进行了初步探讨。水沙特性的分析给英金河流域拟建水库排沙运用方式的确定提供了初步依据。     

黄河流域天然径流量计算解析

黄河流域天然径流量的计算是黄河流域水资源规划、调度、生产、科研的基础性工作。天然径流量主要包括实测径流量和人类活动影响的径流量两部分，其中实测径流量由水文测站进行断面控制，而人类活动河川径流影响的量需要通过还原，这部分还原水量的计算工作是天然径流量计算中最重要的部分。对黄河流域还原水量的计算，黄委目前已有一套较为成熟的方法，即通过国民经济各生产部门从黄河干支流引出的水量扣除回归河道后的水量，便可计算出还原水量，也就是通常所说的净耗水量。通过介绍还原水量计算方法，阐述了河川径流量与水资源量的区别。