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。     

黄河干流水沙关系变化及其成因分析

通过对黄河干流1950-2015年水沙资料的分析,利用M-K检验法及双累积曲线法,采用来沙系数研究了黄河干流水沙关系的变化特征。研究结果表明:黄河干流水文站除唐乃亥、艾山和利津站外,其他水文站的来沙系数均显示出不同程度的减小趋势,整体上水沙搭配关系发生了较大变化;此外,除唐乃亥站外,其他各站年输沙量的减小速率均大于径流量的减小速率;并且年输沙量与年径流量具有幂函数关系。最后,从降水变化、水土保持、水库调水拦沙和引水引沙等方面分析了引起黄河流域河道水沙关系变化的主要成因。     

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。     

气候变化对黄河上游流域径流影响分析

利用黄河上游14个气象站点1967―2012年的逐月降水、气温和潜在蒸发资料以及1967―2010年唐乃亥水文站和上诠水文站的径流资料,采用线性相关法和Mann-Kendall法分析了气候变化对黄河上游流域径流的影响,结果表明,研究区域降水大致呈不显著递增趋势,气温、蒸发量呈显著递增趋势,径流量呈现显著减少的趋势;径流量发生突变的时间与气象因素的一致性较差,因此,可以得出径流量不仅受气温、降水、蒸发等气候因子的影响,还受到其他因素例如土壤、植被等因素的影响。     

基于误差修正模型的黄河源区年径流预测

为了提升黄河源区年径流预测精度以及了解黄河源区降雨、径流、泥沙之间的相互影响关系,以黄河源区唐乃亥水文站实测年降雨量、年径流量和年输沙量作为研究数据,采用协整理论分析方法,分别建立降雨—径流、径流—泥沙两变量误差修正模型以及降雨—径流—泥沙三变量误差修正模型,对研究区年径流量进行预测。结果表明:三变量误差修正模型的拟合优度均大于两变量误差修正模型的,模型解释性更强,更能定量表现黄河源区径流量—降雨量—输沙量之间的关系;三变量误差修正模型的平均相对误差为-4.83%,可以用于黄河源区年径流预测。     

黄河河源区水沙特性及来源分析

黄河源区控制站唐乃亥站多年平均年径流量200亿m^3，占黄河流域年径流量580亿m^3的35．2％，占青海境内黄河干流年径流量的91．0％。唐乃亥以上不仅是黄河河源区，也是黄河水量的主要供给地和水源涵养区之一。利用黄河源区干流主要测站（黄河沿、吉迈、玛曲、唐乃亥站）建站至2002年实测径流量和输沙量资料，初步分析了唐乃亥站水沙特性及来源。     

气候变化对黄河上游流域径流影响分析

近年来在气候变化和人类活动的共同影响下,黄河上游地表水资源偏枯形势严峻,严重影响了我国北方地区经济的可持续发展。为研究气候变化对径流的影响,利用黄河上游14个气象站点的逐月降水、气温和潜在蒸发资料以及唐乃亥水文站和上诠水文站的径流资料,采用线性相关法和Mann-Kendall法分析了气候变化对黄河上游流域径流的影响,结果表明,研究区域降水大致呈不显著递增趋势,气温、蒸发量呈显著递增趋势,径流量呈现显著减少的趋势;径流量发生突变的时间与气象因素的一致性较差,因此,可以得出径流量不仅受气温、降水、蒸发等气候因子的影响,还受到其他因素例如土壤、植被等因素的影响。     

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。     

黄河源区水沙变化特征分析

为探究黄河源区不同时期、不同区间水沙变化特征,以黄河沿、吉迈、玛曲、唐乃亥4个水文站的长系列实测水沙资料为基础,将黄河源区划分为黄河沿以上、黄河沿—吉迈、吉迈—玛曲、玛曲—唐乃亥4个区间,相邻两个水文站实测水沙资料之差即为区间产流产沙量.使用Mann-Kendall检验法、累积距平法、t检验和小波分析法确定黄河源区水沙...     

黄河河源区水沙特征与组成的初步分析

黄河源区控制站唐乃亥站多年平均年径流量 2 0 0亿m3 ,占黄河流域年径流量 5 80亿m3 的 34 5 % ,占青海境内黄河干流年径流量的 91 0 %。唐乃亥以上不仅是黄河河源区 ,也是黄河水量的主要供给地和水源涵养区之一。利用黄河源区干流主要测站黄河沿、吉迈、玛曲、唐乃亥站自建站至 2 0 0 2年实测径流量和输沙量资料 ,初步分析了黄河源区水沙特征、组成及来源。     

80年来青海境内黄河干流水沙量的变化

青海境内黄河干流唐乃亥站实测年径流量1.997×1010m3，占黄河流域年径流量5.80×1010m3的34.4%，占青海境内黄河干流年径流量的90.6%。唐乃亥以上是黄河流域水量的主要供给地和水源涵养区之一。自1919～1998年经统计分析唐乃亥站80年来径流量和输沙量的变化特征，结果表明年径流枯水年和偏枯水年出现最多的年份是20年代和90年代，丰水年和偏丰水年出现最多的年份是40年代、60年代和80年代。境内输沙量的变化主要取决于径流量的变化。90年代青海境内黄河干流水沙量减少主要是由于年径流丰、平、枯的周期性变化和降水量减少引起的，是以自然因素为主的结果。境内年径流量的变化没有向减少趋势发展，水沙量的变化是稳定的。     

基于Elman网络的黄河源区径流评估模型

黄河源区来水量对黄河上游乃至整个流域供水有重要影响,研究黄河源区汛期径流变化规律和来水趋势,对黄河流域水量持续利用和优化配置有重要作用.针对黄河唐乃亥水文站近48 a(1959～2006年)径流流量及年降雨情况,利用反馈Elman网络,尝试建立了黄河源区汛期径流评估模型.并利用matlab7所提供的神经网络工具箱对其进行了仿真实验.预报结果表明,该模型能较好地反映唐乃亥水文站汛期径流量的规律.     

龙羊峡水库泥沙淤积量估算

黄河上游唐乃亥站和贵德站是龙羊峡水库的入库和出库水文站，在水库蓄水前已有30年同步水沙量观测资料，同时两经径流量、输沙量有较好的相关关系。根据蓄水后唐乃亥站年输沙量，利用出、入库站在水库蓄水前建立的输沙量关系，推求出贯德站逐年未受水库蓄水影响输沙量，与贵德站相应逐年实测输沙量值累积量来估算水库淤积量。     

黄河下游水沙变化多时间尺度集对分析

为认识黄河下游水沙变化在不同时间尺度下的关系结构及整体变化趋势,在采用经验模态分解方法对黄河下游4个水文站1960-2016年的径流量和输沙量时序进行多时间尺度分解的基础上,对各站年径流量和年输沙量不同时间尺度分解序列的丰枯相关性进行集对分析.结果表明:黄河下游各站年径流量和年输沙量的变化呈减少趋势,且均存在3个不同的...     

黄河上游唐乃亥流域径流统计特征分析及气候影响

根据黄河上游唐乃亥以上气候资料, 统计分析了近 50年气候变化特点并以其与唐乃亥站径流关系为依据,分析了气候变化对唐乃亥站径流量的影响.结果表明:黄河上游径流呈现以枯水期占优势的丰、枯水交替变化规律,其完整的丰枯循环周期约在18 a;1920～1998年的年径流量呈现弱增长趋势,2000年以后进入一个丰水段;该区年均径流量为617 m3/s,主要集中在6～10月份;月均径流、降水和气温在变换趋势和影响月份上具有高相关性;在全球变暖的大环境下,研究区气温处于波动上升状态,20世纪90年代以后,降水、径流均呈下降趋势.     

基于CEEMDAN的黄河源区年径流量多时间尺度变化特征研究

基于EMD、EEMD和互补EEMD方法的不足之处,将CEEMDAN方法应用于黄河源区唐乃亥水文站1956—2015年的年径流量序列多时间尺度分析,采用纳什效率系数定量评价了各阶模态的重构信号对年径流量序列模拟精度的贡献程度,指出了提高年径流量预测精度的工作方向,揭示了黄河源区水文水资源系统变化的复杂年际特征,解释了20世纪90年代至21世纪初黄河连续枯水时段的成因。     

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。     

南水北调西线引水区和黄河上游径流及气候变化特征

利用南水北调西线一期工程引水区和黄河上游地区近40年的径流量、降水、气温资料，分析了各个流域径流量、降水、气温的年代际变化、周期，以及变化的原因。结果表明：南水北调西线一期工程引水区3个流域径流量的变化大体相似，经历了3个主要变化阶段，存在2～6年的周期。降水量变化幅度不是很大。降水量和径流量的变化趋势很一致，二者相关系数均达到0.80以上。温度表现出明显波动升高的趋势。黄河上游地区的径流量大体经历了4个变化阶段，存在2～8年的周期，有很明显波动减小的趋势。降水总体表现为没有大幅度的变化，流量和降水的相关系数在0.69以上。气温总体表现为波动变暖的趋势。两区的河流均以降水补给为主。黄河上游地区自1990年以后径流量明显减小，尤以黄河唐乃亥到兰州段之间最为严重，这可能与人为影响和温度升高蒸散量变大有很大的关系，所以南水北调西线引水工程是很有必要的。     

黄河源区降水径流变化特性初步分析

黄河源区唐乃亥水文站以上流域面积121972km^2，占黄河流域面积75．2万km^2的16．2％，多年平均径流量200亿m3（1956-2002年），占黄河流域多年平均径流量580亿m3的34．5％，因此该区域被称为黄河的水塔，也是黄河上受人类活动影响较小的天然产汇流区，其降水径流特性具有相对稳定性，对黄河水资源状况有重要影响。通过对黄河源区降水径流时空变化分析，初步揭示该区域降水径流变化特性及其规律。     

河流系统水沙变量的联合分布模型研究

以黄河源区唐乃亥水文站1956—2009年实测年径流量和年输沙量序列为例,在应用P-Ⅲ型曲线求得二者的边缘分布函数后,运用Copula函数方法构建了黄河源区水沙联合分布模型。模型应用结果表明:径流量和输沙量丰枯同步的频率大于丰枯异步的频率;水沙联合概率分布过程的IMF1、IMF2分量分别具有准2～6 a、准6～8 a的波动周期,IMF3分量的波动周期在20世纪50年代中期至90年代中期为准20 a,90年代至今为准15 a;Res分量自20世纪50年代中期至80年代初呈增大趋势,1983年达到峰值,之后至21世纪初呈减小趋势,2005年达到谷值,之后又呈增大趋势。