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。     

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。     

秃尾河流域水沙变化特性分析

为深入了解秃尾河流域水沙的演变特征和变化趋势,利用Kendall和Spearman秩次相关法分析了高家川站1956—2016年年降水量、年径流量、年输沙量的演化趋势;采用小波分析法提取年径流量和年输沙量的振动周期,利用滑动t检验法、有序聚类法和双累积曲线法分析了年径流量和年输沙量序列的突变年份。结果表明:秃尾河流域年降水量没有显著减少变化,年径流量、年输沙量均呈显著递减趋势;年径流量、年输沙量序列呈现以5、14、28 a左右为主的变化周期;年径流量、年输沙量在1979年、1996年发生突变,资料序列均划分为1956—1979年、1980—1996年、1997—2016年3个系列。     

冶木河流域主要水文要素时空变化分析

依据冶木河冶力关水文站近30 a的水文监测数据,采用趋势分析法、距平分析法和不均匀系数法对主要水文要素降水量、径流量和输沙量时空变化过程进行了分析,结果表明:降水量、径流量、输沙量均呈现减小的变化趋势,减小倾向率分别为226万m3/a、1.5 mm/a和0.021万t/a;输沙量的年内集中程度强于降水量,而降水量强于径流量;输沙量的年际变化明显强于径流量和降水量,而径流量的年际变化强于降水量,并呈逐渐增强的态势。     

叶尔羌河流域水沙关系诊断与变异特征分析

为分析气候变化和人类活动对叶尔羌河水沙的影响,运用模比系数差积曲线法、滑动相关系数法和双累积曲线法,研究叶尔羌河水沙变化趋势,并诊断水沙相关程度和变异点。结果表明:叶尔羌河径流量和输沙量总体上呈增加趋势,径流量和输沙量主要来自于夏季;径流量和输沙量以1993年为界划分为枯水(沙)期和丰水(沙)期;水沙相关度在1993年后变化明显,降水量对径流量和输沙量变化的影响表现为降低趋势,人类活动对径流量和输沙量变化的影响呈现上升趋势,降水仍是径流量和输沙量变异的主导因素。     

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。     

黄河河口镇至龙门区间来水来沙变化及其对水利水保措施的响应

采用现代统计学中的变点分析法、历时曲线法和双累积曲线法对黄河中游河口镇到龙门区间1952-2000年降水、径流和泥沙量进行了综合分析。结果表明:黄河河龙区间多年平均降水量为434.5mm,径流量53.3×108m3,输沙量7.2×108t。上世纪50年代以来,区间面平均降雨量并未发生显著的趋势性变化,而径流和输沙量均发生了显著性趋势性减少,但在这种趋势性减少过程中,上世纪90年代则表现出微弱增加。与前期相比,在消除降雨量影响后,区间径流量降低幅度一般在20%-30%,而输沙量在低频率部分(相当于汛期)减小幅度达40%,高频部分(相当于非汛期)有所增加。根据建立的区间面平均降雨量与径流量及输沙量关系分析,黄河河龙区间因人类活动的直接作用使区间径流量年均减少18.8×108m3,输沙量年均减少3.7×108t。与前期相比,区域水土保持措施是区间径流和泥沙减少的主要驱动力。     

淮河干流王家坝水文站水沙特性分析

为合理分析淮河干流水沙的变化情况,本文基于王家坝水文站1984—2021年逐月降水量、径流量、含沙量和输沙量数据,分析王家坝站水沙变化特征。各系列多年平均特征值表明:输沙量不均匀系数最大,6—8月的输沙量占全年的67.3%;降水主要集中在6—8月,而径流主要集中在7—9月。在统计的分期年平均值中,年降水量和年径流量时段均值呈上下波动趋势,年输沙量和年含沙量时段均值呈减小趋势,来沙系数和输沙模数时段均值均呈减小趋势。由双累积曲线分析可以看出,径流量与输沙量关系比降水量与径流量的关系密切。结果可为淮河流域的水沙特性及其变化规律的探究提供依据,也可为该地区的河道整治和防汛抗旱提供参考。     

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。     

降水变化和人类活动对浏阳河流域径流的影响

定量评估降水变化和人类活动对浏阳河流域径流的影响,有助于更合理地利用流域水资源。采用线性拟合、滑动平均和累积距平等方法分析了1969—2013年浏阳河流域径流和降水的演变规律及其相关关系,应用累积斜率变化率比较法定量估算了不同时期降水变化和人类活动对径流量变化的贡献率。结果表明:浏阳河流域降水量表现为增加趋势,上升率为3 mm/(10 a);年径流量表现为下降趋势,下降率为2.7 (m³·s^-1)/(10 a);降水和径流在1988年和1999年均发生显著性突变,经历了“减少—增多—减少”的交替变换。与基准期1969—1988年相比,1989—1998年和1999—2013年这2个时期的降水量变化对径流量变化贡献率依次为56.8%,7.62%,而人类活动对径流量的贡献率依次为43.2%,92.38%,可见人类活动已成为影响浏阳河流域径流变化的主要因素。     

相似性降水条件下北洛河水沙变化特征

降水是河流径流来源也是水土流失的主要动力,通过选择相似降水年组比较河流水沙变化,可以更好揭示土地利用变化对河流水沙变化的影响.采用1954年到1996年北洛河状头水文站实测资料,根据年份差大于5年,年雨量差小于20 mm和汛期雨量差小于10 mm等三个指标确定了8个相似降水年组.通过比较相似性降水年组径流量和输沙量变化,分析了不同时间河流水沙变化特点;并通过组间比较初步探讨了北洛河水沙变化趋势.分析表明,与1980年相比,1996年除汛期径流量增加外,年径流量,年与汛期的输沙量和含沙量均增加;在其他时段,输沙量在1970年代后期以前呈减少趋势,年径流量和汛期径流量有增加趋势,而年均和汛期含沙量均有减少趋势.     

黄河河口镇—龙门区间近期水沙变化特点分析

介绍了黄河河口镇—龙门区间的概况,利用实测资料对2000—2010年该区间的水沙特点进行了分析。结果表明:①与1956—1999年平均相比,2000—2010年多年平均降水量变化不大,但主汛期降水量偏小13%,较大降水量发生天数减少,小降水量发生天数增多,降水强度明显减弱;②8月水、沙量减少最多,分别占年减少量的32%、46%;③主汛期降水量减幅小于径流量的,径流量减幅小于输沙量的;④主汛期降水量与实测水、沙量的关系均发生了变化,与1969年以前相比,2000年以后降水量增大,径流量变化不大,而实测径流量相同的条件下输沙量明显减少。     

黄河河口镇——龙门区间年输沙量变化原因分析

通过建立黄河河口镇—龙门区间主汛期降水量和年输沙量的关系,分析了1970年后年输沙量变化的原因,结果表明：①主汛期降水量呈周期性变化,20世纪90年代中期以来枯值历时较过去长;②主汛期降水量小于218 mm时,输沙量随降水量增加而增长的幅度较小,降水量大于218 mm时,输沙量随降水量增加而增长的幅度较大;③20世纪70年代以来,各年代降水变化减少的输沙量占42%～60%,水利水保工程减少的输沙量占58%～40%;④1996年以后水利水保工程措施的减沙作用有所减少。     

不同气候情景下和田河上游径流变化

位于内陆的和田绿洲,其水资源主要来自上游山区,山地径流的变化将直接影响社会经济活动。基于此,对和田河流域上游1980—2015年的降水、温度、径流的变化趋势以及降水、温度对径流的影响进行分析,构建相应的soil and water assessment tool（SWAT）模型,结合气候模式对未来6种气候变化情景下的径流进行预测。结果表明：1980—2015年和田河流域上游年均气温和年降水的变化率分别为0.31 ℃/10 a和16.5 mm/10 a,均呈显著增加趋势,年径流也呈上升趋势;以2009—2011年为基准期,若和田河上游降水量分别增加12.5%、10%和减少10%,则其径流量将分别增加8.19%、6.45%和减少6.23%;若和田上游流域温度分别增加0.3 ℃、1 ℃和2 ℃,则和田河径流量将分别增加1.96%、7.74%和12.99%;预设的6种情景径流量均呈现增加趋势,其中2021—2030年HADG_RCP8.5情景下径流量最小,为51.25亿m3/a;2031—2040年,BCC_RCP4.5情景下径流量最小,为53.06亿m3/a。所得结果可以为当地水资源调配提供理论支撑。     

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。     

金沙江下游元谋干旱河谷区水沙过程演变规律研究

以金沙江下游元谋干旱河谷区1970-2012年的实测月值径流量、输沙量数据为基础,采用线性倾向估计、均差累积曲线、Yamamot检验和Morlet小波分析等方法,系统研究了元谋干旱河谷区水沙过程演变规律。结果发现:元谋干旱河谷区85%以上的水沙产输量集中在每年的季风期,自20世纪70年代以来水沙产输量总体呈现出微弱的减少趋势,产水量占整个流域的比例呈现出下降趋势而产沙量的比例却呈现出增加的趋势;1960年以来元谋干旱河谷区径流量过程变化存在2个拐点,径流量在1992年和输沙量在1994年存在突变,而两者均在2002年均发生了强突变;年径流量、输沙量在28 a时间尺度上的周期性变化最为显著,为第一主周期,均存在1个完整的丰水、多沙中心年份和1个完整的少水、少沙中心年份,此外13 a左右时间尺度上的周期也较为突出;相对于径流量而言,自1992年开始元谋干旱河谷区泥沙量有增加趋势,而从2003年开始输沙量则转变为减少趋势。     

天然文岩渠流域水文气象要素变化特征分析

运用不均匀系数法、Mann-Kendall趋势检验、R/S分析、Pettitt变点检测等数理统计方法对天然文岩渠流域1970—2009年水文气象要素变化特征进行了分析。结果表明,该流域降水量、径流量、输沙量年内分配差异较大,水面蒸发量年内分配较为平均。年降水量呈不显著减少趋势,具有反持续性,在未来将呈增加趋势;年径流量、年输沙量、年蒸发量呈显著减少趋势,分别于1984年、1994年、1977年发生变异,且都具有长持续性,在未来一段时间都将呈减少趋势。     

赣江流域径流量和输沙量的变化过程及其对人类活动的响应

近年来频繁出现的鄱阳湖季节性干枯问题受到广泛关注,作为鄱阳湖水系五大河流之首的赣江入湖水沙量及其变化也同样受到重视。采用1962-2013年赣江控制站外洲水文站实测水沙及流域内降雨量资料,通过多种计量统计学方法,分析了赣江降雨量、径流量和输沙量变化特征,并评估了人类活动对径流量及输沙量的影响。结果表明,赣江流域面降雨量和径流量无明显变化趋势,输沙量呈显著的下降趋势,并经历了平沙期—丰沙期—平沙期—枯沙期4个阶段。输沙量突变年份为1984和1992年,以1962-1983年为参照期,1984-1991年人类活动使河流输沙量减少36.3%,1992-2013年则使输沙量减少88.1%,水土保持和水库建设是赣江年输沙量减少的主要因素。     

黄河源水沙变化及与气温变化的关系

利用黄河源4个水文站黄河沿、吉迈、玛曲和唐乃亥的长系列水文资料和10个代表性气象站的气象资料,分析源区近56年来年径流量、年输沙量、气温和降水的变化规律,以及探讨水沙变化与气温变化的关系。结果表明:4个水文站1955-1990年的年径流量和年输沙量均呈增加的趋势,但唐乃亥站1991-2011年的年径流和年输沙量相对于1956-1990年分别减少15.9%和28.5%。除河南和同德之外,其他8个气象站1953-2011年的气温呈现持续明显上升的趋势,上升线性速率为0.31~0.41℃/(10a)。黄河源区气温升高具有一致性趋势,但降水量变化没有一致性规律。降雨量与气温的关系在1953-1990年较弱,1991-2011年这种相关关系逐步增强。年径流量和年输沙量与气温升高的关系是气温降低或升高对应于年径流量和年输沙量增加或减少。     

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。