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。     

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。     

气候变化对黄河唐乃亥以上地区径流量的影响

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，建立天然径流量计算公式，计算分析了气候变化对唐乃亥站径流量的影响，结果表明：①近50年降水呈递减趋势，气温表现为显著升高特点；②20世纪90年代以来年平均气温较常年偏高0．5℃左右，而比前期升温达0．7℃～0．8℃；（3）近期降水量不仅较常年偏少，且比前期显著减少，尤其玛曲一带减少幅度达15．8％，并在时间上以6-9月最甚；④20世纪90年代以来天然年径流量与前期相比，减少了43．7亿m^3，气候变化所引起的减幅达20．2％。     

GIS支持下的黄河源区大尺度水文模拟

无、缺资料地区大尺度的水文模拟是水文学的一个热点。黄河源区（唐乃亥以上）由于自然条件恶劣，水文、气象资料较少，很多地区依然处于无资料状态，黄河源区多年（1919-2000年）平均径流量占整个黄河多年平均径流量的35．3％，是黄河流域重要的产流区。为了分析黄河源区的产汇流机理，基于洪峰流量和峰现时间对黄河源区的物理参数进行优化。     

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。     

基于Elman网络的黄河源区枯季径流预报研究

采用反馈Elman网络对黄河唐乃亥及玛曲两站1959～2003年年降水量及径流量进行了分析,建立了基于反馈神经网络的黄河源区枯季径流预报模型.利用matlab7神经网络工具箱对黄河源区唐乃亥站枯季径流量进行了预报.结果表明,所建立的ANN(7,7,15,7)模型预报结果精度高,容错能力强,是枯季径流预报的有效手段.     

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。     

近期黄河上游气候变化对龙羊峡入库水量的影响

根据1956年以来气候资料,统计分析了黄河上游龙羊峡以上地区气温、降水分布规律及变化特点,并以各站气温、降水与唐乃亥站天然径流量关系为基础,建立天然径流量计算公式,计算分析了唐乃亥以上地区20世纪90年代(近期)以来气候变化对龙羊峡入库径流量的影响,以及唐乃亥站径流量对气候变化的敏感性.结果表明:①近期唐乃亥以上各区年平均气温均较常年平均偏高0.5℃左右,而比前期升温达0.7~0.8℃;降水量不仅较多年均值偏少,更比前期显著减少,其中玛曲一带最大减幅达15.8%;②平均天然年径流量与前期相比,近期减少了43.7亿m3,表明气候变化所引起的减幅达20.2%;③龙羊峡入库径流量对降水变化的响应要比气温更为显著.     

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.     

龙羊峡水库后汛期入库径流特征及可蓄水量分析

以1956—2022年唐乃亥水文站实测水文数据为基础,采用数理统计方法,重点分析黄河源区后汛期径流特征,并结合龙羊峡水库满负荷发电流量,对龙羊峡水库在后汛期可蓄水量进行不同情景的分析讨论。研究表明：1)唐乃亥水文站后汛期径流量年际变化较大,丰枯不均,以正常偏枯为主,多年平均后汛期径流量占汛期径流量的29.1%;2)唐乃亥水文站后汛期日平均流量在1 000 m³/s以上的径流量平均为8.96亿m³,年际变化极大,以1 000 m³/s发电流量运用,龙羊峡水库蓄至正常蓄水位的保证率仅为10%,多数年份汛期结束后水位无法达到正常蓄水位2 600 m。建议根据后期来水,适时调整进入后汛期的时机,优化和调整龙羊峡水库年度调度方案,为高效合理利用黄河源区后汛期水资源奠定基础。     

黄河流域地表水可利用量分析计算

应用断面径流量减去河道内生态需水量与河道外难控制利用弃水量并扣除二者间重复量的算法,利用黄河唐乃亥、花园口、利津等7个水文站断面实测和统计数据,分析计算多年平均黄河花园口、利津断面地表水可利用量分别为292.88亿～317.56亿m^3/a和258.88亿～361.24亿m^3/a。     

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。     

黄河唐乃亥以上地区径流对气候变化的敏感性分析

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，建立了天然径流量计算公式，分析了径流对气候变化的敏感性。结果表明：①近50年降水呈递减趋势，气温表现为显著升高特点；②20世纪90年代以来年平均气温较常年偏高0．5℃左右，而比前期升温达0．7℃～0．8℃；③近期降水量不仅较常年偏少，且比前期显著减少，尤其玛曲一带减少幅度达15．8％，并在时间上以6～9月最甚；④唐乃亥以上地区径流量对降水变化的响应比气温更为显著。     

21世纪初期黄河口地区缺水状况与应对措施

黄河口地区当地水资源总量为5．34亿m^3，人均占有量为316m^3，仅为全国人均占有量的11．7％，为全省人均占有量的68．1%。亩均占有水资源量为191．47m^3，仅为全国亩均水资源量的10．87%，为全省亩均水资源量的60．40％。该地区每年90％以上的用水要依靠黄河供给，而黄河来水量逐年减少，且经常出现断流。从1973～1997年实测的利津站的径流资料统计分析，多年平均径流量为252．9亿m^3，其中7～10月份径流量为173．0亿m^3，占全年总量的68．4％；11～2月份为57．6亿m^3，占全年总量的22．8％；     

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.     

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。     

黄河源区唐乃亥站径流持续减少的原因分析

对黄河源区重要控制站唐乃亥水文站径流的补给来源、空间分布和年季变化规律进行了分析，研究唐乃亥站天然来水量持续减少的原因，对黄河上游乃至整个黄河流域水资源的利用具有一定指导作用，对黄河源区水资源可持续开发利用及其生态环境保护具有举足轻重的作用。     

基于IHA的黄河源区水文情势及环境流变化

基于黄河源区唐乃亥及玛曲两个水文站1961—2008年的逐日径流数据,利用IHA软件,从河流水文指标、环境流组成以及生物多样性方面分析了黄河源区水文情势和环境流变化情况。结果表明:(1)受干扰后,唐乃亥及玛曲站分别有17、14个水文指标发生了中度改变,分别占指标总数的53.1%、43.8%;(2)两站环境流中大洪水事件逐渐消失,流量结构组成趋于单一化,并逐步向以高流量脉冲及枯水流量事件为主发展;(3)受干扰后黄河源区生物多样性呈下降趋势,两站的生物多样性指数均值均减少到10。     

黄河唐乃亥以上地区径流量变化分析

分析了黄河唐乃亥以上地区2002年以前径流的区域分布、各区间径流量年际和年内分配变化情况以及20世纪90年代以来年径流量减少的原因。分析指出，该地区多年径流量年际变化上游段大于下游段，近年来径流量减少主要是由于自然因素和人为因素造成的。