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。     

泾河上游降雨径流年际变化及其趋势分析

运用曼-肯德尔法、R/S法、线性回归法对泾河上游降雨、径流变化特征及规律进行分析研究。结果表明：泾河上游1956-2016年降雨量有减少趋势,倾向率-6.1mm/10a,趋势不显著;1956-2016年泾河杨家坪水文站多年天然径流量7.158×10⁸m³,呈周期波动变化,1985年以后泾河年径流量显著减少,1986-2016年降水变化导致径流减少了7.7mm,影响率达32.1%,人类活动因素导致径流减少了16.3mm,影响率达到67.9%,即人类活动是导致1986-2016年径流变化(减少)的主要因素。     

基于逐步剔除回归分析的径流量预报分析

基于平凉水文站(1974~2015年)径流量、温度、降水量和崆峒水文站(1977~2015年)径流量资料,利用SPSS软件的多元线性向后逐步剔除回归分析法,对泾河平凉水文站的径流量进行了预报分析。结果表明:平凉水文站的预报径流量和实测径流量之间相对拟合误差较小,预报合格率达85.71%;预报因子、预报方程均通过统计学检验,达到显著性水平;平凉水文站的年径流量与上游崆峒水文站的年径流量、秋季径流量和春季径流量之间存在显著线性关系,决定系数R2=0.927;利用建立的径流量预报模型能够很好地模拟预报平凉水文站年径流量变化,预报结果可为区域水资源管理提供科学依据。     

泾河平凉市区段径流量变化特征及其影响因素分析

基于平凉水文站(1974-2015年)径流量、温度、降水量和崆峒水库水文站(1977-2015年)径流量资料,应用多种统计分析方法,对泾河平凉市区段径流量年内分配的不均匀性和径流量的年际变化进行了分析,同时对影响径流量变化的因素进行了讨论。结果表明:泾河平凉市区段径流量年内变化呈现不均匀分配,但不均匀性有减小的趋势;泾河平凉市区段径流量年际变化较大,枯水年明显多于丰水年,径流量总体呈现出减小的趋势;影响泾河平凉市区段径流量变化的因素主要为上游崆峒水库站年径流量,人为活动对泾河平凉市区段径流量的影响主要在1993年以后:1994-2009年起到减小的作用,2010-2015年起到增大的作用。     

泾河流域近80a径流变化趋势及特征分析

基于泾河流域1932—2010年近80 a的实测径流数据,采用Morlet小波对泾河流域径流进行周期、丰枯变化及突变点分析,采用Db3小波对最大尺度下的低频成分进行重构,获得泾河流域的径流变化趋势,并应用Kendall秩次相关分析法对径流进行显著性检验。结果表明:在近80 a的研究时段中,泾河流域年径流量总体呈现明显减小趋势,但在2000年开始年径流量有所增大;在泾河流域的年径流序列多尺度分析中,同一时段径流变化的趋势有所不同,2 a周期年径流丰枯变化存在比较明显的局部差异,7 a周期经历了由弱到强,之后又逐渐减弱的过程,12 a和20 a周期逐渐增强。     

渭河干流径流年际及年内变化趋势分析

为了分析渭河干流径流量的年际变化趋势及年内分配规律,根据渭河干流林家村、咸阳、华县3个水文站1951—2010年60 a的逐月实测径流资料,采用Mann-Kendall法和R/S方法,对渭河干流径流量的年际变化特征及趋势进行了分析,在此基础上采用有序聚类分析法对其突变点进行检验,并划分径流阶段;运用集中度与集中期等指标对各阶段年内径流量的分配进行了定量分析。结果表明:3个水文站的M-K统计量Z值分别为-5.893、-4.892和-4.254;3个水文站的Hurst指数分别为0.945 6、0.940 2和0.884 5,均大于0.5;林家村站的突变点为1971年和1994年,咸阳站的突变点为1969年和1994年,华县站的突变点为1969年和1991年;60 a来渭河径流量显著减少,并在未来一段时间内保持持续减少态势;径流集中度整体呈增加趋势,年内径流分配不均,径流多集中在5—10月,占年径流量的75%左右;径流集中期从20世纪50年代的8月5日后延到21世纪初的8月15日左右。     

黑河流域1957-2008年径流变化特性分析

根据黑河干流莺落峡站和正义峡站1957-2008年52年的实测年径流资料,应用累积距平、滑动平均、M ann-Kendall非参数统计检验和R/S分析等多种方法,分析了黑河流域年径流变化规律。结果表明:①总体上,莺落峡站年径流存在增加趋势,正义峡站年径流存在减少趋势,同时两站径流趋势具有一定的持续性;②1961年和1998年是莺落峡站径流量突变开始的年份,1957-1961年间,径流量处于明显增加阶段,1962-1997年间,径流量出现了增长率逐渐减小、径流量减小及径流量微弱增加等阶段,1998年后,径流量再次出现明显增加的现象。③20世纪80年代中期以前,莺落峡、正义峡两站径流量变化规律较为一致,均是丰水年和枯水年交替出现,丰枯转化较为平衡。20世纪80年代末至90年代末,莺落峡站径流量处于增加的趋势,而正义峡站呈现显著减少趋势,主要是这一阶段中游用水量急剧增加,两站径流量差值呈显著增加趋势。进入21世纪由于国家在黑河流域实施了水量统一调度,两站径流量差值保持平稳态势。     

泾河年径流量BP神经网络模型研究

以1957—2000年的实测降水序列和泾河年径流量序列为研究对象,利用EMD法和GA建立了泾河年径流量的BP神经网络模型。分析结果表明:泾河流域年降水量变化可能存在准2～3、5～7、10～13、18～22 a的周期;基于EMD的年径流量BP神经网络模型预测值的相对误差为-4.71%～8.21%,基于GA的年径流量BP神经网络模型预测值的相对误差为2.25%～12.22%。     

塔里木河源流和干流径流特征及其相关性分析

基于塔里木河流域源流和干流1957~2013年实测径流数据,运用Mann-Kendall和Mann-Whitney等非参数检验和相关分析等方法,探究源流和干流径流变化趋势和突变特征,以及源流和干流不同径流频率的对应关系。结果表明:(1)1957~2013年塔里木河源流径流量呈显著的增加趋势,干流径流量呈不显著的下降趋势,干流径流量的减少主要是源流耗用量不断增加导致。(2)当源流径流频率低于50%时,干流径流量的增加幅度小于源流;当源流径流频率高于50%,干流径流量的减少幅度小于源流。     

郁江南宁河段历年径流量变化特性研究

利用郁江南宁水文站1947～2005年59年逐年(月)实测平均流量(径流量)资料,对南宁水文站历年径流量、丰枯水期径流量及各月径流量的变化趋势、周期性、突变等变化特性作较全面的分析,并针对南宁水文站历年径流量各种变化特性进行探讨.     

大通河流域近60年径流变化特征和趋势分析

基于大通河干流中、下游的天堂和享堂水文站实测年径流量资料,采用滑动平均、累计距平、小波分析和M-K检验方法,分析大通河干流径流年内年际变化、周期、突变特征和趋势。结果表明:大通河流域径流年内分配不均,主要集中在夏秋两季,年际变化波动明显;中游和下游年径流量在1990年以前变化趋势一致性较好,1995～2015年两站径流变化趋势相反;1989年中上游年径流量发生突变,总体呈上升趋势;1999年下游享堂站年径流量发生突变,存在明显下降趋势。小波分析表明,天堂站径流量存在3,7 a及25 a的振荡周期,下游享堂站径流量存在3,6 a及30 a的振荡周期,大通河下游径流量小周期的转换要比中游径流频繁,下游径流受影响较大。     

渭河流域水沙时空变化及其对人类活动的响应

基于渭河流域32个水文站近60 a水沙数据,采用Mann-Kendall趋势检验、Pettitt突变检验、双累计曲线等方法分析了渭河流域不同区间水沙变化特征及驱动因素。结果表明:渭河流域62.5%(50%)区间径流量(输沙量)呈显著减少的趋势,34.36%(42.86%)区间径流量(输沙量)无显著变化趋势,仅3.12%的区间径流量和输沙量呈显著增加趋势;渭河径流量和输沙量的突变年份集中在20世纪80年代末、90年代初;泾河径流量和输沙量的突变年份集中在20世纪90年代;北洛河径流量和输沙量在21世纪初发生突变;以渭河控制站(■头站和华县站)水沙之和为基础量化的人类活动和降雨量对渭河径流量减少的贡献率分别为84.86%和15.14%,对输沙量减少的贡献率为92.54%和7.46%;退耕还林(草)工程、淤地坝建设、水库拦蓄等是渭河径流量和输沙量变化的主要原因。     

泾河入陕主要控制断面生态需水量的分析与确定

通过对泾河及其较大支流水文站基本情况的介绍,论证了选择泾河干流杨家坪站、最大支流马莲河站、雨落坪站作为泾河入陕控制站的合理性;在此基础上采用Tennant法与输沙水量外包线方法,确定了控制断面杨家坪、雨落坪站年生态需水量分别为6.60亿、3.97亿m3,其结果可供有关部门参考。     

洮河干流径流变化特征分析

依据洮河干流上、中、下游的四个主要控制水文站实测月、年径流量资料,运用矩法和Mann-Kendall秩次检验法等方法,研究洮河干流径流的周期性、突变性、相关性等变化规律,揭示洮河干流径流年内年际的演化规律和变化趋势。结果表明:洮河干流上、中、下游径流年内分配多年变化趋势一致,由集中向均匀转变,但变化趋势不显著,自上游向下游不均匀性增强;径流量年际变化大,但总体有逐渐减小的趋势;洮河上游、下游径流年际变化平稳,中游年际变化剧烈。     

径流序列变异诊断的近似熵与样本熵法对比研究——以新疆叶尔羌河为例

识别并诊断径流序列的变异点,是进行径流序列重构与一致性再建立的关键环节,对于认识水文机理、应对径流变化具有重要价值。选取1957-2016年叶尔羌河出山口卡群水文站实测日径流量数据,采用传统MannKendall突变检验法识别突变点,采用样本熵和近似熵法诊断序列的变异点并进行方法对比。结果表明:采用传统的突变检验方法 Mann-Kendall法进行突变点识别时,出现了多个虚假变异点,无法准确断定突变年份;采用近似熵法对径流量序列进行变异点诊断,发现1959、1987和2004年3个变异点,采用样本熵法对径流量序列进行变异点诊断,发现1987和2004年两个变异点。通过两种方法的对比分析发现,在同一维度下,样本熵较近似熵能更好地反映径流量序列的波动情况,并且样本熵具有更好的灵敏度。卡群站以上为高山分布区,人为干扰较小,自然因素成为影响研究区径流变化的主要因素。     

黑河流域径流变化规律及趋势预测

根据黑河1956—2012年各水文站径流量数据,应用Mann-Kendall非参数检验法对黑河流域径流变化规律进行了分析,并利用BP神经网络对未来黑河径流演变趋势进行了预测。结果表明:1黑河干流及主要支流汛期来水量占年径流量的比例较大,为63.18%~94.56%,出山口径流量未来总的趋势为增加;2Mann-Kendall趋势检验结果表明莺落峡、祁连、新地及嘉峪关站未来径流预测趋势与实测序列趋势较为一致,而札马什克站未来径流预测趋势和实测序列趋势相反,但该站M-K值的绝对值逐渐变小并趋于0,可以推测未来该站径流量趋势将由减少转为增加,这与BP神经网络预测的结果一致。     

1956-2016年沣河径流量变化特征分析

以沣河流域内秦渡镇水文站1956-2016年实测径流数据为基础,分析年内变化特征;用M-K方法对沣河年际、丰水期、枯水期3个时期的径流量进行了突变分析,再用滑动t检验突变点的可信度.结果表明:沣河年径流量在1956-2016年中整体呈减少趋势,减少率为175.71×104 m3/a;径流年内分配在20世纪70、80年代...     

黄河石嘴山水文站年径流量多时间尺度分析

利用黄河干流石嘴山水文站1956—2015年的实测年径流量数据,采用线性趋势分析法、累计距平曲线法、有序聚类法以及非参数Mann-Kendall检验法,从趋势性、阶段性以及突变性3个方面分析了60 a来径流序列的整体变化趋势及突变特征,并对径流演变的驱动因素进行了分析。结果表明:从整体趋势上来看,石嘴山水文站年径流序列呈现较明显的减小趋势;年径流量时间序列存在3个较明显的变化阶段,分别是1956—1968年、1969—1986年、1987—2015年;年径流量序列发生突变的年份分别为1969年、1987年、1991年;径流序列演变的主要驱动力是龙羊峡、刘家峡水库的蓄水运用和上游河段的工农业耗水。     

汉江上游汉中段近50年实测径流变化趋势及特征分析

河流生态环境作为生态文明建设的重要组成部分,研究河流实测径流量的变化趋势及特征具有重要意义。选取汉江上游汉中段武侯镇站、汉中站、洋县站典型水文站,采用Mann-Kendall统计检验和小波函数分析汉江上游汉中段长系列实测年径流量的变化特征。结果表明,20世纪90年代以来,汉江上游汉中段实测径流量总体呈减少趋势;上下游站实测年径流量的变化趋势相似,下游站较上游站的减少趋势明显;3个水文站近50年年平均实测径流序列突变发生在1991年,且呈现出约7 a的变化周期。     

塔里木河流域径流变化趋势分析及预测

结合塔里木河流域三源流各水文站及干流阿拉尔52年(1957-2008年)的径流实测资料,运用时间序列周期方差分析外推、非参数检验和R/S分析等方法探讨了径流量的周期、跃变及未来的变化趋势。结果表明:阿克苏河两水系径流趋势增加显著并在未来的一段时间内将长期持续,其突变点皆在1993年;和田河同古孜洛克与乌鲁瓦提存在相反的径流趋势且突变不显著;叶尔羌河表现为微递增趋势并在1993年发生显著性突变,但在未来的一段时间这趋势将转变为减少;源、干流在突变、径流趋势、径流量等皆存在较大差异,这表明人类活动强烈干扰了干流的水文过程。