1998年以来黄河干流水资源量变化特征分析

采用Mann-Kendall法、距平累计法、变差系数法和Sen's斜率估测法分析了1998—2015年黄河流域水资源量变化趋势,结果表明:1998—2015年,黄河水资源量整体上比20世纪末的干旱时期有所增大,且具有空间差异性;干流5个主要水文站中的年均天然河川径流量和水资源总量除兰州站小于1956—2000年的而大于1987—2000年的外,头道拐站、龙门站、三门峡站、花园口站均小于1956—2000年的和1987—2000年的,但与1987—2000年的差异不显著; 1998年以来,5站天然径流量、实测径流量、水资源总量都呈现增大趋势,且实测径流量除龙门站外都通过了99%的显著性检验。黄河流域与地表水不重复计算量的地下水资源量主要集中在中下游的河谷平原,1998—2015年呈现减小趋势。河川径流及水资源变化主要受降水、人类取用水活动和土地利用变化的影响。黄河流域取耗水量呈明显增长趋势,耗水强度最大的为兰州站—头道拐站和龙门站—三门峡站区间,5站控制流域平均降水量除兰州站、头道拐站外,均呈不显著增大趋势。1998—2015年黄河径流量与水资源量增长的主要原因为降水量增大。     

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。     

黄河近百年径流量变化分析与认识

黄河是中华民族的母亲河,其水资源的变化对黄河流域乃至全国的社会经济发展具有重要影响,缺水态势是黄河当前与未来的最大挑战。基于黄河干流兰州、头道拐、花园口和利津4个典型水文站1950—2017年近70 a的实测径流数据,分析了黄河干流年径流量变化特征。受气候变化和人类活动双重影响,黄河干流各水文站年径流量呈现显著的下降趋势,且下降速率呈现累积效应;20世纪60年代是百年来黄河径流量最大的时期,而90年代后径流量减少显著;4个水文站实测径流量在1985/1986年发生突变,变化期相较于基准期年径流量显著下降,且下降幅度从上游至下游递增。实测资料分析结果只反映黄河径流变化是气候变化与人类活动(含土地利用)共同影响的结果,如何区分它们的影响比例是尚待进一步研究的科学问题。美丽中国建设,黄河不可或缺。建议以促进流域水-生态-经济协同发展为目标,梳理黄河流域水-生态-经济可持续发展、水-能源-粮食之间的复杂关联,尽快提出黄河流域水资源利用、生态保护和经济协同发展方案。     

榆林市马镇黄河引水设计径流计算分析

马镇引水工程是榆林市规划的黄河东线引水骨干工程,从榆林东部黄河干流马镇断面引水,断面设计径流的确定是工程设计的基础,关系到工程水源的可靠性,取水口位于府谷水文站下游,其间无较大支流汇入,可采用府谷站径流分析成果。依据黄河流域相关典型断面径流设计成果,进行府谷断面设计径流计算分析。对实测径流考虑流域地表用水损耗及大中型水库调蓄影响进行还原计算,并对还原后的径流量考虑下垫面条件变化影响,进行径流一致性处理,得到天然径流量(1956~2010年)。在此基础上,分析计算上游断面设计水平年2030年配置用水量,通过对断面以上梯级水库进行调节计算,分析断面设计水平年2030年来水量为192.7亿m~3,其中汛期7~10月径流量92.6亿m~3,非汛期11月~6月径流量100.1亿m~3;90%保证率来水143.4亿m~3,断面径流可以满足工程年取水量7亿m~3的要求,为工程设计提供可靠依据。     

黄河内蒙古段流量过程变异程度及影响因素

选择黄河干流内蒙古河段的石嘴山和头道拐两个省界断面为研究对象,利用1956—2013年历年各月实测径流量和天然径流量资料,对该河段的流量过程变异程度及影响因素进行了分析。结果表明:两个断面流量过程变异均明显分为3个阶段,即1956—1968年、1969—1986年和1987—2013年,流量过程变异程度逐阶段上升,相应赋分逐阶段降低;流量过程变异程度显著及呈阶段性变化的主要原因是沿黄工农业耗水以及龙羊峡和刘家峡水库的蓄水运用。     

黄河兰州站520年汛期径流量变化规律及预测

利用兰州站重建的520年径流量资料,采用统计学方法对黄河上游兰州站汛期天然径流量的历史演变规律和未来30年变化趋势进行了分析,结果表明:①黄河上游兰州站近520年汛期天然年径流量大体上经历了8个枯水段和7个丰水段,目前尚处于自1989年开始的枯水段;②兰州站520年汛期天然径流量序列存在准30年、准4年等显著且比较稳定的变化周期;③兰州站未来30年汛期天然径流量变化趋势大体可以分为平水段(2005～2012年)、丰水段(2013～2018年)、枯水段(2019～2028年)、丰水段(2029～2034年)4个时段.     

黄河干流径流变化归因分析与有关问题商榷

黄河是中华母亲河和中华文化的摇篮,黄河径流量的变化与黄河流域乃至全国的社会经济发展息息相关。为定量解析黄河径流量变化的主要驱动因素,基于黄河干流兰州、头道拐、花园口和利津4个代表水文站1960—2010年实测径流量数据、降水量数据、潜在蒸散发量数据以及还原径流量数据,利用双累积曲线法和Budyko弹性系数法,对黄河干流径流量的变化进行归因分析。结果显示:1989年以后人类活动是导致黄河径流量显著减小的主要原因,其贡献率在85%以上,而气候变化对黄河径流量减小的贡献率不足15%,且越往下游人类活动贡献率越高,简而言之,气候变化对黄河上游径流量变化的影响大于对中下游的影响,人类活动对黄河中下游径流量变化的影响大于对上游的影响。针对气候变化与人类活动水文效应研究的若干理论与实际问题进行了商榷。     

黄河干流水文指标的变异

应用水文变异方法对黄河干流唐乃亥、兰州、头道拐、潼关、花园口和利津6个关键断面水文指标的变异程度进行了分析,结果表明:近年来黄河干流水文指标有很大的变异,主要原因是水库运行和干流引水。6个断面水文指标的变异程度大体可分为3个层次,兰州和利津断面属第一层次,发生明显改变,头道拐、潼关、花园口为第二层次,改变比较明显,唐乃亥断面为第三层次,变异程度相对较低;兰州和花园口断面系水库泄流控制站,改变指标主要集中在水库削峰补枯引发的极值和丰枯流量的变化上,头道拐、潼关、利津受灌区和沿黄城市引水的影响较大,表现为很强的与农业用水规律相关的指标改变分布     

盐锅峡水电站的水库调度

盐锅峡水电站位于距兰州市上游70Km处的黄河干流上,是黄河龙羊峡——青铜峡河段规划中的第八梯级水电站,盐锅峡坝址以上流域面积为182704Km~3约占黄河全流域面积的1/4.由于流域内大部分地区分布于海拔3000m以上的青藏高原、流域内自西北至东南多年平均降水量277.8mm(1954～1991年).因气温较低,蒸发较小而植被又较好,所以本流域为黄河全流域内产流最多而侵蚀模数最小的地区.据1919～1988年实测水文资料统计,坝址多年平均流量899m~3/s(原设计823m~3/s),年径流量28.35Gm~3(原设计为25.9Gm~3),为全河     

黄淮海流域径流量变化及其对降水变化的响应

采用统计分析方法研究了黄淮海流域实测径流量的变化及其对降水变化的响应关系。结果表明:黄淮海流域气温呈现显著性升高趋势,平均线性变化趋势率为0.19℃/10 a;黄河中下游及海河流域降水为非显著性减少趋势,淮河和黄河源区降水量为略增加趋势。受气候变化和人类活动的影响,黄淮海流域10个重点水文站实测径流量均呈现不同程度的减少趋势,其中黄河中下游和海河流域实测年径流量减少趋势显著。降水是河川径流变化的主导因素,黄河中下游及海河流域不同阶段降水径流关系差异明显,淮河流域不同阶段的降水径流关系差异相对较小,人类活动通过改变降水径流之间的响应关系对河川径流产生重要影响。     

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。     

祁连山区气候变化对黑河出山径流的影响

以黑河上游流域为研究区,依据祁连山区4个气象站的逐月实测气象资料及莺落峡水文站逐月径流资料,采用Penman-Monteith方法计算了潜在蒸散发量,采用线性回归以及Mann-Kendall趋势检验等方法研究了降水、潜在蒸散发、气温及径流的年、季变化趋势,运用弹性系数法分析了降水、气温和潜在蒸散发变化对黑河出山径流的影响。结果表明:(1)黑河流域气候水文要素的总体年际变化为年降水量和气温均呈显著升高趋势,潜在蒸散发量呈不显著增加趋势,出山口莺落峡水文站径流量呈显著增大趋势;(2)祁连山区降水量、气温和潜在蒸散发量是影响黑河流域出山径流量的主要气象因子,径流与降水在年和季节尺度上都存在显著相关关系,其中祁连山区秋季降水量与莺落峡站径流量的相关性最为显著,春季气温与径流量呈正相关,气温升高促进了冰雪消融,进而增大径流量,潜在蒸散发量特别是夏季蒸散发量增大对降水量增大造成的年径流增大起到了一定的削弱作用;(3)祁连山区降水量增加1%将使莺落峡站径流量增加约0.74%,祁连山区气温升高1%将使莺落峡站径流量增大约0.16%,祁连山区潜在蒸散发量增加1%将导致莺落峡站径流量减少约1.75%。     

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。     

基于分位数回归的赣江章水流域径流特征研究

以赣江章水流域为研究区,基于流域卡口站坝上水文站1953—2018年实测径流、降雨资料,采用分位数回归和Mann-Kendall检验等分析方法从年、季、月等不同时间尺度分析了径流时间变化的特征,并利用累积量斜率变化率比较法揭示了气候变化与人类活动对流域年径流量的影响程度。结果表明：(1)流域多年径流在传统趋势检验时无显著变化趋势,但在0.2低分位显著上升;(2)径流年内分配不均,春、夏径流量占年径流总量的70.04%,传统趋势检验时仅冬季径流显著上升,分位数回归时夏、秋两季小径流也呈显著上升趋势;(3)月径流呈“丰减枯增”的变化特征;(4)月降雨、径流序列在分布尾端响应关系不明显,以1953—1972年为基准期,1973—2002年期间气候变化和人类活动对章水流域径流量变化的贡献率分别为22.58%和77.42%,2003—2018年期间的贡献率分别为63.38%和36.62%,人类活动是章水流域年径流量变化的主导因素。研究结果可为流域水资源年内、年际调度及合理、高效开发利用提供科学依据。     

山西省黄河干流水资源开发利用分析

山西省黄河干流提黄工程有34处,分布在沿黄4市的16个县(市、区)。截止2019年底,黄河干流批复水量为每年222 425.3万m~3,年用水计划为173 302.6万m~3,2019年山西省黄河干流用水量为179 141.8万m~3。目前黄河干流取水的年实际耗水量约为100 000万m~3,尚未达到分配给山西黄河干流取水量的50%。文章通过对用水结构的分析,提出了解决问题的思路。     

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。     

黄河头道拐站水沙来源空间分布及其影响因素

根据1950-2010年实测资料,采用不同时间序列对比和回归分析方法,对黄河上游沙漠宽谷河段干流6大水文站水沙关系变化、出口控制站头道拐水文站水沙来源的空间分布及其影响因素进行了分析,结果表明:1头道拐水文站径流主要来自兰州以上地区,泥沙主要来自兰州-头道拐区间支流。与基准期的1950-1968年相比,头道拐站1969-1986年和1987-2010年平均径流量分别减少10.1%和40.6%,年平均输沙量分别减少37.2%和75.4%。2宁蒙河段径流量减少主要发生在石嘴山-巴彦高勒河段,多年平均径流量减少52.2亿m3;输沙量减少主要发生在青铜峡-巴彦高勒河段,多年平均输沙量减少0.244亿t。宁蒙河段单位水量冲淤量随着头道拐水文站年平均来沙系数的增大有增大趋势,河道冲淤基本平衡的来沙系数约为0.0023kg·s/m6。影响头道拐水文站水沙来源空间分布的主要因素有气候波动、龙羊峡和刘家峡水库调节、工农业用水、水土保持综合治理等。     

黄河流域重要断面设计年径流量计算研究

以黄河流域3个重要水文站(兰州站、花园口站和利津站)的历史年径流量序列为研究对象,首先对各时间序列进行变异诊断,在诊断结论的基础上再进行设计年径流量计算。分析表明：1919—2018年的兰州站和花园口站年径流量序列均存在较为明显的跳跃性变异,且最大可能变异位置分别为1932年和1990年;1952—2018年的利津站年径流量序列既存在趋势性变异又存在跳跃性变异,整体上年径流量序列呈现出较为显著的下降趋势,且序列的最大可能变异位置为1985年。针对3个水文站年径流量序列的不同特性,分别采用基于跳跃诊断的二次修正法、混合分布法和分解合成法等非一致性水文频率分析方法,计算得到各水文站不同重现期的设计年径流量。     

黄河上游宁蒙河段水沙变化特征分析

基于黄河上游4个水文站点1950—2009年实测年径流量和年输沙量的数据,利用趋势分析法、Mann-Kendall趋势检验及突变检验、Morlet小波分析等方法,对黄河上游来水来沙的时空变化特征、突变特点和变化周期进行了分析。结果表明:①近60 a来,黄河上游年径流量和年输沙量均呈明显减少趋势,头道拐站年径流量减幅最大,下河沿站年输沙量减幅最大;②径流量和输沙量序列均存在显著突变,但突变时间存在差异性,且输沙量的敏感性更强;③黄河上游水沙序列存在多时间尺度变化,但变化尺度并不一致。     

黄河干流兰州断面不同时期径流指标变化及成因分析

根据1950—2018年黄河干流兰州断面的日平均流量、极端流量、月平均流量等数据资料，采用水文分析方法和流量过程变异程度指标计算方法对其水文情势变化情况及成因进行分析。结果表明：1950—1968年、1969—1986年、1987—2005年和2006—2018年兰州断面的年最大日平均流量、极端流量、流量过程变异程度等指标呈现阶段性变化。具体表现为小流量洪水频次增加，中大流量洪水频次减少，小流量洪水历时增长，中大流量洪水历时缩短；最小化指标的极端流量整体呈现上升趋势，最大化指标的极端流量整体呈现下降趋势；流量过程变异程度逐阶段上升。分析指出各指标阶段性变化的主要原因是龙羊峡和刘家峡水库的蓄水运行、沿黄工农业耗水以及全河水量统一调度的实施。