高强度能源开发区河流径流量演变及其减流成因——以窟野河为例

运用数理统计、Morlet小波分析、累积距平分析、Yamamoto、Mann-Kendall秩相关系数等方法研究了窟野河年平均径流量及其主周期和突变点变化情况,并通过模拟天然径流量求解了人类活动因子对河流径流量的影响程度.结果表明:1)1950-2011年窟野河径流量呈波动下降趋势,存在丰枯位相交替的多时间尺度变化特征,径流变化的主周期依次为14,31,7,22年,径流量突变发生在1979年,1998年或1999年前后;2)窟野河天然径流量模拟结果显示,1985年以来窟野河人为活动影响程度的平均值明显高于1974-1985年的平均值,且1985年以来年平均径流量明显减少,说明高强度能源开发是导致窟野河减流的重要原因;3)窟野河流域气温、降水量的突变时间发生在1991年,其与径流量突变时间的不一致性再次证实了人类活动特别是大规模能源开发和地下水开采是导致窟野河减流的主要人文因子.     

长江流域水沙输移特性

该文通过对长江上、中、下游（以宜昌站、汉口站、大通站为代表）径流量和输沙量自1865～1985在记录的统计以及两者的相关分析,阐明了长江水沙输移的时空分布特征;径流量从上游向下游明显增加;输沙量洪季自上游向中游递减,下游较中游稍有增加但仍低于上游,枯季从上游向下游增加。这种分布特征受河道比降、河流类型、水流流速、沉积物粒径范围、降水的季节变化以及人类活动等因素控制。     

湫水河流域水沙变化现状及成因分析

根据湫水河流域林家坪水文站47年降水、径流、泥沙资料，利用水文法建立的模拟降雨径流模型和降雨产沙模型，在此基础上根据降雨资料建立了模拟天然径流量和模拟天然输沙量序列，对因降水变化和人类活动对河川径流及输沙量的影响进行了定量分析，并根据流域内主要的人类活动类型分析了水沙变化的原因。     

西辽河源头流域径流变化趋势及影响因素分析

利用1977—2008年老哈河流域与沙拉沐沦河流域水文数据,采用Mann-Kendall检验法、有序聚类分析和线性回归方法分析其降水量、径流量近32 a的年内和年际变化规律及其影响因素.结果表明:1977—2008年2个流域年降水量和径流量均呈现下降的趋势,径流量下降幅度明显高于降水量;沙拉沐沦河流域降水量下降趋势不明显,稳定的泉水补给使得径流量受降水量减少和土地利用/覆被变化影响较小;老哈河流域径流量减少幅度远远高于降水量,在雨季下游有断流现象,该流域1977—1998年降水量是径流量变化的主要影响因素,1999—2008年流域内土地利用/覆被变化和水库水坝修建、河道外取水等人类活动共同作用使得该流域径流量减少了70.3%.     

洞庭湖水沙阶段性演变特征及驱动因素分析

【目的】通过分析洞庭湖三口年断流天数及同流量水位变化情况,研究其与径流量及输沙量之间的相互关系;结合水利工程建设情况,探究人类活动对洞庭湖水沙变化的影响。【方法】基于洞庭湖出入湖主要控制站1961—2017年实测水沙数据,采用Mann-Kendall检验法及Pettitt突变检验法分时段分析洞庭湖出入湖水沙演变特征。【结果】1）三口年均径流量持续减少,三口年径流量及汛期径流量在1985年左右发生显著突变。三口五站同流量水位抬高明显,三口输沙量随分流量的减少而减少,藕池口的输沙量下降幅度最大,三口总入湖输沙量在1990年发生显著突变;2）四水径流量未发生明显变化,但年输沙量和汛期输沙量均在1985年以后呈显著减少趋势;3）洞庭湖出入湖总径流量呈减少趋势,出入湖年输沙量呈显著减少趋势,出湖年输沙量的减少速度相对较慢,尤其是在2008年以后,出湖输沙量比入湖的多。【结论】下荆江裁弯、葛洲坝枢纽、三峡工程以及四水控制性工程的建设是造成洞庭湖水沙过程发生变化的主要原因。其中,三峡水库的运行使得三口分沙及太平口、藕池口非汛期分流量减少幅度达90.0%以上。四水水沙变化受湖南省大中型水库建设的影响较...     

1960-2007年无定河流域径流情势变化及其归因分析

在气候变化和人类活动的双重影响下,流域径流过程会发生显著改变.利用M-K法、有序聚类法、Yamamoto法对无定河流域径流量进行水文变异诊断,利用IHA/RVA法对变异前后径流情势进行对比分析,并量化分析气候变化和人类活动对径流改变的影响.结果显示:1)1970-2007年无定河流域径流量呈现显著减小趋势,并在1971年发生减小突变;2)突变后径流情势发生改变,径流量年内分配、极端流量及其发生时间、频率、平均延时等均具有较高改变程度;3)枯水期平均流量、最小90日平均流量和高流量平均延时可作为识别无定河流域径流量突变的关键指标;4)无定河流域径流量的减少受到气候变化和人类活动的综合影响,且气候变化和人类活动对径流量减少的贡献率分别为36.57%和63.43%.      

西营河流域水沙特性分析

西营河是石羊河的一级支流,以出山口九条岭水文站为代表站,运用1976~2015年40年实测长系列水文资料,得出西营河水资源量较稳定,径流量年际变化不大,输沙量年际变化较大;径流量、输沙量多年变化趋势总体平稳,呈缓慢下降趋势;径流量、输沙量年内分配极不均匀,主要集中在4~9月。西营河受人类活动影响较小,径流量与输沙量一致性较好,基本同步波动,呈正相关。     

1955—2012年韩江入海径流量和输沙量多尺度变化特征

基于韩江流域 12个气象台站1955—2012年降水量、潮安站径流量和输沙量资料,采用Mann-Kendall非参数秩次检验及小波分析方法研究韩江流域入海径流量和输沙量的多尺度变化特征. 结果表明:1955—2012年韩江入海径流输沙量总体没有出现明显变化,1982年以来径流量未发生显著变化,但输沙量呈现显著减少;流域径流量、输沙量存在明显的25~30、9~14、3~8 a时间尺度变化周期,其中25~30 a震荡周期最为明显,具有全域性. 流域入海输沙量和径流量周期规律基本一致,但输沙量周期略滞后径流量周期;在4 a时间尺度上正负相交替频繁,变化剧烈,突变点较多,而12 a与30 a时间尺度正负相交替正常,表明短时间尺度受人类活动影响较大. 近年来修建大量水电站,森林草地覆被率的提高,以及用水量的增加是韩江流域近几十年来径流量和输沙量变化的主要因素.     

长江输沙与河口的冲淤变化关系

以长江宜昌站、汉口站和大通站的径流量、输沙量等水沙特征值以及在崇明东滩上的实测数据为资料来源,探讨了多年来长江口的来水来沙态势,并运用泥沙通量估算方法,推算出近年崇明东滩的年淤涨速度,通过对比发现：近年来长江的径流量未见减少,输沙量却有减少的趋势;潮滩向海淤涨明显减慢．作者对两者之间存在的关系及其原因作了初步探讨,认为潮滩淤涨减慢在很大程度上是由于长江的输沙量减少所致;淤涨减慢的幅度超过了来沙量减少的程度,其重要原因是上游来沙减少的主要是易于沉积的中粗颗粒部分．     

中国主要河流的输沙量及其影响因素

本文选择了中国40余条重要河流，并对这些河流多年来平均输沙量及其环境因素资料进行分析，发现黄河及其支流的输沙量很大，这主要是由于流域干燥的气候、松散的黄土层以及人类开垦活动加剧等原因造成的。对中国河流输沙量影响较大的因素是河流的径流量、干旱指数、最高海拔和人为活动。而流域年均降雨量、年均气温、相对高差、森林覆盖率等的影响则不明显。与世界主要流域输沙量的影响因子相比，中国主要河流输沙量受到人类活动和干旱指数的影响较为显著。在相关数据分析的基础上，提出了中国主要河流产沙量的估算模式，即logDs=0．1852logH 0．3989logR 0．0803logQ 0．1639logCult 3．0689，模式得到了较好的验证，但有待进一步完善。     

长江上中下游河道水沙特征和水沙关系

利用1950-2010年间宜昌、汉口和大通站的有关资料,对比分析长江流域上中下游河段的径流量和输沙量特性及其在时间上和空间上的变化规律.1950—2010年宜昌站多年平均径流量为4.32×10~(11)m~3,汉口站为7.07×10~(11)m~3,大通站为8.96×10~(11)m~3,上游来水量与中下游来水量各占一半左右.年际间年径流量存在波动变化,但未出现明显的趋势性增减变化.而三峡水库建成后径流量存在年内削峰补枯现象;1950—2010年宜昌站多年平均输沙量为4.34×10~8t,汉口站为3.59×10~8t,大通站为3.90×10~8t,泥沙主要来源于上游流域.而年际间年输沙量从20世纪80年代开始出现下降,尤其2003年三峡水库建成后输沙量出现锐减,宜昌站年平均输沙量降为0.54×10~8t,汉口站为1.17×10~8t,大通站为1.52×10~8t,汛期输沙量减少更明显,而且不同粒径组的悬沙输沙量出现不一致的下降,这与中下游河床和岸滩沉积物再浮悬泥沙及湖泊补给的泥沙组成有关.对悬沙不同粒径组的输沙量与径流量之间建立散点关系图,表明D≥0.1 mm泥沙粒径组的线性关系较好,而全沙粒径组尤其是细颗粒组相关性较差,符合河流动力学的相关理论.本研究成果对认识近年来人类活动干扰下的长江流域水沙变化有着重要的现实意义.     

黄土高原梯田运用对流域产沙的影响规律及阈值

近十几年来,在林草有效覆盖率改善不大、淤地坝很少的黄土高原西部地区,河流输沙量也像植被大幅改善的黄土高原东中部一样减少了85%～90%,说明以往黄土高原梯田的减沙作用被低估.以黄土高原六盘山以西82个中等流域为样本,利用下垫面和实测输沙数据,分析了不同规模梯田运用对流域产沙的影响规律.研究表明,梯田兼具本地减沙和异地减沙作用,流域减沙幅度均大于相应时期梯田比;梯田比 30%后,单位面积梯田的减沙作用逐渐变小;梯田比达到40%后,减沙幅度基本稳定,是有效遏制黄土高原产沙的梯田阈值.     

新疆叶尔羌河流域气候变化与径流量特征初步分析

利用叶尔羌河流域7个气象站1961-2006年和卡群、阿拉尔水文站的观测资料,对叶尔羌河流域上、中、下游各段的气候变化和径流年际变化特征进行分析.用塔什库尔干气象站历年夏季平均温度、7-8月降水量与卡群水文站的径流量建立了多元线性回归方程,来表征源流区气候变化对河流出山径流的影响.结果表明:(1)近45a来叶尔羌河流域气温和降水呈进一步暖湿化趋势。(2)流域的出山径流量呈增加趋势,而下游阿拉尔水文站的年径流量呈减少趋势。其主要原因是人类生产活动的影响。     

洮儿河流域湿地变化对河流径流量影响研究

以洮儿河流域为研究区域,在分析了该流域湿地变化的基础上,探讨了湿地变化与流域径流量之间的关系,定量判别了湿地变化对流域径流量的影响.结果表明:1985—2010年,洮儿河流域沼泽湿地面积的消长对径流量变化具有驱动作用;流域湿地面积减少、水文调节功能下降,年均径流量不断减少,径流量年内变化显著;流域径流量突变发生在1995年,此后,湿地面积减少对径流量的影响逐渐增大,成为2000年以来流域径流量减少的主要因素.     

1961—2020年伊洛河流域径流变化及归因分析

分析伊洛河流域的径流变化特征,量化不同因素对径流变化的影响,对于科学应对该地区及黄河下游的生态保护具有重要意义.采用Budyko假设方法定量计算人为因素和气候因子对伊洛河流域径流变化的贡献率.结果发现：(1)伊洛河流域黑石关水文站的年径流量在1961—2020年间显现为显著减少（P<0.05）.(2)1985年是伊洛河流域黑石关水文站1961—2020年径流时间序列数据的突变年份.(3)人为因素、降水量和参考蒸发量对伊洛河流域黑石关水文站径流变化的贡献率分别为55.72%,52.42%和-8.14%.本研究对维持伊洛河及黄河下游生态系统的完整性和可持续发展具有重要的理论参考和现实意义.     

基于HYPE模型评估小洪河流域水资源的气候变化敏感性

小洪河流域地处我国南北气候过渡带,是我国对气候变化最为敏感的地区之一.本文在小洪河流域构建HYPE水文模型,结合天气发生器LARS-WG,模拟未来65种气候变化情景下的流域水文过程,分析小洪河流域地表径流在四季对气候变化的敏感性和时空分布特征.研究结果表明:(1)HYPE模型能较好模拟小洪河流域的水文循环过程;(2)在小洪河的上、中、下游,降雨量变化对四季的地表径流量均有显著性的影响,温度变化对径流量的影响存在一定的时空差异,降雨与气温变化对径流量的影响没有显著交叉作用;(3)地表径流量对气候变化的敏感性呈现明显的时空分布差异.     

近50年钦江水沙变化研究

【目的】分析钦江近50年来河流水沙变化特征,以及河床演变对水沙变化的响应。【方法】以钦江为研究对象,收集长时间序列的水沙和河床断面资料,基于小波分析、"3S"和Mann-Kendall非参数秩次相关检验等方法,分析水沙变化及其影响因素。【结果】20世纪60年代以来钦江水沙均呈现下降趋势,其中含沙量下降趋势尤为明显,水沙变化突变年份是1979年和1995年;夏半年的平均流量与平均输沙量分别占全年的58.62%和61.77%,年平均流量和年平均含沙量存在4~6年和15年的周期振荡特征;中游河床枯季先冲刷后淤积,下游则以冲刷为主;流量主要受降雨控制,而含沙量则主要受控于水土流失、森林保育和人口增长等多种因素。【结论】钦江水沙总体呈下降趋势,水土流失、水利工程和耗水量等人类活动是泥沙减少的重要影响因素。     

1961—2016年黄河中游区间径流变化及归因分析

黄河中游地区的自然环境和人类活动对径流变化有重要影响,为查明黄河中游区间径流量的变化特征及影响因素,首先分析降水量、参考蒸发量和径流量的变化趋势,然后利用累积距平值方法分析径流量的突变年份,最后利用累积量斜率变化率方法估算了降水量、参考蒸发量和人类活动对径流量变化的贡献率.结果表明:①黄河中游区间年径流量在1961—2016年间表现为明显减少.②黄河中游区间径流量在1961—2016年间存在1个突变年份,为1985年.③黄河中游区间径流量变化主要受人类活动影响,其贡献率接近90％,降水量和参考蒸发量变化对径流变化的贡献率分别为12.70％和-1.73％.黄河流域的水资源可持续利用和生态环境改善,需制定措施以减少人类活动对径流量变化影响.     

长江上中下游河道水沙特征和水沙关系简

利用1950—2010年间宜昌、汉口和大通站的有关资料,对比分析长江流域上中下游河段的径流量和输沙量特性及其在时间上和空间上的变化规律.1950—2010年宜昌站多年平均径流量为4.32×10¹¹ m³,汉口站为7.07×10¹¹ m³,大通站为8.96×10¹¹ m³,上游来水量与中下游来水量各占一半左右.年际间年径流量存在波动变化,但未出现明显的趋势性增减变化.而三峡水库建成后径流量存在年内削峰补枯现象;1950—2010年宜昌站多年平均输沙量为4.34×10⁸ t,汉口站为3.59×10⁸ t,大通站为3.90×10⁸ t,泥沙主要来源于上游流域.而年际间年输沙量从20世纪80年代开始出现下降,尤其2003年三峡水库建成后输沙量出现锐减,宜昌站年平均输沙量降为0.54×10⁸ t,汉口站为1.17×10⁸ t,大通站为1.52×10⁸ t,汛期输沙量减少更明显,而且不同粒径组的悬沙输沙量出现不一致的下降,这与中下游河床和岸滩沉积物再浮悬泥沙及湖泊补给的泥沙组成有关.对悬沙不同粒径组的输沙量与径流量之间建立散点关系图,表明D≥0.1 mm泥沙粒径组的线性关系较好,而全沙粒径组尤其是细颗粒组相关性较差,符合河流动力学的相关理论.本研究成果对认识近年来人类活动干扰下的长江流域水沙变化有着重要的现实意义.     

1960-2010年洮河流域径流变化趋势及影响因素

以洮河流域把口水文站红旗站1960-2010年的径流序列为基础数据,采用Mann-Kendall方法分析了1960-2010年洮河流域年径流的变化趋势,并通过相关分析、统计规律分析、降水—径流双累积曲线法研究了气候变化、太阳黑子活动、ENSO循环和下垫面要素对洮河径流变化的影响.结果表明:1960-2010年洮河流域年径流总体呈减少趋势,其中1960-1969年洮河流域年径流有微弱的增加趋势,1970年以后,洮河流域年径流呈减少趋势,特别是1995年以后,年径流减少趋势明显.洮河流域多年径流的减少与汛期降水量的减少和蒸发量的增加密切相关,气候变化对洮河流域径流变化影响较大.1960-1985年在太阳黑子活动周期极大值年及前两年,年径流出现明显异常的现象.太阳黑子活动高值区年径流总体偏少,太阳黑子活动低值区年径流总体偏多.1985-2010年太阳黑子活动高值与低值区年径流均偏少.ENSO循环对洮河年径流变化有一定影响,洮河流域年径流对El Nino较为敏感.在El Nino发生当年,年径流偏枯;在El Nino发生次年,年径流偏枯程度不像El Nino当年那样显著.洮河流域年径流对La Nina并不敏感,下垫面要素变化对洮河流域年径流变化影响有限.