黄河中游水沙变化特征分析.pdf

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1、第35卷第4期华北水利水电大学学报(自然科学版)Vo1．35No．42014年8月JournalofNoahChinaUniversityofWaterResourcesandElectricPower(NaturalScienceEdition)Aug．2014DOI：10．3969／j．issn．1002—5634．2014．04．002黄河中游水沙变化特征分析张丽，达朝媛(华北水利水电大学水利学院，河南郑州450045)摘要：黄河具有水少、沙多、水沙关系不协调的特点，其治理的主要难题在于处理径流量和输沙量的关系．近6

2、0年来，黄河中游水沙关系加剧恶化．因此，揭示黄河中游水沙变化特征及其影响因素是水沙研究的首要任务．采用滑动平均法、Manner—Kendall检验法对比分析黄河中游4个主要水文站(龙门、花园口、华县、自家川)在1950-2010年的水沙变化趋势．结果表明：黄河中游水沙量呈显著减少趋势，尤其是20世纪70年代以后；气候变化、降雨、水利工程、水土保持措施等是水沙变化的主要驱动因素，人类活动正成为影响水沙变化的最根本因素．关键词：黄河中游；水沙变化；径流量；输沙量；影响因素中图分类号：TV152文献标识码：A文章编号：1002—

3、5634(2014)04—0007—06黄河是我国泥沙量最大的河流，也是世界上罕人类活动对黄河水沙的影响程度．见的多沙河流，其全长约5464km，流域面积约在此，主要以黄河中游龙门、花园口、华县、白家79．5万km．其中，从内蒙古河口镇至河南桃花峪川这4个典型水文站为研究对象，着重分析它们的间为黄河中游，河段全长约1206km，流域面积约水沙变化趋势及其影响因素．34．4万km，占全流域面积的45．7％；河段内汇入1水沙关系分析的较大支流大概有30条，径流量占全河的42．5％，来沙量占全河来沙量的90％以上，为黄河泥沙的主

4、1．1水沙分布特点要来源地．以头道拐(黄河上游)、龙门、华县、花园口、白黄河水沙是一个动态的变化系统，随着水库的家川这5个水文站的多年平均径流量和输沙量为研修建、水土保持措施的实施以及黄土高原生态恢复究对象来分析各站点在1950-2010年的水沙分布的大规模建设，为黄河水沙变化增加了众多不确定特点．文中所采用的各站点的水沙数据取自于《中因素．因此，治黄的重点和难点在于如何处理泥沙问国水资源公报》和《中国河流泥沙公报》．各站点水题⋯．目前来看，泥沙问题已是摆在人们面前急需沙情况详见表1．解决的重大难题，揭示水沙关系的机理是黄

5、河水沙由表1可知，黄河上游(以头道拐站为代表)多研究的首要内容．在此，笔者基于1950-2010年黄年平均径流量占径流总量的25．20％，而多年平均河中游主要水文站的水沙数据，并参考一些学者的输沙量仅占输沙总量的5．44％，含沙量占含沙总量研究成果：高航等所做的黄河上、中游近期水沙的3．60％；黄河中游(以龙门、华县和花园口3站之变化的分析；高鹏等开展的黄河中游河龙区间的和为代表)多年平均径流量占径流总量的74．80％，干流水沙变化及其驱动力方面的研究；赵广举等而多年平均输沙量占输沙总量的比例却高达对黄河中游近6O年来的水

6、沙变化趋势及其影响因94．56％，含沙量占含沙总量的比例高达96．4％．由素进行的深入分析等，主要分析黄河中游几个典型此可知，黄河中游地区主要以泥沙为主．水文站的水沙变化趋势，并进一步分析自然因素和收稿日期：2014—06—15基金项目：国家科技支撑计划课题(2012BAB02B04)．作者简介：张丽(1964一)，女，河南郑州人，教授，博士，主要从事水工结构、生态水工学、水文与水资源等方面的研究8华北水利水电大学学报(自然科学版)2014年8月1．2水沙变化趋势分析平均序列可表示为一般，人们所研究的变量都是离散观测得到的

7、1=川，一l(J．=1，2，⋯，m—n+1)(1)随机序列．随时间变化，黄河径流、泥沙数据分别，‘构成了水、沙时间序列，水沙序列特征值随时间呈一其中n为滑动长度．作为一种规则，n最好取奇数．定的变化趋势．对各典型水文站年径流量和年输沙量进行滑动依据1950-2010年黄河中游4个主要水文站平均，其结果如图1—4所示．的年径流量和年输沙量，采用滑动平均法、非参数由图1—4可知，各水文站水沙变化过程线和滑Mann。Kendall趋势检验和突变检验法，揭示黄河中动平均趋势线基本对应，反映出上升一下降一上游历年水沙变化趋势和突变年

8、份．升一下降的趋势，整体上滑动平均趋势线呈显著下1．2．1滑动平均法降趋势，年径流量和年输沙量均明显减少．对于各水滑动平均法是一种简单的平滑分析、预测文站年径流量来说，前期稍微震荡，在20世纪70法，其基本思想是对序列数据进行逐项推移，依次计年代以后年径流量急剧下降，目前来说年径流量相算某一项数的均值，