基于时变Budyko公式的年径流变化机理分析——以贵州省六硐河为例

气候变化与人类活动是流域径流变化的重要原因。随着人类活动逐渐频繁,不同地区的水文情势不同程度地发生着变化,因此对径流变化机理的分析一直是水文学界的重要议题之一。Budyko水热耦合平衡公式是常用的径流变化机理分析工具,因其一方面考虑了一定的物理成因,另一方面公式参数较为简单,由此在径流变化归因较长时间尺度分析上得到了广泛应用,但当前对时变形式的Budyko公式研究及应用仍有待加强。以贵州省六硐河流域为例,通过Mann-Kendall检验和突变检验方法对研究区年径流进行趋势和突变分析,基于水热耦合平衡原理构造了包括线性、二次多项式以及具有物理机制等形式的Budyko参数时变辨识公式,以Nash效率系数为评价指标,验证最适应研究区的水热耦合公式,最后计算降水量、潜在蒸散发量和人类活动等因素对径流变化的贡献率,进行六硐河流域径流变化归因分析。研究结果表明,近年来随着气候变化影响加剧,六硐河流域径流呈明显的下降趋势,在1997年发生显著性突变。比较降水量、潜在蒸散发量和人类活动因素对径流的敏感性,发现降水减少是流域径流减少的主导因素,其贡献率为49%。同时,随着人类经济社会的发展,大型水利设施的兴建,人类活动对流域径流变化的影响在逐步显现,其贡献率约为26%。