Annual Discharge and Sediment Load Variation in Jialing River During the Past 50 Years

Annual discharge and annual suspended sediment loads of Beipei Hydrological Station of the Jialing River catchment were analyzed to describe the trend of Jialing River over the last five decades (1956-2006). These loads were also analyzed to ascertain the influential factors associated with its variation with the help of Kendall's Tau-b correlation analysis and regression analysis. The results indicated that the Jialing River annual discharge showed no significant trend at >95% confidence level while the annual sediment load appeared to have a significant decrease trend over the last 50 years. A decrease in the annual sediment load was particularly apparent after the year 1985, at which a substantial shift in the sediment level occurred. This shift is attributed to the construction of numerous dams in 1980s. However, after the year of 1985, two periodical stages (1986-1991 and 1992-2006) with distinct sediment load and sediment-runoff ratio were identified. The period 1992-2006 is characterised by low sediment load, which is most probably due to the impact of large scale of soil and water conservation, which took place at the end of the 1980s. Last, models describing the relationship between the discharge and the sediment load, discharge and sediment-runoff ratio as well as between the sediment load and sediment-runoff ratio were constructed.

盐池地区不同下垫面输沙率特征

为探究宁夏盐池地区输沙率年内与年际变化特征以及风速与输沙率关系,测量刘窑头风蚀实验站2010—2019年5种下垫面风蚀样地(流动沙丘、半固定沙丘、固定沙丘、灌木林地和荒草地)的输沙率(Q)及风速(V),计算集中度(R_(CD))和集中期(R_(CP))、年际变差系数(S_(v))与年际极值比(S_(w)),并将输沙率与风速进行函数拟合。结果表明:1)下垫面影响Q的大小及均匀性,灌木林地平均输沙率最小,年内输沙率集中程度最高,R_(CP)集中在5、6月。10 a间固定沙丘年内最大输沙率出现的时间日期前移,荒草地年最大输沙率出现的日期逐渐后移。2)S_(v)和S_(w)均表明流动沙丘输沙率年际变异程度高于灌木林地。3)指数函数能更好地反映半固定沙丘(R^(2)=0.843)输沙率响应风速特征,其他下垫面为幂函数最佳。4)一元三次函数较好表达各年平均输沙率与风速关系,拟合公式为:Q=65.42-93.36V+42.55V^(2)-6.00V^(3)(R^(2)=0.800)。存在2个风速临界值(1.74和2.99 m/s),改变输沙率对风速的响应。结果可用于盐池地区风沙治理措施建设实践中,可为盐池地区的风蚀综合治理提供科学依据与技术支撑。

皇甫川流域降水和人类活动对水沙变化的定量分析

采用线性趋势法、非参数Mann-Kendall趋势检验法、累积距平法及径流历时曲线法分析皇甫川流域1955—2010年水沙变化特征,通过水文分析法定量评价降水和人类活动对水沙变化的贡献率。结果表明:皇甫川流域径流量和输沙量均呈急剧减少趋势,尤其在20世纪80年代之后,减少更加显著,近10年(2000—2010)的平均径流量与输沙量相当于1950—1959年的约20%;皇甫站径流量和输沙量均在1979年发生突变;在变化期1980—2010年,人类活动对流域水沙变化的贡献占主导因素,约为70%,而降水所占比例为30%左右;自20世纪80年代始,大规模的水土保持措施(如退耕还林(草)、梯田建设、水库淤地坝等工程)等人类活动是流域水沙锐减的主要影响因素。

长江支流嘉陵江水沙变化趋势及其驱动因素分析

近20年来,嘉陵江流域输沙量明显减少,其变化将对长江三峡库区水沙运动以及泥沙冲淤变化等产生重要影响。根据嘉陵江控制水文站实测水沙资料,采用定量分析的方法,分析了嘉陵江流域年降水量、河道径流量和输沙量的变化趋势及其发生显著变化的临界年份。结果表明:嘉陵江流域的径流量和输沙量都有显著的减少趋势;年降水量没有表现出明显的变化趋势。年径流量及输沙量发生显著趋势性减小的临界年份分别为1993年和1984年。同时,利用历时曲线和双累积曲线两种方法,量化了嘉陵江流域径流量与输沙量的减少量,定量分析了降水和人类活动对嘉陵江径流及输沙量的影响,进一步探讨了嘉陵江流域水沙变化的驱动因素。

暴雨泥石流输沙年际变率的旋回性研究──以云南东川蒋家沟泥石流为例

应用云南东川蒋家沟泥石流输沙时序资料，重构了高频率暴雨泥石流输沙年际变率的旋回现象，即周期性，并分析了其周期性变化的成因，为暴雨泥石流灾害的预测研究探索了一条新路．

南渡江河口洪、枯季节水文泥沙变化特征及台风“海鸥”对入海水沙的影响

基于2014年最新的洪、枯季节实测资料,分析了南渡江河口海域水文泥沙的季节性变化特征,借助台风"海鸥"过境期间的河道监测数据,研究了台风天气造成的洪水事件对河流入海水沙通量的影响。研究结果表明:(1)洪、枯季节河口海域的水体层化作用不强,洪季的水温高于枯季,但盐度低于枯季。水温呈现向海递减的趋势,而盐度整体分布较为均匀;(2)河口水体含沙量近岸大于远岸,枯季河口三角洲泥沙向西输运。洪季含沙量明显高于枯季,大量泥沙在台风季节被冲刷入海,而后向海或向西输运扩散;(3)河口海域为不规则全日潮,呈现东西向往复流特征。温度、盐度和浊度均呈现较强的潮汐性变化特征;(4)枯季河道内存在明显的盐水楔,锋面处的垂向梯度很大,在口门向陆大约12—15 km以远的河道水体不再受潮汐影响;(5)台风"海鸥"影响下,南渡江洪峰期间的径流量和含沙量均远远超过多年平均值,反映了南渡江河口地区"台风季节"的特点。

近60年赣江水沙变化及其驱动因素分析

近20年来,赣江流域输沙量明显减少,其变化将对鄱阳湖以及长江下游的泥沙运动以及泥沙冲淤变化等产生重要影响。根据赣江控制水文站实测水沙资料,采用定量分析的方法,分析了赣江流域年降水量、及河道径流量和输沙量的变化趋势及其发生显著变化的临界年份。结果表明:赣江外洲水文站输沙量存在显著的减少趋势;年降水量和年径流量没有表现出明显的变化趋势。输沙量发生显著的趋势性减小的临界年份为1989年。同时,利用历时曲线和双累积曲线两种方法,量化计算了赣江流域输沙量的减少量,定量分析了降水和人类活动对赣江流域输沙量的影响,确定了人类活动是赣江流域水沙变化的主要驱动因素。

长江上游水沙变化对三峡水库泥沙淤积的影响

1956-2015年通过宜昌站的径流量变化不大,输沙量却大幅减少至2003-2015年的43 mt/a,同期三峡水库拦沙率为75.8%。长江上游大型水库拦沙使三峡入库泥沙锐减,尤其是向家坝和溪洛渡水库运行后,2013-2015年的年均入库泥沙量较2003-2012年减少了64.8%,至71.4 mt/a,向家坝站年均输沙仅占入库总量的2.2%。三峡库区泥沙淤积呈不连续片状分布,主要分布在宽谷和弯道河段(D50<0.01 mm),且呈沿程细化,水库细沙淤积速度减缓但淤积率并未降低,细沙发生了絮凝沉积。

柳河流域径流、泥沙时变过程研究

柳河是东北地区泥沙问题最为严重的河流之一，具有河道泥沙淤积严重、大量沉积以及向辽河泥沙输出量高等特点。对柳河流域径流、泥沙要素从20世纪中叶到21世纪初的年内分配及年际变化进行时变过程分析，并研究径流量与泥沙输沙量的相关关联系数及关联度，结果表明，柳河流域径流量年内及年际分配都很不均匀，且有随时间的发展更不均匀的趋势。径流量与输沙量之间有着很密切的相关关系，各站的关联度由0．560～0．921不等，但总体上，关联度较大。

近50年来浙江入海河流水沙通量变化过程

基于1961—2012年浙江主要入海河流年径流量和输沙量的时间序列资料，结合流域降水量和相关人类活动，通过数理统计，阐述了河流入海水沙通量的多尺度变化过程。结果表明：1961—2012年浙江入海河流径流量基于多年平均值上下波动、无明显趋势性变化，降水量的波动是径流量年际变化的主要影响因素。近50年来，河流的输沙量年际波动比较剧烈，整体呈减少的态势。径流模数和输沙模数双累积拟合陆线表明，输沙量存在2—5个不等的时间尺度变化特征，各阶段输沙量明显减少与人类活动关系密切，流域的水土保持、水利枢纽兴建、人为采砂等活动改变了河流的水沙过程。

皇甫川流域1955-2013年水沙变化趋势与周期特征

为揭示黄河流域重要的产沙支流皇甫川在新时期水沙如何变化,采用Mann-Kendall检验、Pettitt检验及Morlet小波变换,分析了皇甫川流域1955—2013年水沙变化的趋势、突变和周期变化特征。结果表明:在99%显著性水平下,皇甫川流域的年径流量和输沙量均呈显著减少趋势,且径流量的减少大于输沙量的减少,进入21世纪以来,水沙年际变异更为显著;径流量、输沙量序列一级突变点均发生在1984年,二级突变点有所不同,年输沙量序列突变时间(2003年)晚于年径流量序列突变的时间(1998年);水沙演化过程中均存在4个尺度的周期变化,分别为22~32,13~21,7~12,3~6a和23~32,13~22,7~12,3~6a;在径流量和输沙量整体减少的趋势下,2011—2020年径流量将处于相对偏丰阶段,而输沙量在2013—2018年将处于相对偏多沙时期。研究表明,皇甫川流域径流量和输沙量的减少是气候的暖干化和渐强的人类活动综合作用的结果,而大规模的水土保持措施是水沙减少的重要影响因素。

塔里木河现代河道冲淤变化的探讨

通过对现代塔里木河干流河道大断面的泥沙堆积情况、河道的基本特征和上游来水来沙条件的研究，认为塔里木河河道冲淤较大，主槽摆动频繁；涨水时低滩地淤积，落水时冲刷；每经一个汛期，滩面有所抬高；长时期内滩槽相对高差变化不大；河道淤积量大小主要取决于上游来沙、来水量。

乌兰木伦河1960-2015年水沙周期性分析

采用Mann-Kendall检验、Pettitt检验以及小波周期分析等方法对乌兰木伦河流域王道恒塔站1960—2015年的降水、径流和输沙过程进行了分析。结果表明:乌兰木伦河流域降水量变化趋势不显著(Z=1.19),在2010年之后有增加趋势。Mann-Kendall检验结果表明年径流量(Z=-5.62)和年输沙量有显著减沙趋势(Z=-5.56),采用Pettitt检验结果表明年径流量和年输沙量突变点均发生在1996年。相比60年代,2010年之后径流量从2.5亿m^3减少到0.9亿m^3,输沙量也从2 965.1万t减少到1.5万t。年降水量周期与年径流年输沙的周期不同步,仅在2～4a和8～10a时间尺度上具有周期性同步,而径流量和输沙量的周期有一定的同步性。研究表明,流域径流量和输沙量的短周期变化主要受降雨、太阳活动等自然因子调控,同时受到人类活动的影响,而更长周期的水沙变化特征则有赖于百年以上的水文序列。

长江河口南、北港河道挟沙能力研究

近年来,随着长江流域来沙量的减少,河口水沙动力条件以及河床地形必将发生一定程度的变化。通过对长江口南、北港河道连续9 d小潮至大潮水沙定点观测发现,小潮期含沙量较低,但随着潮流速增强,大潮期含沙量较高,表明泥沙再悬浮明显。通过实测数据分别给出大、中、小潮南、北港河道挟沙力经验公式,显示出潮流与含沙量具有良好的相关性,同时显示出潮流流速与挟沙能力的方次变化有良好的对应性。

气候变化和人类活动对长江径流泥沙的影响研究

采用长江干流寸滩、宜昌、汉口和大通四个控制站的径流量和输沙量资料,应用Mann-Kendall检验、滑动t检验和有序聚类检验等方法,分析水沙变化趋势及突变特征,运用气候弹性系数法以及累积量斜率变化率法,定量分解气候变化与人类活动对径流泥沙的影响。结果表明:近60年来长江干流径流量年际变化相对平稳,而输沙量年际变化剧烈,四个站的年输沙量均呈现显著减少趋势,大多数站点的年径流量和年输沙量在1968年前后和21世纪初期发生了突变。变异Ⅰ期为1969-2002年,人类活动对四个站的径流量和输沙量变化的贡献率分别为31.98%~70.04%和75.40%~95.33%。变异Ⅱ期为2003-2015年,人类活动引起四个站的径流量和输沙量变化的贡献率分别为59.75%~80.04%和91.94%~99.17%,显示人类活动的作用强度增大。

磨刀门河口水沙变化与地貌响应

以西江磨刀门河口为研究对象，应用马口站1960～2000年月平均流量及含沙量资料，1980、1981和2003年洪枯季实测水文及表层沉积物采样资料，分析磨刀门河口近几十年来的水沙变化，建立磨刀门河口水沙变化与纵、横断面及口门形态的响应模式。结论认为，西江磨刀门河口径流量年际变化不大；含沙量及输沙总量在1993年前后发生变异，有减少的趋势，悬浮泥沙中值粒径偏细；总体上形成了丰水少沙的水沙组合。磨刀门河口形态响应滞后于水沙变化，存在洪淤枯冲的年内变化。由于上游来沙量减少、人工护岸的作用下，河口口门断面趋于窄深。总体上，磨刀门河口深槽变浅，拦门沙在波浪作用下加高变薄；口门向外海延伸较快，使得河口口门动力相对强弱发生了较大变化，波浪动力及沿岸流对泥沙转运的作用增强，磨刀门河口正逐渐向河流—波浪型河口转变。

渭河下游近期水沙变化及其对河道冲淤影响

渭河下游河道是指渭河咸阳铁路桥至入黄口河段,河长208km,属于典型的冲积性河流。通过对近期渭河下游河道冲淤演变进行分析,发现受来水含沙量较低和大量采砂等方面的影响,渭河下游河道近期以冲刷为主,多数年份非汛期和汛期均发生冲刷,平滩流量有所增大,主河槽过洪能力增加,对渭河下游防洪产生有利影响。

三门峡水库蓄清排浑运用以来库区冲淤演变初步分析

水库蓄清排浑运用以来 ,黄河潼关 1974～ 1986、1987～ 1995、1996～ 2 0 0 2年均水量较 195 0～ 195 9年减少9 1% ,35 5 %、5 5 5 % ,沙量减少 4 0 9%、4 9 6 %、6 6 2 %。潼关以下三个时段年均淤积量为 0 0 4 2、0 16 1、0 2 0 8亿m3。呈水沙量递减 ,淤积量递增趋势。潼关同流量水位 2 9年升高 2 31m ,受上游冲淤下延影响升高 1 0 5m占 4 5 5 % ,其他因素影响升高 1 2 6m占 5 4 5 %。小北干流非汛期冲刷、汛期淤积格局未变 ,反映了水库运用对小北干流没有明显影响。渭河华县站 1974～ 1986年水量较大 ,渭淤 1～ 10断面仅淤积 0 0 6 5亿m3,华县同流量水位升高 0 0 3m。以 1974～ 1986年为准 ,1987～ 1995年、1996～ 2 0 0 2年华县年均水量减少 2 2 8%、5 6 2 % ,年均沙量减少 11 6 %、34 4 %。渭淤 1～ 10断面 1987～ 1995年淤积 1 72亿m3,特别是 1994和 1995年的中小洪水 ,汛期淤积 0 85亿m3主河槽萎缩 ,华县同流量水位升高 1 0 7m。

黄河中游支流无定河流域水沙情势与变异特性

近年来,黄河中游支流无定河流域水沙情势发生了显著变化,径流量与输沙量都出现了急剧减少的现象,其年径流量与输沙量序列变异类型(尤其是趋势变异、均值跳跃变异及方差变异)的信息重叠问题尚没有有效的解决方案,导致很难给出较为准确的变异归因解释。为此,以无定河流域10个水文站的实测年径流量和输沙量序列为研究对象,采用经验模态分解、STARS法和迭代累积平方和(ICSS)法对年输沙量序列进行趋势变异、均值跳跃变异和方差变异检验,识别无定河流域年输沙量序列变异的类型构成。同时,采用双累积曲线探讨无定河流域的水沙关系变化,并结合流域实际,分析变异类型产生的原因。结果表明:无定河流域年输沙量序列的变异类型均为复合类型,且复杂多变,其中趋势变异主要为先减后增型,均值跳跃变异为向上向下型和下沉型,方差变异主要为振幅缩减型;归因分析结果显示,无定河流域的淤地坝建设驱动年输沙量序列的下沉型均值跳跃变异,与其他水土保持措施一起驱动序列的趋势变异和方差变异;年降水量及沙尘暴频率因变化较小,仅在趋势变异上有微弱影响;淤地坝施工期间强降水引发的水土流失和淤地坝拦沙后清水下泄引发的河道冲刷驱动年输沙量序列均值向上的跳跃性变化,而淤地坝群淤积库容随时间的衰减则应该是驱动年输沙量序列趋势变异的关键因子。

黄河尾闾河道平滩流量变化对来水来沙的响应

通过分析1976年清水沟流路以来黄河河口尾闾河道冲淤变化及河槽萎缩特点,探讨了利津平滩流量变化对来水来沙及河口延伸的关系。结果表明:河口区平滩流量变化不仅与来水量、洪峰流量、水沙搭配系数、河口河长相关,而且与前期河床条件有关。给出了维持河口河道4 000 m3/s平滩流量需要的水量、洪峰流量及水沙搭配的定量关系以及河口延伸长度的限制条件,为河口尾闾河道的综合治理提供一定的参考。