黄河流域Budyko方程参数n演变规律及其归因研究

基于修正参数Budyko框架的黄河中游径流变化归因
杨明杰;马腾飞;张鹏
【期刊名称】《长春工程学院学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2024(25)1
【摘要】受气候变化和人类活动的共同作用,黄河中游径流量不断减少。

构建了植被变化与气候变化、与人类活动之间的回归方程,从而确定了其对植被变化的贡献率,再将其引入Budyko框架里代表人类活动的流域特征参数中,以确定气候变化和人类活动对径流变化的贡献。

结果表明:1)气候变化和人类活动对植被变化的贡献率分别为14.73%和85.27%;2)降水弹性、潜在蒸散发弹性和流域特征弹性分别由突变前的3.04、2.03和3.05增加至突变后的3.48、2.48和3.33;3)气候变化对径流减少的相对贡献率之和为-7.624 5%,对径流量增加具有一定的促进作用,而人类活动对径流减少的相对贡献率为107.624 5%,是黄河中游径流减少的主要因素。

【总页数】7页(P43-49)
【作者】杨明杰;马腾飞;张鹏
【作者单位】皖江工学院水利工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TV21
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基于Budyko假设的若尔盖流域径流变化归因分析作者：赵娜娜王贺年于一雷徐卫刚来源：《南水北调与水利科技》2018年第06期摘要：变化环境下的水文循环研究是当今水科学研究的热点之一，研究流域水文过程变化的响应机制，对未来流域水资源规划及管理具有重要的现实意义。

以若尔盖流域为研究区域，基于Budyko假设理论，应用敏感性分析方法，对若尔盖流域径流变化进行归因分析，结果表明：若尔盖流域径流对降水、潜在蒸散发和流域特征参数的敏感性系数分别为0.645 1、-0.234 7和-182.205 0，即若尔盖流域降水每增加1 mm将导致流域径流增加0.645 1 mm，潜在蒸散发每增加1 mm将导致流域径流减少0.234 7 mm，流域特征参数每增加1将导致流域径流减少182.205 0 mm;若尔盖流域逐年径流呈明显的下降趋势，与基准期（1960-1990年）相比，变化期（1991-2011年）径流量减少了56.23 mm（20.48%），其主要影响因素为流域下垫面特征的变化，其贡献率可达93.46%，而气候变化的影响仅占5.57%。

关键词：若尔盖流域;径流;气候变化;流域特征参数;归因分析中图分类号：P467文献标志码：A开放科学（资源服务）标识码（OSID）：赵娜娜The attribution analysis of streamflow changes in the Zoige basin based on the Budyko hypothesisZHAO Nana1，2，3，WANG Henian1，2，YU Yilei1，2，XU Weigang1，2（1.Institute of Wetland Research，Chinese Academy of Forestry，Beijing 100091，China;2.Beijing Key Laboratory of Wetland Services and Restoration，Beijing 100091，China;3.State Key Laboratory of Simulation and Regulation of Water Cycle in River Basin，China Institute of Water Resources and Hydropower Research，Beijing 100038，China）Abstract：The hydrologic cycle research under changing environment is one of the hot topics in water science study.The study on the response mechanism to hydrological process changes is of great practical significance to future water resources planning and management.In this study，based on the Budyko hypothesis，we conducted attribution analysis of the streamflow changes in the Zoige basin by sensitivity analysis，and the results showed that：the sensitivity coefficients of streamflow to precipitation，potential evapotranspiration，and catchment characteristic parameter were 0.654 1，-0.234 7，and -182.205 0，respectively，which means that every 1 mm increase in precipitation would induce a 0.654 1 mm increase in streamflow;every 1 mm increase in potential evapotranspiration would induce a 0.234 7 mm decrease in streamflow;every increase of 1 in the catchment characteristic parameter would induce a 182.205 0 mm decrease in streamflow.The streamflow of the Zoige basin showed a significantly decreasing pared with the reference period （1960-1990），the streamflow of the change period （1991-2011） decreased by 56.23 mm （20.48%）.The main influence factor was the change of underlying surface characteristics，whose contribution rate reached 93.46%.The climate change only contributed 5..57%.Key words：the Zoige basin;streamflow;climate change;catchment characteristic parameter;attribution analysis全球變化环境下的水文循环研究是当今流域水文学研究的热点之一[1-2]，近50年来，中国各大流域的河川径流量均呈明显的下降现象，这已引起管理部门和公众的广泛关注，研究流域径流变化的响应机制，对流域水资源规划及管理具有重要的现实意义。

“黄河流域水资源演变规律与二元演化模型”研究成果简介贾仰文王浩摘要: 本文简要介绍了在国家重点基础研究发展规划(“973”)项目“黄河流域水资源演变规律与可再生性维持机理”第二课题(G1999043602)中取得的三项主要成果：1) 流域水资源二元演化模型, 2) 黄河流域水资源全口径层次化动态评价, 3) 人类活动影响下的黄河流域水资源演化规律。

首先，将分布式流域水文模型(WEP-L) 和集总式水资源调配模型(WARM)相耦合，建立了流域水资源二元演化模型。

然后，在界定“广义水资源”与“狭义水资源”概念的基础上，提出了水资源全口径层次化动态评价方法，并给出了黄河流域评价成果。

最后，通过比较2000年现状下垫面条件下与历史系列条件下的评价结果，以及考虑与不考虑人工取用水条件下的模拟结果，初步发现：1）黄河流域在强烈的人类活动影响下，水资源量及其构成均发生了显著变化，地表水资源量衰减,而不重复地下水量增加；2）在狭义水资源衰减的同时，伴随着有效蒸散即降水有效利用的增加，流域广义水资源量有一定幅度增加。

研究成果对客观评价水土保持生态建设、农田基本建设等土地利用变化的水文水资源效应，对黄河的治理规划和水安全战略具有重要参考应用价值。

1 前言“黄河流域水资源演变规律与二元演化模型”研究是国家重点基础研究发展规划（“973”）项目“黄河流域水资源演变规律与可再生性维持机理”中的第二课题(G1999043602)，研究历时5年（1999年10月～2004年9月）。

该课题主要完成单位是：中国水利水电科学研究院水资源研究所、中国科学院地理科学与资源研究所、水利部黄河委员会水文局、中国科学院地质与地球物理研究所，主要完成人员有：王浩、贾仰文、王建华、秦大庸、李丽娟、罗翔宇、周祖昊、严登华、王玲、张学成、刘广全、秦大军、张新海、江东、杨贵羽。

受篇幅限制，本文将简要介绍在该课题中取得的三项主要成果，即：1)流域水资源二元演化模型, 2) 黄河流域水资源全口径层次化动态评价, 3) 人类活动影响下的黄河流域水资源演化规律。

黄河源区降水稳定氢氧同位素的时空变化特征及影响因素研究黄河源区降水稳定氢氧同位素的时空变化特征及影响因素研究摘要：稳定氢氧同位素是研究水循环过程和变化的重要工具之一，对于黄河源区降水的时空变化特征及其影响因素进行研究能够帮助我们更好地理解当地的水资源状况。

本文利用已有的稳定氢氧同位素测量数据，结合地理和气候因素，对黄河源区降水的时空变化特征及其影响因素进行了分析。

1. 引言黄河源区是黄河的发源地，位于青藏高原的北部。

该地区地势高峻，气候多变，雨量分布不均。

近年来，由于气候变化等因素的影响，降水的时空变化对当地的水资源状况产生了重要影响。

稳定氢氧同位素是一种研究降水特性的重要工具，通过对其时空变化特征及其影响因素的研究，可以更好地理解当地水资源的变化规律。

2. 数据和方法本研究采用了黄河源区降水稳定氢氧同位素的已有测量数据，包括氢氧同位素比值和氢氧同位素的变化范围。

同时，还收集了当地的地理和气候数据，如地理位置、地形、海拔高度以及降水量等。

通过统计分析和空间插值方法，对数据进行处理和分析。

3. 结果通过对数据的分析，我们发现黄河源区降水稳定氢氧同位素存在明显的时空变化特征。

首先，在时间尺度上，降水的稳定氢氧同位素在年际和季节尺度上存在显著的变化。

年际尺度上，氢氧同位素的比值与年降水量和气候变化有较强的关联，季节尺度上，同位素的比值表现出明显的季节性差异。

其次，在空间尺度上，降水的稳定氢氧同位素在不同地区存在差异。

自西向东，降水的氢氧同位素比值逐渐增大，这与地形和海拔高度的变化有关。

4. 影响因素本研究还探讨了影响黄河源区降水稳定氢氧同位素的主要因素。

首先，降水的稳定氢氧同位素受到降水来源和降水形式的影响。

由于降水来源的不同，不同地区的降水稳定氢氧同位素比值存在差异。

其次，气候因素，如温度、湿度和风向等，也对降水的稳定氢氧同位素有一定影响。

此外，地理因素，如地形和海拔高度的变化，也会对降水的稳定氢氧同位素造成影响。

黄河流域生态环境质量的时空演变及驱动力分析黄河流域生态环境质量的时空演变及驱动力分析引言：黄河作为中国的母亲河，不仅是华夏民族的摇篮，也是中国重要的经济带和战略支撑。

然而，由于人类活动带来的过度开发和污染，黄河流域的生态环境质量一直备受关注。

本文旨在通过对黄河流域生态环境质量的时空演变进行分析，并探讨其背后的驱动力。

一、黄河流域生态环境质量的时空演变1. 过去的时空演变：从过去的历史记录和文献资料中，我们可以看到黄河流域的生态环境质量经历了不同的时期。

在古代，黄河流域一度被誉为“天下第一水”，拥有丰富的水资源和优质的土地。

然而，在近现代，工业化和城镇化进程的加速，带来了水污染、土地退化和生态系统破坏等问题，导致黄河流域的生态环境质量急剧下降。

2. 近期的时空演变：近年来，中国政府采取了一系列措施来改善黄河流域的生态环境质量。

例如，实施了生态修复项目，加强了水资源管理和保护，推动了农业可持续发展等。

这些措施使得黄河流域的生态环境质量有所改善，但仍然存在一些问题，如水资源利用过度和水污染等。

二、黄河流域生态环境质量时空演变的驱动力分析1. 自然因素：首先，自然因素在黄河流域生态环境质量时空演变中扮演着重要角色。

自然灾害，如干旱、洪水和冰雪灾害，对生态环境的破坏具有显著影响。

此外，气候变化也会导致水资源供应和生态系统稳定性的变化，进而影响生态环境质量。

2. 经济发展：经济发展是黄河流域生态环境质量变化的主要驱动力之一。

工业化、城镇化和农业现代化的推进，导致了水资源的开发和利用加剧，产生了大量工业废水和生活污水，对黄河流域的水质和生态系统造成了压力。

3. 人类活动：人类活动对黄河流域的生态环境质量具有直接和间接的影响。

例如，过度的养殖、过度的水土资源开发、不合理的土地利用等，都会导致土地退化、水体污染等问题。

此外，环境意识的缺乏和不良行为习惯也是造成生态环境质量恶化的重要原因。

4. 政策措施：政府的政策措施对黄河流域生态环境质量的改善起到了积极的推动作用。

第29卷第3期2022年6月水土保持研究R e s e a r c ho f S o i l a n d W a t e rC o n s e r v a t i o nV o l .29,N o .3J u n .,2022收稿日期:2020-03-29 修回日期:2020-05-17资助项目:国家自然科学资助项目 黄土丘陵区典型流域水沙变化的时空尺度特征与驱动机制研究 (41471094);国家优秀青年科学资助项目 半干旱区土壤 水文 植被相互作用 (41822103) 第一作者:宁珍(1991 ),女,北京人,博士研究生,主要研究方向为土壤侵蚀㊂E -m a i l :n i n gz h e n 1991@f o x m a i l .c o m 通信作者:高光耀(1984 ),男,湖北仙桃人,研究员,博士,主要研究方向为生态水文㊂E -m a i l :g y ga o @r c e e s .a c .c n 黄河河龙区间输沙变化特征及归因分析宁珍1,2,高光耀1,2,傅伯杰1,2(1.中国科学院生态环境研究中心,城市与区域生态国家重点实验室,北京100085;2.中国科学院大学,北京100049)摘 要:黄河中游河口镇 龙门区间(河龙区间)是黄河泥沙的主要来源区㊂近年来黄河输沙量急剧变化,为了识别黄河输沙量变化的原因,基于河龙区间15个流域1961 2017年的输沙和降雨数据,分析了研究时段内输沙模数的变化趋势和突变时间,定量区分气候变化和人类活动对输沙减少的贡献率㊂结果表明:研究区内15个流域的输沙模数均呈现显著的下降趋势,突变时间集中在80,90年代㊂降雨减少和水土保持措施的增加共同导致了输沙模数的下降,在多数流域,人类活动是导致输沙模数减少的主要因素,80年代后急剧增加的水土保持措施有效减缓了流域产沙㊂研究成果可为黄河流域生态恢复及水沙调控提供决策支持㊂关键词:河龙区间;输沙模数;降水变化;归因分析中图分类号:S 157.1 文献标识码:A 文章编号:1005-3409(2022)03-0038-05C h a r a c t e r i s t i c s a n dA t t r i b u t i o nA n a l ys i s o f S e d i m e n tY i e l d C h a n g e s i nH e l o n g R e gi o no f t h eY e l l o wR i v e r N I N GZ h e n 1,2,G A O G u a n g y a o 1,2,F U B o ji e 1,2(1.S t a t eK e y L a b o r a t o r y o f U r b a na n dR e g i o n a lE c o l o g y ,R e s e a r c hC e n t e r fo rE c o -E n v i r o n m e n t a lS c i e n c e s ,C h i n e s e A c a d e m y o f S c i e n c e s ,B e i j i n g 100085,C h i n a ;2.U n i v e r s i t y o f C h i n e s eA c a d e m y o f S c i e n c e s ,B e i j i n g 100049,C h i n a )A b s t r a c t :S e d i m e n t d i s c h a r g e o f t h eY e l l o w R i v e rh a sc h a n g e dr a p i d l y i nr e c e n t y e a r s .I t i so f g r e a t s i gn i f i -c a n c e t o i d e n t i f y t h e c a u s e s o f t h e v a r i a t i o no f s e d i m e n t d i s c h a r ge i n t h eY e l l o w R i v e rf o r t h e f o r m u l a t i o no f w a t e r s h e dm a n ag e m e n t s t r a t e g i e s .H e k o u zh e n -L o n g m e n r e gi o n (H e l o n g r e g i o n )i n t h em i d d l e r e a c h e s o f t h e Y e l l o w R i v e r i s t h em a i n s o u r c e a r e a o f s e d i m e n t y i e l d .B a s e do n t h e s e d i m e n t y i e l d a n d p r e c i pi t a t i o nd a t a o f 15b a s i n s i n t h eH e l o n g r e g i o n d u r i n g 1961 2017,w e a n a l y z e d t h e v a r i a t i o n t r e n d a n d a b r u p t c h a n ge t i m e of s p e c i f i c s e d i m e n t y i e l dd u r i ng th e s t u d yp e ri o d ,a n d q u a n t i t a t i v e l y i d e n t i f i e d t h e c o n t r i b u t i o n r a t e s o f c l i m a t e c h a n g e a n dh u m a na c t i v i t i e st os e d i m e n t t r a n s p o r tr e d u c t i o n .T h er e s u l t ss h o wt h a t t h es pe c if i cs e d i m e n t y i e l do f t h e 15b a s i n s i n t h e s t u d y a r e a p r e s e n t e da s ig n i f i c a n t d o w n w a r d t r e n d ,a n d th e a b r u p t c h a n g e ti m e c o n c e n t r a t e d i n t h e 1980s a n d 1990s .T h e d e c r e a s e o f p r e c i p i t a t i o n a n d t h e i n c r e a s e o f s o i l a n dw a t e r c o n s e r v a -t i o nm e a s u r e s l e dt ot h ed e c r e a s eo f s pe c if i cs e d i m e n t y i e l d .H u m a na c t i v i t i e s i n m o s tb a s i n sa r e t h e m a i n f a c t o r l e a d i ng t oth ed e c r e a s eo f s p e ci f i cs e d i m e n t y i e l d .T h es h a r p i n c r e a s eo f s o i l a n d w a t e rc o n s e r v a t i o n m e a s u r e s a f t e r t h e1980sh a de f f e c t i v e l y s l o w e dd o w nt h es e d i m e n t y i e l d .T h i ss t u d y a t t e m pt st o p r o v i d e d e c i s i o n -m a k i n g s u p p o r t f o r e c o l o g i c a l r e s t o r a t i o n a n dw a t e r a n d s e d i m e n t r e gu l a t i o n i n t h eY e l l o w R i v e r b a s i n .K e y w o r d s :H e l o n g r e g i o n ;s p e c i f i c s e d i m e n t y i e l d ;p r e c i p i t a t i o n c h a n g e ;a t t r i b u t i o na n a l y s i s 河口 龙门区间(简称河龙区间)位于黄河中游晋陕峡谷段,区间内植被稀疏㊁暴雨密集㊁土壤质地疏松,导致了严重的水土流失问题[1]㊂河龙区间面积占黄河流域总面积的15%,贡献了三门峡以上黄河泥沙量的90%[2]㊂流域产沙量主要取决于降雨和人类活动的影响[3]㊂自20世纪50年代以来,为了控制水土流失和土地退化,黄河中游实施了大规模的梯田㊁造林㊁坝地等水土保持措施,1999年更是启动了退耕还林还草大型生态修复工程[4]㊂此外,20世纪50年代以来,河龙地区气候呈现暖干化趋势(即潜在蒸散发增加,降水量减少)[5]㊂在降雨减少和人类活动的共同作用下,近60a来河龙区间产沙量发生了显著变化,平均每年减少3.3%[6]㊂Z h a n g等[7]指出,气候干旱㊁工程措施和植被增加共同作用导致了1950 2008年黄土高原的产沙量显著减少㊂高海东等[8]以河龙区间为研究对象,认为植被恢复是2000 2017年输沙量减少的主要原因㊂胡春宏等[9]以黄河中游为研究区域,发现在极端降雨事件中,实施水土保持措施的地区比未实施地区的输沙模数减少了75%㊂王飞等[10]发现在不同时期,人类活动对延河流域水沙变化的影响程度有一定差异㊂分析黄河中游河龙区间泥沙变化的特征和原因,不仅对黄河可持续管理至关重要,也可以为多沙粗沙区水土流失的治理提供参考[11]㊂目前的研究对黄河泥沙变化规律和影响因素等方面已有全面的阐述,但对各因素作用大小仍缺乏定量的研究[12]㊂另外,多数研究以河龙区间整体为研究对象,忽略了不同子流域间的对比分析㊂因此,本文选取河龙区间的15个流域,分析1961 2017年输沙模数的变化趋势和突变时间,定量区分气候变化和人类活动对输沙模数的影响,为黄河治理提供参考㊂1研究区概况河龙区间位于黄河中游上段(图1),地处北洛河以东,吕梁山以西,在东经108ʎ02' 112ʎ44',北纬35ʎ40' 40ʎ34'之间,集水面积约11.2万k m2㊂区域内地势北高南低,地貌类型以黄土丘陵沟壑区㊁风沙区和基岩出露区为主,其中黄土丘陵沟壑区占流域总面积的60%以上㊂河龙区间属于温带大陆性季风气候,年均气温2.2ʎ~15ħ,年均降水量310~610m m㊂区域内降雨时空分布极不均匀,空间上由东南向西北递减,东南部年平均降雨量达590m m,西北部年平均降雨量仅为300 m m[13],年内降雨集中在6 9月,占全年总降雨的60%以上㊂作为国家水土保持工作的重点地区,截至2006年底,河龙区间水保措施累计治理面积达418万h m2,为1959年的18倍[14]㊂2数据与方法2.1数据来源输沙量数据由水利部黄河水利委员会发布的黄河流域水文资料获得,输沙模数根据输沙量数据计算而得,数据时间为1961 2017年㊂降水数据由中国气象科技数据中心(h t t p:ʊd a-t a.c m a.c n/)获得,该数据基于国家级台站(基本㊁基准和一般站)的降水月值资料,由薄盘样条法进行空间插值生成,空间分辨率为0.5ʎˑ0.5ʎ㊂各流域的数据使用A r c G I S软件进行剪裁和计算㊂水土保持措施数据来自冉大川[15]和姚文艺等[16]文献㊂图1河龙区间流域、水文站及气象站点位置2.2方法2.2.1 M a n n-K e n d a l非参数趋势检验法M a n n-K e n d a l l非参数检验法是判断时间序列数据趋势的重要方法[17],现已广泛应用于水文㊁气象等时间序列的趋势性分析[18]㊂与参数法相比,该方法不考虑样本序列的分布特征,且检验结果不受序列中少数异常值和中断点的干扰,因而得到了广泛的应用[19]㊂对于给定的时间序列X(x1,x2, ,x n),统计量S定义如下:S=ðn-1i=1ðnj=i+1sg n(x j-x i)(1)式中:x j和x i表示第j和i年的样本值,且j>i:s g n(x j-x i)=1x j>x i0x j=x i-1x j<x iìîíïïïï(2)统计量S近似正态分布,方差为:v a r(S)=n(n-1)(2n+5)18(3)标准化统计量为:Z=s-1/v a r(S)S>00S=0s+1/v a r(S)S<0ìîíïïïï(4)若|Z|>1.96,则在0.05显著性水平下拒绝无趋势的原假设㊂当Z为正值时,表示上升趋势,当Z 为负值时,表示下降趋势㊂趋势度β的公式为:β=m e d i a n(x j-x ij-i),∀j>i(5)β大于0时表示序列呈上升趋势,β小于0时表示序列呈下降趋势㊂93第3期宁珍等:黄河河龙区间输沙变化特征及归因分析2.2.2 P e t t i t t突变点检验法 P e t t i t t检验是目前广泛用于检测水文序列突变点的非参数方法[20]㊂对于给定的时间序列X(x1,x2, ,x n),划分为x1,x2, ,x t和x t+1,x t+2, ,x n两部分,统计量U t,n计算如下:U t,n=U t-1,n+V t,n(6)V t,n=ðn j=1s g n(x t-x j)(7)式中:t=2, ,n;s g n()函数与M a n n-K e n d a l l检验中相同㊂突变点为|U t,n|最大处:K n=m a x U t,n(8)判断显著性水平的统计量p定义为:P=e x p(-6(K n)2n3+n2)(9) 2.2.3输沙变化归因分析使用 水文法 定量区分降雨减少和人类活动对输沙变化的贡献㊂该方法可以用于确定不同时期水文时间序列的差异㊂根据各个流域的突变时间,将突变时间以前的输沙模数序列划分为基准期,突变时间后的时段为受到人类活动影响较多的措施期㊂首先建立基准期内降雨与输沙之间的回归方程,然后用此方程估计措施期的产沙量,实测值与拟合值之间的差值代表人类活动造成的影响,其余的部分由降雨变化造成㊂公式如下:S S Y1=f(P1)(10) S S Y'2=f(P2)(11)ΔS S Y L U C C=S S Y2-S S Y'2(12)ΔS S Y P r e=(S S Y2-S S Y1)-ΔS S Y L U C C(13)式中:S S Y为实测输沙模数(t/k m2);P为降雨量(mm);S S Y'为拟合输沙模数,下标1,2分别表示基准期和措施期;S S Y1和S S Y2分别代表基准期和措施期的平均实测输沙模数;S S Y'2代表措施期的平均拟合输沙模数;ΔS S Y L U C C和ΔS S Y P r e分别是措施期内土地利用/土地覆盖变化和降水变化导致的输沙模数变化量㊂R u s t o m j i等发现黄土高原流域年输沙模数的平方根与年降水量呈线性相关[21]㊂本研究中用此来描述降雨 输沙的关系:S S Y=a P+b(14) 3结果与分析3.1输沙序列趋势分析对1961 2017年15个流域的数据进行分析,研究区内各流域的年平均输沙模数差异较大(表1),范围在730.84~11132.60t/k m2之间,相差15倍以上,15个流域的平均值为6064.66t/k m2㊂MK分析结果显示15个流域的年平均输沙模数都存在显著的下降趋势,下降幅度在-20.74~347.26t/(k m2㊃a)之间㊂表11961-2017年各流域输沙模数的年平均值及M K趋势分析流域观测站年平均输沙模数/(t㊃k m-2)统计量Z趋势度β/(t㊃k m-2㊃a-1)皇甫川皇甫10788.43-5.22*-286.89孤山川高石崖11132.60-6.01*-347.26窟野河温家川8202.03-6.19*-255.18秃尾河高家川4134.06-6.51*-114.26佳芦河申家湾9594.87-5.47*-212.29无定河白家川3350.67-4.61*-66.56清涧河延川7923.09-4.00*-147.90延河甘谷驿6122.40-4.07*-111.16云岩河新市河1257.09-5.80*-30.41仕望川大村730.84-6.56*-20.74湫水河林家坪9196.48-5.11*-222.44三川河后大成3440.22-5.78*-88.79屈产河裴沟6877.29-4.51*-132.14昕水河大宁2760.88-5.93*-89.11州川河吉县4441.47-7.70*-146.55平均值-6064.66-5.93*-179.78注:*表示通过99%显著性检验㊂3.2输沙序列突变点检验使用P e t t i t t检验法对15个流域年输沙模数突变时间和显著性水平进行检验,结果见表2,研究区各流域突变时间主要集中在80,90年代㊂表2输沙模数序列P e t t i t t突变点检验结果流域突变年份统计量p流域突变年份统计量p 皇甫川19960.000云岩河19960.002孤山川19970.000仕望川19830.000窟野河19960.000湫水河19810.000秃尾河19980.000三川河19960.000佳芦河19780.001屈产河19980.004无定河19980.004昕水河19960.000清涧河20020.001州川河19820.000延河19960.0003.3气候变化和人类活动对输沙变化的贡献率定量区分降雨变化和人类活动对输沙减少的贡献,基准期各流域输沙模数的平方根和降雨量之间的线性回归方程见表3,回归方程的决定系数在0.53~ 0.72之间㊂降水变化和人类活动对输沙模数减少的贡献率见图2㊂平均来看,降水和人类活动对输沙模数减少的贡献率分别为37.92%和62.08%㊂在云岩河流域和湫水河流域,降水对输沙模数减少的贡献率大于50%,在其余流域,人类活动是导致输沙模数减少的主要因素㊂位于研究区中部的部分流域中,人类活动对输沙04水土保持研究第29卷模数减少的贡献率较高,如清涧河流域和三川河流域,人类活动的贡献率均大于80%㊂表3输沙模数的平方根与降雨量之间的线性回归方程流域时段回归方程R2p 皇甫川1961 1996年S S Y=0.58P-4.140.690.000孤山川1961 1997年S S Y=0.6P-5.650.710.000窟野河1961 1996年S S Y=0.53P-2.380.720.000秃尾河1961 1998年S S Y=0.31P+2.260.620.000佳芦河1961 1978年S S Y=0.64P-4.830.720.000无定河1961 1998年S S Y=0.28P+1.140.670.000清涧河1961 2002年S S Y=0.38P-3.410.560.000延河1961 1996年S S Y=0.37P-3.260.610.000云岩河1961 1996年S S Y=0.16P-2.520.600.000仕望川1961 1983年S S Y=0.13P-1.890.530.000湫水河1961 1981年S S Y=0.50P-5.520.650.000三川河1961 1996年S S Y=0.28P-4.350.680.000屈产河1961 1998年S S Y=0.41P-5.040.600.000昕水河1961 1996年S S Y=0.25P-3.720.650.000州川河1961 1982年S S Y=0.37P-5.340.570.000图2降水和人类活动对输沙减少的贡献率3.4水土保持措施对输沙的影响自20世纪50年代以来,黄土高原采取了一系列水土保持措施,包括梯田㊁坝地等工程措施和造林种草等生物措施[22]㊂淤地坝是黄土高原地区防治水土流失的主要工程措施,在蓄水拦沙方面发挥了显著作用,河龙区间部分流域淤地坝的多年平均减沙效益可达40%以上[23]㊂退耕还林还草工程实施后,黄土高原植被覆盖度从1999年的31.6%迅速增加到2013年的59.6%[24],植被覆盖能削弱降水对地表的溅蚀和冲刷,被认为是减少侵蚀最有效的措施之一[25]㊂图3为研究区60年代以来水土保持措施统计㊂20世纪80年代之前各项措施的实施速度较慢,但在80年代之后显著加快,水土保持措施的急剧增加可能是流域输沙减少的主要原因㊂1959 2006年,水土保持措施总面积占比由1.28%增加到42.4%,其中造林的增幅最高,由1959年的0.75%增至2006年的29.99%,尤其在90年代后,随着国家水土保持生态建设和退耕还林还草等政策的实施,区间内造林和种草的面积大幅提升㊂至2006年,研究区总水土保持治理度达39.75%,研究区内面积最大的水土保持措施为造林,面积为2.01万k m2,占所有措施总面积的70.92%,种草㊁梯田和坝地依次占16.14%,11.48%和1.82%㊂图3水土保持措施面积比例变化使用15个流域的年代际产沙系数与水土保持措施面积占流域总面积的百分比做线性回归分析,来分析土保持措施对流域产沙的影响,公式如下:S C=-mA C+n(15)式中:S C为产沙系数(S C=S S Y P)的平均值;A C为水土保持措施面积占流域总面积的百分比㊂各流域的回归分析结果见表4㊂表4年代际产沙系数与水保措施总面积占流域总面积比值的回归分析流域回归方程R2p皇甫川S C=-0.64A c+48.810.920.010**孤山川S C=-1.04A c+54.240.860.024*窟野河S C=-0.86A c+40.420.930.008**秃尾河S C=-0.50A c+21.100.990.000***佳芦河S C=-1.19A c+54.340.970.002**无定河S C=-0.37A c+17.190.980.001***清涧河S C=-0.20A c+23.880.280.361延河S C=-0.23A c+18.330.710.073云岩河S C=-0.03A c+2.890.230.417仕望川S C=-0.16A c+3.140.870.021*湫水河S C=-1.27A c+46.900.860.024*三川河S C=-0.28A c+13.500.780.048*屈产河S C=-0.21A c+18.770.430.228昕水河S C=-0.20A c+8.930.690.083州川河S C=-2.69A c+79.920.600.126注:***,**和*分别代表显著性水平0.001,0.01,0.05㊂各流域年代际产沙系数随水土保持措施占比面积增大而下降,共有9个流域通过显著性检验(p< 0.05),决定系数R2范围在0.78~0.99之间㊂共有5个流域(皇甫川㊁窟野河㊁秃尾河㊁佳芦河和无定河)的14第3期宁珍等:黄河河龙区间输沙变化特征及归因分析决定系数大于0.9,这些流域集中在研究区西北侧㊂与东南侧流域相比,研究区西北侧流域的产沙系数与水土保持措施面积占比的相关性更强,水土保持措施在减缓流域产沙方面发挥了更大的作用㊂4结论(1)研究区不同流域间年平均输沙模数差异较大,相差15倍以上㊂在1961 2017年,所有流域的输沙模数都呈现显著的下降趋势,下降幅度最高可达-347.26t/(k m2㊃a)㊂(2)研究区各流域突变时间主要集中在80,90年代,以突变年份划分基准期和措施期,降水变化和人类活动对输沙模数减少的平均贡献率分别为37.92%和62.08%,多数流域中人类活动起到主要作用㊂(3)1959 2006年,水土保持措施面积占比由1.28%增加到42.4%㊂迅速增加的水土保持措施有效减缓了流域产沙,尤其在研究区西北侧,流域年代际产沙系数与水土保持措施面积占比相关性较强,流域的产沙系数随水土保持措施占比的增加而下降㊂参考文献:[1]王飞,穆兴民,李锐,等.河口镇到龙门区间水土保持措施减沙水代价分析[J].水土保持通报,2005,25(6):28-32. 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第32卷第1期7061年9%Vc-436Nv.1Feb.,9061水资源与水工程学报JoaciaO of Wator Resources&Wator Enai/eeCnaDOI：10.11745/j.imn.472-643X.2024044基于BudySo弹性系数法的佳芦河流域径流变化归因识别陈丽丽4,莫淑红4,巩瑶4（4西安理工大学省部共建西北旱区生态水利国家重点实验室，陕西西安710043；2.甘肃省水利水电勘测设计研究院有限责任公司，甘肃兰州734000）摘要：气候变化和人类活动对径流的影响是一个综合过程，因此径流动态变化及其归因识别和定量表征对区域水资源开发管理至关重要。

以佳芦河流域为研究区，选用Maun-Ken/a/趋势检验法、有序聚类法等分析了研究区水文要素的主要变化特征;采用基于BuPykv水热耦合平衡理论的弹性系数法,定量分析了径流深变化对各驱动因素的响应程度。

结果表明:研究时段内，降水量和潜在蒸散发量均无明显变化，但径流深呈显著减少趋势且在478年发生突变，相比基准期，径流深相对变化率为-505%；人类活动和气候变化共同作用于该流域导致径流深锐减,其中人类活动、降水量和潜在蒸散发量对径流深变化的贡献率分别是77.54%01.31%和）.15%o关键词：径流变化；驱动因素；弹性系数法；佳芦河流域中图分类号:TV41；P333文献标识码：A文章编号：472-643X（2061）01-0110-07Attribution identification of runoff change in Jialu RiverBasin baser on Budyko elastia coeff d ent methodCHEN Lid1,MO Shuhong1,GONG Yao4(1.State Laboratory of'Eco-hyraulics in Northwest Arid Region of China,Xi'an University of Technology,Xi'azi710043,China；2.Watcs Resoorcct and Hydropoocs Investioahoo,Design and Research Institute Co.,Lh.g Gansu Provinco,Lanzhoo734000,China)Abstruct:Climate ch/ao//human activities comprebensive-k a/ect rc/off processes,so the dyeamlc chanao cP rc/off alona with its attri/ution i/xti/c/Wa//quantitative characteCzation are of great sig-nificn/cn to the dxXopme/t//management of repionai w/or resources-In this030X2,tabina Jialu Riv・or Basin as the study area,Mann一Ken/ali ten/Wst//oiCeCy clusteCna methoP were used to analyeo the characteCstics of the ch/aos of hykroloplc elements in the stu/y area；//the elastic coe/icient methoP based on Bu/yko wator-enerae Uala/co ep/ation was used to qu/titmW/y analyeo the mspopso of m/oP to each dCvina fOctoc The csu U s showed that there was no significant chanao in precipitation /d poWntim//oW/spim/oa,but the cmoP s U ow/a significant decreasing trend/d an abmpt chanao occurred in1975with a relative chanao rate of-50.5%compared with the base peCoP.Humanactivities//climate chanae Wpether caused a sh/p decrease in m/off in the basin,//the coatridutWa rates of human activities,precipitation//poWntim evagotranspiration to rc/off chanao were75.54%,21.31%an/1.49%,respectiveik-Key wordt:m/ofr chanao；dCvina f/tor;elastic coefficient methoP;jmiy RXor Basin1研究背景流域水循环受社会水循环和自然水循环耦合影响［1］,气候变化和人类活动共同作用驱动河川径流变化,其中气候条件主要通过降水、气温、风速、湿度等气象要素的变化影响径流过程［2］;人类活动的影响包括水利工程建设运行、土地利用方式变化、工农业用水、水土保持措施等引起的径流变化［1。

第37卷第6期2023年12月水土保持学报J o u r n a l o f S o i l a n d W a t e rC o n s e r v a t i o nV o l .37N o .6D e c .,2023收稿日期:2023-05-26资助项目:国家自然科学基金面上项目(52079104);宁夏水利科技项目(S B Z Z -J -2021-12,S B Z Z -J -2021-13);陕西省重点研发计划项目(2023-Z D L S F -60) 第一作者:于坤霞(1989 )女,博士,副教授,主要从事变化环境下流域水沙过程分析与模拟研究㊂E -m a i l :y u k u n x i a @126.c o m 通信作者:于坤霞(1989 )女,博士,副教授,主要从事变化环境下流域水沙过程分析与模拟研究㊂E -m a i l :y u k u n x i a @126.c o m气候变化及生态建设措施对宁夏典型入黄流域径流变化影响于坤霞1,2,李雪1,2,徐丙翔1,3,李占斌1,2,李鹏1,2,张国军4,张晓明5,赵阳5,马文涛4(1.西安理工大学省部共建西北旱区生态水利国家重点实验室,西安710000;2.西安理工大学旱区生态水文与灾害防治国家林业和草原局重点实验室,西安710048;3.安徽省交通勘察设计院有限公司,合肥230000;4.宁夏回族自治区水土保持监测总站,银川750000;5.中国水利水电科学研究院,北京100000)摘要:为分析气候变化及植被和淤地坝等生态建设措施对径流变化的影响,选取宁夏典型入黄流域清水河和苦水河为研究对象,采用P e t t i t t 突变方法分析研究流域气象水文和生态建设措施等要素的变异点,基于B u d y k o 理论,通过建立水热耦合控制参数与生态建设措施的多元线性回归方程,构建耦合生态建设措施下的降水 径流模型,并对模型进行适用性评估,采用弹性系数法,量化不同生态建设措施对径流变化的贡献率㊂结果表明:研究流域径流均呈减小趋势,且年径流突变均发生在2000年;水热耦合控制参数与N D V I 和淤地坝指数呈显著的正相关关系,引入N D V I 和淤地坝指数构建的降水 径流模型模拟值接近实测值;清水河流域生态建设措施实施对径流减少的贡献率高达78.25%,其中,植被和淤地坝对径流减少贡献率分别为23.11%,46.50%,生态建设措施对径流的影响远大于气候变化对径流产生的影响㊂苦水河流域降水对径流减少贡献率可达47.30%,生态建设措施对苦水河径流减少贡献率为59.57%,植被和淤地坝贡献率分别为18.57%,13.96%,其他生态建设措施对径流减少贡献率为27.04%㊂生态建设是引起宁夏入黄流域径流变化的主要驱动因素㊂研究结果可为宁夏生态建设优化布局提供理论支撑㊂关键词:径流变化;生态建设措施;B u d y k o 理论;水热耦合控制参数;贡献率中图分类号:P 339.0 文献标识码:A 文章编号:1009-2242(2023)06-0042-08D O I :10.13870/j.c n k i .s t b c x b .2023.06.006I m p a c t s o fC l i m a t eC h a n g e a n dE c o l o gi c a l C o n s t r u c t i o n M e a s u r e s o nR u n o f f C h a n g e s i nY e l l o wR i v e rT r i b u t a r i e s o fN i n gx i a S e c t i o n Y U K u n x i a 1,2,L IX u e 1,2,X U B i n g x i a n g 1,3,L I Z h a n b i n 1,2,L IP e n g 1,2,Z H A N G G u o j u n 4,Z H A N G X i a o m i n g 5,Z H A O Y a n g 5,MA W e n t a o 4(1.S t a t eK e y L a b o r a t o r y o f E c o l o g i c a lW a t e rR e s o u r c e s i nN o r t h w e s tA r i dZ o n e ,X i a nU n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y ,X i a n 710000;2.K e y L a b o r a t o r y o f N a t i o n a lF o r e s t r y a n dG r a s s l a n dA d m i n i s t r a t i o no nE c o l o g i c a lH y d r o l o g y a n dD i s a s t e rP r e v e n t i o n i nA r i dR e g i o n s ,X i a nU n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y ,X i a n 710048;3.A n h u iP r o v i n c i a l T r a n s p o r t a t i o nS u r v e y a n dD e s i g nI n s t i t u t e ,H e f e i 230000;4.N i n g x i aS o i l a n dC o n s e r v a n c y Wa t e rS u r v e i l l a n c e S t a t i o n ,Y i n c h u a n 750000;5.C h i n aI n s t i t u t e o f W a t e rR e s o u r c e s a n d H y d r o p o w e rR e s e a r c h ,B e i j i n g 100000)A b s t r a c t :I no r d e rt oa n a l y z et h ei m p a c to fc l i m a t ec h a n g ea n de c o l o gi c a lc o n s t r u c t i o n m e a s u r e ss u c ha s v e g e t a t i o na n d s i l t d a m so nr u n o f f c h a n g e s ,t h eQ i n g s h u iR i v e ra n dK u s h u iR i v e r ,t y pi c a lw a t e r s h e d s i n t o t h eY e l l o w R i v e r i nN i n g x i a ,w e r e s e l e c t e d a s t h e r e s e a r c h o b j e c t s .T h e P e t t i t tm u t a t i o nm e t h o dw e r e u s e d t o d e t e c t t h e c h a n g e p o i n t s o fm e t e o r o l o g i c a l ,h y d r o l o g i c a l ,a n d e c o l o gi c a l c o n s t r u c t i o nm e a s u r e s e r i e s ,a n d t h e m u l t i v a r i a t el i n e a rr e g r e s s i o n e q u a t i o n s b e t w e e nt h el a n ds u r f a c e p a r a m e t e ra n d e c o l o g i c a lc o n s t r u c t i o n m e a s u r e sw e r e c o n s t r u c t e d ,r a i n f a l l r u n o f fm o d e l c o u p l e d e c o l o gi c a l c o n s t r u c t i o nm e a s u r e sw a s d e r i v e d b a s e d o n t h eB u d y k o t h e o r y ,t h ea p p l i c a b i l i t y o f t h em o d e lw a s e v a l u a t e d ,a n d t h ee l a s t i c c o e f f i c i e n tm e t h o dw a s u s e dt o q u a n t i f y t h ec o n t r i b u t i o nr a t eo fd i f f e r e n te c o l o g i c a l c o n s t r u c t i o n m e a s u r e s t or u n o f f c h a n ge s .T h e r e s u l t s i n d i c a t e d t h a t t h e r u n of f s i n t h e s t u d y w a t e r s h e d s s h o w e d d e c r e a s i ng t r e n d s ,a n d th e c h a n ge p o i n t s o fa n n u a l r u n o f f o c c u r r e da r o u n d2000.T h e l a n ds u r f a c e p a r a m e t e r sh a ds i g n i f i c a n t p o s i t i v ec o r r e l a t i o n sw i t h t h eN D V I a n ds i l td a mi n d e x,a n dt h es i m u l a t e dv a l u e s f r o mt h er a i n f a l l-r u n o f fm o d e l c o n s t r u c t e db y t h e i n t r o d uc t i o no f t h eN D V I a n dt h es i l td a mi n de xa r ec l o s e t ot h eo b s e r v e dv a l u e s.T h ec o n t r i b u t i o nr a t eof e c o l og i c a l c o n s t r u c t i o nm e a s u r e s t o th e r e d u c ti o n o f r u n o f fw a s a s h i g h a s78.5%i n t h eQ i n g s h u i R i v e r b a s i n, a n dv e g e t a t i o n a n ds i l td a m sc o n t r i b u t e d23.11%a n d46.50%,r e s p e c t i v e l y.T h ei m p a c to fe c o l o g i c a l c o n s t r u c t i o nm e a s u r e so nr u n o f fw a s m u c h g r e a t e rt h a nt h a to fc l i m a t ec h a n g e.T h ec o n t r i b u t i o nr a t eo f r a i n f a l l t o r u n o f f r e d u c t i o n i nt h eK u s h u iR i v e rB a s i nc a nr e a c h47.30%,a n dt h ec o n t r i b u t i o nr a t eo f e c o l o g i c a l c o n s t r u c t i o nm e a s u r e sw a s59.57%,w i t hv e g e t a t i o na n ds i l t d a m s c o n t r i b u t i n g18.57%a n d13.96%r e s p e c t i v e l y, w h i l e t h e c o n t r i b u t i o n r a t e o f o t h e r e c o l o g i c a l c o n s t r u c t i o nm e a s u r e s t o t h e r e d u c t i o no f r u n o f fw a s27.04%.E c o l o g i c a l c o n s t r u c t i o nw a s t h em a i nd r i v i n g f a c t o r c a u s i n g c h a n g e s i nr u n o f f i nt h eN i n g x i aY e l l o w R i v e rB a s i n.T h e r e s e a r c h r e s u l t s c a n p r o v i d e t h e o r e t i c a l s u p p o r t f o r o p t i m i z i n g t h e l a y o u t o f e c o l o g i c a l c o n s t r u c t i o n i nN i n g x i a.K e y w o r d s:r u n o f f c h a n g e s;e c o l o g i c a l c o n s t r u c t i o nm e a s u r e s;B u d y k o t h e o r y;l a n d s u r f a c e p a r a m e t e r;c o n t r i b u t i o n r a t e径流是水文循环的核心环节,是社会经济与生态可持续发展的重要基础[1]㊂目前,径流变化分析常用的主要是水文模型和B u d y k o理论[2-3],水文模型对数据精度要求较高,且受地形影响较大,难以大规模推广应用[4],而B u d y k o理论因其计算简单且结果准确,被广泛应用于水文流域研究中[5]㊂杨大文等[6]基于B u d y k o理论对黄河流域38个典型流域径流变化进行归因分析发现,径流的气候弹性和下垫面弹性具有一致性,黄土高原水文过程对气候和下垫面变化更敏感;赵香桂等[7]应用B u d y k o理论对我国干旱与湿润区水热耦合参数进行归因分析发现,流域的水热耦合参数均呈显著上升趋势,不同气候区水热耦合参数变化的主导因子不同㊂宁夏地处西北内陆,水资源匮乏,生态环境脆弱,是全国水土流失最严重省区之一[8]㊂近年来,宁夏实施一系列如退耕还林还草㊁修建淤地坝等生态建设措施[9],严重影响流域下垫面格局,改变流域产汇流过程,尤其是退耕还林(还草)工程实施,发挥改善生态环境的积极作用,极大地改变土地利用㊁植被覆盖㊁地表径流及土壤侵蚀状况[10]㊂已有大量研究[11-12]表明,人类活动是引起径流变化的主导因素㊂但关于人类活动对径流影响的研究,主要以植被恢复对流域径流变化产生的影响为主,少有分析其他生态建设措施对径流变化的影响㊂事实上,黄土高原为有效遏制水土流失,在实施退耕还林还草等植被恢复措施的同时修建大量淤地坝,根据‘第一次全国水利普查水土保持情况公报“[13],黄土高原共有淤地坝58446座,淤地面积927.57k m2㊂淤地坝的修建改变流域下垫面条件,影响流域径流过程,单纯地研究植被对径流变化的影响无法精确地量化不同人类活动对黄土高原流域径流变化的影响[14]㊂基于此,选取淤地坝和植被作为生态建设措施因子,采用B u d y k o理论通过构建耦合生态建设措施的年降水 径流模型,基于弹性系数法,量化淤地坝和植被不同生态建设措施对径流变化的影响,阐明生态建设措施对宁夏典型入黄流域水热耦合的影响,以期成果可以为宁夏生态建设优化布局提供理论支撑㊂1材料与方法1.1研究区概况宁夏主要河流有黄河干流及其支流㊂境内黄河及其各级支流中,流域面积>10000k m2仅黄河和清水河2条,面积>1000k m2的有15条[15]㊂选取清水河和苦水河2条最大的典型入黄支流作为研究对象(图1)㊂其中,清水河是宁夏境内汇入黄河的最大支流,发源于固原市原州区开城乡黑刺沟脑,集水面积14481k m2;河长320k m,左岸支流有东至河㊁中河㊁苋麻河㊁西河㊁金鸡儿沟㊁长沙河6条;右岸有双井子沟㊁折死沟2条㊂流经原州区㊁西吉㊁同心㊁海原㊁中卫㊁中宁6县(市),由中宁县泉眼山汇入黄河;苦水河是宁夏入黄的第二大支流,发源于甘肃省环县沙坡子沟脑,集水面积5218 k m2㊂由甘肃环县进入宁夏,经盐池㊁同心㊁灵武㊁利通区四县(市),由灵武市新华桥汇入黄河㊂1.2数据来源收集清水河和苦水河2个典型入黄支流水文站径流㊁气象资料㊁N D V I植被数据和淤地坝资料㊂其中,清水河上游控制站为韩府湾站,流域集水面积为4935k m2,研究序列为1982 2018年;苦水河控制站为郭家桥站,流域集水面积为5216k m2,研究序列为1989 2018年㊂对于缺失年份水文站资料根据邻近站资料插补延展㊂收集水文站资料年限达到30年以上,具有代表性㊂由于资料限制,对清水河主要34第6期于坤霞等:气候变化及生态建设措施对宁夏典型入黄流域径流变化影响研究韩府湾站控制的上游河段㊂1982 2018年水文站径流资料来自水文年鉴(中国黄河水利委员会水文局w w w.h w s w j.g o v.c n);1982 2018年气象数据来自国家气象科学数据中心(h t t p://d a t a.c m a.c n/);1982 2018年逐年N D V I植被数据,来自国家地球系统科学数据中心(h t t p://l o e s s.g e o d a t a.c n/),分辨率为5k m;宁夏淤地坝资料来自‘宁夏淤地坝运行风险研究“[16]㊂图1研究流域概况为减少流域蓄水量变化对水量平衡的影响,利用滑动平均法计算要素多年平均值,将一定长度时间窗内各要素平均值作为时间窗中心点值[17],根据研究时段长选取11年为时间窗口长度㊂为验证模型的适用性,以2008年为分界,划分率定期和验证期㊂考虑到大规模生态建设措施在2000年以后实施,因此,以2000年为界,划分基准期和变化期,研究变化期气候变化和生态建设措施对径流的影响㊂因此进行水热耦合控制参数拟合时,清水河上游选定率定期为1987 2008年,验证期为2009 2013年,苦水河选定率定期为1994 2008年,验证期为2009 2013年;在进行贡献率分析时,清水河上游选定基准期为1987 2000年,变化期为2001 2013年,苦水河选定基准期为1994 2000年,变化期为2001 2013年㊂由于收集的2个流域水文站资料及生态建设措施数据时间序列长度不一致,因此,研究时对2个流域的数据序列起止年限做不同的划分㊂1.3研究方法1.3.1 B u d y k o理论 B u d y k o理论以流域水量平衡方程为基础,水量平衡方程为:R=P-E T-ΔS(1)式中:R为流域多年平均径流深(mm);P为流域多年平均降水量(mm);E T为多年平均实际蒸散发(mm);ΔS为流域蓄水量变化(mm),在多年时间尺度下流域蓄水量可忽略不计,即ΔSʈ0㊂在多年时间尺度下,B u d y k o[18]认为流域实际蒸散量同时受水量和热量条件的影响,进而提出水热耦合平衡理论,其中,傅抱璞[19]公式可较好地反映流域内的水热耦合状态,其公式为:E TP=1+E0P-1+E0Pæèçöø÷ωéëêêùûúú1ω(2)式中:ω表示B u d y k o框架下的流域水热耦合控制参数;E0为潜在蒸散发量(mm),采用的是世界粮农组织(F A O)推荐的修正P e n m a n-M o n t e i t h方法[20]㊂1.3.2生态建设措施指数计算选取宁夏境内多年植被变化及淤地坝数量作为生态建设措施,在考虑植被变化时,选取表征植被变化的N D V I指数,为直观体现淤地坝变化对径流变化产生的影响,引入淤地坝指数(R I),淤地坝指数是反映淤地坝对流域水文过程影响的无量纲指标,计算公式为:R I=ðni=1A iA tæèçöø÷㊃νiQæèçöø÷(3)式中:n为某水文站控制面积内淤地坝的总数(个);A i为淤地坝控制面积(k m2);A t为水文站控制面积(k m2);V i为淤地坝的总库容(m3);Q为水文站的多年平均径流量(m3)㊂1.3.3模型精度评估选择N S E和R2分析评价模型模拟的好坏程度,选择MA E和R M S E评价模型44水土保持学报第37卷模拟值和实测值之间的接近程度,因为率定期时间序列较短,对N S E和R2的计算结果影响较大,因此,验证期只考虑MA E和R M S E来评判模型模拟结果㊂R2取值范围区间通常为[0,1],N S E的取值范围区间通常(-¥,1),评价指标结果值越大代表模型模拟得越好,>0.6为可接受;平均绝对误差MA E和均方根误差R M S E的取值范围均为正值,并带有和实际值一样的量纲㊂其值越接近0,则表示模型模拟的效果越好,2个评价指标<10为可接受[21]㊂1.3.4基于弹性系数法流域径流变化贡献率计算弹性系数法可有效估计径流的变化,在水文学科中常被用来人类活动因子的反应㊂S c h a a k e[22]首先提出径流对降水的弹性系数,定义为径流的变化率对降水的变化率的比值㊂S a n k a r a s u b r a m a n i a n等[23]在其基础上又提出径流弹性系数,定义为径流变化率与某一气候变化或人类活动因子的变化率之比,弹性系数表述某一影响因子变化对径流变化的影响作用:εx i=∂R∂x iˑx i R(4)式中:εx i为径流R对某一特定因素x i的弹性系数㊂假设流域基准期多年平均径流深为R1,变化期内多年平均径流深为R2,则从基准期到变化期的实际径流变化量为ΔR,则可表示为:ΔR=R2-R1(5)不同影响因子引起的径流变化可通过径流对其的偏导数与其变化的乘积来估计,具体计算公式为:d R'=ð∂R∂x iˑd x i=ðd R x i(6)式中:d R'为径流变化的估值;d x i为某因素的变化量;d R x i为由该因子引起的径流变化量估计值㊂计算公式为:d R x i=εx i R x i d x i(7)每个影响因子对径流变化的贡献率为:C x i=d R x i d R'ˑ100%(8)式中:C x i为某因子对径流变化的贡献率㊂2结果与分析2.1影响因子和水热耦合控制参数的演变规律分析根据泰森多边形法以求得各流域降水量和潜在蒸散发量,再分别计算表征植被和淤地坝变化的N D V I和淤地坝指数,绘制研究时段内宁夏典型入黄流域的气候变化和生态建设措施的年际变化㊂在研究时段内,清水河上游和苦水河流域降水和潜在蒸散发量均呈现波动变化,但整体变化幅度较小,清水河上游多年平均降水量为400mm,苦水河降水量小于清水河上游,多年平均降水量为260 mm;清水河上游和苦水河多年平均潜在蒸散发量分别为963,1150mm(图2a㊁图3a);清水河上游径流在1995年达到最大值后迅速下降,苦水河径流在1996年和2002年2次出现最大值,并在2002年达到峰值后迅速下降,2个流域径流在研究时段内变化幅度较大,呈现明显下降趋势(图2b㊁图3b)㊂清水河上游生态建设措施因子在研究时段内均呈现显著上升趋势,特别是在2000年以后,得益于2000年后宁夏境内大规模开始生态建设工程,退耕还林还草,修建淤地坝,N D V I指数和淤地坝指数也相应随之增大,2015年后随着宁夏淤地坝建设工程逐渐停止,流域淤地坝指数也趋于稳定(图2c㊁图3c)㊂图2清水河上游气候及生态建设措施年际变化采用P e t t i t t突变检验法对宁夏典型入黄流域清水河上游控制站韩府湾站㊁苦水河的郭家桥站水文序列进行趋势突变分析[24]㊂清水河㊁苦水河降水序列在5%显著性水平下没有发生突变,清水河流域潜在蒸散发在5%显著性水平下发生显著突变,突变年份分别为1993年,苦水河流域潜在蒸散发在研究时段54第6期于坤霞等:气候变化及生态建设措施对宁夏典型入黄流域径流变化影响内未发生显著性突变,清水河及苦水河年径流均发生显著突变(p<0.05),突变年份分别为2000年和2002年(表1)㊂图3苦水河气候及生态建设措施年际变化综上所述,宁夏典型入黄流域中清水河上游及苦水河多年径流变化均呈显著减小趋势,且年径流突变基本都发生在2000年左右,与宁夏2000年后开始大规模实施生态建设措施时间节点吻合,大规模生态建设措施如淤地坝㊁退耕还林等的施行对流域径流产生显著的影响㊂基于水量平衡方程和傅抱璞公式,将潜在蒸散发㊁降水与径流深以11年为滑动窗口带入公式(2),分别估算清水河上游和苦水河时变水热耦合参数(ω)(图4)㊂清水河上游流域水热耦合控制参数(ω)为3.51~ 4.86,参数(ω)在1985 1996年呈减小趋势,在1997 2013年呈增长趋势,增长速率为0.02/a(图4a)㊂苦水河流域控制参数(ω)明显小于清水河流域,为1.92~2.19,呈先减小后增大变化趋势,在1994 2001年呈现波动减小趋势,在2002 2013年呈增长趋势,增长速率为0.01/a(图4b),结合流域生态建设措施年际变化可知,流域水热耦合控制参数随N D V I和淤地坝指数的变化而变化㊂为进一步探究流域水热耦合控制参数(ω)与生态建设措施影响因子的相关性,对清水河上游及苦水河流域水热耦合控制参数与N D V I与淤地坝指数进行相关性分析,并采用T检验检测显著性水平(表2),流域水热耦合控制参数与苦水河㊁清水河上游流域N D V I指数的相关性系数分别为0.515,0.878,流域水热耦合控制参数和淤地坝指数的相关性系数分别为0.916,0.942,且全部通过5%显著性水平的T 检验㊂淤地坝指数和N D V I都和流域水热耦合控制参数有较好的正相关关系,即淤地坝指数和N D V I 增加,流域水热耦合控制参数也增加,清水河上游流域这种正相关关系比苦水河流域的相关性好㊂表1宁夏典型入黄流域水文站气象水文序列突变检验结果水文站年降水U P p t突变年份年潜在蒸散发U P p t突变年份年径流U P p t突变年份韩府湾1260.321-192*1993266**2000郭家桥840.439-1160.111-200**2002注:U为p e t t i t t突变点检验的统计量;P p t为p e t t i t t突变点检验概率;*和**分别表示p<0.05㊁p<0.01㊂下同㊂图4流域水热耦合控制参数的动态变化64水土保持学报第37卷表2 水热耦合控制参数和生态建设措施的相关性结果研究流域N D V I相关系数T 值R I 相关系数T 值清水河上游0.878***9.1860.942***14.009苦水河0.515*2.5480.916***9.707注:T 值表示T 检验统计量;***表示p <0.001㊂2.2 水热耦合控制参数拟合及精度评估为明确生态建设措施与水热耦合控制参数的关系,选取N D V I 和淤地坝指数为自变量,对水热耦合控制参数(ω)进行逐步回归分析,清水河上游和苦水河多元线性回归模型分别为ω=0.846+1.173ˑN D V I +10.609ˑR I 和ω=0.553+0.437ˑN D V I +1922.931ˑR I ,R 2分别为0.87和0.85㊂根据清水河上游和苦水河流域多元回归线性模型分别计算各个模型的年流域水热耦合控制参数的多年平均值,将流域水热耦合控制参数值带入基于B u d y k o 框架下的傅抱璞公式,计算得到径流模拟值,模拟值与实测值对比见图5㊂图5 流域径流的模拟值和实测值对比验证期和率定期模拟评价指标结果分别见表3㊂清水河上游流域的模拟结果很好,N S E 值为0.73,R 2值达到0.76㊂苦水河流域R 2值为0.69,但是N S E 值仅为0.03,表明模拟径流序列与实测径流趋势一致,但模拟值与实测值有差异㊂从MA E 和R M S E 结果可知,清水河上游模型模拟值相对苦水河的模拟值更接近实测值㊂苦水河流域在2009年以后由于受到引黄灌溉的影响,年径流呈上升趋势,因资料受限,模型未能考虑引黄灌溉,因此,没有捕捉到苦水河流域近年来的上升趋势㊂表3 宁夏典型入黄流域降水-径流模型精度评价指标评价指标率定期R 2N S E MA E RM S E 验证期MA E RM S E 清水河上游0.760.731.261.610.21.45苦水河0.690.032.843.484.425.042.3 生态建设措施对径流变化贡献率分析利用弹性系数法进一步分析不同生态建设措施对宁夏典型入黄流域径流变化的贡献率㊂以宁夏境内开始大规模退耕还林还草措施和大规模发展淤地坝时间的时间节点2000年作为分界点,将研究资料序列分为基准期和变化期2个时段㊂在基准期和变化期2个时间窗口中,若气候变化和生态建设措施中某个影响因素对径流减小的贡献率计算值为正,则表明该影响因素和年径流量呈现负相关关系,表明该影响因素对径流减少起到促进作用;若气候变化和生态建设措施中某个影响因素对径流减小的贡献率计算值为负,则表明该影响因素和年径流量呈现正相关关系,表明该影响因素对径流减少起到抑制作用㊂2.3.1 清水河上游生态建设措施对年径流量变化贡献率 清水河上游流域全时期,基准期和变化期年径流深㊁年潜在蒸散发和年降水量,以及基准期相对于变化期各水文要素的变化率见表4㊂基准期19872000年径流深为11.35m m ,年降水量为407.68m m ,年潜在蒸发量为954.41m m ,N D V I 为0.39,淤地坝指数0.0001;变化期2001 2013年径流深为4.59mm ,降水量为395.35mm ,潜在蒸发量为980.36mm ,N D V I为0.43,淤地坝指数0.0091㊂变化期径流深相对于基准期减少6.76,变化率为-59.55%;降水量变化期相对于基准期减少12.33,变化率为-3.02%;潜在蒸散发变化期的值相对于基准期增加25.94,变化率为2.72%;N D V I 变化期相对于基准期增加0.04,变化率为10.26%,淤地坝指数变化期相对于基准期增加0.009,变化率为13982.95%㊂表4 清水河上游气象水文因素和生态建设措施指标统计时期R /mm ΔR/%P /mmΔP /%E 0/mm ΔE 0/%N D V I ΔN D V I/%R IΔR I/%全时期8.10401.75966.910.414.4e -03基准期11.35407.68954.410.396.4e -05变化期4.59-59.55395.35-3.02980.362.720.4310.269.1e -0513982.9574第6期 于坤霞等:气候变化及生态建设措施对宁夏典型入黄流域径流变化影响降水弹性系数为3.58,潜在蒸散发弹性系数为-2.67,N D V I 弹性系数为-1.97,淤地坝指数弹性系数为-0.19㊂植被通过增加截留降水和蒸发量直接减少净降水量,因此,对减少地表径流有很大影响㊂此外,草地覆盖率和农业面积的增加也影响蒸散量的增加,从而导致径流减少;淤地坝可改变下垫面,增加入渗和截流,从而减少径流㊂因此,清水河上游流域的N D V I 和淤地坝指数计算的弹性系数<0,结果合理㊂清水河上游流域降水对径流减少的贡献率为13.17%,潜在蒸散发对径流减少的贡献率为8.58%;植被㊁淤地坝及其他生态建设措施对径流减少的贡献率分别为23.11%,46.50%,8.64%㊂除去其他影响因素外,淤地坝增加是对清水河上游流域径流减少影响最大的因素,其次是植被的增加,最后是潜在蒸散发的减小㊂从计算结果得出,清水河上游流域生态建设措施增加对径流减少的影响远大于气候变化对清水河上游流域径流减少的影响㊂2.3.2 苦水河流域生态建设措施对年径流量变化贡献率 苦水河流域全时期㊁基准期和变化期平均年径流深㊁年潜在蒸散发和年降水量,以及基准期相对于变化期各影响因子变化率见表5㊂基准期(1994 2000年)年径流深为32.62m m ,年降水量为264.54m m ,年潜在蒸发量为1170.16m m ,N D V I 为0.32,年均淤地坝指数0.00001;变化期(2001 2013)年径流深为24.67mm ,年降水量为248.80mm ,年潜在蒸散发为1146.67mm ,N D V I 为0.35,淤地坝指数0.00002㊂变化期径流量相对于基准期减少7.95,变化率为-24.37%;变化期降水量相对于基准期减少15.74,变化率为-6.66%;变化期潜在蒸散发量相对于基准期减少23.49,变化率为2.01%;变化期N D V I 相对于基准期增加0.03,变化率为9.78%;变化期淤地坝指数相对于基准期增加1e -05,变化率为53.85%㊂表5 苦水河流域气象水文因素和生态建设措施指标统计时期日期R /mm ΔR/%P /mmΔP /%E 0/mmΔE 0/%N D V I ΔN D V I/%R I ΔR I/%全时期27.45255.011154.890.340基准期32.62264.541170.160.321e -05变化期24.67-24.37248.80-6.661146.67-2.010.359.782e -0553.85苦水河流域基于降水的弹性系数为1.97,潜在蒸散发的弹性系数为-0.98,N D V I 的弹性系数为-0.58,淤地坝指数弹性系数为-0.08㊂降水对径流减少贡献率为47.30%,变化期降水相对于基准期减少,所以降水对径流减少贡献率为正;潜在蒸散发和降水类似,因为变化期潜在蒸散发量小于基准期,所以潜在蒸散发对径流减少贡献率为-6.87%;植被和淤地坝变化及其他生态建设措施对径流减少贡献率分别为18.57%,13.96%,27.04%㊂从对径流减少的贡献率来看,除去其他因素,降水减少是苦水河流域径流减少最主要的影响因素,其次是植被增加,淤地坝增加对径流减少的减小贡献率相对植被的增加影响较小㊂3 讨论本研究表明,生态建设措施是流域径流变化的主导因素,刘昌明等[25]研究发现,在20世纪后半叶,气候变化是黄河上游径流减少的主要因素㊂21世纪后,我国政府在黄河流域实施的一系列生态建设措施,影响径流变化的主要因素开始发生转变,Z h a n g 等[26]研究黄土高原径流变化时发现,11个研究流域中8个流域土地利用变化导致下垫面条件变化,从而引发径流变化;姬广兴等[27]研究发现,人类活动引起的植被变化是黄河上游流域径流变化的主导因素㊂本研究的宁夏典型入黄流域径流变化的归因结果在总体上是一致的㊂本文还构建植被和淤地坝同时作用下的径流模型,有助于更全面量化人类活动对径流的影响㊂4 结论(1)宁夏典型入黄流域中清水河上游及苦水河多年径流变化均呈减小趋势,且年径流突变基本都发生在2000年左右,流域降水和潜在蒸散发量均呈波动变化,但整体变化幅度较小,N D V I 和淤地坝指数在2000年以后呈急剧增加趋势,并在2015年以后逐渐趋于稳定,清水河上游和苦水河水热耦合控制参数均呈现先减小后增大的变化趋势㊂(2)宁夏典型入黄流域水热耦合控制参数与N D V I 及淤地坝指数有着相同的变化趋势且有显著的正相关关系,在考虑N D V I 和淤地坝指数的回归方程对水热耦合控制参数的拟合度R 2分别为0.87和0.85,且径流模型精度评估结果良好㊂(3)清水河上游流域降水对径流减少的贡献率为13.17%,潜在蒸散发对径流减少的贡献率为8.58%;植被和淤地坝以及其他生态建设措施对径流减少的贡献率分别为23.11%,46.50%以及8.64%,生态建设措施增加对径流减少的影响远大于气候变化对径84水土保持学报 第37卷流的影响㊂苦水河降水对径流减少贡献率为47.30%,潜在蒸散发对径流减少贡献率为-6.87%;植被和淤地坝及其他生态建设措施对径流减少贡献率分别为18.57%,13.96%和27.04%,降水减少是苦水河流域径流减少最主要的影响因素㊂参考文献:[1]李敏欣,邹磊,夏军,等.B u d y k o框架下白河流域径流演变及其归因分析[J].长江流域资源与环境,2023,32(4):774-782.[2] L iZ Y,H u a n g S Z,L i u D F,e ta l.A s s e s s i n g t h ee f f e c t s o f c l i m a t e c h a n g e a n dh u m a na c t i v i t i e so nr u n o f fv a r i a t i o n sf r o m a s e a s o n a l p e r s p e c t i v e[J].S t o c h a s t i cE n v i r o n m e n t a lR e s e a r c ha n dR i s kA s s e s s m e n t,2020,34(3):575-592.[3] L iH,S h i C,S u nP,e t a l.A t t r i b u t i o n o f r u n o f f c h a n g e si n t h em a i n t r i b u t a r i e s o f t h em i d d l eY e l l o wR i v e r,C h i-n a,b a s e do n t h eB u d y k om o d e lw i t ha t i m e-v a r y i n gp a-r a m e t e r[J].C a t e n 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亚热带资源与环境学报Journal of Subtropical Resources and Environment Vol. 15 No. 3September 2020第 15 卷 第 3 期2020 年 09 月出版刘洋，陈菡，谭学志.基于Budyko 理论的韩江流域径流变化敏感性分析及归因识别[J].亚热带资源与环境学报，2020, 15 (3)： 9-16. LIU Y , CHEN H , TAN X Z. Sensitivity analysis and attribution of runoff variations in the Han River Basin based on the Budyko Theory [J]. Journal of Subtropical Resources and Environment , 2020, 15 (3)： 9-16. DOI : 10. 19687/j. cnki. 1673-7105. 2020. 03. 002.基于Budyko 理论的韩江流域径流变化敏感性分析及归因识别刘洋二陈菌2,谭学志1*收稿日期： 2020-07-25基金项目：广东省自然科学基金面上项目(2019A1515011538)；国家自然科学基金资助项目(51809295) 作者简介：刘洋(1994—),男，河南潢川人，硕士研究生，主要从事水文气象等方面的研究，****************。

*通信作者：谭学志(1987—),男，湖南浏阳人，副教授，博士，主要从事水文气象变化方面的研究，tanxuezhi@mail. sysu. edu. cn 。

(1.中山大学土木工程学院水资源与环境研究中心，广州510275；2.湖北省水利水电规划勘测设计院，武汉430064)摘要：采用韩江流域潮安、溪口及横山3个水文站逐日径流数据，对韩江流域及其子流域梅江 与汀江流域的径流变化特征进行敏感性分析及归因识别。

收稿日期：2020-07-12；网络首发时间：2021-01-14网络首发地址：https:///kcms/detail/.20210112.1645.001.html基金项目：中国水利水电科学研究院“五大人才计划”（ID0145B672017）；国家自然科学基金项目（52079147，51979285）作者简介：韩松俊（1981-），博士，正高级工程师，主要从事蒸散发理论与估算方法研究。

E-mail ：**************文章编号：1672-3031（2021）01-0009-06中国水利水电科学研究院学报第19卷第1期基于互补原理确定黄土高原Budyko 方程的流域特性参数韩松俊，邵薇薇（中国水利水电科学研究院流域水循环模拟与调控国家重点实验室，北京100038）摘要：Budyko 方程的流域特性参数一般根据植被覆盖度等下垫面特征进行确定，但相关资料不易获取。

本文针对黄土高原地区29个小流域，通过分析流域特性参数、植被覆盖度和互补关系中大气湿润指数之间的关系发现，大气湿润指数能够间接反映植被覆盖度的大小，进而能够利用常规气象数据确定流域特性参数，并拟合出了经验公式。

相比采用固定流域特性参数，这种方法能够提高Budyko 方程对实际蒸散发量的模拟效果。

相比于植被覆盖度等下垫面资料，常规气象数据时间序列长、且更易获取，因此本方法具有较好的应用前景。

关键词：蒸散发；Budyko 方程；互补原理；流域特性参数；大气湿润指数中图分类号：S161.4文献标识码：A doi ：10.13244/ki.jiwhr.202001281研究背景蒸散发是流域水循环的重要过程，对水文模拟、灌溉用水管理和效率评估等都具有重要意义［1-2］。

Budyko ［3］在进行全球水量和能量平衡分析时发现，陆面长期蒸散发量主要由陆面水分供给（降水量）和大气蒸发能力（潜在蒸散发量）之间的平衡决定，由此提出的Budyko （水热耦合平衡）方程被广泛应用于流域年或多年尺度实际蒸散发量的估算［4-5］。

第２１卷　第６期２０２３年１１月中国水利水电科学研究院学报（中英文）ＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｈｉｎａＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＷａｔｅｒＲｅｓｏｕｒｃｅｓａｎｄＨｙｄｒｏｐｏｗｅｒＲｅｓｅａｒｃｈＶｏｌ．２１　Ｎｏ．６Ｎｏｖｅｍｂｅｒ，２０２３收稿日期：２０２３－０３－３０；网络首发时间：２０２３－０９－１８网络首发地址：ｈｔｔｐｓ：??ｌｉｎｋ．ｃｎｋｉ．ｎｅｔ?ｕｒｌｉｄ?１０．１７８８．ｔｖ．２０２３０９１４．１５４５．００２基金项目：国家自然科学基金资助项目（５２１７９０２４，Ｕ２０４０２０８）；中国电建集团西北勘测设计院有限公司重大科技项目（ＸＢＹ－ＺＤＫＪ－２０２０－０１）作者简介：莫淑红（１９７２－），博士，教授，主要从事旱区水文及水资源研究。

Ｅ－ｍａｉｌ：ｍｏｓｈｕｈｏｎｇ＠ｘａｕｔ．ｅｄｕ．ｃｎ文章编号：２０９７－０９６Ｘ（２０２３）－０６－０５０１－１０基于ａｂｃｄ和Ｂｕｄｙｋｏ模型的佳芦河干湿季径流变化归因分析莫淑红１，甄晓彤１，陈丽丽２，程　龙３，陈明康１，４（１．西安理工大学省部共建西北旱区生态水利国家重点实验室，陕西西安　７１００４８；２．江苏省水利勘测设计研究院有限公司六安分公司，安徽六安　２３７０００；３．中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司，陕西西安　７１００６５；４．深能阜平蓄能发电有限公司，河北保定　０７３２００）摘要：河川径流变化受到人类活动和气候变化影响，探究其主要影响因素与影响过程是当前学科研究的热点问题之一。

本文以陕北黄土高原区佳芦河为研究对象，采用Ｍａｎｎ－Ｋｅｎｄａｌｌ线性回归法对干、湿季水文气象要素进行趋势分析；采用滑动Ｆ检验法、滑动Ｔ检验法和Ｌｅｅ－Ｈｅｇｈｉｎｉａｎ检验法等进行径流变异性分析；采用ａｂｃｄ模型与基于扩展的Ｂｕｄｙｋｏ模型的季尺度垂直分解法进行径流变化影响因素量化分析。

结果表明：佳芦河流域干季和湿季降水均有不显著上升趋势，气温均呈显著上升，潜在蒸散发干季显著上升、湿季不显著上升，而干湿两季径流都具有显著下降趋势。

黄河流域Budyko方程参数n演变规律及其归因研究王卫光;陆文君;邢万秋;李进兴;李长妮【期刊名称】《水资源保护》【年(卷),期】2018(034)002【摘要】基于移动窗口法、多元逐步回归模型、敏感性系数法和贡献评估法,定量分析黄河流域Budyko水热耦合平衡方程中的参数n在黄河流域的变化规律及其与气候变化和人类活动的相关关系.结果表明,参数n在1956-2000年间呈现上升趋势,其变化与降水(P)、人口状况(Pop)、生产总值(GGDp)和有效灌溉面积(Airr)最为相关.其中,参数n的变化对P最为敏感,敏感系数达到1.169,且P的变化抑制了参数n的增加(贡献率为-20.2％);参数n对Pop、GGDp和Airr的敏感性系数分别为0.795、0.038和-0.152,并随人类活动的加剧而上升,其中Pop的增加对参数n增加的贡献最大(128.7％).【总页数】7页(P7-13)【作者】王卫光;陆文君;邢万秋;李进兴;李长妮【作者单位】河海大学水文水资源与水利工程科学国家重点实验室,江苏南京210098;河海大学水文水资源学院,江苏南京210098;河海大学水文水资源与水利工程科学国家重点实验室,江苏南京210098;河海大学水文水资源学院,江苏南京210098;河海大学地球科学与工程学院,江苏南京211100;河海大学水文水资源与水利工程科学国家重点实验室,江苏南京210098;河海大学水文水资源学院,江苏南京210098;河海大学水文水资源与水利工程科学国家重点实验室,江苏南京210098;河海大学水文水资源学院,江苏南京210098【正文语种】中文【中图分类】TV11;P343【相关文献】1.黄河流域降水演变规律研究 [J], 朱厚华;秦大庸;周祖昊;严登华;杨贵羽2."黄河流域水资源演变规律与二元演化模型"研究成果简介 [J], 贾仰文;王浩3.基于Budyko假设的黄河流域水热耦合平衡规律研究 [J], 孙福宝;杨大文;刘志雨;丛振涛4.基于Budyko方程的小理河流域径流响应研究 [J], 巩瑶;莫淑红;李子龙;沈冰5.基于互补原理确定黄土高原Budyko方程的流域特性参数 [J], 韩松俊;邵薇薇因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

基于Budyko假设的黄河流域水热耦合平衡规律研究
孙福宝;杨大文;刘志雨;丛振涛
【期刊名称】《水利学报》
【年(卷),期】2007(038)004
【摘要】本文通过对黄河流域内63个子流域的年降水、径流深及实际蒸散发和蒸发能力的分析,证实了基于Budyko假设的流域水热耦合平衡关系是成立的.根据各子流域的长期水量平衡结果拟合并检验了水热耦合平衡模型中的唯一参数,结果显示,该参数具有显著的区域分布规律,黄土高原区平均为3.22,青藏高原区平均为2.27.同时,研究结果表明,模型参数综合反映了流域的下垫面条件,并提出了根据流域相对入渗能力、相对植被-土壤有效蓄水能力和流域平均坡度估算模型参数的经验公式.
【总页数】8页(P409-416)
【作者】孙福宝;杨大文;刘志雨;丛振涛
【作者单位】清华大学,水沙科学与水利水电工程国家重点实验室,北京,100084;清华大学,水沙科学与水利水电工程国家重点实验室,北京,100084;水利部,水文局,北京,100053;清华大学,水沙科学与水利水电工程国家重点实验室,北京,100084【正文语种】中文
【中图分类】P333
【相关文献】
1.基于Budyko假设的流域水量平衡研究 [J], 卞玉敏;吕海深;谈娟娟;黎孟雄;朱永华
2.基于水热耦合模型的干旱寒冷地区冻融土壤水热盐运移规律研究 [J], 李瑞平;史海滨;赤江刚夫;张艺强
3.基于变化的水热耦合平衡方程参数预测区域水资源量 [J], 石清; 邢万秋
4.基于Budyko水热平衡理论的窟野河径流变化归因识别 [J], 郑嘉昊;蒋晓辉
5.基于水热耦合平衡方程的六冲河上游流域径流变化归因分析 [J], 龙达;董前进;杨荣芳
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Budyko理论在水文气候分区中的应用研究许珊珊;金亦;刘金涛;姬海娟;蒋成伟【期刊名称】《中国农村水利水电》【年(卷),期】2017(0)3【摘要】以我国西南和东北地区为研究对象,探讨在水文气候分区中应用Budyko 理论的可行性。

研究中给出了西南和东北地区169个站点的Budyko曲线图,发现按照传统的基于干燥指数的水文气候分区,我国西南及东北的众多站点落于同一分区。

显然,这两个地区干湿状况及水文条件存在较大的差异。

为此,文中引入了蒸发比因子,并拟合了反映不同下垫面干湿状况的傅抱璞公式曲线,以在子区域划分中考虑实际的干湿条件。

研究显示,西南站点在Budyko曲线上的位置普遍低于东北地区。

在Budyko曲线上,出现重叠的西南和东北站点,水热同比相似。

而且,在同一气候区内,随着蒸发比增大,降水量呈现递减趋势。

这一结果表明,Budyko曲线上站点的不同分布综合反映了流域不同的水热潜力与实际的干湿状况,利用Budyko理论可以更为有效地进行水文气候分区。

【总页数】4页(P17-20)【关键词】水文气候分区;干燥指数;蒸发比;Budyko理论【作者】许珊珊;金亦;刘金涛;姬海娟;蒋成伟【作者单位】河海大学水文水资源学院;河海大学水文水资源与水利工程科学国家重点实验室【正文语种】中文【中图分类】TV11【相关文献】1.基于WUDAPT方法的成都市局地气候分区地图构建及其规划应用研究 [J], 陈方丽;黄媛2.空间插值算法在沥青路面气候分区中的应用研究——以温度参数为例 [J], 杨彦海;侯博;韦洪峰;那达慕3.湿-热综合指数在沥青路面气候分区中的应用研究 [J], 谢文祥;高琼;董城;莫林辉4.Budyko-Fu模型下气候季节性指标中水热变化时相差的选取研究 [J], CHANG Fei-yang;LIU Wen-zhao;ZHOU Hai-xiang;NING Ting-ting5.水文地质条件工程地质分区在工程中的应用研究 [J], 袁堂彩因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

基于Budyko假设的潮河流域气候和植被变化对实际蒸散发的影响研究曹文旭;张志强;查同刚;王盛萍;郭军庭;许行【期刊名称】《生态学报》【年(卷),期】2018(038)016【摘要】由于参数较少且具有明确的物理学意义,基于水热平衡理论的Budyko假设常用于定量分析以及评价气候变化和植被变化对实际蒸散发的影响,对研究流域水量平衡和能量分配具有重要意义.依据位于我国北方密云水库上游的潮河流域1961-2015年的水文气象数据,选取了4种基于Budyko假设的模型来研究潮河流域水热耦合平衡关系,确定了该流域最适用模型以及模型参数最优值,并且采用情景设置法分析了流域实际蒸散发对气候以及植被变化的响应.结果表明:(1)与经典Budyko模型相比,采用流域下垫面参数修正的Budyko模型计算实际蒸散发的精度更高.其中,傅抱璞模型精度最高,决定系数、相对误差、纳什效率系数和均方根误差分别为0.85、4.30％、0.82和27.66 mm;(2)对傅抱璞模型下垫面参数ω进行优化,确定适用于潮河流域的模型参数取值为2.54,优化后的傅抱璞模型能够更好地反映流域实际蒸散发的变化特征;(3)情景模拟表明,气候变化和植被变化的共同作用导致潮河流域实际蒸散发的上升.其中,气候变化是引起流域蒸散发变化的主要驱动因素.【总页数】9页(P5750-5758)【作者】曹文旭;张志强;查同刚;王盛萍;郭军庭;许行【作者单位】北京林业大学水土保持学院,北京100083;北京林业大学水土保持学院,北京100083;北京林业大学水土保持学院,北京100083;华北电力大学资源与环境研究院/区域能源环境系统优化教育部重点实验室,北京102206;韦仕敦大学生物学院,加拿大N6A 3K7;北京林业大学水土保持学院,北京100083【正文语种】中文【相关文献】1.Budyko假设对松花江流域实际蒸散发的模拟研究 [J], 张静;刘国庆;宋小燕;宋松柏;李九一;李丽娟2.基于Budyko假设的岷江流域实际蒸散模拟研究 [J], 周君华;尹铎皓;范雲鹤;刘铁刚3.基于Budyko假设的海河流域蒸散发量和径流量估算研究 [J], 栗铭;陈喜4.基于Budyko理论的北京地区实际蒸散发估算及特征研究 [J], 黄俊雄;韩丽;许志兰;李超5.基于Budyko理论定量分析窟野河流域植被变化对径流的影响 [J], 毕早莹;李艳忠;林依雪;卜添荟;黄蓉因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

黄河流域天然河川径流量演变归因分析
周祖昊;刘佳嘉;严子奇;王浩;贾仰文
【期刊名称】《水科学进展》
【年(卷),期】2022(33)1
【摘要】受气候变化和人类活动影响,黄河流域水资源量持续衰减。

以往水资源归因分析的研究主要针对气候变化和人类活动对实测径流量衰减的贡献,对天然径流量衰减的原因关注不够,不利于支撑黄河流域水资源高效利用和科学管理。

基于黄河二元水循环模型评价不同时期黄河流域天然河川径流量,并采用多因素归因分析方法分析主要影响因素对天然河川径流量衰减的贡献。

结果表明,2016年水平年情景相比于1956—1979年水平年情景,花园口断面多年平均天然河川径流量减少114.6亿m^(3),其中气候变化、下垫面变化和社会经济取用水影响的贡献率分别为24.4%、25.0%和50.6%。

从分区来看,兰州以上气候变化是主导因素,兰州以下人类活动是主导因素。

为遏制天然河川径流量衰减的趋势,促进黄河流域生态保护与高质量发展,应加强深度节水、刚性控水、适度增水、强化管水和立法护水。

【总页数】11页(P27-37)
【作者】周祖昊;刘佳嘉;严子奇;王浩;贾仰文
【作者单位】中国水利水电科学研究院流域水循环模拟与调控国家重点实验室;水利部水资源与水生态工程技术研究中心
【正文语种】中文
【中图分类】TV122
【相关文献】
1.黄河流域天然径流量与气候因子的小波分析
2.潍河区年月天然河川径流量计算分析
3.1956—2013年汾河入黄河川径流量演变特性分析
4.天然气贸易交接用
DN80口径的超声流量计与涡轮流量计对比分析
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