黄土区皇甫川和延河日径流变化研究

发布时间：2020-07-23 19:22

【摘要】：随着区域生态环境的改善,黄河径流泥沙急剧减少,研究黄河流域日径流变化及其驱动因素已必不可少。本研究从年-月-日尺度分析黄土区皇甫川流域和延河流域径流变化特征,采用Mann-Kendal趋势检验法、Pettitt突变检验法、距平累积法、集中度集中期、流量历时曲线法和日平均流量序列法,分析区域流域年-月-日尺度上的径流变化特征,并进一步提出按频率分布定义和计算极端日平均流量发生天数的方法,细致刻画日径流的变化过程,同时采用水文分析法定量分析降水和人类活动对极端径流的影响程度,为区域水土保持生态建设环境效应评价和水资源开发利用提供参考。取得的主要结果如下:(1)皇甫川和延河流域年径流变化特征。皇甫川和延河流域年径流量在1953~2015年都呈显著的减小趋势(P0.01),皇甫川流域多年平均径流为1.30亿m~3,最大径流量为5.08亿m~3(1954年),最小值为0亿m~3(2011年);延河流域多年平均径流为2.05亿m~3,最大径流量为5.02亿m~3(1964年),最小值为0.95亿m~3(2015年)。采用累积距平法将两个流域分为三个阶段,皇甫川流域为丰水年段(1953~1984年)、弱枯水年段(1985~1996年)和强枯水年段(1997~2015年);延河流域为强丰水年段(1953~1970年)、弱丰水年段(1971~1996年)和枯水年段(1997~2015年)。(2)皇甫川和延河流域年内分布特征。皇甫川流域和延河流域1953~2015径流年内分配都呈“双峰型”,3月份的小波峰和7~8月的大波峰,皇甫川多年平均最大月径流量为668.56m~3/s,多年平均不均匀系数为1.80,集中度呈增加趋势,最大高达3.31(2009年),集中期方位角变化范围为127.79°~254.06°(5月7日~9月10日);延河流域多年平均最大月径流量为597.09m~3/s,多年平均不均匀系数0.96,集中度围绕均值(0.48)小幅度波动,且其集中期为158.29°~269.81°,即6月6日~9月25日,汛期径流较皇甫川流域延长。(3)皇甫川和延河流域日平均流量变化特征。皇甫川流域日平均流量主要集中在第181~241日,即7~8月,而延河流域日平均流量以30天为周期出现峰值,其中以7月和8月峰值最大。结合年径流Pettitt突变检验和阶段性分析结果,两条流域基本呈现汛期来水量大,非汛期来水量较小的分布,且均以第一阶段来水量最多(皇甫川汛期14.2m~3/s,非汛期1.8m~3/s;延河汛期15.33m~3/s,非汛期3.64m~3/s),第二阶段次之(皇甫川汛期9.06m~3/s,非汛期0.68m~3/s;延河汛期13m~3/s,非汛期3.59m~3/s),第三阶段最小(皇甫川汛期3.55m~3/s,非汛期0.09m~3/s;延河汛期8.22m~3/s,非汛期3.21m~3/s)。皇甫川流域高流量和常流量减少较多,而延河流域三个阶段日流量历时曲线基本重合,高流量特征值随着阶段变化呈减小趋势,常流量和低流量特征值随着阶段变化呈增大趋势。(4)皇甫川和延河流域极端日平均流量发生天数变化特征。提出按照频率分析法,定义极端日平均流量发生天数阈值并确定其指标(皇甫川极大和极小日平均流量发生天数阈值为45.8m~3/s和0.36m~3/s,延河为32.3m~3/s和1.64m~3/s)。皇甫川极大日平均流量发生天数多年平均为5.7天,最大值为23天(1959年),从20世纪80年代开始均有0值的发生,极大日平均流量发生天数在1953~2015年呈现出显著(P0.01)的减小趋势,与其年径流变化趋势相同;而其极小日平均流量发生天数与其年径流阶段变化趋势相反,以1992年为突变年份,呈先减小后增大的变化,多年平均发生天数为193.7天,最大值为365天(2011年),最小值为16天(1954年)。延河极大和极小日平均流量发生天数在1953~2015年呈现出显著(P0.01)的减小趋势,与其年径流变化趋势相同,极大日平均流量发生天数多年平均为8.6天,最大值为26天(1964年),最小值为0天(2008年);延河极小日平均流量发生天数多年平均为83.7天,最大发生天数为159天(1992年),最小值为13天(1964年)。在年内分配上,两条流域极大日流量指标集中在汛期的7~8月,极小日流量发生主要以冬季(年代间呈减小趋势)和夏季最多(年代间呈增大趋势)。(5)皇甫川断流发生天数随着年份的推进呈增长趋势,多年平均断流发生天数为151天,其极小径流量与极小日流量发生天数呈相反的变化趋势;延河断流天数12天,其极端径流量与极端日平均流量发生天数呈相同的变化趋势。(6)水土保持活动是引起延河流域极端径流量变化的主要驱动因素,贡献率均超过60%,但降水仍是影响皇甫川流域极大径流量减少的主要原因,贡献率为57.23%。
【学位授予单位】：西北农林科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S157
【图文】：

地理位置,河道,干流,皇甫

2.1 水系特征皇甫川流域位于黄河中游河龙区间的右岸上部（110°18'～111°12' E，39°12'～39°54'N），由干流纳林川和支流十里长川共同组成了皇甫川流域的水系。皇甫川发源于内蒙古自治区达拉特旗南部敖包梁和准格尔旗西北部的点盘沟一带，自西北向东南流经准格尔旗的乌兰沟、纳林、沙圪堵镇，经至陕西省府谷县古城镇、皇甫镇于巴兔坪汇入黄河，流域面积 3246km2，干流长 137km，干流沙圪堵以上（纳林川）河道长 70km，河道平均比降 4.3‰，面积 1351km2，占流域总面积 41.6%；长川河道长 75km，河道平均比降5.7‰，面积 702km2，占流域总面积 21.6%，如图 2-1 所示。皇甫川流域出口的皇甫水文站控制面积 3175km2，1954 年开始监测。延河流域位于皇甫川的南部（36°23'~37°17'N，108°45'~110°28'E），主要支流有杏子河、平桥川、西川河、南川河、蟠龙川等，河流走向为由西北向东南，流经志丹、安塞、延安市宝塔区，于延长县南河沟凉水岸附近汇入黄河，全长 286.9km，流域面积为7725km2。延河流域出口把口站为甘谷驿站，控制流域面积约为 5891km2，1953 年开始监测。

【参考文献】