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《中国科学院研究生院(教育部水土保持与生态环境研究中心)》 2010年
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黄河中游水沙变化及其对人类活动的响应

高鹏  
【摘要】: 黄河中游(河口镇-花园口区间)的水沙变化及其驱动因素是社会各界关注的焦点之一,同时也是评价黄土高原生态建设和生态系统修复的一个重要依据。本文以黄河中游为对象,利用研究区1950-2008年降水、径流、输沙序列资料,采用数理统计及小波分析等方法,分析了黄河中游各区间水沙变化过程及其对降水及人类活动的响应,并利用灰色预测模型对水沙变化趋势进行了模拟预测研究。得到以下主要结论: (1)分析了近60年来黄河中游水沙特征变化。1950-2008年,黄河中游年均来水量及来沙量分别为165.2×10~8m~3、8.2×10~8t,多年平均变差系数分别为0.5、0.7。黄河中游来水来沙量变化具有明显的阶段性。其中来水量分为三个时期:1950-1970年为丰水期;1971-1985年为平水期; 1986-2008年为枯水期。来沙量分为两个时期:1950-1981年为丰沙期;1982-2008年为枯沙期。黄河中游年均来水来沙量存在明显的周期性变化规律。年均来水量存在27a、10a、以及4a周期,其中第一主周期为27a;年均来沙量存在31a、20a、以及7a周期,其中第一主周期为31a。 (2)黄河中游来水来沙量呈显著的减小趋势,且都通过了Pettitt’s统计检验指标临界值(P=0.05)。来水量与来沙量分别从1985年、1981年发生突变性减少趋势。突变年份后,区间年均来水来沙量在同一频率下均呈显著减少趋势。年均来水量在突变年份后减少幅度为43.9%-69.8%。其中在丰年减少51.6%;平年减少44.0%;枯年减少60.5%。年均来沙量在突变年份后减少幅度为44.9%-96.2%。其中在丰年减少46.8%;平年减少61.4%;枯年减少96.0%。 (3)降水和人类活动是影响黄河中游水沙变化的主要驱动因素。降水和人类活动的减水贡献率分别为30%、70%;减沙贡献率分别为20%、80%。定量分析了人类活动对黄河中游水沙变化的影响程度。生产生活用水是区间来水量减少的一个主要因素。区间年均耗水量约为45.0×10~8m~3,占人类活动减水总量的73.8%。水土保持是一项减水减沙的综合性措施,是区间来沙量减少的一个主要因素。由于水土保持措施每年的减水减沙量分别为6.0×10~8m~3、2.7×10~8t,分别占人类活动减水减沙总量的9.8%、52.9%。大中型水库的泥沙淤积是区间来沙量减少的一个重要因素。由于水库、河道淤积泥沙年均约1.8×10~8t,占人类活动减沙总量的35.3%。 (4)利用GM灰色预测模型对黄河中游河龙区间水沙变化进行了模拟研究。虽然模型预测结果较实测值都要偏大,但该方法对水沙变化趋势的波形模拟能力较强,能较为准确地判断出实测序列的峰谷变化趋势。
【学位授予单位】:中国科学院研究生院(教育部水土保持与生态环境研究中心)
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:S157

【参考文献】
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