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延河流域极端降水时空变化及其对水沙变化的影响

孙维婷  
【摘要】:随着全球气候变化的加剧,极端降水事件发生的频率和强度呈增加态势。黄土高原是全球气候变化的敏感区之一,也是世界水土流失最严重的地区,极端降水是影响该区水土流失的重要因素。人类活动,特别是退耕还林还草工程对该地区水土流失和水沙变化产生了重要影响。黄土高原极端降水趋势如何?极端降水对该地区水土流失和水沙变化的影响是否因退耕还林还草而发生重大变化?基于以上科学问题,本文以黄土高原丘陵沟壑区延河流域为对象,分析了1970-2010年延河流域10个气象站12个极端降水指标的时空变化规律,阐明了极端降水对延河水沙变化的影响。具体结论如下:(1)从极端降水强度、发生频次和干湿程度等表征指标分析了延河流域1970-2010年近40年极端降水的时空变化特征。延河流域1970-2010年整个时段内极端降水强度指标,大于1 mm降水量、大于95%分位值强降水量、最大1日降水量、连续5日最大降水量、降水强度和大于95%分位值降水强度均未表现出显著的增加或减少的趋势,但2000年之后这一阶段呈现显著增加的态势。极端降水频次指标,1970-2010年大雨日数年际变化呈增加趋势,暴雨日数呈减少趋势,但M-K趋势检验不显著。2000年之后都表现出增加的趋势。极端干湿指标,1970-2000年持续湿润指数呈减少的变化趋势,2000年之后呈明显增加的趋势。1970-2010年延河流域持续干燥指数整体而言变化趋势不显著,但2000年之后呈显著减少的变化。(2)采用Pettitt变点检测方法分析了延河径流量和输沙量发生趋势性变化的突变年份,并以此为界,分析了极端暴雨量对延河径流量和输沙量的影响。Pettitt变点检测方法表明,延河径流量和输沙量发生趋势性变化的年份为1996年。采用距平累积曲线和双累积曲线法结果表明,1970-1996年延河流域极端暴雨量与径流量、输沙量表现出显著的线性相关性,极端暴雨量对径流量和输沙量有着直接的影响;1996-2010年极端暴雨量与径流量、输沙量无明显的线性相关关系,人类活动特别是退耕还林还草对径流量和输沙量变化有重要作用。


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