[目的]探索黃河輸沙預(yù)測(cè)的新思路,預(yù)估黃河未來(lái)輸沙態(tài)勢(shì)與輸沙量水平,為黃河流域生態(tài)治理規(guī)劃提供參考。[方法]結(jié)合黃河流域水土保持生態(tài)修復(fù)現(xiàn)狀,采用單累積曲線法、滑動(dòng)平均及頻率分析方法,分析1950—2019年黃河主要來(lái)沙區(qū)間的實(shí)測(cè)輸沙量變化特征及其未來(lái)態(tài)勢(shì)。[結(jié)果] 1950—2019年黃河輸沙量呈現(xiàn)階梯式減少。1950—2019年黃河中游各站累積實(shí)測(cè)輸沙量隨時(shí)間的變化可用"左半拋物線"表征。黃河輸沙量自1997年以來(lái)已進(jìn)入相對(duì)穩(wěn)定態(tài)勢(shì),目前已達(dá)企穩(wěn)狀態(tài);黃河潼關(guān)站未來(lái)年輸沙量在90%頻率下為1.00×10⁸ t左右,在10%頻率下為5.00×10⁸ t左右,未來(lái)多年平均輸沙量為1.40×10⁸ t。[結(jié)論]為了維持黃河輸沙量低穩(wěn)狀態(tài),提升水土保持措施質(zhì)量與標(biāo)準(zhǔn),補(bǔ)齊"后水土保持"短板,構(gòu)建完善的水沙關(guān)系調(diào)控體系,維持黃河下游河道沖淤平衡,是黃河流域生態(tài)保護(hù)與高質(zhì)量發(fā)展的保障。 

【文章來(lái)源】：水土保持通報(bào). 2020,40(05)北大核心CSCD

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1950-2019年黃河潼關(guān)站實(shí)測(cè)輸沙量年際變化過(guò)程

黃河潼關(guān)站年輸沙量單累積曲線如圖2所示。黃河中游其他3個(gè)水文站(頭道拐、吳堡、龍門)的輸沙量變化曲線圖略。這4站1950—2019年實(shí)測(cè)輸沙量序列單累積曲線經(jīng)驗(yàn)公式(1)的決定系數(shù)R2分別為潼關(guān)站0.999 2(最高),龍門站0.997 8,吳堡站0.997 4,頭道拐站0.995 4(最小);潼關(guān)站1919—2019年的R2值亦達(dá)0.995 3。各站擬合公式統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)均達(dá)到0.01置信度即極顯著水平。以上分析表明,已有的4個(gè)水文站的實(shí)測(cè)輸沙量序列均符合此規(guī)律。因此,根據(jù)自然辯證法中簡(jiǎn)單枚舉法和完全歸納法的邏輯推理理論,可以推斷黃河中游年實(shí)測(cè)輸沙量序列的單累積過(guò)程分布符合“左半拋物線”規(guī)律。首先,根據(jù)黃河中游所有水文站年輸沙量累積變化曲線和區(qū)域水土保持與生態(tài)修復(fù)現(xiàn)狀,黃河輸沙量數(shù)值不可能為負(fù)數(shù),而開(kāi)口向下的二次函數(shù)拋物線在達(dá)最大值后會(huì)開(kāi)始逐漸減小,顯然不符合實(shí)際。因此,筆者認(rèn)為僅用開(kāi)口向下的拋物線的左半段即“左半拋物線”描述其變化過(guò)程比較合理。其次,解析各站單累積曲線經(jīng)驗(yàn)公式(1)發(fā)現(xiàn),黃河輸沙量在2019年左右基本達(dá)到或接近拋物線頂點(diǎn),由于輸沙量為非負(fù)值,因此即使未來(lái)輸沙量值無(wú)限接近于零,曲線在達(dá)到頂點(diǎn)后仍存在逐漸增加的趨勢(shì)。第三,分析“左半拋物線”斜率的變化過(guò)程可以發(fā)現(xiàn),自1997年之后其斜率逐年變小,趨近于零。這表明自1997年以來(lái),年輸沙量累積值的增速整體呈穩(wěn)定減小態(tài)勢(shì),亦說(shuō)明黃土高原水土保持措施減沙作用的邊際貢獻(xiàn)率已逼近臨界最大閾值。第四,分析并比較黃河中游1950—1996年與1997—2019年兩個(gè)時(shí)段年降雨量以及日降雨量≥10,≥15,≥25,≥50 mm的統(tǒng)計(jì)特征值(平均值、均方差、偏態(tài)系數(shù)、最大值及最小值),1997—2019年與1950—1996年這兩個(gè)降雨序列在統(tǒng)計(jì)學(xué)上屬于一個(gè)整體。即兩個(gè)時(shí)期降水特征基本一致。第五,黃河上中游地區(qū)的植被是影響產(chǎn)沙的關(guān)鍵因素。近年來(lái),黃土高原土壤侵蝕顯著降低[1],淤地壩幾乎處于已無(wú)沙可淤的狀態(tài)。根據(jù)MODIS遙感數(shù)據(jù)計(jì)算黃土高原水土流失區(qū)的植被覆蓋度,發(fā)現(xiàn)該區(qū)植被蓋度自20世紀(jì)90年代至2020年顯著增加,丘陵溝壑區(qū)增加趨勢(shì)尤為顯著。黃土高原延河、北洛河以南區(qū)域植被未來(lái)恢復(fù)潛力有限,且該區(qū)目前的植被覆蓋度已經(jīng)接近其穩(wěn)定減沙效益的閾值。這說(shuō)明未來(lái)在該區(qū)難以通過(guò)提升植被蓋度等植被措施達(dá)到大幅降低侵蝕產(chǎn)沙的效果。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]黃河泥沙未來(lái)變化趨勢(shì)[J]. 王光謙,鐘德鈺,吳保生.  中國(guó)水利. 2020(01)
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[3]論黃河水沙變化趨勢(shì)預(yù)測(cè)研究的若干問(wèn)題[J]. 胡春宏,張曉明.  水利學(xué)報(bào). 2018(09)
[4]黃河輸沙量研究的幾個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題與思考[J]. 穆興民,胡春宏,高鵬,王飛,趙廣舉.  人民黃河. 2017(08)
[5]雙累積曲線方法理論及在水文氣象領(lǐng)域應(yīng)用中應(yīng)注意的問(wèn)題[J]. 穆興民,張秀勤,高鵬,王飛.  水文. 2010(04)



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