) with decreasing rates of −3.2 × 106 m3/a and −1.09 Mt/a, respectively. The abrupt changes were detected in 1979 and 1996 for the runoff and sediment load. All the runoff and sediment indices (runoff, sediment load, runoff coefficient, and sediment concentration) exhibited remarkable reduction (). The climate variability contributed 24.4% and 25.1% during 1980–1996 and 1997–2010 to annual runoff decrease, respectively, and human activities accounted for the remaining 75.6% and 74.9%. In contrast, changes in precipitation accounted for 43.5% and 20.2% of sediment load reduction during 1980–1996 and 1997–2010, whereas the human activities contributed 56.5% and 79.8%, respectively. The relative contributions from climate variability and human activities to runoff and sediment load changes at annual scale were different from that at flood season scale. Results suggested the dominant role of soil and water conservations in the variation of runoff and sediment load in the catchment."> 影响气候变化和人类活动对径流和输沙量的变化在黄土高原流域,中国 - raybet雷竞app,雷竞技官网下载,雷电竞下载苹果

气象学的进展

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气象学的进展/2016年/文章

研究文章|开放获取

体积 2016年 |文章的ID 4724067 | https://doi.org/10.1155/2016/4724067

彭田,Xingminμ,简历Liu Jinfei Hu Chaojun顾, 影响气候变化和人类活动对径流和输沙量的变化在黄土高原流域,中国”,气象学的进展, 卷。2016年, 文章的ID4724067, 15 页面, 2016年 https://doi.org/10.1155/2016/4724067

影响气候变化和人类活动对径流和输沙量的变化在黄土高原流域,中国

学术编辑器:罗伯特·Fraile
收到了 07年6月2016年
修改后的 2016年8月28日
接受 2016年9月14日
发表 2016年12月07

文摘

本研究的目的是调查径流和输沙量的变化及其潜在影响因素Huangfuchuan排水。Mann-Kendall测试和累计异常方法,分别应用于检查变化趋势和突然的变化。两年径流量和输沙量显著减少( −3.2×10)和降低利率63/和−1.09吨/分别。突然的变化被发现在1979年和1996年的径流和输沙量。所有的径流和泥沙指数(径流、输沙量、径流系数和含沙量)表现出显著的减少( )。气候变化贡献24.4%和25.1%在1980 - 1996和1997 - 2010年度径流减少,分别和人类活动占剩下的75.6%和74.9%。相反,降水变化占43.5%和20.2%的输沙量减少1980 - 1996和1997 - 2010年,而人类活动贡献了56.5%和79.8%,分别。的相对贡献从气候变化和人类活动对径流和输沙量的变化在年度规模不同,在汛期的规模。结果表明水土保护区的主导作用在流域径流和输沙量的变化。

1。介绍

气候变化和密集的人类活动极大地改变了径流和泥沙运输的政权在世界各地河流系统1- - - - - -4]。河流水文情势的变化可能导致明显的变化地质、生物和化学过程,在很大程度上影响地表地貌、河道、冲积平原、三角洲5- - - - - -7]。此外,全球人类对可再生水资源的需求迅速增加,由于增加的人口和经济的发展,和世界上许多地区经历了严重的水分胁迫(8- - - - - -10]。特别重要的探讨历史变化对流域径流过程和沉积物运输管理和水资源管理。

据报道,发现了明显的减少和增加的趋势在径流和输沙量在世界各地的许多河流3,7,11- - - - - -14]。沃林和方(15)评估了径流和输沙量的变化在145年世界河流的下游最远的测量站。他们发现河流减少径流和输沙量占22.5%和47.9%,分别。超过一半的河流显示稳定的径流和输沙量。在中国,许多最近的出版物记载不同河流径流和输沙量的变化在过去半个世纪的基础上连续记录在主流电台以及支流(16,17]。综合来看,这些研究做了一个详细的快速视图在流域径流和泥沙通量下降由于密集的人类活动(如农业灌溉、水土保持措施和大坝建设)(16,18- - - - - -22]。

然而,大多数这些研究调查了径流和输沙量的时空变异年度规模;只有少数在其他时间尺度不同的目标。通过不同时间尺度的调查可能为实施流域管理提供有用的见解。例如,华立克和鲁宾(23]研究了悬浮泥沙浓度的变化在圣安娜河,加州,发现20倍对径流的减少,而一年一度的峰值和总径流增加6倍。一个非线性稀释过程解释了含沙量的减少。小松et al。24)解决没有显著增加频率的高峰流量与降低林业实践中检测出小流域在日本,和洪水风险的增加可能低于预期。

中国黄土高原位于黄河的上游和中游,占地面积063万公里2。该地区遭受了严重的水土流失过去几千年,导致严重的黄土高原土地退化。据估计,该地区的年平均侵蚀模数范围从5000到10000吨/公里2。严重的水土流失导致可耕种土地的贫困和沙漠化(25- - - - - -27]。目前,70%以上的面积由gully-hill地形由于大规模的水土流失28]。降水的特点是高可变性在时空的规模和主要集中在夏季。黄土高原贡献了大约90%的泥沙平均黄河(29日,30.]。在最近的几十年里,年平均径流量和输沙量的黄河下降明显由于降水量减少,增加了水提取,实现水土保持和水坝的建设(10,16,31日- - - - - -33]。

正如上面提到的,大量的研究关注于径流和输沙量的变化在黄土高原的年度规模,但也有一些研究在季节性或每日尺度(4,29日,34- - - - - -37]。事实上,大多数在雨季径流生成一些强烈的风暴发生在黄土高原。大部分过程中观察到的输沙量是相对短期的洪水(38]。因此,研究水文时间序列的变化是至关重要的动态多瞬时尺度径流和泥沙运输,这可能提供更好的了解水文的变化对流域管理体制。本研究的目的是探讨Huangfuchuan流域径流和输沙量的变化在多瞬时尺度和量化的贡献气候变化和人类活动对径流和输沙量的变化。

2。研究区域与数据

2.1。研究区域

本研究在Huangfuchuan河流域进行(图1),位于黄河中游。整个流域面积3246公里2。河流发源于内蒙古南部,流经鄂尔多斯高原东南部,排放到陕西省黄河河豚县。流域内的河流系统包括两个主要支流:纳和长春河流。Huangfu站是最后的水文站在Huangfuchuan河。

流域位于半干旱区域平均年降水量和温度大约380毫米和7.5°C,分别为(39]。超过70%的年降水量下降6月和9月之间,主要是强烈的风暴(1965 - 2010)。因此,径流集中在雨季(40,41]。

流域属于粗砂地区和主要由粉砂黄土,沙子,风化砂岩(Pisha石)。它由一个密集的沟渠网络,稀疏植被。通过实地调查,裸露风化砂岩在陡峭的沟壑是占主导地位的沉积物来源,约占总产沙量的70%。年平均泥沙收益率高于110吨/公顷/根据检查大坝沉降,表明研究区土壤侵蚀率极高(42]。自1950年代以来,一系列水土保持措施实施集水,如梯田,检查水坝和水库。1999年,中国政府启动了一项伟大的生态修复工程”粮食绿色”,导致明显的变化在缓坡的研究区植被10]。基于从2006年的陆地卫星图像解释土地利用图(43),占主导地位的土地利用/覆盖草地(2528.6公里277.9%),光(345.5公里/未使用的土地210.6%),耕地(223.12公里2,6.9%)。由于有限的耕地面积,农业灌溉对径流变化的影响是可以忽略的。因此,我们并不认为灌溉的影响研究区径流和输沙量的变化。

2.2。数据集

每日径流、输沙量和含沙量数据(1965 - 2010)在Huangfu水文站控制面积3175公里2从水文部门获得,黄河水利委员会,中国。每天5点降水从1965年到2010年计站内排水也收集了从黄河水文年鉴。另一个6的雨量开始观察自1976年以来。所有的降水时间序列被逆距离加权插值(IDW)方法获得basin-average每月、每年的降水。每日气候数据来源于中国气候背景,车站中心。图1雨量计,显示的位置水文和气候。所有的测量数据都由相应的机构检查,确保数据质量。

我们选择几个指标在不同的尺度上完全理解径流和输沙量的变化。径流( ,米3)、输沙量(Sed, t),径流系数(Cr %),和含沙量(SC,公斤/米3)被选为年度调查,汛期,每月的规模。根据气候模式和径流数据,洪水季节是5月至10月。Cr表示单位降水径流单位面积上的可用性在特定时期内排水。它可以计算的 在哪里 径流(米3), 表示年降水量(毫米)和下游区(公里2)。此外,最大程度上的每日径流(m3/ s),输沙量(t / s)和泥沙浓度(公斤/米3)被选为水文变量在《每日规模。

3所示。方法

3.1。Mann-Kendall测试

非参数Mann-Kendall测试方法应用于检查hydroclimatic时间序列趋势(44,45]。该方法被广泛用于检测水文气象时间序列的趋势在世界各地不同地区33,46,47]。给定一个特定的时间序列 的长度 ,统计 被定义为 在哪里 顺序数据值和吗 大于 。曼(45]和肯德尔[44)统计处理 近似正态分布,方差计算的吗

标准化的数据是

一个正面或负面的价值 分别表示一个上升或下降的趋势。零假设 被拒绝,如果 表示时间序列的一个显著趋势的显著性水平

这个方法不承担特定的分布数据,并对异常值不敏感。消除序列相关性的影响在可测试的trend-free prewhitening过程被用来去除序列相关性的影响(47]。分析表明,水文时间序列自相关系数是时间无关的。

趋势大小可以通过基于非参数值的斜率估计方法,提出了森(48和延长赫希et al。49]: 在哪里 的中位数是对整个数据集的所有可能的组合。

3.2。累计异常测试

累计异常的方法是直接非线性测试方法检查hydroclimatic时间序列的突然变化。对于一个给定的时间序列 ,累计 可以计算为 在哪里 是时间序列的平均值,可以估计

累计异常 可以用来评估时间序列的波动大小。积极或消极的值表明相应的数据点是高于或低于平均水平。根据明显的变化的斜率累加值,突然的变化可以被探测到的相关时间序列(37]。

3.3。影响气候变化和人类活动对径流和输沙量

的双质量曲线是一个阴谋的累计值一个变量对另一个。这是一个实用的方法来识别人为干预造成的水文状况的变化(46]。双质量曲线可以绘制一条直线,当两个变量是成比例的,和这条线的斜率表示两个变量之间的比例常数。它可以应用到识别的一致性和两个水文和气候变量之间的关系(32]。

在这项研究中,我们应用径流的双累积曲线方法/输沙量与降水探测的影响气候变化和人类活动对径流和输沙量变化。之间的线性回归方程累积径流/沉积物负载和降水前突然改变点建立了。转型后的平均径流和输沙量年没有人类活动的影响可以通过建立回归方程来估计和降水。之间的差异估计和观察后径流和输沙量变化点被认为是人类活动的影响,剩下的是与气候变化有关。

4所示。结果

4.1。径流和输沙量的变化和年度季节性的尺度

如图2,每月在Huangfu站输沙量显示了强烈的一致性与径流分布特点是高输沙量的巧合和径流在雨季。7月和8月之间的径流和输沙量分别为0.08×1093/和33.14吨/,占每年总死亡率的71.4%和90.0%(1965 - 2010),分别。

数据3(一个)3 (b)显示时间的变化在Huangfu站年径流量和输沙量在1965和2010之间。可以清楚地看到,在95%置信水平被发现显著的减少趋势与平均年径流量和输沙量减少的比率−3.2×1063分别/和−1.09吨/(表1)。平均年径流是0.167×1093/在1965 - 1969,而只有0.033×1093/从2000年到2010年,占约20.0%,在过去的一段时间,相比之下,年平均输沙量是883万吨在2000 - 2010年期间,只有15.3%的年度总在1965年和1969年之间。


年度水文变量 趋势检验 变化点测试
的意思是 在1979年之前 1980 - 1996 1997年之后

每年的情况下 (1083) 1.12 1.73 1.17 0.39
Sed (104t) 3679.3 6088.7 3762.2 996.9
SC(公斤/米3) 279.3 337.5 276.6 220.2
Cr (%) 9.3 13.8 9.9 3.7

汛期 (1083) 1.0 1.55 1.03 0.38
Sed (104t) 3670.5 6077.6 3748.9 996.3
SC(公斤/米3) 318.7 391.2 328.0 229.6
Cr (%) 9.1 13.2 9.5 4所示。3

根据累计异常测试结果,每年汛期水文变量显示,几乎相同的变化点。所有的突变点是统计学意义( )。数据3 (c)3 (d)显示突然年度径流和输沙量的变化。曲线的波动呈现三个个人阶段年径流量和输沙量。可以清楚地看到一个增加的趋势在1965年和1979年之间由于斜率为正的曲线。在1997年到2010年,这两个记录了一个明显的降低趋势。

1统计数据显示 Sed, SC, Cr在年度和汛期尺度在1965 - 2010。平均径流 在洪水季节是0.10×1093,占大约89.7%的年度总。同样地,大部分的输沙量发生在洪水季节,占每年总死亡率的99.8%。汛期平均悬沙含量为318.7公斤/米3略高于平均年SC。

可测试显示显著的减少趋势 Sed, SC, Cr年度和汛期尺度,特别是径流系数。汛期径流的减少利率2.6×1063/一个,低于年度变化的速率。输沙量显示几乎相同的下降率(110万t / a)在洪水季节尺度和年度计划。然而,迅速在汛期SC下降超过年度SC的变化。变化的年度Cr率略高于汛期。

平均每年 、Sed、SC和Cr在不同时期也在桌子上1。一般来说,水文变量的所有值显示温和下降在1980 - 1996年相比,在1979年之前。例如,每年的平均值 分别和Cr减少32%和29%。然而,降低是更重要的在第三期(1997 - 2010)。所有的水文变量减少50%以上,除了SC在汛期。特定的高死亡被发现平均每年和汛期径流和输沙量尺度,有大约80%下降比较那些在1965 - 1979。

4.2。月径流和输沙量的变化

正如上面提到的,月径流和输沙量显示强劲的季节性变化与极高的比例在雨季(图2(一个))。每月含沙量(SC)和径流系数(Cr)绘制在图2 (b)。SC在7月和8月平均为440.5公斤/米3,年平均SC大约三倍。相比月径流,泥沙负载,和SC, Cr出现较高值,表明融雪对月径流的影响。

4显示了每月可测试的趋势 Sed, SC和Cr在汛期。所有月度值显示显著的减少趋势( 从1965年到2010年)。可测试结果(数据4(一)4 (c))建议减少径流和输沙量在洪水季节和年度计划的尺度上主要是由于他们在7月和8月下降。每月SC表现出明显的下降趋势从6月到9月。然而,径流系数显示不一致的变化趋势 、Sed和SC Sens。每月的斜率 、Sed和SC所有减少最快在7月和8月,当Cr在汛期降低相对稳定。此外,月度Cr显示更多的可值显著降低(图5月和10月4 (d)8月)和相对较高的可。

4.3。日常径流和泥沙的变化

根据累计异常测试,水文时间序列分为三个时期:1965 - 1979,1980 - 1996,1997 - 2010。我们应用流量历时曲线(FDC)分析每日记录在不同时期对时间的更好理解日常规模的径流和输沙量的变化(50]。

我们选择了6个指标(例如, , , ,对话10,对话25,对话75年)来分析时间的变化大小和频率在日常径流和泥沙交付三个不同的时期。的指标 , , 分别被定义为特定的值与频率为10%,25%,和75%的每日径流完全表示流的范围值。类似的指数也检查了沉积物交付。

5显示了每日径流和泥沙FDCs交付Huangfu站在前面描述的三个不同的时期。结果表明,有明显降低为低流量和高速流值在1980 - 2010年相比,从1965年到1979年。同样,沉积物交付了明显下降后两个时期(1980 - 1996和1997 - 2010年)。此外,超低沉积物交付(< 0.01公斤/ s)占更高比例在1997 - 2010。每日沉积物交付价值较低近44%在1965 - 1979,但从1997年到2010年增加到86.8%。

2证明每日流量和泥沙输送指数在三个时期。具体来说,低流量值( )在三个时期都接近于零,这是一样的每日沉积物交付(Sed25)。高速流( )在1997 - 2010相比减少了近90%,1965 - 1979。一致,战略经济对话10是216公斤/ s在1965 - 1979年和1997年下降到2.14公斤/ s - 2010。


流指数(m3/秒) 沉积物交付(公斤/ s)

1965 - 1979 6.75 2.5 0.01 216年 16.4 0
1980 - 1996 4.46 1.45 0 92.7 10.9 0

1997 - 2010 0.74 0 0 2.14 0

6显示了最大程度上的每日径流的变化( )、含沙量( ),和沉积物交付( 在1965 - 2010年)。 范围从1510318.8 m / s3/ s平均为305.8 m3/ s。相比之下, 表现出类似的可变性 和良好的相关系数( 他们之间)是0.92。最大 1988年在2008年数百倍。这两个 发生在1988年,由于强烈的暴雨和洪水1988年8月。可测试显示 有显著的减少趋势( )从1965年到2010年,而 微不足道的变化趋势显示。

4.4。气候变化和人类活动的影响

7显示双质量径流曲线/输沙量与降水在洪水季节和年度计划的范围内,随着线性回归直线。可以清楚地看到,存在在不同时期的变化点,证实了研究结果累计异常测试。

如图7之间的简单线性回归建立了累计runoff-precipitation和沉积物load-precipitation年度和前汛期尺度变化点(1965 - 1979),然后气候变化和人类活动的影响是基于回归模型的量化。的相对贡献气候变化和人类活动对径流的变化表现出表3,表中演示了输沙量变化的结果4


观察到的径流 估计径流 的影响 HA的影响

每年的规模 1955 - 1979 0.173
1980 - 1996 0.117 0.131 0.014 (24.4%) 0.042 (75.6%)
1980 - 2010 0.039 0.139 0.033 (25.1%) 0.1 (74.9%)
汛期 1955 - 1979 0.127
1980 - 1996 0.103 0.109 0.006 (25.9%) 0.0018 (74.1%)
1980 - 2010 0.038 0.112 0.015 (17.1%) 0.074 (82.9%)


输沙量 的影响 HA的影响

每年的规模 1955 - 1979 60.86
1980 - 1996 37.66 49.30 10.09 (43.5%) 13.11 (56.5%)
1980 - 2010 10.50 50.67 10.19 (20.2%) 40.17 (79.8%)
汛期 1955 - 1979 60.77
1980 - 1996 37.49 47.70 9.17 (39.4%) 14.10 (60.6%)
1980 - 2010 9.96 46.10 14.67 (28.8%) 36.14 (71.1%)

如表所示3降水量的相对贡献,年径流减少的时期是24.4%和25.1%的1980 - 1996和1997 - 2010年,分别,而人类活动占了约75.6%和74.9%。至于汛期,减少人类活动对径流的贡献在两个时期分别为74.1%和82.9%,分别。

输沙量(表4),从人类活动的贡献是56.5%在1980 - 1996和1997 - 2010年的79.8%。结果表明,人类活动中发挥主导作用的流域径流和输沙量减少,尤其是对1997 - 2010年的时期。汛期,贡献人类活动对输沙量的减少60.6%在1980 - 1996和1997 - 2010年的71.1%。结果表明,人类活动的影响和年度洪水规模并没有完全相等。人类活动发挥了更重要的作用在后期(1997 - 2010)在流域径流和输沙量的减少比1980 - 1996年期间,这意味着增加人类活动的影响。

5。讨论

5.1。归因的气候变化

降水直接影响流域的水文周期,也被认为是土壤侵蚀的驱动力。降水的变化可以改变流域的径流政权和沉积物运输能力(51]。当赵et al。33)报道,黄土高原经历了一个相对温暖干燥时期在过去几十年。增加的温度可能会导致潜在蒸散的上升趋势,影响区域水平衡。如图8年降水量显示一个微不足道的减少流域从1965年到2010年,温度和年度表现出上升趋势。

与温度和降水的变化相比,径流和输沙量了更显著的减少在研究期间。年径流和输沙量减少了约77.2%和83.4% 1997年之后比较那些在1965年和1979年之间,分别。然而,年降水量显示相对非犹太人过去五年变化。此外,降水和温度显示突然变化点检测在径流和输沙量。

9显示的关系runoff-precipitation和沉积物load-precipitation年度和汛期鳞片。可以清楚地看到,runoff-precipitation的相关性和沉积物load-precipitation之前更好的过渡。尤其是对1997 - 2010年期间,这两个变量之间的相关性是更糟,这暗示强烈的人类活动极大地改变了水文过程。此外,线性回归行断点后位于下面的参考。这表明,相同的降水少产生径流和输沙量变化期内比参考。

上述分析表明,密集的人类活动的主导作用为径流和输沙量减少。赵et al。33]解决气候变化贡献了16.6%,减少径流,剩下的83.4%是由于各种Huangfuchuan流域人类活动。结果之间的差异主要是由于不同方法的假设和数据时间用于调查。例如,周向变化降水在1977年贡献了47.2%在2000 - 2007 - 1999和11.3%的泥沙减少Tuwei排水。此外,不同的气候变化和人类活动的贡献存在不同集雨在黄土高原34]。在黄土集水、高et al。32)发现人类活动造成了气候变化多的减少径流(67.13%和32.87%)和输沙量(80.10%和19.90%)。这可能推断出岩性、地貌和气候模式在流域土壤侵蚀和产沙量中发挥重要的作用[52]。Huangfuchuan流域降水相对低于那些在黄土高原南部和被稀疏的植被覆盖大面积的沙地和荒原53]。

5.2。归因的人类活动

上述分析表明,强烈的人类活动的主导因素导致明显减少径流和泥沙在不同尺度。自1950年代以来,多数的水土保持措施上实现了中国黄土高原。如图10,覆盖面积的百分比/控制水土保持措施增加从42.9公里2(1.3%)到1959年的1765公里22006年(54.4%)。在细节中,水土保持措施并没有显示出明显的增加,直到1970年代末,表明有限对径流和输沙量的变化的影响。这可以解释径流、泥沙和降水之间的良好关系。以来的措施迅速增加大量的保护项目启动。突然变化的径流和输沙量均符合“退耕还林”工程的实施,这是全世界最大的生态修复项目(30.]。它促进了耕地转换斜坡森林或草原控制水土流失严重的黄土高原。

作为显示在图10的水土保持措施包括生物和工程措施。生物措施如植树造林和植草从111.62公里21960年代和年底达到1724.6公里22006年,占50%以上的流域。这些措施可以增加降水拦截并导致更多的水渗透进入土壤,从而减少地表径流和泥沙运输能力。此外,径流峰值降低,延迟是由于植被恢复。赵et al。33)解决生物措施可能推迟对径流的影响,因为植物吸收水分和加速其蒸散。McVicar et al。28]发现绿化将减少每年的径流在黄土高原地区从10%降至70%。

工程措施,主要包括梯田和检查水坝建设,可以捕获大量的水和沉积物上游。这些技术有直接和重大影响径流和泥沙运输。徐et al。54)报道,拦沙坝陷阱沉积物最有效的措施。跑等。55]分析了沉积物捕获用支票Huangfuchuan流域水坝的1954年到1996年期间,和输沙量的减少高达60%可以归因于检查水坝。调查从Boix-Fayos et al。56)发现,检查大坝可以减少Rogativa流域产沙量高达77%在西班牙。根据田et al。39),检查大坝已成为主要Huangfuchuan流域水土保持措施,70%以上的面积由检查2010年大坝。施等。57)应用数字黄河综合模型对径流模拟检查水坝的影响,发现大约有39%的拦截泥沙捕获的影响在减少径流水坝。

在这项研究中,双质量治疗方法被用来研究气候变化的影响和人类活动对径流和输沙量的变化。这种方法,虽然容易应用,是类似于其他回归模型利用径流/沉积物负载和降水之间的关系,虽然结果可能很大程度上受到相关性(确定模型应用在不断变化的时期)之间的变量(19]。另一种方法估计水土保持措施的影响根据不同措施对径流和泥沙的捕获效率运输。例如,跑等。55输沙量减少)计算不同贡献的各种措施基于他们的数量。然而,上述方法忽略了水文过程变化和沉积物运输和大多是前后。进一步的研究应该由使用基于物理的模型,它考虑了驱动机构的径流和产沙量和运输。

5.3。的角度对流域管理

在研究区,发现径流明显下降。随着经济快速增长和增加的用水需求,政策制定者面临的新变化减少水的供应在这个地区(58,59]。一系列的工程和生物实践实现了控制严重的土壤侵蚀和洪水,恢复生态系统,调节农业生产的河流系统。然而,由于高强度的风暴和土壤侵蚀度,一组全面的合理Huangfuchuan流域的水土保持实践建议。由于有限的降水和土壤不肥沃的黄土,相对干燥的气候条件是树/草生长的主要限制因素。因此,长期可持续保护措施可能是通过增加造林存活率通过保护本地物种,保护物种丰富度,坚持自然恢复(60,61年]。

检查大坝已经成为主要的水土保持措施在研究区,被大量的沉积物(12]。最近的研究赵et al。43建议检查大坝可以贡献大约50%以上的总输沙量的减少Huangfuchuan排水。必须指出的是,检查水坝是短期措施留住流入沉积物。经常发生洪水不仅运输大量的泥沙进入检查水坝,但是可以摧毁大坝和释放大量的径流和泥沙,威胁下游城市和人民的安全。因此,很大程度上需要减少沉积物运输能力从山坡通过增加植被,结合植被恢复和水土流失控制工程措施是强烈建议。

6。结论

这项研究调查了径流和输沙量的变化在不同的时间尺度在Huangfuchuan流域从1965年到2010年。气候变化和人类活动的影响量化使用一个简单的线性回归方法,和潜在原因径流和输沙量的变化。我们研究的结论可以概括如下。

年径流量和输沙量显示显著的减少趋势( −3.2×10)和降低利率63/和−1.09吨/分别。累计异常建议两个断点发生在1979年和1996年;从而被划分为三个阶段1965 - 1979,1980 - 1996,1997 - 2010。种日常径流和泥沙的交付隐含在低流量和洪水峰值减少。每月和每日流量和输沙量指数显示显著减少后两个时期。

减少降水贡献了大约四分之一的年径流减少的时期1980 - 1996和1997 - 2010。输沙量,43.5%在1980 - 1996和20.2% 1997 - 2010年期间,在人类活动的影响和年度洪水规模并没有完全相同的情况下,特别是1980 - 1996年期间。此外,我们发现增加的影响近年来水土保持措施对径流和输沙量的变化Huangfuchuan排水。

相互竞争的利益

作者声明没有经济利益的冲突。

确认

这项工作是由国家自然科学基金(批准号。51509206,51509206),国家重点科研项目(2016 yfc0402401),中央大学的基础研究基金(2014 yb066)和国家重点实验室的科研专项资金项目黄土高原的土壤侵蚀和旱地农业(A314021403-Q2)。作者想表达他们的巨大升值黄河水利委员会水文局提供宝贵的气候和水文数据。

引用

  1. j·d·Carriquiry和a·桑切斯,”科罗拉多河三角洲的沉积和加利福尼亚湾上部放电损失近一个世纪之后,“海洋地质,卷158,不。1 - 4、125 - 145年,1999页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  2. j·p·m·苏维斯基谈到c . j . v a . j . Kettner和p .绿色,“人类在陆地沉积物通量的影响全球沿海海洋,”科学,卷308,不。5720年,第380 - 376页,2005年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  3. d . e .墙体,“人类对陆地的影响世界的河流沉积物转移,”地貌学,卷79,不。3 - 4、192 - 216年,2006页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  4. y . h . j . Wang齐藤,y, n . s . Bi x x的太阳,和z s .,“最近的西太平洋沉积物通量的变化主要河流在东亚和东南亚,“地球科学评论,卷108,不。1 - 2、80 - 100年,2011页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  5. p .重组、m标志,b . shutt”造型post-tree-harvesting水土流失和泥沙沉积电位turano流域(意大利中部亚平宁山脉的),“土地退化和发展,26卷,不。4、356 - 366年,2015页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  6. 科恩,a . j . Kettner和j·p·m·苏维斯基谈到“全球悬浮泥沙和水1960年和2010年之间的放电动力学:趋势和大陆intra-basin敏感性,”全球和行星变化卷。115年,44-58,2014页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  7. p·c·d·米莉k·a·邓恩和a . v .维基亚”全球模式的趋势在气候变化流水量和水的可用性,”自然,卷438,不。7066年,第350 - 347页,2005年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  8. l . Fleskens l·c·斯金格,“土地管理和政策反应缓解荒漠化和土地退化,“土地退化和发展,25卷,不。1、1 - 4,2014页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  9. c . j . v p .绿色,j·索尔兹伯里,r·b·拉默斯,“全球水资源:脆弱性从气候变化和人口增长,”科学,卷289,不。5477年,第288 - 284页,2000年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  10. 问:张先生,p·t·吴x n .赵y . b . Wang x d高,和x c .曹“干旱风险评估指数基于VIC-PDSI模型及其应用在黄土高原,中国,“理论和应用气候学,卷114,不。1 - 2、125 - 138年,2013页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  11. z z,邹,秦et al .,“水文响应在黄土高原土地利用变化:案例研究汾河上游流域,”气象学的进展文章ID 676030卷,2015年,10页,2015。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  12. 华盛顿特区。跑,Q.-H。罗,Z.-H。周,G.-Q。王,X.-H。张,“沉积物保留检查大坝在黄河的Hekouzhen-Longmen部分,“国际泥沙研究杂志》上,23卷,不。2、159 - 166年,2008页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  13. j . y . g .问:Wang, j·l·金et al .,“评估水资源使用准确的预测和VIC模型在中国,“水文和地球系统科学,16卷,不。1,第240 - 231页,2012。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  14. y, y, b, f . Liu j . Wang和j .王”贡献的气候和人类活动对径流变化的黄河和长江从1950年到2008年,“科学中国地球科学卷,56号8,1398 - 1412年,2013页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  15. d·e·沃林和d方”,最近的趋势在世界上悬浮泥沙的河流,”全球和行星变化,39卷,不。1 - 2、111 - 126年,2003页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  16. j . c . Liu隋,Z.-Y。王”,中国河流输沙量减少,”国际泥沙研究杂志》上,23卷,不。1,但不心浮气躁;年龄页。2008。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  17. 问:张彭译葶。徐,t·杨”的黄河流域水资源变化50年来,中国,“水资源管理,23卷,不。6,1157 - 1170年,2009页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  18. m . Mekonnen s . d . Keesstra l . Stroosnijder j·e·m·巴特曼和j . Maroulis“通过沉积物捕获土壤保护:审查。”土地退化与发展,26卷,不。6,544 - 556年,2015页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  19. 张十亩,x, h .邵et al .,“输沙量动态变化和影响因素在黄河,中国,在最近的90年里,“干净的土壤、空气、水,40卷,不。3、303 - 309年,2012页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  20. 徐x y佐藤,妈,j . et al .,“长期水平衡分析黄河流域的源区,”水文过程,22卷,不。11日,第1629 - 1618页,2008年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  21. f, g . j .赵x m .μ,p .高,和w . y .太阳,“政权改变的识别在黄河流域径流和泥沙负载,中国,“》第六卷,没有。10日,3012 - 3032年,2014页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  22. w . y .姚明,j·h·徐,d . c .跑对水流和泥沙通量变化趋势的评估在黄河流域、黄河水利出版社,郑州,中国,2011年(中国)。
  23. j·a·沃里克·d·m·鲁宾,“悬浮沉淀物标定曲线应对城市化和野火,圣安娜河,加州,“地球物理学研究杂志:地球表面,卷112,不。2篇文章ID F02018 2007。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  24. h .小松y筱原t Kume, k .大月“最大流量的变化与降低林业实践:利用流域径流数据,分析”环境管理杂志》,卷92,不。6,1528 - 1536年,2011页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  25. 曹,“影响中国的大规模生态修复项目对环境和社会在中国的干旱和半干旱地区:成就,问题,合成,和应用程序,”环境科学与技术的关键评论第41卷。。4、317 - 335年,2011页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  26. 问:冯,h .妈,x m .江和曹s . x, x Wang”在中国谁和什么导致沙漠化,”科学报告卷,5篇文章ID 15998, 2015。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  27. j .焦y, z . j . Wang g . j .赵w z . Wang和x m .μ,“输沙量的变化在sediment-rich黄河地区从1955年到2010年:进一步影响土壤侵蚀控制,”《干旱的土地》第六卷,没有。5,540 - 549年,2014页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  28. t·r·McVicar l·李·t·g·范·尼尔et al .,“为中国的植被情况计划开发一个决策支持工具:模拟区域绿化的影响在黄土高原年平均流速及流水量,”森林生态与管理,卷251,不。1 - 2、65 - 81年,2007页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  29. c .苗族j .倪A·g·l·Borthwick l·杨,“人类和自然的初步估计贡献排水和输沙量的变化在黄河,”全球和行星变化,卷76,不。3 - 4、196 - 205年,2011页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  30. x, xμ,g .赵h .邵和p高,“输沙量的动态变化在黄河流域的中游,对eco-restoration中国和影响。”生态工程卷,73年,第72 - 64页,2014年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  31. l .陈和s . x曹”,缺乏集成解决方案阻碍环境恢复在中国,“生态工程54卷,第235 - 233页,2013年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  32. 马高g . y, y, b . j .傅”时段遥测规模水流和泥沙负荷的变化在中国的黄土丘陵分水岭,”水文过程,30卷,不。3、365 - 382年,2016页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  33. g .赵p .田xμ,j .焦f . Wang和p高,“量化气候变化和人类活动对河流的影响在黄河流域的中游,中国,“《水文卷,519年,第398 - 387页,2014年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  34. j . y . g .问:Wang, j·l·金et al .,“区域水平衡模型的校准估计量ungauged地区的黄河流域,”第四纪国际卷,336年,第72 - 65页,2014年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  35. 傅b . j . s . Wang, s . l .朴et al .,“减少沉积物运移在黄河由于人为改变,”自然地球科学,9卷,不。1,38-41,2016页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  36. k .徐、j . d .立和h .徐“降水和径流的时间趋势自1951年以来,中国主要河流”全球和行星变化,卷73,不。3 - 4、219 - 232年,2010页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  37. m . s . Wang Yan, y, c .史和l .他”贡献的气候变化和人类活动对径流变化的增量在黄河的不同部分,“第四纪国际卷,282年,第77 - 66页,2012年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  38. p . Rustomji x p, p . b . Hairsine l . Zhang和j .赵“河流输沙量和浓度响应的水文变化和流域管理在中国的黄土高原地区,”水资源研究,44卷,不。7日,2008年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  39. p .田g . j .赵x m .μf . Wang p高,和z . j . Mi”拦沙坝标识使用多源数据及其对河流的影响和在中国黄土高原流域输沙量,”应用遥感技术杂志》上,7卷,不。1,文章ID 13092, 2013。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  40. e . Li xμg .赵,p .高,“多重分形去趋势波动分析黄河流域的河流,中国,“,7卷,不。4、1670 - 1686年,2015页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  41. j .隋,y, b . w .任课老师,“流和高Huangfuchuan流域产沙量,”国际环境科学与技术》杂志上,5卷,不。2、149 - 160年,2008页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  42. g . j .赵a .公里x m .μf . Wang p高,和w . y .太阳,“产沙量估计在北方黄土高原小流域,中国,“地貌学卷,241年,第352 - 343页,2015年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  43. g .赵通用Kondolf, xμet al .,“减少产沙量与流域的土地利用变化和检查大坝黄土高原,中国,“系列,2016年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  44. m·g·肯德尔Ed。等级相关方法查尔斯·格里芬,伦敦,英国,1975年。
  45. h·b·曼“非参数测试的趋势,”Econometrika,13卷,不。3、245 - 259年,1945页。视图:谷歌学术搜索
  46. 张xμ,l, t·r·McVicar b . Chille和p .高斯”的保护措施对河川径流的影响分析黄土高原的集雨政权,中国,“水文过程,21卷,不。16,2124 - 2134年,2007页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  47. 美国曰和c·王,“Mann-Kendall测试修改有效样本量检测趋势序列相关水文系列中,“水资源管理,18卷,不。3、201 - 218年,2004页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  48. p·k·森”,回归系数的估计基于肯德尔τ,”美国统计协会杂志》上卷,63年,第1389 - 1379页,1968年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索|MathSciNet
  49. r·m·赫希j . r .松弛和r·a·史密斯,”技术月度水质数据的趋势分析,“水资源研究,18卷,不。1,第121 - 107页,1982。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  50. x m .μ,p .高,s . c . l .英航和x p,“估计集雨的保护措施对河川径流的影响政权的黄土高原,中国,“地球科学进展,23卷,不。4,第389 - 382页,2008年(中国)。视图:谷歌学术搜索
  51. m .郑”估计基流使用流泥沙在中国黄土高原的关系,“系列卷,125年,第134 - 129页,2015年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  52. g . Verstraeten j . Poesen j . de出售和x Koninckx,”西班牙产沙量变化:使用定量和semiqualitative分析储层沉积率,”地貌学,50卷,不。4、327 - 348年,2003页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  53. t .宁w·刘,w·林和x的歌,“NDVI变化及其应对气候变化对中国的黄土高原北部从1998年到2012年,“气象学的进展文章ID 725427卷,2015年,10页,2015。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  54. X.-Z。徐,H.-W。张,o .张“开发拦沙坝系统在黄土高原沟壑,中国,“环境科学与政策,7卷,不。2、79 - 86年,2004页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  55. d . c .跑李振国左,z . p .上官”分析泥沙冲积大坝筑坝和减少砂在黄河中游大量的沉积物和区域,”《水利工程37卷,第450 - 433页,2006年(中国)。视图:谷歌学术搜索
  56. c . Boix-Fayos g·g·巴贝拉,f . Lopez-Bermudez诉m·卡斯蒂略,”检查的影响大坝、重新造林和土地利用变化对河道形态:案例研究的Rogativa流域(西班牙穆尔西亚),“地貌学,卷91,不。1 - 2、103 - 123年,2007页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  57. h . y .史,t·j·李,张a . k . Wang g .问:小王和x d·傅“基于物理模拟的流速及流水量减少排沙大坝造成的黄河,中间”水文过程,30卷,不。5,783 - 794年,2016页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  58. 美国x曹,h .妈,w .元,x王,“生态和社会因素交互影响植被恢复在中国,“生物保护卷,180年,第277 - 270页,2014年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  59. t . y .赵c x Liu x l .史和s . x曹”绿化生态修复的可能增加地下水深度,创造潜在的大型生态和水在中国干旱和半干旱的机会成本,”《清洁生产,2016年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  60. s . x曹t .田l .陈董x, x x,和g . s . Wang”对环境造成的损害在中国的干旱和半干旱地区造林政策,”中记录,39卷,不。4、279 - 283年,2010页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  61. d . s .曹x l . Chen夏克曼,c . m . Wang x b . Wang和h·张,“过度依赖中国干旱和半干旱地区造林:在生态修复经验,“地球科学评论,卷104,不。4、240 - 245年,2011页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索

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