黃河水沙變化及研究展望

姚文藝，焦　鵬

(黃河水利科學(xué)研究院 水利部黃土高原水土流失過程與控制重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，河南 鄭州 450003)

?

黃河水沙變化及研究展望

姚文藝，焦鵬

(黃河水利科學(xué)研究院 水利部黃土高原水土流失過程與控制重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，河南 鄭州 450003)

研究進(jìn)展；減水減沙效益；水沙變化；黃河

黃河水沙變化是事關(guān)黃河治理開發(fā)與管理的基礎(chǔ)性戰(zhàn)略性問題，水沙變化研究也是我國水科學(xué)領(lǐng)域的重大科學(xué)問題。從黃河水沙變化研究的熱點(diǎn)出發(fā)，總結(jié)了幾十年來黃河水沙變化研究的主要成果，包括黃河水沙變化主要特征、水沙變化主要評(píng)估方法及原理、水沙變化成因及其影響因素貢獻(xiàn)率，以及黃河未來水沙變化趨勢預(yù)測等，分析了黃河水沙變化研究中存在的不足，在此基礎(chǔ)上，考慮黃河流域復(fù)雜的水沙環(huán)境及水沙變化新情況，提出了利用復(fù)雜性科學(xué)的理論和方法開展黃河水沙變化研究的思路，以及需要進(jìn)一步研究的主要問題。

黃河是世界上水流含沙量最高的河流，其水沙變化所產(chǎn)生的影響是事關(guān)黃河治理開發(fā)與管理的基礎(chǔ)性戰(zhàn)略性問題，開展黃河水沙變化研究是我國水科學(xué)領(lǐng)域的重大科學(xué)問題之一。研究黃河水沙變化、把握黃河水沙變化規(guī)律，對(duì)于進(jìn)一步完善治黃方略、構(gòu)建流域水沙調(diào)控體系、實(shí)施流域水資源配置與管理及重大水利工程布局，意義重大，影響深遠(yuǎn)。自20世紀(jì)80年代以來，我國通過多類相關(guān)科技計(jì)劃對(duì)黃河水沙變化特性、成因、規(guī)律及發(fā)展趨勢開展了系統(tǒng)的大量研究工作，取得了多項(xiàng)成果和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，為不同時(shí)期的黃河治理開發(fā)實(shí)踐提供了重要的科學(xué)依據(jù)。本文從黃河水沙變化特征、水沙變化分析方法及原理、水沙變化成因及發(fā)展趨勢預(yù)測等幾個(gè)方面，總結(jié)了幾十年來有關(guān)黃河水沙變化研究的主要成果，在此基礎(chǔ)上結(jié)合黃河水沙變化新情況，提出黃河水沙變化研究需要進(jìn)一步探討的問題。

1　黃河水沙變化研究的主要科技計(jì)劃

20世紀(jì)70年代黃河水沙發(fā)生了明顯變化，引起了多方關(guān)注[1]。1986年6月黃河水利委員會(huì)(以下簡稱“黃委”)和中國水利學(xué)會(huì)泥沙專業(yè)委員會(huì)組織專家在鄭州對(duì)20世紀(jì)70年代以后黃河水沙變化情況進(jìn)行了討論。1988年水利部設(shè)立了黃河水沙變化研究基金，先后于1988、1995年開展了兩期研究項(xiàng)目[2-3]，第一期重點(diǎn)分析了黃河上中游主要支流泥沙來源、水沙變化特點(diǎn)及其發(fā)生原因和發(fā)展趨勢；第二期重點(diǎn)分析了1970—1996年黃河上中游水土保持措施減水減沙作用。20世紀(jì)80年代黃委設(shè)立了黃河流域水土保持科研基金第一期、第二期和第三期課題[4-8]，定量評(píng)價(jià)了多沙粗沙區(qū)不同區(qū)域粗泥沙產(chǎn)沙量及多因素對(duì)泥沙輸移比的作用、水土保持措施的減水減沙作用與變化趨勢。1998年國家自然科學(xué)基金重大項(xiàng)目“黃河流域環(huán)境演變與水沙運(yùn)行規(guī)律研究”[9-11]，分析了黃河中游主要支流歷史時(shí)期環(huán)境變遷與水沙變化事實(shí)，評(píng)價(jià)了水土保持減水減沙效益及煤礦開發(fā)等大型人類活動(dòng)對(duì)水沙變化的影響，預(yù)測了黃河流域環(huán)境演變及水沙變化趨勢。

“八五”國家重點(diǎn)科技攻關(guān)計(jì)劃項(xiàng)目“黃河治理與水資源開發(fā)利用”重點(diǎn)分析了20世紀(jì)80年代水沙變化成因，預(yù)測了相應(yīng)的水沙變化趨勢[12-13]?！熬盼濉眹铱萍脊リP(guān)計(jì)劃項(xiàng)目“黃河中下游水資源開發(fā)利用及河道減淤清淤關(guān)鍵技術(shù)研究”在分析20世紀(jì)90年代黃河水沙變化特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，研究了黃河水沙變化趨勢，預(yù)測了小浪底水庫運(yùn)用初期15年可能出現(xiàn)的水沙條件?！笆晃濉眹铱萍贾斡?jì)劃重點(diǎn)課題“黃河流域水沙變化情勢評(píng)價(jià)研究”，研究了黃河流域1997—2006年的水沙變化成因[14-15]，預(yù)測了未來30～50年的水沙變化趨勢?！笆濉眹铱萍贾斡?jì)劃項(xiàng)目“黃河水沙調(diào)控技術(shù)研究及應(yīng)用”研究了黃河中游河川徑流泥沙減少的驅(qū)動(dòng)機(jī)制，系統(tǒng)評(píng)價(jià)了梯田、林草措施等的減沙作用及其對(duì)水沙變化的貢獻(xiàn)率[16-17]。近年開展的國家“973”課題“沙漠寬谷河道水沙關(guān)系變化及驅(qū)動(dòng)機(jī)理”重點(diǎn)對(duì)黃河頭道拐以上尤其是寧蒙河段的水沙關(guān)系變化成因進(jìn)行了分析，揭示了水沙變化的動(dòng)力機(jī)制[18]。近期由黃委與中國水利水電科學(xué)研究院聯(lián)合開展的“黃河水沙變化研究”對(duì)2000—2012年的水沙變化成因及趨勢進(jìn)行了系統(tǒng)分析評(píng)價(jià)，綜合分析了氣候、水利工程、生態(tài)建設(shè)工程和經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展等驅(qū)動(dòng)因子對(duì)2000—2012年水沙變化的貢獻(xiàn)率，預(yù)測了未來30～50年黃河來水來沙量。還有，近期國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃啟動(dòng)了“黃河流域水沙變化及趨勢預(yù)測”項(xiàng)目，研究不同區(qū)域水沙變化主要影響因素和階段特征，定量預(yù)測黃河流域未來30～50年水沙量，確定不同影響因素對(duì)水沙量減少的貢獻(xiàn)率。

此外，黃委還通過其他專項(xiàng)開展了黃河水沙變化問題研究，如治黃專項(xiàng)“黃河水沙變化及趨勢分析”“黃河水沙變化及其對(duì)河道沖淤、洪水演進(jìn)的影響”“八十年代黃河水沙特性與河道沖淤演變”，黃河上中游管理局“八五”重點(diǎn)課題“黃河中游河口鎮(zhèn)至龍門區(qū)間水土保持措施減洪減沙效益研究”，黃河防汛科技計(jì)劃項(xiàng)目“人類活動(dòng)和氣候變化對(duì)黃河中游水資源的影響”，黃河流域第二次水資源規(guī)劃工作中水資源評(píng)價(jià)部分等。這些項(xiàng)目雖然主要是針對(duì)流域某一區(qū)域和水沙條件中的某些問題，但研究較為深入。幾十年來，黃河水沙變化研究取得的大量成果為不同時(shí)期治黃實(shí)踐和管理決策提供了重要的基礎(chǔ)支撐。

可以說，自1988年水利部設(shè)立黃河水沙變化研究基金以來，已通過各類科技計(jì)劃對(duì)黃河水沙變化開展了持續(xù)不斷的大量研究工作，由此足見黃河水沙變化研究在黃河治理開發(fā)重大實(shí)踐中的重要地位。

2　黃河水沙變化評(píng)估方法

2.1黃河水沙變化評(píng)估指標(biāo)體系

黃河水沙變化是一種具有時(shí)間、狀態(tài)、過程特征的水文現(xiàn)象。水沙變化內(nèi)涵包括兩方面，一是水沙量變化，二是水沙關(guān)系變化，相應(yīng)的評(píng)價(jià)指標(biāo)包括年徑流量、汛期徑流量、年輸沙量、汛期輸沙量、水沙關(guān)系、水流含沙量和來沙系數(shù)等(表1)。

表1　水沙變化表征指標(biāo)體系

2.2水沙序列變化趨勢評(píng)價(jià)及躍變點(diǎn)確定方法

評(píng)價(jià)黃河水沙序列變化趨勢大多采用雙累計(jì)曲線法[19]、Mann-Kendall法[20-22]、水沙動(dòng)態(tài)圖法(如歷時(shí)曲線法、不均勻參數(shù)統(tǒng)計(jì)等)[22-23]、滑動(dòng)平均法和Spearman秩相關(guān)分析法[23-24]等。近期，姚文藝等[25]提出了判斷長尺度多周期水沙序列變化趨勢的趨勢度檢驗(yàn)方法，該方法抗噪性能強(qiáng)，對(duì)序列分布無要求，可實(shí)現(xiàn)序列趨勢顯著性判斷。水沙變化躍變時(shí)間點(diǎn)的確定通常采用雙累計(jì)曲線法[23，26-28]、Pettitt檢驗(yàn)法[21,23]和Mann-Kendall法[29-30]等。然而，這些研究方法都有一定的局限性和不確定性，確定的躍變時(shí)間點(diǎn)并不完全相同，有的是20世紀(jì)70年代末，有的則為20世紀(jì)80年代[21-22,31]，見表2。躍變點(diǎn)之前的時(shí)段一般作為天然期，是分析水沙變化成因的基準(zhǔn)期，基準(zhǔn)期對(duì)分析結(jié)果影響很大。

2.3黃河水沙變化成因評(píng)估方法

目前，不同研究者在評(píng)估黃河水沙變化的成因時(shí)，提出或應(yīng)用了不少具有特色的方法，不過綜合來看，不外乎由黃河水沙變化基金項(xiàng)目提出的“水文分析法”和“水土保持分析法”(下文簡稱“水文法”和“水保法”)。這兩種方法提出后，又陸續(xù)不斷地進(jìn)行了改進(jìn)和完善[37-38]。

(1)“水文法”?！八姆ā本褪抢弥卫砬?通常稱為基準(zhǔn)期)實(shí)測的水文泥沙資料，建立降雨產(chǎn)流產(chǎn)沙數(shù)學(xué)模型，將治理后的降雨因子代入所建模型，計(jì)算出相當(dāng)于治理前的產(chǎn)流產(chǎn)沙量，與基準(zhǔn)期的相比，即可評(píng)估出降雨變化引起的水沙變化量，再與治理后的實(shí)測水沙量比較，其差值即為水土流失綜合治理等人類活動(dòng)減少的水量和沙量。利用“水文法”可以區(qū)分降雨變化和水土流失綜合治理對(duì)流域水沙變化及減水減沙的影響程度。在利用“水文法”評(píng)估時(shí)，不同研究者所建立的產(chǎn)流產(chǎn)沙模型往往不同，但其原理是相同的。

表2　水沙序列躍變點(diǎn)劃分部分成果統(tǒng)計(jì)

(2)“水保法”又稱“成因分析法”?！八７ā笔峭ㄟ^對(duì)不同地區(qū)徑流試驗(yàn)小區(qū)觀測的水土保持措施減水減沙資料進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，確定單項(xiàng)措施在單位面積上的減水減沙量(減水減沙指標(biāo))，按一定方法進(jìn)行尺度轉(zhuǎn)換后推廣到流域面上，再根據(jù)各單項(xiàng)水土保持措施減水減沙指標(biāo)和單項(xiàng)措施面積，二者相乘即得到分項(xiàng)水土保持措施減水減沙量，逐項(xiàng)相加，并考慮流域產(chǎn)沙在河道運(yùn)行中的沖淤變化和人類活動(dòng)新增水土流失等因素，即可得到流域面上水利水土保持綜合治理的減水減沙量，進(jìn)而分析各項(xiàng)措施對(duì)水沙變化的貢獻(xiàn)率。

在此基礎(chǔ)上，有人進(jìn)一步提出了“以洪算沙法”“降雨附加損失系數(shù)法”等[3]。值得說明的是，“水文法”的精度主要取決于兩方面，一是所選基準(zhǔn)期的資料系列是否可以反映天然情況下的水文規(guī)律，即代表性問題[39]，二是降雨等資料的觀測精度，如果基準(zhǔn)期資料系列代表性不強(qiáng)、雨量站稀少，就會(huì)影響到評(píng)估結(jié)果的精度；“水保法”的估算精度主要取決于水土保持措施的減水減沙或減蝕指標(biāo)和水土保持措施面積及質(zhì)量的確定。

3　黃河水沙變化特征

(1)20世紀(jì)60年代以來黃河實(shí)測徑流泥沙量呈持續(xù)減少趨勢，且具有明顯的階段性特征。20世紀(jì)60年代以前，黃河水沙情勢主要受自然因素影響，如1919—1959年潼關(guān)水文站實(shí)測年均徑流量426.1億m3、輸沙量15.92億t。20世紀(jì)60年代以后，人類活動(dòng)逐步加強(qiáng)，在自然和人為因素雙重作用下，黃河水沙量呈減少態(tài)勢，尤以80年代中期之后減少最為顯著，如1980—2014年、2000—2014年和2007—2014年潼關(guān)年均來沙量分別為5.65億、2.71億和1.88億t。同時(shí)，支流水沙變化也具有明顯的階段性[24,32]，如劉曉燕等人研究得出，2000年以來黃河水沙發(fā)生劇變，即使是減幅最小的涇河流域，近十幾年來沙量也減少了63%～72%。

徑流量、輸沙量減少的程度和突變的年份并不完全相同，而是具有空間、時(shí)間上的不一致性。根據(jù)水沙變化趨勢度分析[25]，近百年內(nèi)輸沙量減少的趨勢度明顯大于徑流量減少的趨勢度，中游的徑流量、輸沙量減少的趨勢度明顯大于上游的。近30年是黃河水沙系列百年尺度中最枯的時(shí)段，其變化的突出特點(diǎn)表現(xiàn)為來水來沙量不斷顯著減少。比如，根據(jù)龍門水文站實(shí)測資料，自1957年以來龍門徑流量呈逐年減少趨勢，而輸沙量在20世紀(jì)70、80年代才出現(xiàn)減少，到90年代又出現(xiàn)反彈；徑流量序列在1986年發(fā)生突變，而輸沙量序列在1970年后就發(fā)生突變，且之后又發(fā)生了第二次突變[26]。再以頭道拐斷面為例，其年徑流量序列突變于1986年，而輸沙量突變于1982年；水沙關(guān)系變化于1968年后，且在1986年發(fā)生第二次突變，至2000年頭道拐及其以上河段的水沙關(guān)系進(jìn)一步發(fā)生明顯變化。對(duì)于黃河中游多沙粗沙區(qū)，水沙關(guān)系在1997年以后才發(fā)生根本性變化[32]。另外，各時(shí)期黃河水沙變化程度是不一樣的，1979年以后輸沙量減少速率為4.49%，是1951—2010年頭道拐—潼關(guān)輸沙量年均減少速率的近2倍[40]。通過小波分析進(jìn)一步表明，黃河徑流量變化周期與輸沙量的變化周期雖然具有一定關(guān)系，但是也不完全一致[41-42]。目前的大量分析充分表明，黃河水沙變化是降雨、下墊面和人類活動(dòng)等諸多因子作用強(qiáng)弱的組合效應(yīng)，不同時(shí)段、區(qū)域的變化機(jī)制、成因會(huì)有不同，因此盡管黃河徑流泥沙具有高度的相關(guān)性，但徑流泥沙序列的突變點(diǎn)不具有唯一性和一致性。

(2)水沙變化程度在空間上分布不均且徑流泥沙減幅不具同步性。例如，與1919—1960年相比，1987—2012年徑流量自上而下沿程減幅遞增，蘭州、頭道拐、龍門、潼關(guān)實(shí)測年均徑流量分別減少11.4%、34.6%、40.2%和42.3%；而輸沙量沿程減少幅度卻相差不大，與徑流量相應(yīng)斷面的實(shí)測年均輸沙量分別減少67.7%、68.5%、67.5%和66.0%；含沙量沿程減少幅度逐漸減小，蘭州、頭道拐、龍門、潼關(guān)實(shí)測年均含沙量分別減少了63.5%、51.9%、45.8%和41.0%[43]。泥沙減少主要集中在頭道拐至龍門區(qū)間，在1987—2012年潼關(guān)輸沙量年均減少的10.50億t中，頭道拐至龍門區(qū)間占58.9%；徑流減少主要集中在頭道拐以上區(qū)域，在1987年以來潼關(guān)減少的180.2億m3水量中，頭道拐以上區(qū)域占48.1%。其他一些包括長江流域在內(nèi)的水沙變化研究成果也表明，水沙變化的空間不均勻性甚至在很小的空間尺度都可能是非常明顯的[44-47]。

(3)水沙量年內(nèi)分配比例發(fā)生顯著變化。黃河徑流量年內(nèi)分配比例變化主要表現(xiàn)在兩方面，一是有利于輸沙的大流量持續(xù)時(shí)間及相應(yīng)水量減少，二是汛期徑流量占全年徑流量的比例減少，年內(nèi)各月徑流量分配趨于均勻。1919—1959年、1960—1986年潼關(guān)汛期水量占全年水量的比例分別為60.8%、57.2%，1987—1999年、2000—2012年下降到46.0%以下，特別是蘭州、頭道拐和龍門三站2000—2012年汛期水量所占比例更低，只有40%左右。

(4)多數(shù)支流降雨天然徑流關(guān)系發(fā)生變化而實(shí)測徑流泥沙關(guān)系變化不明顯[43]。根據(jù)潼關(guān)以上主要支流的降雨-徑流-泥沙關(guān)系分析，多數(shù)支流的降水量-天然徑流量關(guān)系發(fā)生明顯變化，但是諸如湟水、北洛河、渭河北道/張家山以下等支流的降水量-天然徑流量關(guān)系則沒有明顯變化，就是說黃河流域降水量-天然徑流量關(guān)系的變化也不具有同步性。與20世紀(jì)70年代以前相比，黃河各主要產(chǎn)沙區(qū)的降雨產(chǎn)沙關(guān)系都發(fā)生了很大變化，相同降雨量下的實(shí)測輸沙量減少，甚至兩者已沒有明顯的相關(guān)關(guān)系。但是，不少支流的汛期實(shí)測徑流泥沙相關(guān)關(guān)系沒有明顯變化，只是2000年以來的徑流量與輸沙量均處于一個(gè)相對(duì)較低的水平上。這表明在遇較大流量洪水時(shí)仍會(huì)出現(xiàn)較大輸沙量的可能性。

(5)暴雨產(chǎn)洪能力有所降低。將降雨量與降雨強(qiáng)度平方之積定義為降雨侵蝕能力，分析其與暴雨次洪量、次洪沙量的關(guān)系可以發(fā)現(xiàn)，與20世紀(jì)70年代以前相比，近年來相同降雨侵蝕能力條件下的產(chǎn)流能力、產(chǎn)沙能力均有所降低[14]。Wang等[41]根據(jù)1951—2010年實(shí)測資料進(jìn)一步統(tǒng)計(jì)表明，在過去的60年里，黃土高原地區(qū)的輸沙量每年減小的相對(duì)速率為2.38%，而其中的58%都是由暴雨產(chǎn)流能力降低引起的。當(dāng)然，在某些降雨條件下仍會(huì)有大流量高含沙洪水產(chǎn)生，這是應(yīng)當(dāng)引起注意的[14]。

4　黃河水沙變化成因及影響因素貢獻(xiàn)率

黃河水沙變化成因非常復(fù)雜，不同時(shí)期的主導(dǎo)因子是不同的。近2 300年以來，黃河年均入海泥沙量是黃土高原大規(guī)模農(nóng)業(yè)開展前的全新世早期和中期的10倍左右，這似乎表明了人類活動(dòng)對(duì)黃河泥沙的巨大影響[48]。然而，洪業(yè)湯等[49-50]認(rèn)為黃河攜帶大量泥沙是一種自然環(huán)境地質(zhì)現(xiàn)象，與太陽黑子活動(dòng)周期密切相關(guān)，各種人類活動(dòng)都未從根本上改變侵蝕產(chǎn)沙受太陽活動(dòng)制約的規(guī)律。實(shí)際上，有人類活動(dòng)以來，黃河流域水沙系列的豐枯變化是氣候等自然因素和人類活動(dòng)因素共同作用的結(jié)果[25]。在20世紀(jì)60年代以前，人類活動(dòng)較弱，水沙系列豐枯主要受制于氣候因素，以降雨為主導(dǎo)因子，而之后則受人類活動(dòng)、氣候因素的共同影響，不過每一時(shí)段的主導(dǎo)因子是不同的。最近370年黃河流域存在7個(gè)干旱期，其中之一就是20世紀(jì)10年代后期至30年代初期，1922—1932年屬于異常干旱期，是黃河時(shí)段最長、最枯的枯水段之一[51-54]。20世紀(jì)30—40年代黃河流域進(jìn)入濕潤期，降雨量豐沛，1933年陜縣水文站出現(xiàn)特大水沙年，最大洪峰流量22 000 m3/s，實(shí)測年輸沙量39.1億t。20世紀(jì)50—60年代也是降水豐沛期，1933—1959年成為近百年以來的黃河豐水期。自20世紀(jì)60年代黃河上游劉家峽、龍羊峽等大型水庫先后建成運(yùn)用和多項(xiàng)水利水保措施實(shí)施，加之70年代黃河流域又進(jìn)入了顯著干旱期，這一時(shí)期水沙變化受到人類活動(dòng)和降雨減少的雙重作用。2000年以來，盡管黃河流域降雨量較前期明顯偏豐，但由于退耕還林還草等封禁治理成效顯現(xiàn)，因此徑流泥沙較前一時(shí)段仍進(jìn)一步減少，人類活動(dòng)對(duì)減沙起到主導(dǎo)作用。近期的分析表明，1960—1970年、1970—1980年、1980—1990年影響黃河徑流量減少的主要原因有所不同，1960—1990年梯田和淤地壩等人工治理措施及年降雨量變化是徑流減少的主導(dǎo)因素，1990—2000年植被恢復(fù)對(duì)徑流減少起到更為重要的作用[41]。

在成因分析中，學(xué)者們對(duì)影響因素的貢獻(xiàn)率開展了大量研究。綜合來看，雖然對(duì)不同時(shí)期水沙變化影響因素的貢獻(xiàn)率評(píng)估結(jié)果有別，但有三點(diǎn)認(rèn)識(shí)是基本一致的(表3)：一是即使在同一時(shí)期，黃河上游、中游水沙變化的主導(dǎo)因素也是有差別的。例如，根據(jù)劉昌明等[57]分析，2000年以前的50年間，黃河上游徑流量減少的主要影響因素是氣候變化，其貢獻(xiàn)率占75%，人類活動(dòng)占25%，黃河中游氣候因素的貢獻(xiàn)率為43%、人類活動(dòng)的貢獻(xiàn)率占到57%，人類活動(dòng)作用明顯大于氣候因素。二是在2000年以前降雨等自然因素對(duì)水沙變化的貢獻(xiàn)率大于人類活動(dòng)的貢獻(xiàn)率[2-3]，2000年以后則相反[14]。尤其是近年來，降雨對(duì)黃河中游水沙變化的作用明顯降低，而人類活動(dòng)作用增強(qiáng)。三是在同一時(shí)期，一般來說降雨對(duì)徑流量的影響作用比對(duì)輸沙量的大，人類活動(dòng)尤其是水土保持措施對(duì)輸沙量的作用比對(duì)徑流量的大[3-4,14]。大部分研究表明，近期黃河水沙變化的主要驅(qū)動(dòng)力是人類活動(dòng)，尤其是水庫的修建[18,23,58-61]。但氣候變化(主要是降雨)仍然起著重要作用。就氣候變化對(duì)流域產(chǎn)沙的影響而言，雨強(qiáng)可能比降雨總量更為重要[62]。

表3　人類活動(dòng)與降雨因素對(duì)水沙變化貢獻(xiàn)率部分分析成果

注：＊研究區(qū)域?yàn)辇堥T、北洛河氵狀 頭、汾河河津、渭河咸陽、涇河張家山以上流域。

人類活動(dòng)、降雨等自然因素對(duì)水沙變化的影響機(jī)理是不同的。有人認(rèn)為，人類活動(dòng)對(duì)水沙變化的影響主要體現(xiàn)在較短的時(shí)間尺度上，而氣候變化作用則主要體現(xiàn)在較長的時(shí)間尺度上[63]。但實(shí)際上，諸如水土保持措施尤其是生態(tài)修復(fù)等對(duì)產(chǎn)流產(chǎn)沙的影響可能是長期的，不過當(dāng)遇高強(qiáng)度、長歷時(shí)暴雨時(shí)其作用也會(huì)降低[17，64]。

氣候、植被對(duì)水沙變化的影響具有互饋機(jī)制。氣候影響流域水沙過程的機(jī)制可分為直接和間接兩種，直接影響機(jī)制包括降雨變化對(duì)產(chǎn)流產(chǎn)沙的激發(fā)作用，間接影響機(jī)制包括對(duì)植被生物量的影響[65]及通過對(duì)風(fēng)化過程[66]和凍融過程的影響使土壤可蝕性變化[67]。間接影響機(jī)制的作用使得氣候變化對(duì)侵蝕產(chǎn)沙過程影響復(fù)雜化，如：降雨增多導(dǎo)致侵蝕加劇，河流泥沙相應(yīng)增多，但隨著降雨增加植被覆蓋也會(huì)增加，侵蝕產(chǎn)沙又會(huì)變小；降雨減小盡管會(huì)導(dǎo)致侵蝕減弱，但由于植被保護(hù)作用下降，土壤可蝕性反而增加，使得流域侵蝕產(chǎn)沙對(duì)氣候變化的響應(yīng)表現(xiàn)出隨時(shí)間尺度變化而變化的特點(diǎn)[68-69]。從空間尺度講，降雨量的變化決定了流域侵蝕產(chǎn)沙的地帶性[69]，相應(yīng)地，流域產(chǎn)沙對(duì)土地利用和植被變化的響應(yīng)在干旱區(qū)、半干旱區(qū)、濕潤區(qū)也有所不同[71]。影響黃河水沙變化的因素是很復(fù)雜的。根據(jù)水沙變化評(píng)估理論與方法的發(fā)展現(xiàn)狀，要精確評(píng)估各項(xiàng)自然因素、人類活動(dòng)因素的貢獻(xiàn)率是很困難的，不同研究者即使分析的是相同的時(shí)段、相同的區(qū)域，所得到的結(jié)果仍很可能不一致。此外，許多研究者定量評(píng)估人類活動(dòng)和降雨對(duì)水沙變化的貢獻(xiàn)率時(shí)，以“水文法”為主[59-60,72]，所建立的降雨產(chǎn)沙關(guān)系通常都伴有一定程度的離散，這必然影響計(jì)算精度。

5　黃河水沙變化趨勢預(yù)測

全球氣候變化背景下的降水波動(dòng)、極端氣候現(xiàn)象頻發(fā)、經(jīng)濟(jì)社會(huì)快速發(fā)展，以及干支流壩庫修建等人類活動(dòng)加劇，都會(huì)對(duì)黃河水沙變化產(chǎn)生深刻影響。因此，預(yù)測未來水沙變化情勢對(duì)治黃方略制定就顯得尤為重要。為此，不少研究人員都試圖對(duì)未來黃河水沙變化趨勢做出定量預(yù)測，但其結(jié)果卻差異較大。

張勝利等[12]在“八五”期間預(yù)測了2000—2020年黃河流域在豐水、平水、枯水水平年條件下的天然徑流量、泥沙量，其中到2020年3個(gè)水平年的輸沙量分別為20.52億、10.31億、5.44億t；唐克麗等[10]在20世紀(jì)90年代初預(yù)測，到2000年每年減少入黃泥沙4億t是有把握的，到2030年每年減少5億t左右的可能性是存在的；葉青超等[11]按照在黃河全流域出現(xiàn)歷史上最大可能降水量、最小可能降水量，河口鎮(zhèn)—龍門出現(xiàn)歷史上最大可能降水量、最小可能降水量，全流域均為多年平均降水量等5個(gè)降雨水平，預(yù)測了未來黃河水沙量；第一期黃河水沙變化研究基金項(xiàng)目采用1976—1985年系列，灌溉引水和水庫蓄水?dāng)r沙情況與20世紀(jì)80年代的相同，預(yù)測到2000年河口鎮(zhèn)平均來水量232.07億m3，來沙量0.87億～0.92億t[2]；“九五”期間常炳炎等人根據(jù)隨機(jī)模型預(yù)測2011—2020年花園口平均天然徑流量為541億+62億m3；姚文藝等在“十一五”期間采用水文-水土保持-徑流序列重建多方法集成，基于未來氣候SRES情景，預(yù)測2030和2050年的年來水量、年輸沙量可能分別為236億～244億m3、8.61億～9.56億t和234億～241億m3、7.94億～8.66億t[73]；張勝利等[56]預(yù)測，如果黃土高原淤地壩、林草等水土保持措施規(guī)劃指標(biāo)得以全部實(shí)現(xiàn)，那么到2040年淤地壩、林草植被最大減水量為38.9億m3，再加上其他水土保持措施用水，合計(jì)水土保持措施最大減水量為40億～45億m3。劉曉燕等在“十二五”期間預(yù)測，在黃河古賢水庫和涇河?xùn)|莊水庫攔沙期結(jié)束的2060年以后，潼關(guān)年均來沙量將恢復(fù)并維持在4.5億～5億t、年最大來沙量11億～14億t；近來也有評(píng)估預(yù)測，未來30～50年潼關(guān)年均徑流量210億～220億m3，年均輸沙量3億～5億t。由于黃河流域產(chǎn)水產(chǎn)沙環(huán)境極為復(fù)雜，水沙變化未來趨勢預(yù)測存在很多不確定性，如降水等氣候變化的不確定性、未來水土保持等治理工程規(guī)劃實(shí)施的不確定性，等等，因此對(duì)預(yù)測結(jié)果的合理性必須進(jìn)行綜合分析判斷。

6　展　望

6.1研究中的主要問題

自20世紀(jì)80年代以來對(duì)黃河流域水沙變化進(jìn)行了大量研究，總體來說：基本搞清了20世紀(jì)50年代以后黃河水沙變化的歷史過程；分析了干流、區(qū)間和各主要支流水沙變化特點(diǎn)及其成因，特別是對(duì)1950—2012年不同時(shí)段的黃河水沙變化原因有了基本的認(rèn)識(shí)和判斷；宏觀預(yù)測了未來黃河水沙變化趨勢。在定性上存在共識(shí)、在定量上存在差異是黃河水沙變化研究的現(xiàn)狀。一些研究成果之間的數(shù)據(jù)差異比較大，即使對(duì)同一區(qū)域，不同研究項(xiàng)目利用同樣方法計(jì)算同一時(shí)段的減沙量也可能相差2.2～4.2倍[14]。在產(chǎn)匯流產(chǎn)輸沙機(jī)制研究方面，以往成果大多分析的是平均降雨特征條件下的水沙產(chǎn)輸關(guān)系，而缺少對(duì)水沙產(chǎn)輸與場次暴雨尤其是大暴雨-下墊面耦合作用的內(nèi)在關(guān)系的研究，不能全面回答大水大沙年、枯水枯沙年等典型水沙事件的成因，難以深刻揭示水沙變化機(jī)制；在水沙變化成因分析方面，目前多采用多項(xiàng)因素作用效應(yīng)線性疊加的評(píng)估方法，而缺乏對(duì)水沙變化動(dòng)力機(jī)制、林草植被對(duì)產(chǎn)流產(chǎn)沙的調(diào)控機(jī)制及其最大作用效應(yīng)的降雨臨界等開展深入研究，所建立的多因素貢獻(xiàn)率評(píng)估方法、模型往往不能反映林草、淤地壩、梯田等措施與降雨相耦合的作用機(jī)制，致使評(píng)估精度低且差異大；對(duì)未來水沙變化趨勢的預(yù)測方面，目前大多采用各類規(guī)劃基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，利用基于線性疊加原理的“水土保持評(píng)估方法”或產(chǎn)流產(chǎn)沙模型推算未來的水沙量，而缺乏反映降雨-下墊面-人類活動(dòng)耦合作用的具有物理機(jī)制的集成預(yù)測方法與模型，尤其是對(duì)大、中流域尺度上的未來降雨變化的預(yù)測沒有突破性進(jìn)展，同時(shí)還缺少對(duì)不確定性的合理定量評(píng)估，難以科學(xué)判斷未來黃河水沙演化的趨勢性走向?？傊S河水沙變化情勢的許多內(nèi)在規(guī)律還未被揭示，呈現(xiàn)的許多新問題還有待進(jìn)一步破解，迫切需要在機(jī)制、方法與模擬方面進(jìn)一步研究，準(zhǔn)確把握水沙情勢變化對(duì)治黃戰(zhàn)略提出的新課題，為科學(xué)制定治黃重大技術(shù)措施和管理對(duì)策等提供基礎(chǔ)支撐。

6.2需要進(jìn)一步研究的問題

從水文學(xué)意義上說，氣候-降水-下墊面-蒸散發(fā)-產(chǎn)流產(chǎn)沙構(gòu)成了流域的水文系統(tǒng)。降水是氣候的復(fù)雜響應(yīng)函數(shù)，氣候的小幅波動(dòng)可引起降水的顯著變化，而作為降水的承受體，流域下墊面又是由地質(zhì)地貌、被覆、人類構(gòu)建物等多因素形成的水文邊界復(fù)雜系統(tǒng)，因此流域產(chǎn)水產(chǎn)沙具有非線性、不確定性的特征，是一個(gè)具有關(guān)系、狀態(tài)、特性的能量轉(zhuǎn)化過程和物質(zhì)輸移過程。因而，需要應(yīng)用復(fù)雜性科學(xué)的理論和方法，確定黃河流域水文系統(tǒng)各要素之間相互作用和影響的定性定量關(guān)系，認(rèn)識(shí)黃河水沙變化內(nèi)在規(guī)律，建立預(yù)測新方法，準(zhǔn)確判斷水沙變化趨勢。

黃河水沙變化問題復(fù)雜，對(duì)其規(guī)律的把握和發(fā)展趨勢預(yù)測絕不會(huì)一蹴而就，而是一項(xiàng)需要長期研究的重大課題，建議今后對(duì)以下問題開展深入研究：

(1)水土保持措施減蝕動(dòng)力機(jī)理及其臨界效應(yīng)。辨識(shí)林草植被對(duì)坡面產(chǎn)匯流過程調(diào)控及對(duì)降雨侵蝕能力消解的作用機(jī)理；揭示暴雨植被耦合減蝕作用臨界、淤地壩攔沙能力時(shí)效臨界，以及淤地壩對(duì)洪水過程的調(diào)控效應(yīng)與機(jī)制；定量分析淤地壩攔沙作用與減少溝道侵蝕、坡面侵蝕作用的關(guān)系，為準(zhǔn)確評(píng)估林草植被和淤地壩等措施對(duì)水沙量減少的貢獻(xiàn)率提供理論基礎(chǔ)。

(2)產(chǎn)流機(jī)制對(duì)植被作用的響應(yīng)關(guān)系。黃土高原大部分區(qū)域?yàn)楦珊蛋敫珊禋夂颍a(chǎn)流過程多遵循超滲產(chǎn)流機(jī)制，但隨著植被覆蓋度不斷提高，產(chǎn)流機(jī)制是否會(huì)發(fā)生脅變，這已成為評(píng)價(jià)產(chǎn)流變化的基礎(chǔ)問題之一。為此需要重點(diǎn)揭示植被作用下的水文響應(yīng)過程，包括地表地下產(chǎn)流過程變化規(guī)律，植被對(duì)地表地下產(chǎn)流過程的調(diào)控作用及再分配機(jī)理，產(chǎn)流機(jī)制脅變的植被臨界及其模型模擬技術(shù)等。

(3)暴雨洪水變化規(guī)律。黃河徑流泥沙多因暴雨洪水而產(chǎn)生，因此分析暴雨洪水變化規(guī)律對(duì)于認(rèn)識(shí)水沙變化成因是非常重要的。需要通過產(chǎn)匯流機(jī)制、降雨徑流關(guān)系、次洪水泥沙關(guān)系及水循環(huán)過程分析等，揭示黃河流域暴雨洪水時(shí)空變化特征、變化原因，以及暴雨洪水關(guān)系變化機(jī)制等。

(4)人類活動(dòng)對(duì)流域水文系統(tǒng)干擾作用的評(píng)價(jià)方法。利用科學(xué)方法，基于系統(tǒng)觀點(diǎn)和調(diào)控理論，從流域復(fù)雜非線性水文過程角度出發(fā)，根據(jù)氣候-降水-下墊面-蒸散發(fā)-產(chǎn)流產(chǎn)沙等復(fù)雜的多層次多系統(tǒng)響應(yīng)關(guān)系，以認(rèn)識(shí)黃河流域水沙變化情勢為出發(fā)點(diǎn)，研究人類活動(dòng)強(qiáng)烈干擾下復(fù)雜流域系統(tǒng)水沙情勢預(yù)測理論與方法，對(duì)現(xiàn)有的“水文法”“水保法”等進(jìn)行完善、改進(jìn)，在預(yù)測方法的理論、關(guān)鍵技術(shù)上取得突破。

(5)支流產(chǎn)輸沙與干流水沙變化及河道演變的響應(yīng)關(guān)系。研究下墊面變化對(duì)產(chǎn)輸沙特性影響，辨識(shí)流域系統(tǒng)侵蝕、沉積特性變化規(guī)律及其地貌環(huán)境對(duì)水沙變化的作用，分析大規(guī)模人類活動(dòng)對(duì)支流河道徑流輸沙特性的影響，揭示流域產(chǎn)輸沙-河道水沙變化-河道演變的耦合作用及響應(yīng)關(guān)系，認(rèn)識(shí)河道水沙變化的作用效應(yīng)。

[1] 顧文書.關(guān)于進(jìn)一步開展黃河中游近期水沙變化研究工作的建議[J].中國水土保持,1986 (11):9-10.

[2] 汪崗,范昭.黃河水沙變化研究：第一卷[M].鄭州:黃河水利出版社,2002:1-73.

[3] 汪崗,范昭.黃河水沙變化研究：第二卷[M].鄭州:黃河水利出版社,2002:1-106.

[4] 秦鴻儒,趙富德.黃河流域水土保持科研基金第一期項(xiàng)目的主要成果與管理經(jīng)驗(yàn)[J].中國水土保持,1995(2):45-48.

[5] 黃河水利委員會(huì).黃河流域水土保持研究[M].鄭州:黃河水利出版社,1997:136-197.

[6] 趙富德,馬瑞峰.“八五”期間黃河流域水土保持科技工作進(jìn)展與問題[J].中國水土保持,1997(5):1-4.

[7] 徐建華,呂光圻,張勝利,等.黃河中游多沙粗沙區(qū)區(qū)域界定及產(chǎn)沙輸沙規(guī)律研究[M].鄭州:黃河水利出版社,2000:86-121.

[8] 陳江南,王云璋,徐建華,等.黃土高原水土保持對(duì)水資源和泥沙影響評(píng)價(jià)方法研究[M].鄭州:黃河水利出版社,2004:14-210.

[9] 左大康.黃河流域環(huán)境演變與水沙運(yùn)行規(guī)律研究文集：第一集[M].北京:地質(zhì)出版社,1991:83-95.

[10] 唐克麗,熊貴樞,梁季陽,等.黃河流域的侵蝕與徑流泥沙變化[M].北京:中國科學(xué)技術(shù)出版社,1993:220-231.

[11] 葉青超,吳祥定,楊勤業(yè),等.黃河流域環(huán)境演變與水沙運(yùn)行規(guī)律研究[M].濟(jì)南:山東科學(xué)技術(shù)出版社,1994:30-57，78-115.

[12] 張勝利,李倬,趙文林,等.黃河中游多沙粗沙區(qū)水沙變化成因及發(fā)展趨勢[M].鄭州:黃河水利出版社,1998:142-191.

[13] 齊璞,劉月蘭,李世瀅,等.黃河水沙變化與下游河道減淤措施[M].鄭州:黃河水利出版社,1997:20-26.

[14] 姚文藝,徐建華,冉大川,等.黃河流域水沙變化情勢分析與評(píng)價(jià)[M].鄭州:黃河水利出版社,2011:80-138，219-268.

[15] 姚文藝,冉大川,陳江南.黃河流域近期水沙變化及其趨勢預(yù)測[J].水科學(xué)進(jìn)展,2013,24(5)：607-616.

[16] 劉曉燕,楊勝天,金雙彥,等.黃土丘陵溝壑區(qū)大空間尺度林草植被減沙計(jì)算方法研究[J].水利學(xué)報(bào),2014,45(2):135-141.

[17] 劉曉燕,楊勝天,王富貴,等.黃土高原現(xiàn)狀梯田和林草植被的減沙作用分析[J].水利學(xué)報(bào),2014,45(11):1293-1300.

[18] Yao W Y,Xu J X.Impact of human activity and climate change on suspended sediment load: the upper Yellow River, China[J].Environmental Earth Sciences,2013,70(3):1389-1403.

[19] 冉大川,劉斌,付良勇,等.雙累計(jì)曲線計(jì)算水土保持減水減沙效益方法探討[J].人民黃河,1996,28(6):24-25.

[20] 趙溦,王向東,張曉明,等.窟野河流域水沙演變的尺度效應(yīng)驅(qū)動(dòng)因素研究[J].水文,2016,36(2):56-61.

[21] Zhang X,Zhang L,Zhao J,et al.Responses of streamflow to changes in climate and land use/cover in the Loess Plateau, China[J].Water Resource Research,2008,44(7):W00A07.

[22] 汪麗娜,王勇,高鵬,等.黃土高原粗泥沙集中來源區(qū)水沙變化特征及趨勢性分析[J].水土保持通報(bào),2008,28(2):11-16.

[23] 穆興民,巴桑赤烈,Zhang Lu,等.黃河河口鎮(zhèn)至龍門區(qū)間來水來沙變化及其對(duì)水利水保措施的響應(yīng)[J].泥沙研究,2007(2):35-40.

[24] 莫莉，穆興民，王勇，等.近50年來北洛河水沙變化特性及成因分析[J].泥沙研究，2009(6):30-36.

[25] 姚文藝,高亞軍,安催花,等.百年尺度黃河上中游水沙變化趨勢分析[J].水利水電科技進(jìn)展,2015,35(5):112-120.

[26] 申紅彬,吳保生,鄭珊,等.黃河上游蘭州至頭道拐河段流量頻率變化分析[J].水力發(fā)電學(xué)報(bào),2014,33(1):7-14.

[27] 張世杰,焦菊英,李林育,等.黃河河龍區(qū)間河流泥沙對(duì)相關(guān)重大事件與政策的響應(yīng)[J].地理科學(xué),2009,29(6):905-910.

[28] 慕星,張曉明.皇甫川流域水沙變化及驅(qū)動(dòng)因素分析[J].干旱區(qū)研究,2013,30(5):933-939.

[29] 王金花,康玲玲,趙廣福.基于Mann-Kendall法的水沙系列突變點(diǎn)研究[J].人民黃河,2010,32(1):43-45.

[30] Li L J,Zhang L,Wang H,et al.Assessing the impact of climate variability and human activities on streamflow from the Wuding River basin in China[J].Hydrological Processes,2007,21(25):3485-3491.

[31] Rustomji P,Zhang X P,Hairsine P B,et al.River sediment load and concentration responses to changes in hydrology and catchment management in the Loess Plateau region of China[J].Water Resources Research,2008,44(7):W00A04.

[32] 許炯心.黃河中游多沙粗沙區(qū)1997—2007年的水沙變化趨勢及其成因[J].水土保持學(xué)報(bào),2010,24(1):1-7.

[33] 胡春宏，王延貴，張燕菁，等.中國江河水沙變化趨勢與主要影響因素[J].水科學(xué)進(jìn)展，2010，21(4):524-532.

[34] 張曉萍,張櫓,王勇,等.黃河中游地區(qū)年徑流對(duì)土地利用變化時(shí)空響應(yīng)分析[J].中國水土保持科學(xué),2009,7(1):19-26.

[35] 劉曉燕.黃河近年水沙銳減原因及趨勢研究[R].鄭州：黃河水利委員會(huì)，2015:1-75.

[36] 武榮,陳高峰,張建興.黃河中游河口鎮(zhèn)—龍門區(qū)間水沙變化特征分析[J].中國沙漠,2010,30(1):210-216.

[37] 張勝利,于一鳴,姚文藝.水土保持減水減沙效益計(jì)算方法[M].北京:中國環(huán)境科學(xué)出版社,1994:49-145.

[38] 于一鳴.黃河流域水土保持減沙計(jì)算方法存在問題及改進(jìn)途徑探討[J].人民黃河，1996,28(1):26-30.

[39] 姚文藝,張遂業(yè).對(duì)水沙變化分析中代表系列選擇問題的探討[J].人民黃河,1995,27(3):25-28.

[40] 王秀杰,楊敏,崔海軍.黃河潼關(guān)汛期水沙變化周期及其趨勢分析[J].自然資源學(xué)報(bào),2009,24(2):312-317.

[41] Wang S,Fu B J,Piao S,et al.Reduced sediment transport in the Yellow River due to anthropogenic changes[J].Nature Geoscience,2013,9(1):38-41.

[42] 趙廣舉，穆興民,田鵬,等.近60年黃河中游水沙變化趨勢及其影響因素分析[J].資源科學(xué),2012,34(6):1070-1078.

[43] 姚文藝,安催花,徐建華.黃河水沙變化及其科學(xué)問題[C]//浙江省水利河口研究院,浙江省海洋規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院.第九屆全國泥沙基本理論研究學(xué)術(shù)討論會(huì)論文集.北京:中國水利水電出版社,2014:3-10.

[44] Lu X X,Higgitt D L,Recent Changes of Sediment Yield in the Upper Yangtze,China[J]. Environmental Management,1998,22(5): 697-709.

[45] Minella J P G,Walling D E,Merten G H.Combining sediment source tracing techniques with traditional monitoring to assess the impact of improved land management on catchment sediment yields[J].Journal of Hydrology,2008,348:546-563.

[46] 鄭明國,蔡強(qiáng)國,陳浩.黃土丘陵溝壑區(qū)植被對(duì)不同空間尺度水沙關(guān)系的影響[J].生態(tài)學(xué)報(bào),2007,27(9):3572-3581.

[47] 鄭明國,蔡強(qiáng)國,王彩峰,等.黃土丘陵溝壑區(qū)坡面水保措施及植被對(duì)流域尺度水沙關(guān)系的影響[J].水利學(xué)報(bào),2007,38(1):47-53.

[48] Milliman J D,Qin Y S,Ren M E,et al.Man’s influence on the erosion and transport of sediment by Asian rivers:the Yellow River(Huanghe) Example[J].Journal of Geology,1987，95(6):751-762.

[49] 洪業(yè)湯,樸河春,姜洪波.黃河泥沙的環(huán)境地質(zhì)特征[J].中國科學(xué)：B輯,1990(11):1175-1184．

[50] 洪業(yè)湯,樸河春,姜洪波.黃河沙量記錄與黃土高原侵蝕[J].第四紀(jì)研究,1990(1):11-20.

[51] 董安祥,柳媛普,李曉萍,等.黃河流域1922—1932年特大旱災(zāi)的特點(diǎn)及其影響[J].干旱氣象,2010,28(3):270-278.

[52] 劉建成.研究發(fā)現(xiàn)黃河4次大決口和氣候變化有關(guān)[N].黃河報(bào),2014-10-30(3).

[53] 張行勇.揭示黃土高原降雨準(zhǔn)50年周期[N].中國科學(xué)報(bào),2014-10-09(4).

[54] 史輔成.對(duì)近期黃河水沙變化的認(rèn)識(shí)[N].黃河報(bào),2012-06-21(3).

[55] 冉大川,柳林旺,趙力儀,等.黃河中游河口鎮(zhèn)至龍門區(qū)間水土保持與水沙變化[M].鄭州:黃河水利出版社,2000:193-195.

[56] 張勝利,康玲玲,魏義長.黃河中游人類活動(dòng)對(duì)徑流泥沙影響研究[M].鄭州:黃河水利出版社，2010:138-203.

[57] 劉昌明,張學(xué)成.黃河干流實(shí)際來水量不斷減少的成因分析[J].地理學(xué)報(bào),2004,59(3):323-330.

[58] 彭俊，陳沈良.近60年黃河水沙變化過程及其對(duì)三角洲的影響[J].地理學(xué)報(bào)，2009,64(11)：1353-1362.

[59]馬麗梅,王萬忠,焦菊英,等.黃河中游輸沙與減沙的時(shí)空分異特征[J].水土保持研究,2010,17(4):64-73.

[60] 信忠保,許炯心,余新曉.近50年黃土高原水土流失的時(shí)空變化[J].生態(tài)學(xué)報(bào),2009,29(3):1129-1139.

[61] 侯素珍,侯珂,王平,等.劉家峽水庫對(duì)水沙變異影響分析[J].水利水電技術(shù),2015,46(10):31-42.

[62] 張勝利.略論黃河中游水沙變化及水土保持減沙效益[J].水土保持通報(bào),1994,14(3):8-12.

[63] Richards K.Drainage basin structure,sediment delivery and the response to environmental change[C]//Jones S J,Frostick L E.Sediment Flux to Basins: Causes, Controls and Consequences. Geological Society(Special Publications),2001：149-160.

[64] 姚文藝,李占斌,康玲玲.黃土高原土壤侵蝕治理的生態(tài)環(huán)境效應(yīng)[M].北京:科學(xué)出版社,2005:129-162.

[65] Nearing M A,Jetten V,Baffaut C,et al.Modeling response of soil erosion and runoff to changes in precipitation and cover[J].Catena,2005,61(2-3):131-154.

[66] Horowitz A J.A quarter century of declining suspended sediment fluxes in the Mississippi River and the effect of the 1993 flood[J].Hydrological Processes,2010,24(1):13-34.

[67] Thodsen H,Hasholt B,Kjrsgaard J H.The influence of climate change on suspended sediment transport in Danish rivers[J].Hydrological Processes,2008,22(6):764-774.

[68] Nearing N A,Pruski F F,O’Neal M R.Expected climate change impacts on soil erosion rates: A review[J].Journal of Soil and Water Conservation,2004,59(1):43-50.

[69] Goudie A S.Global warming and fluvial geomorphology[J].Geomorphology,2006,79(3):384-394.

[70] Lawler D M,McGregor G R,Phillips I D.Influence of atmospheric circulation changes and regional climate variability on river flow and suspended sediment fluxes in southern Iceland[J].Hydrological Processes,2003,17(16):3195-3223.

[71] Collins D B G,Bras R L.Climatic control of sediment yield in dry lands following climate and land cover change[J].Water Resources Research,2008,44(10):W10405.

[72] 許炯心.黃河中游多沙粗沙區(qū)1997—2007 年的水沙變化趨勢及其成因[J].水土保持學(xué)報(bào),2010,24(1):1-7.

[73] IPCC.Climate Change 2007:The Physical Science Basis[C]//Solomon S，Qin D，Manning M，et al. Contribution of Working Group I to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change.Cambridge and New York:Cambridge University Press,2007:117-118.

(責(zé)任編輯李楊楊)

S157

A

1000-0941(2016)09-0055-09

姚文藝(1957—)，男，河南周口市人，教授級(jí)高級(jí)工程師，博士，主要從事土壤侵蝕與水土保持、河流泥沙方面的研究。

2016-08-08