烏江流域水沙變化趨勢(shì)及驅(qū)動(dòng)力分析

郭文獻(xiàn) 趙瑞超 付體江 古今用

摘要：為對(duì)烏江流域水文變化趨勢(shì)特征及其主要驅(qū)動(dòng)力進(jìn)行分析，采用Mann-Kendall非參數(shù)檢驗(yàn)，滑動(dòng)T檢驗(yàn)和累積曲線等方法研究了烏江武隆站1965～2017年輸沙量、徑流量、降水量及其變化趨勢(shì)與突變特征，采用累積量斜率變化率法定量計(jì)算了烏江流域氣候變化和人類活動(dòng)對(duì)輸沙量與徑流量變化的貢獻(xiàn)率，并通過(guò)河流影響因子法（River Impact，RI）對(duì)烏江水沙情勢(shì)改變度進(jìn)行了分析。結(jié)果表明：烏江流域徑流量、降水量、輸沙量均呈下降趨勢(shì)，其中輸沙量的下降幅度最為顯著。導(dǎo)致徑流量和輸沙量下降的主要驅(qū)動(dòng)因素分別是氣候變化與人類活動(dòng)。烏江流域徑流量發(fā)生輕度改變而輸沙量發(fā)生嚴(yán)重改變。

關(guān) 鍵 詞：水沙情勢(shì);水文改變度;累積量斜率變化率法;烏江流域;氣候變化

中圖法分類號(hào)：X826

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1001-4179（2021）09-0071-08

DOI：10.16232/j.cnki.1001-4179.2021.09.012

0 引 言

烏江全長(zhǎng)1 050 km，流域總面積為87 920 km2，橫貫貴州省西部、中部和東北部及四川省東部，是長(zhǎng)江上游右岸的最大支流，也是三峽水庫(kù)最主要的水源補(bǔ)給河流之一[1]。烏江河口距三峽大壩僅489 km[2]，也是中國(guó)十三大水電基地之一[3]。1982～2013年烏江干流上先后修建了11座大型水庫(kù)，這些大型水利工程的修建勢(shì)必會(huì)在一定程度上引起烏江水沙特性發(fā)生改變[4]。近幾十年來(lái)，烏江流域水文情勢(shì)改變所產(chǎn)生的負(fù)面影響也越來(lái)越受到重視。國(guó)內(nèi)同時(shí)出現(xiàn)了大量的科學(xué)文獻(xiàn)研究了人類活動(dòng)對(duì)河流水沙狀況的影響，如吳曉玲等[5]利用水文資料對(duì)烏江上游水沙態(tài)勢(shì)變異特征及其成因進(jìn)行系統(tǒng)分析;陳松生等[6]初步評(píng)價(jià)了烏江流域的水沙特性及其原因;班璇等[7]采用了累積量斜率變化率法對(duì)漢江流域氣象水文變化驅(qū)動(dòng)力進(jìn)行了分析;熊亞蘭等[8]利用Mann-Kendall分析烏江水文特征和變化趨勢(shì)，并采用雙累積曲線法分析人類活動(dòng)和氣候變化對(duì)烏江水沙的影響。管曉祥等[9]采用Mann-Kendall、均值差異T等進(jìn)一步分析了烏江流域水沙演變規(guī)律。但這些研究主要針對(duì)河流的水文年際變化特征，缺乏氣候變化和人類活動(dòng)對(duì)河流水沙情勢(shì)改變的定量評(píng)價(jià)。

本文采用烏江流域武隆站實(shí)測(cè)徑流、泥沙數(shù)據(jù)和流域內(nèi)多年降水資料，在考慮到氣候變化中降水對(duì)于河流水沙情勢(shì)的影響最為顯著，而氣溫、蒸發(fā)量等氣候因素對(duì)河流水文情勢(shì)的影響幾乎在所有的流域中都明顯受到降水差異的中和[10-11]，因此本文將降水作為影響烏江水沙情勢(shì)的主要?dú)夂蛞蜃?。在分析近幾十年?lái)烏江流域水沙年際變化特征的基礎(chǔ)上，定量評(píng)價(jià)了氣候變化和人類活動(dòng)對(duì)烏江水沙情勢(shì)的貢獻(xiàn)率及改變程度，本次研究可為烏江流域河流生態(tài)保護(hù)研究提供參考和基礎(chǔ)。

1 數(shù)據(jù)資料和方法

1.1 研究區(qū)域及數(shù)據(jù)

研究區(qū)域?yàn)闉踅饔?，流域集水面積87 920 km2，干流全長(zhǎng)107 km，天然落差2 124 m，武隆水文站位于烏江下游，為烏江匯入長(zhǎng)江的控制水文站，因此研究采用武隆水文站1965～2017年水文數(shù)據(jù)及流域內(nèi)氣象站多年降水?dāng)?shù)據(jù)資料分析近幾十年烏江水文情勢(shì)變化特征。其中徑流量、輸沙量數(shù)據(jù)來(lái)源于長(zhǎng)江流域水文年鑒，降水資料來(lái)源于中國(guó)氣象數(shù)據(jù)網(wǎng)（http：∥data.cma.cn/）。

1.2 趨勢(shì)分析及突變檢驗(yàn)

Mann-Kendall趨勢(shì)檢驗(yàn)通過(guò)計(jì)算時(shí)間序列數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化變量Z，與某一置信水平α下的臨界變量對(duì)比。計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)變量Z為正表示有上升趨勢(shì)，反之表示有下降趨勢(shì);當(dāng)Z超出臨界值時(shí)表明上升或下降趨勢(shì)顯著[12]。同時(shí)對(duì)原時(shí)間序列的逆序列進(jìn)行同樣的統(tǒng)計(jì)量計(jì)算，使UB=UF，若兩條曲線在95%置信度水平內(nèi)出現(xiàn)交點(diǎn)，表明在該時(shí)間點(diǎn)發(fā)生突變，方法具體計(jì)算見(jiàn)參考文獻(xiàn)[13-14]。Mann-Kendall非參數(shù)檢驗(yàn)不受樣本值和分布類型的干擾，但是檢驗(yàn)過(guò)程中可能出現(xiàn)多個(gè)突變點(diǎn)，需要對(duì)這些突變點(diǎn)進(jìn)行驗(yàn)證。而滑動(dòng)T檢驗(yàn)法是通過(guò)考察兩組樣本平均值的差異是否顯著來(lái)檢驗(yàn)突變。其基本思想是把一氣候序列中兩段子序列均值有無(wú)顯著差異視為來(lái)自兩個(gè)總體均值有無(wú)顯著差異的問(wèn)題來(lái)檢驗(yàn)。如果兩段子序列的均值差異超過(guò)了一定的顯著水平，則可認(rèn)為有突變發(fā)生 [15]，即可以計(jì)算某一基準(zhǔn)點(diǎn)的統(tǒng)計(jì)量t并與臨界值對(duì)比進(jìn)行突變性檢驗(yàn)[16]。本次研究采用Mann-Kendall法、滑動(dòng)T檢驗(yàn)法進(jìn)行突變檢驗(yàn)。

1.3 相關(guān)性分析

相關(guān)性分析是研究隨機(jī)變量間相關(guān)關(guān)系的統(tǒng)計(jì)方法[17]。水文變量之間的相關(guān)分析主要通過(guò)計(jì)算相關(guān)系數(shù)揭示不同要素之間的密切程度。將兩組隨機(jī)變量xi和yi（i=1，2，…，n）的相關(guān)系數(shù)R定義為

式中：為變量xi的平均值;為變量yi的平均值。當(dāng)R≥0.8時(shí)表示為高度相關(guān);當(dāng)0.5≤R<0.8時(shí)表示為中度相關(guān);當(dāng)0.3≤R<0.5時(shí)表示為低度相關(guān);當(dāng)R<0.3時(shí)表示為相關(guān)程度極低。

1.4 雙累積曲線法

雙累積曲線是檢驗(yàn)兩個(gè)參數(shù)間關(guān)系一致性及變化的方法，通過(guò)在直角坐標(biāo)系中繪制同時(shí)期內(nèi)的一個(gè)變量連續(xù)累積值與另一個(gè)變量的連續(xù)累積值關(guān)系曲線，可用于水文氣象要素一致性檢驗(yàn)、缺值插補(bǔ)及趨勢(shì)性變化和強(qiáng)度分析[18-19]。

1.5 河流影響因子

河流影響因子法主要考慮水文變量年際變化、極值發(fā)生時(shí)間變化、年內(nèi)變化，將這3類影響因子定義為MIF（Magnitude Impact Factor，量級(jí)影響因子）、TIF（Timing Impact Factor，時(shí)間影響因子）和VIF（Variation Impact Factor，年內(nèi)變化影響因子）并進(jìn)行量化。MIF作為量級(jí)影響因子，其影響等同于TIF和VIF共同作用。河流影響因子RI計(jì)算公式為

VIF可由下式計(jì)算：

其中：

式中：RRI表示河流水沙情勢(shì)變化系數(shù);RRIpre和RRIpost分別表示河流改變前后水沙情勢(shì)指數(shù);MRRPk表示河流的月情勢(shì)因子，計(jì)算過(guò)程參考文獻(xiàn)[20-21]。

時(shí)間影響因子TIF主要考慮最大值、最小值和中值出現(xiàn)時(shí)間的變化，計(jì)算公式如下所示：

式中：TF表示時(shí)間變量指數(shù);DTMax表示輸沙量和徑流量最大值出現(xiàn)時(shí)間改變量;DTMin表示輸沙量和徑流量最小值出現(xiàn)時(shí)間改變量;DTMedian為輸沙量和徑流量中值出現(xiàn)時(shí)間改變量?？紤]到中值出現(xiàn)時(shí)間選取受水文數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)方法限制，本次研究對(duì)式（7）進(jìn)行精簡(jiǎn)，去除原方法中DTMedian作為參數(shù)[22]，即修改后時(shí)間變量指數(shù)的計(jì)算公式為

公式（2）中，當(dāng)RI處于0.75～1.00時(shí)為低度改變，0.50～0.75為中度改變，0.25～0.50為高度改變，0～0.25為嚴(yán)重改變[24]。

1.6 累積量斜率變化率

累積量斜率變化率法由王隨繼等[23]提出，可用于定量評(píng)估人類活動(dòng)與氣候變化對(duì)河流泥沙改變的貢獻(xiàn)程度。該法假設(shè)：如果年輸沙量變化只受降水影響，則降水和輸沙量隨年份的累積曲線斜率為同倍比變化。將變量所有影響因素的綜合定義為1，根據(jù)各種影響因素隨時(shí)間累積斜率占變量累積斜率變化率的比值推求各種影響因素對(duì)變量的影響程度[24]。假定累積輸沙量隨時(shí)間變化在某一年出現(xiàn)拐點(diǎn)，拐點(diǎn)前后變量的斜率分別為YRa和YRb，累積降水量在拐點(diǎn)前后斜率分別為YPa和YPb。則：

累積水沙量斜率變化率KR（%）為

需要指出的是，氣候變化主要受到流域內(nèi)降水、蒸散發(fā)、氣溫以及地下水等因素影響。但蒸散發(fā)對(duì)徑流量、輸沙量影響較小，同時(shí)蒸散發(fā)數(shù)據(jù)獲取較為困難;而氣溫對(duì)于河流輸沙量的影響并不明顯[25];并且地下水變化主要體現(xiàn)在年內(nèi)分配，對(duì)年際變化影響可忽略不計(jì)，故本研究將氣候變化主要?dú)w結(jié)為降水量的變化，通過(guò)分析降水與徑流量、輸沙量的關(guān)系來(lái)研究氣候變化對(duì)河流水沙情勢(shì)的影響。

2 結(jié)果分析

2.1 徑流-泥沙-降水變化與突變分析

為揭示烏江流域多年徑流-泥沙-降水變化趨勢(shì)，繪制出烏江流域1965～2017年徑流量、輸沙量、降水量變化曲線（見(jiàn)圖1～3），由徑流量變化曲線、輸沙量變化曲線、降水量變化曲線可以看出近50 a烏江流域年徑流量、年輸沙量、年降水量均呈現(xiàn)出減少趨勢(shì)，其中徑流量和降水量表現(xiàn)出相似的減少趨勢(shì)且均不顯著，年輸沙量表現(xiàn)出顯著的減少趨勢(shì)。為定量分析烏江流域徑流量、輸沙量、降水量變化趨勢(shì)，采用Mann-Kendall趨勢(shì)檢驗(yàn)計(jì)算烏江流域武隆水文站年徑流量、年輸沙量和流域內(nèi)8個(gè)氣象站點(diǎn)年均降水量變化趨勢(shì)，結(jié)果如表1所列。其中年徑流量、年輸沙量、年降水量Mann-Kendall統(tǒng)計(jì)量分別為-1.43，-6.95，-1.23，均小于零;年徑流量、年降水量統(tǒng)計(jì)量Zc的絕對(duì)值均小于顯著水平（取α=0.05）的臨界值1.96，表明烏江流域年徑流量和年降水量均為不顯著的下降趨勢(shì);年輸沙量統(tǒng)計(jì)量Zc的絕對(duì)值大于顯著水平（取α=0.05）的臨界值1.96，表明烏江流域年輸沙量為顯著下降趨勢(shì)。

由徑流量Mann-Kendall突變檢驗(yàn)曲線（見(jiàn)圖4）可以看出：UF統(tǒng)計(jì)量和UB統(tǒng)計(jì)量的交點(diǎn)分別為1971，1986，1994，2003年。表明烏江流域徑流量可能在1971，1986，1994，2003年發(fā)生突變。

由年輸沙量Mann-Kendall突變檢驗(yàn)曲線（見(jiàn)圖5）可以看到：UF統(tǒng)計(jì)量和UB統(tǒng)計(jì)量的交點(diǎn)為1992年，表明年輸沙量在1992年可能發(fā)生突變。

由降水量Mann-Kendall突變檢驗(yàn)曲線圖（見(jiàn)圖6）可以看到：UF統(tǒng)計(jì)量和UB統(tǒng)計(jì)量的交點(diǎn)分別為1986，1994，2001年，說(shuō)明烏江流域年降水量可能在1986，1994，2001年發(fā)生突變。

同時(shí)采用滑動(dòng)T檢驗(yàn)對(duì)烏江流域多年水沙、降水?dāng)?shù)據(jù)進(jìn)行突變檢驗(yàn)，結(jié)果顯示烏江流域徑流量分別在1994，2000年發(fā)生突變，輸沙量分別在1975，1991，1995年發(fā)生突變，降水量分別在1990，2000年發(fā)生突變，即統(tǒng)計(jì)量t>tα（本文tα=t0.01=2.704）。繪制出烏江流域降水-徑流雙累積曲線、降水-輸沙量雙累積曲線（見(jiàn)圖7～8）。

如圖7～8所示，烏江流域降水-徑流雙累積曲線未發(fā)生明顯偏轉(zhuǎn)，說(shuō)明烏江流域降水徑流關(guān)系未發(fā)生改變。烏江流域降水-輸沙量雙累積曲線分別在1975，1992年發(fā)生了明顯的偏轉(zhuǎn)，說(shuō)明烏江流域降水量-輸沙量關(guān)系在1975，1992年發(fā)生了突變。結(jié)合Mann-Kendall檢驗(yàn)、滑動(dòng)T檢驗(yàn)結(jié)果和烏江流域降水-徑流雙累積曲線和降水-輸沙量雙累積曲線，最終確定烏江流域徑流量突變年份為1994年，輸沙量突變年份為1975，1992年，降水量突變年份為2000年（見(jiàn)表2）。

根據(jù)突變年份對(duì)烏江年徑流量、年輸沙量變化趨勢(shì)進(jìn)行劃分，將年徑流量劃分為2個(gè)時(shí)段，Ta基準(zhǔn)期（1965～1994年），Tb變異期（1995～2017年）;將年輸沙量劃分為3個(gè)階段，Ta基準(zhǔn)期（1965～1975年），Tb變異Ⅰ期（1976～1992年），Tc變異Ⅱ期（1993～2017年）（見(jiàn)表3）。

將本節(jié)結(jié)論與管曉祥[9]、郭文獻(xiàn)[4]、吳曉玲[5]和邵駿[3]等的部分研究結(jié)論進(jìn)行比較（見(jiàn)表4）。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：由于管曉祥[9]和郭文獻(xiàn)[4]的研究站點(diǎn)相同且時(shí)間尺度相似，所以年徑流量與年輸沙量趨勢(shì)變化均呈現(xiàn)出下降趨勢(shì)，且年輸沙量下降幅度顯著，雖然本文所選取的時(shí)間尺度與二人的不同，但是年徑流量與年輸沙量均表現(xiàn)為相似的下降趨勢(shì)，且輸沙量下降趨勢(shì)明顯，但是徑流量、輸沙量、降水量分別在1994，1975，1992，2000年發(fā)生突變，突變點(diǎn)的不同可能是由于時(shí)間尺度選取的不同，導(dǎo)致Mann-Kendall與滑動(dòng)T檢驗(yàn)對(duì)于突變點(diǎn)的識(shí)別產(chǎn)生了變化。而吳曉玲[5]和邵駿[3]的研究站點(diǎn)不同且時(shí)間尺度也不相同，但是其所選站點(diǎn)均貫穿烏江上中下游，所以徑流量均表現(xiàn)相似的下降趨勢(shì)。這說(shuō)明時(shí)間尺度選取的不同對(duì)于流域內(nèi)水文趨勢(shì)變化影響不大，但是對(duì)異常值的識(shí)別影響較為明顯。

2.2 水沙相關(guān)性分析

為了研究烏江流域徑流量與輸沙量相關(guān)性的階段性變化，結(jié)合武隆站徑流量與輸沙量變化的階段性劃分，將武隆站劃分為1965～1975年、1976～1992年、1993～2017年，3個(gè)階段。繪制武隆站輸沙量徑流量階段相關(guān)性曲線（見(jiàn)圖9）。根據(jù)圖9所示結(jié)果可以看出：1965～1975年、1976～1992年、1993～2017年期間武隆站年徑流量和年輸沙量在回歸線兩側(cè)較為分散，R值分別為0.34，0.01，0.22，呈現(xiàn)出隨時(shí)間變化逐漸減少的趨勢(shì)，說(shuō)明武隆站水沙關(guān)系隨著時(shí)間的增長(zhǎng)在逐漸變差，進(jìn)一步說(shuō)明了自20世紀(jì)90年代后烏江流域上修建運(yùn)行的一系列水利工程設(shè)施對(duì)烏江水沙相關(guān)性變化的影響是十分顯著的。

2.3 氣候變化和人類活動(dòng)對(duì)水沙變化貢獻(xiàn)率

根據(jù)上文徑流量、泥沙量變化階段劃分，采用累積量斜率變化率法分別計(jì)算不同時(shí)期人類活動(dòng)和氣候變化對(duì)烏江流域徑流量、輸沙量變化的貢獻(xiàn)率，計(jì)算結(jié)果如表5所列。由貢獻(xiàn)率計(jì)算結(jié)果可知：在變異期Tb，氣候變化和人類活動(dòng)對(duì)烏江流域徑流量變化的貢獻(xiàn)率分別為66.13%和33.87%，對(duì)輸沙量變化的貢獻(xiàn)率分別為11.62%和88.38%;在變異期Tc，氣候變化和人類活動(dòng)對(duì)烏江輸沙量變化的貢獻(xiàn)率分別為6.61%和93.39%。研究結(jié)果表明：在變異期Tb，氣候變化是烏江流域徑流量發(fā)生年際變化的主要因素，對(duì)徑流量的影響占到了70%左右。在變異期Tb和Tc，人類活動(dòng)是烏江流域輸沙量減少的主要影響因素，人類通過(guò)改變流域下墊面的方式影響流域輸沙是一個(gè)漸變的過(guò)程，畢竟大規(guī)模的開(kāi)發(fā)和水土保持措施需要多年才能完成，其對(duì)流域產(chǎn)沙、輸沙的影響都是逐漸增加或減少的，而在河道上的水利工程建設(shè)卻能夠?qū)斏钞a(chǎn)生立竿見(jiàn)影的影響[26]。在1984～2017年間，烏江上先后修建了烏江渡水電站（1982年）、普定水電站（1995年）、東風(fēng)水電站（1995年）、引子渡水電站（2003年）、洪家渡水電站（2004年）、索風(fēng)營(yíng)水電站（2005年）、彭水水電站（2007年）、構(gòu)皮灘水電站（2009年）、思林水電站（2009年）、銀盤(pán)水電站（2011年）、沙沱水電站（2013年），這些大型水利樞紐的建成運(yùn)行是導(dǎo)致烏江流域輸沙量下降的主要原因。

2.4 水沙改變度分析

采用RI法（河流影響因子評(píng)價(jià)法）對(duì)烏江下游控制總站武隆站徑流量、輸沙量改變程度進(jìn)行定量研究，根據(jù)表2中烏江水沙的階段性劃分結(jié)果來(lái)對(duì)徑流量、輸沙量階段性改變度進(jìn)行分析計(jì)算，各RI指標(biāo)計(jì)算結(jié)果見(jiàn)圖10和表6。結(jié)果表明：烏江流域徑流量MIF、VIF、TIF值在變異期Tb分別為0.98，0.44，0.36，說(shuō)明烏江流域徑流量年內(nèi)最大值、最小值出現(xiàn)的時(shí)間和年內(nèi)分布分別發(fā)生了中度和高度改變，表明烏江干流水電站的修建只對(duì)烏江流域徑流量年內(nèi)變化影響較大，但是對(duì)于徑流量年際變化的影響較小;RI值為0.79，表明烏江流域徑流量在氣候變化的影響下其總體改變度為輕度改變。烏江流域輸沙量MIF、VIF、TIF值在輸沙量變異期Tb分別為0.54，0.45，0.45，表明從1976～1985年烏江年輸沙量年際變化較基準(zhǔn)期Ta發(fā)生了高度改變，其年內(nèi)輸沙量最大值、最小值發(fā)生的時(shí)間和輸沙量年內(nèi)分布均發(fā)生了高度改變;RI值為0.48，表明在變異期Tb（1976～1992年）烏江流域水電站的修建和水土保持治理措施等人類活動(dòng)使得烏江年輸沙量總體改變度為高度改變。而在變異期Tc，MIF、VIF、TIF、RI值分別為0.14，0.44，0.40，0.12，表明在1993～2017年輸沙量年際變化較基準(zhǔn)期發(fā)生了嚴(yán)重改變，輸沙量年內(nèi)變化和輸沙量最大值、最小值出現(xiàn)的時(shí)間發(fā)生了高度改變，綜合改變度較基準(zhǔn)期為嚴(yán)重改變?？偠灾?，烏江流域年徑流量在受氣候變化影響方面其綜合改變度為輕度改變，年輸沙量在人類活動(dòng)的影響下已經(jīng)發(fā)生了嚴(yán)重改變。

3 徑流泥沙演變影響因素

影響流域內(nèi)徑流量和輸沙量的因素主要包括流域內(nèi)下墊面條件自然災(zāi)害、氣候降水、人類影響等[27]，其中人類活動(dòng)和降水對(duì)河流的產(chǎn)流產(chǎn)沙影響較大。根據(jù)近年的《貴州水資源公報(bào)》水資源量統(tǒng)計(jì)分析發(fā)現(xiàn)：研究區(qū)工農(nóng)業(yè)等取水量未發(fā)生顯著變化[5] 。因此人類活動(dòng)，例如修建水利工程等對(duì)河川徑流進(jìn)行了一定的調(diào)節(jié)，從而改變了河川徑流原有的時(shí)空分布。由于烏江上興建的水庫(kù)多為日調(diào)節(jié)或不完全年調(diào)節(jié)水庫(kù)，對(duì)年徑流量的影響相對(duì)較小，主要改變的是徑流的年內(nèi)分配過(guò)程。而降水變化對(duì)徑流的影響較為敏感，能夠直接影響徑流量年際變化[3]。

人類活動(dòng)對(duì)烏江流域年輸沙量的影響主要表現(xiàn)在水利工程的修建、水土保持治理措施的實(shí)施。為了評(píng)價(jià)水庫(kù)蓄水?dāng)r沙對(duì)烏江年輸沙量的影響，將武隆站作為總控制站分析烏江流域大型水庫(kù)建設(shè)情況與控制總站武隆站年輸沙量年際變化之間的關(guān)系，如表7所列。根據(jù)表7可知年輸沙量的階段性減少與流域內(nèi)水庫(kù)累積庫(kù)容的增加具有良好的相關(guān)性。在1965～1975年間，烏江上修建了一些小型的水電站，但是由于其庫(kù)容量較小其蓄水?dāng)r沙作用不明顯，所以在20世紀(jì)60～80年代初，烏江流域輸沙量變化不明顯，而隨著1982年烏江渡電站（庫(kù)容23.0億m3）的修建，1980～1985年庫(kù)區(qū)淤積泥沙約1.20億m3（1.39億t），年均淤積量為2 000萬(wàn)m3（2 310萬(wàn)t）[28]，使得變異期Tb的多年年均輸沙量1.94×107 t較基準(zhǔn)期3.61×107 t減少了1.67×107 t，約占基準(zhǔn)期年均輸沙量的50%。隨著1991～2017年烏江干流東風(fēng)水電站（1994年蓄水，總庫(kù)容10.25億m3）、普定水電站（1995年建成，總庫(kù)容4.20億m3）、引子渡水電站（2003年蓄水，總庫(kù)容5.27億m3）、洪家渡水電站（2004年蓄水，總庫(kù)容49.47億m3）、烏江干流索風(fēng)營(yíng)水電站（2005年蓄水，庫(kù)容1.67億m3）、2007年彭水水電站（2007年蓄水，庫(kù)容24.65億m3）、思林水電站（2009年蓄水，庫(kù)容為12.05億m3）、構(gòu)皮灘水電站（2009年蓄水，庫(kù)容為55.64億m3）等的建成蓄水，使得烏江流域年輸沙量在變異期Tc的多年年均輸沙量0.51×107 t較基準(zhǔn)期3.61×107 t減少了3.10×107 t，約占基準(zhǔn)期年均輸沙量的90%。所以烏江流域水利樞紐設(shè)施的興建與運(yùn)行對(duì)于烏江干流年輸沙量的影響是巨大的。

4 結(jié) 論

（1）通過(guò)對(duì)烏江流域水沙、降水量的趨勢(shì)分析，發(fā)現(xiàn)武隆站徑流量、降水量其Mann-Kendall標(biāo)準(zhǔn)化變量分別為-1.43，-1.23，均未通過(guò)95%置信檢驗(yàn)，表明徑流量、降水量表現(xiàn)出不明顯的下降趨勢(shì);輸沙量Mann-Kendall標(biāo)準(zhǔn)化變量為-6.95，通過(guò)了95%的置信區(qū)間，表明輸沙量下降幅度顯著。

（2）根據(jù)Mann-Kendall非參數(shù)檢驗(yàn)法和滑動(dòng)T檢驗(yàn)法對(duì)武隆站多年水沙序列和流域多年降水序列進(jìn)行突變檢驗(yàn)并結(jié)合徑流量-降水量雙累積曲、輸沙量-降水量雙累積曲線發(fā)現(xiàn)武隆站年徑流量在1994年發(fā)生突變，輸沙量分別在1975，1992年發(fā)生突變，降水量在2000年發(fā)生突變。并將徑流量變化劃分為1965～1994年、1995～2017年兩個(gè)階段，將輸沙量變化劃分為1965～1975年、1976～1992年、1993～2017年3個(gè)階段。

（3）根據(jù)對(duì)烏江流域泥沙序列的階段性劃分對(duì)烏江流域水沙進(jìn)行階段相關(guān)性分析，結(jié)果顯示在輸沙量基準(zhǔn)期Ta、變異期Tb、變異期Tc其相關(guān)系數(shù)R分別為0.34，0.01，0.22，表明烏江水沙相關(guān)性自變異期Tb后均處于極差的狀態(tài)。

（4）通過(guò)累積量斜率變化率法對(duì)烏江流域徑流量、輸沙量在不同變異期內(nèi)氣候變化和人類活動(dòng)的貢獻(xiàn)率進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算結(jié)果顯示在徑流量變異期Tb（1995～2017年）氣候變化和人類活動(dòng)的貢獻(xiàn)率分別為66.13%，33.87%，說(shuō)明在此期間氣候變化是年徑流量減少的主要驅(qū)動(dòng)力，輸沙量變異期Tb（1976～1992年）、變異期Tc（1993～2017年）氣候變化和人類活動(dòng)的貢獻(xiàn)率分別為11.62%和88.38%，6.61%和93.39%，表明烏江流域年輸沙量減少的主要驅(qū)動(dòng)因素是人類活動(dòng)。

（5）采用RI法對(duì)烏江水沙不同階段的水文改變度進(jìn)行計(jì)算分析，結(jié)果顯示年徑流量在變異期Tb（1995～2017年）在年際變化上為輕度改變，年輸沙量在變異期Tb（1976～1992年）、變異期Tc（1993～2017年）分別為高度、嚴(yán)重改變。

（6）通過(guò)對(duì)烏江流域水庫(kù)蓄水?dāng)r沙對(duì)年輸沙量影響分析可知：年輸沙量在變異期Tb（1976～1992年）較基準(zhǔn)期Ta（1965～1975年）減少了1.67×107 t，約占基準(zhǔn)期年均輸沙量的50%;在變異期Tc（1993～2017年）較基準(zhǔn)期Ta（1965～1975年）減少了3.10×107 t，約占基準(zhǔn)期年均輸沙量的90%。說(shuō)明水庫(kù)蓄水?dāng)r沙是導(dǎo)致輸沙量顯著減少的重要原因之一。

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（編輯：江 文）