基于ＩＨＡ－ＲＶＡ 法的黃河水文情勢演變分析

王保良 王鴻翔 張海濤 郝春灃 仇亞琴 牛存穩

摘 要：水文情勢的自然波動是維系河流生態系統功能性及水文健康的關鍵。針對氣候變化和人類活動造成黃河流域水文情勢變化等問題，選取黃河干流代表性水文站（蘭州站、龍門站、花園口站）１９５６—２０２０ 年逐日徑流實測資料，采用Ｍａｎｎ－Ｋｅｎｄａｌｌ 和Ｐｅｔｔｉｔｔ檢驗方法，綜合檢驗徑流突變年份，利用生態水文指標變化范圍法（ＩＨＡ－ＲＶＡ），定量評價黃河流域水文情勢改變程度。結果表明：１）蘭州站、龍門站、花園口站徑流突變年份分別為１９８４ 年、１９８７ 年、１９８６ 年，且龍門站、花園口站控制流域內年均流量呈顯著性減小趨勢。２）蘭州站年均９０ ｄ 最小流量改變度最高，達８３％；龍門站４ 月平均流量改變度最高，達－１００％；花園口站流量平均增大（減小）率改變度最高，達－９２％。３）蘭州站、龍門站、花園口站整體水文改變度分別為３４％、３７％、５１％，均屬于中度改變。

關鍵詞：Ｍａｎｎ－Ｋｅｎｄａｌｌ 檢驗；水文情勢；ＩＨＡ－ＲＶＡ；水文改變度；黃河

中圖分類號：Ｐ３３３；ＴＶ８８２．１ 文獻標志碼：Ａ ｄｏｉ：１０．３９６９／ ｊ．ｉｓｓｎ．１０００－１３７９．２０２４．０５．００５

引用格式：王保良，王鴻翔，張海濤，等．基于ＩＨＡ－ＲＶＡ 法的黃河水文情勢演變分析［Ｊ］．人民黃河，２０２４，４６（５）：３３－３９．

０ 引言

河流水文情勢演變是決定河流物質和能量交換的重要動態特征，而水文情勢改變會直接影響流域生態系統的穩定和區域水資源的開發與利用。近年來，隨著氣候變化和人類活動干擾的加劇，亞馬孫河［１］ 、尼羅河［２］ 、黃河［３］ 和長江［４］ 等全球重要河流的水文情勢都在一定程度上發生了變化。２０ 世紀６０ 年代以來，黃河流域大規模建設水庫以及開展水土保持工作，這些大規模的人類活動嚴重擾亂了黃河水文情勢變化［５］ 。因此，定量評價黃河流域徑流演變特征及水文改變程度，對于黃河流域生態恢復和可持續發展具有重要意義。

目前，國內外學者針對河流水文情勢的定量分析進行了諸多探討，應用最為廣泛的研究方法是由Ｒｉｃｈｔｅｒ 等［６］ 提出的水文改變指標法（ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒｓ ｏｆＨｙｄｒｏｌｏｇｉｃ Ａｌｔｅｒａｔｉｏｎ，ＩＨＡ）。該方法從流量、事件、頻率、歷時、變化率等方面歸納出３３ 個水文改變指標，簡化了常見的１７０ 多個水文指標。在此基礎上，Ｒｉｃｈｔｅｒ還提出變化范圍法（ Ｒａｎｇｅ ｏｆ Ｖａｒｉａｂｉｌｉｔｙ Ａｐｐｒｏａｃｈ，ＲＶＡ），它利用河流流量變化與外界生態改變度，得到流域整體的改變度。常俊超［７］ 運用ＩＨＡ－ＲＶＡ 法定量評估了黃河中游水文情勢變化，得到流域內水文情勢改變主導因素是大型水利工程建設這一結論。張怡雯［８］ 利用ＩＨＡ－ＲＶＡ 法對黃河蘭州以上水文情勢變化進行分析，量化出單個水文指標受影響后的變異程度。鞠琴等［９］ 基于水文改變指標的變化范圍法對渭河流域的水文情勢改變度進行了綜合評估，評價了渭河流域水文突變前后水體的整體變化情況。康澤璇等［１０］基于ＩＨＡ－ＲＶＡ 法對大通河上中游水文規律變化進行研究，發現水文情勢改變與大通河源頭區的含水層分布有關。雖然諸多學者利用ＩＨＡ－ＲＶＡ 法對不同流域進行水文情勢評估都得到較好的效果，但是對于黃河流域而言，大多數研究僅局限于趨勢點和突變點分析或某一流域，缺乏對整個黃河流域水文指標變異性及變異程度的分析。

針對目前黃河水文情勢變化研究的不足，筆者基于黃河代表性水文站蘭州站、龍門站、花園口站１９５６—２０２０ 年逐日徑流水文數據，對以下幾方面深入研究：１） 分析黃河流域徑流的長期序列變化特征；２）分析突變前后黃河流量、事件、頻率、歷時、變化率５個方面的水情變化；３）定量分析黃河流域整體水文情勢的改變度。