近几十年来,由于全球气候变化和人类活动加剧的耦合效应,黄河水沙量锐减,导致下游河道萎缩、洪水泥沙排放能力降低等严重环境问题。黄河水沙变化及其影响因素引起广泛关注。然而,黄河水沙来源变化,特别是黄河不同河段不同时期水沙来源的量化研究仍有不足。在人类活动增加的背景下,迫切需要全面讨论具体因素对黄河水沙变化的影响。
针对上述问题,水保学院研究团队联合中国水利水电科学研究院等单位以黄河上游水土流失最严重的黄河宁夏段为研究对象,阐明了近70年黄河径流输沙序列的变化趋势和周期特征,综合讨论了引水引沙、水库大坝建设和水土保持措施等人类活动对径流泥沙演变规律和空间来源的影响,并核算了水土保持措施减水减沙效益和阈值。
研究发现:70年来,黄河宁夏段年径流量和年输沙量显著减少,且均于1986年左右发生突变;径流和输沙序列的主导周期分别约为29年和28年。影响黄河宁夏段径流来源变化的主导因子均为引水,但影响输沙变化的主导因子分别为河道泥沙淤积(1951-1985年)和支流汇入泥沙(1986-2020年)。此外,随水土保持措施面积增加,其减水减沙边际效益降低,水土保持措施截留水沙的能力随时间推移而逐渐饱和。研究成果对于科学认识和预测未来黄河流域水沙变化趋势具有重要意义,还为进一步深化流域科学管理提供了理论依据。
黄河宁夏段1951-1985年和1986-2020年径流泥沙空间来源
水土保持措施的减水减沙边际效益
本研究成果以“Evolution patterns and spatial sources of water and sediment discharge over the last 70 years in the Yellow River, China: A case study in the Ningxia Reach”为题,发表于环境科学与生态学类TOP期刊Science of the Total Environment。水保学院博士研究生缪今典为文章第一作者,魏天兴教授为通讯作者。研究得到国家自然科学基金项目、中国水利水电科学研究院专项研究项目和宁夏水利科技专项的资助。
文章链接:http://dx.doi.org/10.1016/j.scitotenv.2022.155952