基于IHA-RVA法的祖厉河流域水文情势变化分析

doi:10.11988/ckyyb.20240930

raybet体育在线院报 ›› 2025, Vol. 42 ›› Issue (5): 57-64.DOI: 10.11988/ckyyb.20240930

基于IHA-RVA法的祖厉河流域水文情势变化分析

吕明侠¹^,²(), 王一博²()

¹ 甘肃省定西水文水资源勘测中心,甘肃定西 743000
² 兰州大学资源环境学院,兰州 730000

收稿日期:2024-09-04 修回日期:2024-11-05 出版日期:2025-05-01 发布日期:2025-05-01
通信作者:
王一博(1970-),男,甘肃会宁人,教授,博士,研究方向为寒区旱区水文水资源。E-mail:wangyib@lzu.edu.cn
作者简介:
吕明侠(1989-),女,甘肃渭源人,工程师,硕士,研究方向为水文水资源。E-mail:lvmingxia8@126.com
基金资助:
四川大学山区河流保护与治理全国重点实验室开放课题(SKHL2314); 甘肃省水利科学试验研究及推广计划项目(22GSLK030); 甘肃省水利科学试验研究及推广计划项目(25GSLK010); 国家重点研发计划项目(U2240226)

Hydrological Regime Alteration in Zuli River Basin Based on IHA-RVA Method

LÜ Ming-xia¹^,²(), WANG Yi-bo²()

¹ Dingxi Hydrological and Water Resources Survey Center of Gansu Province, Dingxi 743000, China
² College of Earth and Environmental Sciences, Lanzhou University, Lanzhou 730000, China

Received:2024-09-04 Revised:2024-11-05 Published:2025-05-01 Online:2025-05-01

摘要/Abstract

摘要： 气候变化和人类活动强烈改变区域水文环境,迫切需要基于高精度实测数据对黄土高原水土流失区水文情势变化开展详细研究。基于日尺度的径流数据,运用水文指标变化范围(IHA-RVA)法对流域的水文情势改变程度进行了综合评估。结果表明:气候暖化和水土保持措施共同影响下祖厉河流域的年平均径流量呈显著下降趋势,在1996年发生突变,且水土保持措施的贡献大于气候变化贡献的3倍以上。径流突变前后,流域水文整体改变度为48%,属于中度改变。极端水文指标的改变度大于月均流量指标的改变度,低流量历时改变度最大达到95%,11月份月均流量改变度仅1%。径流突变后,不管是月均流量指标还是极端流量指标均呈现出年内分布的均匀化趋势。该研究为干旱的水土流失区生态环境保护及水资源规划管理提供方法依据和理论支撑。

关键词: IHA-RVA法, 水文情势变化, 水文改变度, 水土流失区, 祖厉河流域

Abstract:

[Objective] This study aims to investigate the hydrological regime alteration in rivers in the soil erosion region of the Loess Plateau under the combined influence of climate change and human activities.[Methods]Using daily runoff data, this study conducted a comprehensive evaluation of the degree of hydrological regime alteration in the basin using the Indicators of Hydrologic Alteration-Range of Variability Approach (IHA-RVA). [Results] Climate warming and soil-water conservation measures jointly led to a significant decrease in the annual average runoff in the Zuli River Basin, with an abrupt change occurring around 1995.Following the abrupt change of runoff, both monthly average flow and related extreme flow indicators exhibited a trend of uniform intra-annual distribution. The degree of change in extreme hydrological indicators was greater than that in monthly average flow indicators,with the change in low-flow duration reaching up to 95% and the change in monthly average flow in November being only 1%.The occurrence time of annual minimum flows advanced significantly,whereas the occurrence time of maximum flows was delayed. After the hydrological abrupt change,both the frequency and duration of high and low flows at the Jingyuan Station decreased significantly.The Zuli River Basin experienced more frequent flow changes,while the amplitude of these changes gradually diminished. After the abrupt change of runoff in the Zuli River Basin, the overall hydrological alteration degree was 48%, which was classified as moderate alteration. [Conclusions] Human activities, primarily driven by soil-water conservation measures, strongly influence the hydrological regime alteration in the Zuli River Basin. Following the abrupt change of runoff, a notable decrease in basin runoff is observed, accompanied by a trend towards more uniform intra-annual distribution. This study provides methodological frameworks and theoretical foundations for ecological conservation and water resource management in arid, soil erosion regions.

Key words: IHA-RVA method, hydrological regime alteration, degree of hydrological alteration, soil erosion region, Zuli River Basin

中图分类号:

TV121径流

吕明侠, 王一博. 基于IHA-RVA法的祖厉河流域水文情势变化分析[J]. raybet体育在线院报, 2025, 42(5): 57-64.

LÜ Ming-xia, WANG Yi-bo. Hydrological Regime Alteration in Zuli River Basin Based on IHA-RVA Method[J]. Journal of Changjiang River Scientific Research Institute, 2025, 42(5): 57-64.

组别	内容	IHA
第1组	月均流量	各月流量中值或平均值
第2组	年极端流量	年最小1、3、7、30、90 d流量,年最大1、3、7、30、90 d流量和基流指数
第3组	年极端流量发生时间	年最小、最大1 d流量发生时间
第4组	高、低流量的频率及历时	高、低流量发生次数,高、低流量历时
第5组	流量变化改变率及频率	流量平均减小率、增加率和逆转次数

组别	内容	IHA
第1组	月均流量	各月流量中值或平均值
第2组	年极端流量	年最小1、3、7、30、90 d流量,年最大1、3、7、30、90 d流量和基流指数
第3组	年极端流量发生时间	年最小、最大1 d流量发生时间
第4组	高、低流量的频率及历时	高、低流量发生次数,高、低流量历时
第5组	流量变化改变率及频率	流量平均减小率、增加率和逆转次数

水文站	突变年份		变异点年份
水文站	M-K非参数检验	累积距平法	变异点年份
靖远站	1993、1994、1996	1986、1988、1992、 1996、1999	1996

水文站	突变年份		变异点年份
水文站	M-K非参数检验	累积距平法	变异点年份
靖远站	1993、1994、1996	1986、1988、1992、 1996、1999	1996

组别	IHA	均值		阈值		水文改变度/%	整体改变度/%
组别	IHA	突变前	突变后	下限	上限	水文改变度/%	整体改变度/%
第1 组	10月份月均流量	1.76	1.75	0.55	2.97	13	37.0 (M)
	11月份月均流量	1.11	1.41	0.41	1.80	-1
	12月份月均流量	0.55	1.04	0.34	0.75	-53
	1月份月均流量	0.44	0.95	0.21	0.68	-81
	2月份月均流量	0.70	1.04	0.42	0.97	-25
	3月份月均流量	1.92	1.32	0.79	3.05	8
	4月份月均流量	1.74	1.35	0.96	2.94	18
	5月份月均流量	1.63	2.01	0.82	3.10	9
	6月份月均流量	4.90	2.69	1.70	10.86	-17
	7月份月均流量	12.72	4.88	5.66	24.76	-73
	8月份月均流量	13.71	5.68	4.07	27.73	-7
	9月份月均流量	4.53	2.20	1.67	8.66	13
第2 组	年最小1 d流量	0.26	0.57	0.12	0.41	-55	52.2 (M)
	年最小3 d流量	0.30	0.62	0.14	0.46	-68
	年最小7 d流量	0.34	0.67	0.17	0.51	-77
	年最小30 d流量	0.40	0.79	0.20	0.60	-68
	年最小90 d流量	0.52	0.95	0.30	0.73	-66
	基流指数	0.11	0.33	0.04	0.19	-74
	年最大1 d流量	199.0	63.2	31.8	366	-29
	年最大3 d流量	98.2	36.3	15.8	181	-16
	年最大7 d流量	56.0	20.8	10.6	102	-13
	年最大30 d流量	22.8	8.68	6.13	39.41	-18
	年最大90 d流量	11.74	4.90	3.97	19.51	-18
第3 组	年最小流量出现时间	343	321	276	354	34	25.5 (L)
第3 组	年最大流量出现时间	207	210	181	233	-10	25.5 (L)
第4 组	低流量发生次数	8.0	2.2	3.4	12.6	-47	61.8 (M)
	低流量历时	10.0	3.1	4.8	15.2	-95
	高流量发生次数	5.7	2.0	2.9	8.6	-49
	高流量历时	1.6	1.5	1.2	2.1	-40
第5 组	上升率	6.1	1.7	1.6	10.6	-48	58.0 (M)
	下降率	-3.9	-1.2	-6.5	-1.3	-51
	逆转次数	121	130	104	137	-72

基于IHA-RVA法的祖厉河流域水文情势变化分析

Hydrological Regime Alteration in Zuli River Basin Based on IHA-RVA Method

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