• 全国中文核心期刊
  • 中国科技核心期刊
  • 美国工程索引(EI)收录期刊

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

1956—2018年中国江河径流演变及其变化特征

张建云 王国庆 金君良 贺瑞敏 刘翠善

张建云, 王国庆, 金君良, 贺瑞敏, 刘翠善. 2020: 1956—2018年中国江河径流演变及其变化特征. 水科学进展, 31(2): 153-161. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2020.02.001
引用本文: 张建云, 王国庆, 金君良, 贺瑞敏, 刘翠善. 2020: 1956—2018年中国江河径流演变及其变化特征. 水科学进展, 31(2): 153-161. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2020.02.001
Jianyun ZHANG, Guoqing WANG, Junliang JIN, Ruimin HE, Cuishan LIU. 2020: Evolution and variation characteristics of the recorded runoff for the major rivers in China during 1956—2018. Advances in Water Science, 31(2): 153-161. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2020.02.001
Citation: Jianyun ZHANG, Guoqing WANG, Junliang JIN, Ruimin HE, Cuishan LIU. 2020: Evolution and variation characteristics of the recorded runoff for the major rivers in China during 1956—2018. Advances in Water Science, 31(2): 153-161. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2020.02.001

1956—2018年中国江河径流演变及其变化特征

doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2020.02.001
基金项目: 

国家重点研发计划资助项目 2016YFA0601501

国家自然科学基金资助项目 41830863

详细信息
    作者简介:

    张建云(1957-), 男, 江苏沛县人, 院士, 主要从事气候变化、水文水资源、暴雨洪涝等方面研究。E-mail:jyzhang@nhri.cn

  • 中图分类号: TV121.2

Evolution and variation characteristics of the recorded runoff for the major rivers in China during 1956—2018

Funds: 

The study is financially supported by the National R & D Program of China 2016YFA0601501

the National Natural Science Foundation of China 41830863

  • 摘要: 地表水资源是维系区域生态平衡和促进经济社会发展的制约性要素, 河川径流是地表水资源的主要形式, 二者的丰枯变化均直接影响流域水资源管理。基于江河实测径流量资料和水资源公报资料, 初步分析了1956—2018年中国主要江河实测径流量和中国十大水资源区地表水资源的变化和演变特征。结果表明:①除长江大通站外, 中国主要江河代表性水文站实测年径流量均呈现下降趋势。②黄河上游唐乃亥站实测年径流量为非显著性减少趋势, 黄河花园口站实测径流量呈现显著性减少趋势; 1980—2000年和2001—2018年唐乃亥站实测径流量较基准期1956—1979年分别变化1.8%和-5.9%, 而同时期花园口站实测径流量分别减少26.7%和41.0%。③地理分布上, 黄河是中国南北地区径流变化的分水岭, 黄河以南地区江河径流量为非显著性变化, 黄河以北江河径流量为显著性减少趋势, 特别是海河流域, 实测径流量减少最为显著; 21世纪以来, 黄河以北河流实测径流量较1980年之前减少幅度超过25%, 海河减幅高达80%以上。④ 1956—2018年全国地表水资源量约为27 266亿m3, 较第二次全国水资源评价结果偏少122亿m3。21世纪以来, 海河、黄河、辽河地表水资源明显减少, 进一步加重了区域水资源供需矛盾。
  • 图  1  中国主要江河水系、十大水资源区及代表性水文站位置

    Figure  1.  Major river system, ten water resources zones, and locations of the representative hydrological stations in China

    图  2  中国七大江河代表性水文站1956—2018年实测年径流量过程

    Figure  2.  Recorded annual runoff from 1956—2018 gauged at the ten representative hydrometric stations on the seven major rivers in China

    表  1  中国十大水资源区及主要江河代表性水文站基本信息

    Table  1.   Basic information of the ten water resources zones and the representative hydrometric stations on major rivers in China

    序号 水资源分区 水资源分区面积/km2 主要江河 水文站 控制面积/km2
    松花江区 934 802 松花江 哈尔滨 389 769
    辽河区 314 146 辽河 铁岭 120 764
    海河区 320 041 海河 石匣里
    观台
    23 627
    17 800
    黄河区 795 043 黄河 唐乃亥
    花园口
    121 972
    730 036
    淮河区 330 009 淮河 吴家渡 121 330
    长江区 1 782 715 长江 宜昌
    大通
    1 005 501
    1 705 383
    东南诸河区 244 574
    珠江区 578 974 珠江 梧州 327 006
    西南诸河区 844 114
    西北诸河区 3 362 261
    下载: 导出CSV

    表  2  中国七大江河代表性水文站1956—2018年实测年径流量演变趋势诊断

    Table  2.   Variation trends of the recorded annual and seasonal runoff from 1956—2018 gauged at the 10 representative hydrometric stations on the seven major rivers in China

    序号 河流 水文站 倾向率/(mm·a-1) M-K值
    1 松花江 哈尔滨 -0.696 -3.11 -2.76 -1.64 -3.55 -1.24
    2 辽河 铁岭 -0.289 -2.89 0.82 -3.28 -2.97 1.71
    3 海河 石匣里 -0.684 -8.46 -8.69 -7.18 -6.52 -8.70
    4 海河 观台 -1.768 -5.29 -4.82 -4.29 -4.91 -6.20
    5 黄河 唐乃亥 -0.177 -0.77 -0.90 -0.50 -0.74 0.55
    6 黄河 花园口 -0.631 -5.13 -1.73 -3.87 -5.32 -2.17
    7 淮河 吴家渡 -0.585 -0.61 -0.74 -0.91 -0.28 0.99
    8 长江 宜昌 -0.385 -1.05 2.69 -1.54 -2.88 4.78
    9 长江 大通 0.327 0.69 0.79 0.20 -1.28 5.02
    10 珠江 梧州 -0.269 -0.48 0.59 -1.47 -0.74 3.02
    下载: 导出CSV

    表  3  代表性水文站1980—2000年和2001—2018年实测年径流量较基准期1956—1979年的变化

    Table  3.   Changes in the recorded runoff during 1980—2000 and 2001—2018 relative to the baseline of 1956—1979 for the ten representative hydrometric stations on the major rivers in China

    序号 河流 水文站 径流量变化/%
    2001—2018年 1980—2000年
    1 松花江 哈尔滨 -25.0 9.1
    2 辽河 铁岭 -42.2 -9.8
    3 海河 石匣里 -90.0 -70.1
    4 海河 观台 -81.7 -77.8
    5 黄河 唐乃亥 -5.9 1.8
    6 黄河 花园口 -41.0 -26.7
    7 淮河 吴家渡 -0.4 0.4
    8 长江 宜昌 -5.0 2.1
    9 长江 大通 0.7 8.4
    10 珠江 梧州 -7.5 1.5
    下载: 导出CSV

    表  4  中国十大水资源区1980—2000年和2001—2018年地表水资源较1956—1979年的变化

    Table  4.   Changes in surface water resources of the ten major water resources zones of China during 1980—2000 and 2001—2018年relative to 1956—1979年

    序号 水资源区 地表水资源变化/%
    2001—2018年 1980—2000年
    1 松花江 -0.9 12.8
    2 辽河 -19.8 -10.3
    3 海河 -53.8 -40.6
    4 黄河 -17.5 -12.9
    5 淮河 -5.1 -14.6
    6 长江 0.7 7.4
    7 东南诸河 6.8 8.4
    8 珠江 2.8 2.2
    9 西南诸河 -4.4 -1.9
    10 西北诸河 13.1 2.1
    下载: 导出CSV

    表  5  中国十大水资源区1956—2018年地表水资源较第二次水资源评价结果的变化

    Table  5.   Changes in surface water resources of the ten major water resources zones of China during 1956—2018 relative to that during 1956—2000 from the Second Water Resources Assessment of China

    水资源区 松花江 辽河 海河 黄河 淮河 长江 东南诸河 珠江 西南诸河 西北诸河
    水资源变化/% -1.9 -4.1 -11.0 -2.9 1.1 -0.8 0.8 0.5 -0.9 3.6
    下载: 导出CSV

    表  6  中国主要江河1980年之后实测径流量较前期变化的两项研究成果对比

    Table  6.   Results comparison of runoff changes for major rivers in China, conducted by Zhang et al[13] and this study

    序号 河流 水文站 径流量变化/%
    文献[13] 本文
    1 松花江 哈尔滨 -2.5 -25.0
    2 辽河 铁岭 -30.9 -42.2
    3 海河 石匣里 -76.6 -90.0
    4 海河 观台 -77.9 -81.7
    5 黄河 唐乃亥 -3.2 -5.9
    6 黄河 花园口 -33.0 -41.0
    7 淮河 吴家渡 -4.8 -0.4
    8 长江 宜昌 -0.8 -5.0
    9 长江 大通 3.7 0.7
    10 珠江 梧州 -2.2 -7.5
    下载: 导出CSV
  • 水利部水利水电规划设计总院.中国水资源及其开发利用调查评价[M].北京:中国水利水电出版社, 2014.

    China Renewable Energy Engineering Institute, Ministry of Water Resources. Water resources assessment and its development & utilization in China[M]. Beijing:China Water & Power Press, 2014(in Chinese)
    IPCC. Climate change and water[M]. Cambridge:Cambridge University Press, 2008.
    张建云, 王国庆.气候变化对水文水资源的影响[M].北京:科学出版社, 2007.

    ZHANG J Y, WANG G Q. Impact of climate change on hydrology and water resources[M]. Beijing:Science Press, 2007.(in Chinese)
    NOORA V. Estimation of climate change impacts on hydrology and floods in Finland[D]. Helsinki: Aalto University, 2012.
    WANG X J, ZHANG J Y, SHAHID S, et al. Forecasting industrial water demand in Huaihe River basin due to environmental changes[J]. Mitigation and Adaptation Strategies for Global Change, 2018, 23(4):469-483. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=93f4ce634fc19c574587be43f4bb9494
    ZHANG H L. Strategic study for water management in China[M]. Nanjing:Southeast University Press, 2005.
    WANG G Q, WANG Y Y. Managing water for sustainable utilization as China warms[J]. International Journal of Environmental Sciences & Natural Resources, 2019.[DOI: 10.19080/IJESNR.2019.17.555952]
    张建云, 王国庆.河川径流演变及归因定量识别.北京:科学出版社, 2014.

    ZHANG J Y, WANG G Q. Variation of river runoff and quantitative attribution identification[M]. Beijing:Science Press, 2014.(in Chinese)
    谢平, 陈广才, 雷红富, 等.变化环境下地表水资源评价方法[M].北京:科学出版社. 2009.

    XIE P. CHEN G C, LEI H F, et al. Methodology of surface water resources assessment under a changing environment[M]. Beijing:Science Press, 2009.(in Chinese)
    王国庆, 唐雄朋, 刘佩瑶, 等.山西省岚河流域水文气象要素演变及响应关系[J].华北水利水电大学学报(自然科学版), 2017, 38(4):67-70, 83. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/hbslsdxyxb201704009

    WANG G Q, TANG X P, LIU P Y, et al. Historical variation and response relationship of hydro-moteorological variables during 1955-2015 for Lanhe River in Shanxi Province[J]. Journal of North China University of Water Resources and Electric Power (Natural Science Edition), 2017, 38(4):60-70, 83.(in Chinese) http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/hbslsdxyxb201704009
    DAI A, QIAN T, TRENBERTH K E, et al. Changes in continental freshwater discharge from 1948 to 2004[J]. Journal of Climate, 2009, 22(10):2773-2792. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=fdc4c79c9ed476434e96fff724b4ebf3
    张利茹, 贺永会, 唐跃平, 等.海河流域径流变化趋势及其归因分析[J].水利水运工程学报, 2017(4):59-66. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/slsykxyj201704009

    ZHANG L R, HE Y H, TANG Y P, et al. Analysis of runoff change trend and its attribution in Haihe River basin[J]. Hydro-Science and Engineering, 2017(4):59-66.(in Chinese) http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/slsykxyj201704009
    张建云, 章四龙, 王金星, 等.近50年来中国六大流域年际径流变化趋势研究[J].水科学进展, 2007, 18(2):230-234. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/skxjz200702013

    ZHANG J Y, ZHANG S L, WANG J X, et al. Study on runoff trends of the six larger basins in China over the past 50 years[J]. Advances in Water Science, 2007, 18(2):230-234.(in Chinese) http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/skxjz200702013
    汪雪格, 胡俊, 吕军, 等.松花江流域1956-2014年径流量变化特征分析[J].中国水土保持, 2017(10):61-65. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-ZGSB201710019.htm

    WANG X G, HU J, LYU J, et al. Variation characteristics of annual runoff in the Songhua River basin from 1956 to 2014[J]. Soil and Water Conservation in China, 2017(10):61-65.(in Chinese) http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-ZGSB201710019.htm
    田蕾, 王随继.近60年来辽河流域径流量变化及其主控因素分析[J].水土保持研究, 2018(1):153-159. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/stbcyj201801026

    TIAN L, WANG S J. Analysis of the runoff change and main influencing factors in the Liaohe River basin[J]. Research of Soil and Water Conservation, 2018(1):153-159.(in Chinese) http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/stbcyj201801026
    赵建华, 刘翠善, 王国庆, 等.近60年来黄河流域气候变化及河川径流演变与响应[J].华北水利水电大学学报(自然科学版), 2018, 39(3):1-5. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/hbslsdxyxb201803001

    ZHAO J H, LIU C S, WANG G Q, et al. Evolution of stream flow in the Yellow River during the past 60 years and its response to climate change[J]. Journal of North China University of Water Resources and Electric Power (Natural Science Edition), 2018, 39(3):1-5.(in Chinese) http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/hbslsdxyxb201803001
    周建军, 张曼.近年长江中下游径流节律变化、效应与修复对策[J].湖泊科学, 2018, 30(6):1471-1488. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/hpkx201806001

    ZHOU J J, ZHANG M. Effect of dams on the regime of the mid-lower Yangtze River runoff and countermeasures[J]. Journal of Lake Science, 2018, 30(6):1471-1488.(in Chinese) http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/hpkx201806001
    陈立华, 刘为福, 冷刚, 等.西江干流径流年际及年内变化趋势分析[J].南水北调与水利科技, 2018, 16(4):74-82. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/nsbdyslkj201804010

    CHEN L H, LIU W F, LENG G, et al. Study on interannual and seasonal variation characteristics of runoff in the main stream of the Xijiang River[J] South-to-North Water Transfers and Water Science & Technology, 2018, 16(4):74-82.(in Chinese) http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/nsbdyslkj201804010
    王金星, 张建云, 李岩, 等.近50年来中国六大流域径流年内分配变化趋势[J].水科学进展, 2008, 19(5):656-662. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/skxjz200805009

    WANG J X, ZHANG J Y, LI Y, et al.Variation trends of runoffs seasonal distribution of the six larger basins in China over the past 50 years[J]. Advances in Water Science, 2008, 19(5):656-662.(in Chinese) http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/skxjz200805009
    管晓祥, 张建云, 鞠琴, 等.多种方法在水文关键要素一致性检验中的比较[J].华北水利水电大学学报(自然科学版), 2018, 39(2):51-56. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/hbslsdxyxb201802008

    GUAN X X, ZHANG J Y, JU Q, et al. Comparison of consistency testing for key hydrological elements by using multiple statistical methods[J]. Journal of North China University of Water Resources and Electric Power (Natural Science Edition). 2018, 39(2):51-56.(in Chinese) http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/hbslsdxyxb201802008
    陈中平, 徐强. Mann-Kendall检验法分析降水量时程变化特征[J].科技通报, 2016, 32(6):47-50. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/kjtb201606012

    CHEN Z P, XU Q. Analysis of precipitation characteristics by using Mann-Kendall test method[J]. Bulletin of Science and Technology, 2016, 32(6):47-50.(in Chinese) http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/kjtb201606012
    水利部.水资源公报[EB/OL]. http://www.mwr.gov.cn/sj/tjgb/szygb/.

    Ministry of Water Resources. Annual reports series of water resources in China[EB/OL]. http://www.mwr.gov.cn/sj/tjgb/szygb/.(in Chinese)
    夏军, 乔云峰, 宋献方, 等.岔巴沟流域不同下垫面对降雨径流关系影响规律分析[J].资源科学, 2007, 29(1):70-76. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/zykx200701011

    XIA J, QIAO Y F, SONG X F, et al. Analysis about effect rules of underlying surface change to the relationship between rainfall and runoff in the Chabagou catchment[J]. Resources Science, 2007, 29(1):70-76.(in Chinese) http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/zykx200701011
    何霄嘉, 王国庆, 鲍振鑫.气候、植被变化与水文循环响应研究进展及展望[J].水资源与水工程学报, 2016, 27(2):1-5. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/xbszyysgc201602001

    HE X J, WANG G Q, BAO Z X. Progress and prospective of climate and vegetation coverage change as well as responses of hydrological cycle[J]. Journal of Water Resources & Water Engineering, 2016, 27(2):1-5.(in Chinese) http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/xbszyysgc201602001
  • [1] 严登华, 王坤, 李相南, 秦天玲, 翁白莎, 刘思妤2020: 全球陆地地表水资源演变特征 , 水科学进展, 31, 703-712. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2020.05.007
    [2] 贺瑞敏, 张建云, 鲍振鑫, 严小林, 王国庆, 刘翠善2015: 海河流域河川径流对气候变化的响应机理 , 水科学进展, 26, 1-9. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2015.01.001
    [3] 王国庆, 张建云, 刘九夫, 金君良, 刘翠善2011: 中国不同气候区河川径流对气候变化的敏感性 , 水科学进展, 22, 307-314.
    [4] 施勇, 栾震宇, 陈炼钢, 金秋2010: 长江中下游江湖关系演变趋势数值模拟 , 水科学进展, 21, 832-839.
    [5] 王金星, 张建云, 李岩, 章四龙2008: 近50年来中国六大流域径流年内分配变化趋势 , 水科学进展, 19, 656-661.
    [6] 张建云, 章四龙, 王金星, 李岩2007: 近50年来中国六大流域年际径流变化趋势研究 , 水科学进展, 18, 230-234.
    [7] 许炯心2007: 人类活动对黄河河川径流的影响 , 水科学进展, 18, 648-655.
    [8] 仇亚琴, 周祖昊, 贾仰文, 秦大庸, 王浩, 严登华, 姜乃迁, 王国庆2006: 三川河流域水资源演变个例研究 , 水科学进展, 17, 865-872.
    [9] 黄道友, 陈桂秋, 王克林, 黄敏, 彭廷柏2004: 红壤丘陵区地表水资源动态与合理调蓄利用研究 , 水科学进展, 15, 370-375.
    [10] 冯耀龙, 韩文秀, 王宏江, 练继建, 黄津明2003: 区域水资源承载力研究 , 水科学进展, 14, 109-113.
    [11] 刘恒, 钟华平, 顾颖2001: 西北干旱内陆河区水资源利用与绿洲演变规律研究──以石羊河流域下游民勤盆地为例 , 水科学进展, 12, 378-384.
    [12] 陈锡林2000: 江苏资源水利的实践及发展趋势 , 水科学进展, 11, 314-320.
    [13] 黄永基, 陈晓军2000: 我国水资源需求管理现状及发展趋势分析 , 水科学进展, 11, 215-220.
    [14] 齐学斌, 庞鸿宾, 赵辉, 王景雷1999: 地表水地下水联合调度研究现状及其发展趋势 , 水科学进展, 10, 89-94.
    [15] 汪党献, 王浩, 尹明万1999: 水资源水资源价值水资源影子价格 , 水科学进展, 10, 195-200.
    [16] 梁述杰1998: 山西水资源衰减的质疑 , 水科学进展, 9, 408-412.
    [17] 李佩成, 寸待贵, 岳亮, 薛惠锋1998: 再论景观水资源及其分类 , 水科学进展, 9, 176-180.
    [18] 刘恒, 刘九夫, 唐海行1998: 澜沧江流域(云南段)水资源开发利用现状及趋势分析 , 水科学进展, 9, 70-76.
    [19] 李佩成, 薛惠锋1995: 论景观水资源 , 水科学进展, 6, 336-340.
    [20] 郭元裕, 沈佩君, 关洪林1993: 略论水资源系统的混合模型 , 水科学进展, 4, 147-152.
  • 加载中
图(2) / 表 (6)
计量
  • 文章访问数:  73
  • HTML全文浏览量:  10
  • PDF下载量:  59
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2019-10-01
  • 网络出版日期:  2020-03-10
  • 刊出日期:  2020-03-30

1956—2018年中国江河径流演变及其变化特征

doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2020.02.001
    基金项目:

    国家重点研发计划资助项目 2016YFA0601501

    国家自然科学基金资助项目 41830863

    作者简介:

    张建云(1957-), 男, 江苏沛县人, 院士, 主要从事气候变化、水文水资源、暴雨洪涝等方面研究。E-mail:jyzhang@nhri.cn

  • 中图分类号: TV121.2

摘要: 地表水资源是维系区域生态平衡和促进经济社会发展的制约性要素, 河川径流是地表水资源的主要形式, 二者的丰枯变化均直接影响流域水资源管理。基于江河实测径流量资料和水资源公报资料, 初步分析了1956—2018年中国主要江河实测径流量和中国十大水资源区地表水资源的变化和演变特征。结果表明:①除长江大通站外, 中国主要江河代表性水文站实测年径流量均呈现下降趋势。②黄河上游唐乃亥站实测年径流量为非显著性减少趋势, 黄河花园口站实测径流量呈现显著性减少趋势; 1980—2000年和2001—2018年唐乃亥站实测径流量较基准期1956—1979年分别变化1.8%和-5.9%, 而同时期花园口站实测径流量分别减少26.7%和41.0%。③地理分布上, 黄河是中国南北地区径流变化的分水岭, 黄河以南地区江河径流量为非显著性变化, 黄河以北江河径流量为显著性减少趋势, 特别是海河流域, 实测径流量减少最为显著; 21世纪以来, 黄河以北河流实测径流量较1980年之前减少幅度超过25%, 海河减幅高达80%以上。④ 1956—2018年全国地表水资源量约为27 266亿m3, 较第二次全国水资源评价结果偏少122亿m3。21世纪以来, 海河、黄河、辽河地表水资源明显减少, 进一步加重了区域水资源供需矛盾。

English Abstract

张建云, 王国庆, 金君良, 贺瑞敏, 刘翠善. 2020: 1956—2018年中国江河径流演变及其变化特征. 水科学进展, 31(2): 153-161. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2020.02.001
引用本文: 张建云, 王国庆, 金君良, 贺瑞敏, 刘翠善. 2020: 1956—2018年中国江河径流演变及其变化特征. 水科学进展, 31(2): 153-161. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2020.02.001
Jianyun ZHANG, Guoqing WANG, Junliang JIN, Ruimin HE, Cuishan LIU. 2020: Evolution and variation characteristics of the recorded runoff for the major rivers in China during 1956—2018. Advances in Water Science, 31(2): 153-161. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2020.02.001
Citation: Jianyun ZHANG, Guoqing WANG, Junliang JIN, Ruimin HE, Cuishan LIU. 2020: Evolution and variation characteristics of the recorded runoff for the major rivers in China during 1956—2018. Advances in Water Science, 31(2): 153-161. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2020.02.001
  • 20世纪以来, 全球气候持续性显著变暖, 对区域河川径流与水资源产生一定影响[1-4];随着人口迅速增长和经济快速发展, 人类对水资源需求日益增多, 进而导致区域水资源供给需求矛盾不断加剧[5]。河川径流是地表水资源的主要形式, 变化环境下河川径流及地表水资源量的变化将对区域水资源管理带来严峻挑战[6-7]

    河川径流及地表水资源的变化及其演变特征是流域管理者关注和科技工作者研究的核心内容[8-10]。受变化环境的影响, 在全球前200条大的河流中, 约有三分之一表现出显著性变化趋势, 其中, 呈上升趋势的有19条河流, 呈现下降趋势的为45条;并且, 人类活动对径流影响大于气候变化[11]。已有研究结果表明, 海河是受人类活动影响最为显著的河流, 1970—2010年实测径流量较1950—1969年减少30%~70%, 其中, 人类活动的影响占径流总减少量的60%以上[12-13]。中国北方辽河实测径流量自20世纪70年代以来减少明显[13-14], 中国最北边的松花江实测径流量整体呈现非显著性减少趋势[15]。变化环境下, 中华母亲河黄河上游径流量出现弱减少趋势, 中下游减少明显[13, 16]。中国第一大河流长江, 由于上游大量兴建大型水库, 水利工程的蓄水和调度对中下游河川径流产生了深刻影响, 具体表现为径流季节提前, 伏秋(特别是10月)流量显著降低[17];中国南方珠江的最大支流西江实测径流量在1950—2015年减少明显, 且具较强的持续性[18]。目前观测资料和已有研究均表明, 在过去的50~60年间, 河川径流已经或正在发生着变化, 并给水资源管理带来了新的挑战。

    从目前已有研究成果来看, 对江河径流量变化态势的分析大多集中在单独一个流域, 对中国主要江河的实测径流量总体演变态势及其特征认识相对缺乏。张建云等[13]、王金星等[19]利用1950—2006年实测径流量资料综合分析了中国六大流域径流量演变趋势及年内分配的变化, 发现北方主要河流年径流量呈减少趋势, 南方江河径流量以波动性演变特征为主, 水利工程对径流的年内分配产生明显的影响。然而, 相关研究缺乏对最近十几年中国经济快速发展期和气候变化共同影响下的中国主要江河径流和地表水资源的变化情况及特征分析。

    本文应用1956—2018年中国主要江河代表性水文站的实测流量资料, 以及第一、二次中国水资源评价结果和2001—2018年的水资源公报资料, 系统分析中国主要江河实测径流量的变化趋势以及中国十大水资源区地表水资源的变化及其特征, 以期为第三次水资源评价以及将来河流的开发治理与保护提供科学依据。

    • 中国江河水系分为七大流域:长江、黄河、松花江、辽河、海河、淮河和珠江流域。基于七大流域的完整性及水资源空间分布和地理特征, 全国分为十大水资源分区, 分别为:松花江区(Ⅰ)、辽河区(Ⅱ)、海河区(Ⅲ)、黄河区(Ⅳ)、淮河区(Ⅴ)、长江区(Ⅵ)、东南诸河区(Ⅶ)、珠江区(Ⅷ)、西南诸河区(Ⅸ)、西北诸河区(Ⅹ)。根据第二次中国水资源评价, 1956—2000年中国平均地表水资源量27 388亿m3, 其中, 长江、黄河等七大江河区地表水资源量占64.9%[1]。本文以全国十大水资源区和七大江河为研究对象, 分析河川径流和地表水资源的变化特征。表 1给出了十大水资源分区及所选代表性水文站的基本信息, 图 1给出了中国十大水资源分区、主要河流水系以及所选代表性水文站位置示意图。

      表 1  中国十大水资源区及主要江河代表性水文站基本信息

      Table 1.  Basic information of the ten water resources zones and the representative hydrometric stations on major rivers in China

      序号 水资源分区 水资源分区面积/km2 主要江河 水文站 控制面积/km2
      松花江区 934 802 松花江 哈尔滨 389 769
      辽河区 314 146 辽河 铁岭 120 764
      海河区 320 041 海河 石匣里
      观台
      23 627
      17 800
      黄河区 795 043 黄河 唐乃亥
      花园口
      121 972
      730 036
      淮河区 330 009 淮河 吴家渡 121 330
      长江区 1 782 715 长江 宜昌
      大通
      1 005 501
      1 705 383
      东南诸河区 244 574
      珠江区 578 974 珠江 梧州 327 006
      西南诸河区 844 114
      西北诸河区 3 362 261

      图  1  中国主要江河水系、十大水资源区及代表性水文站位置

      Figure 1.  Major river system, ten water resources zones, and locations of the representative hydrological stations in China

      所选的代表性水文站大多在江河干流上, 且控制面积相对较大, 例如, 长江大通站控制面积为1 705 383 km2, 占长江流域面积的95.6%, 黄河花园口站的控制面积为730 036 km2, 占黄河流域面积的91.8%。海河流域与其他江河不同, 由潮白河、永定河、大清河等多条河流组成, 因此, 在海河选了两个控制面积相对较大的岳城水库入库控制站观台水文站和官厅水库入库控制站石匣里水文站, 二者基本上代表了海河南北区的水文情势。由于长江和黄河流域横穿中国东西区域, 上下游水文特征差别较大, 因此, 也分别在这两条河流的上下游选择了干流控制性水文站。

      收集整理了中国七大江河干流的十个重点水文站1956—2018年的实测流量资料, 用于分析主要江河径流的演变趋势;此外, 收集了水利部发布的2001—2018年全国水资源公报数据, 结合全国第一、二次水资源调查评价结果, 分析十大水资源分区地表水资源的变化特征。

    • 采用Mann-Kendall趋势检验法诊断径流序列演变的趋势特征及其显著性, 该方法具有检验范围宽、受人为影响较小的特点, 是目前水文、气象系列趋势检验方法中应用较多且具有理论意义的一种方法[20-21]。其统计量τ、方差σ2、标准化统计量Zs(M-K值)的计算公式为:

      $$ \tau = \frac{{4P}}{{N(N - 1)}} - 1 $$ (1)
      $$ {\sigma ^2} = \frac{{2(2N + 9)}}{{9N(N - 1)}} $$ (2)
      $$ {Z_{\rm{s}}} = \tau /\sigma $$ (3)

      式中: P为研究系列的所有观测值中xixj出现的次数;N为系列长度。

      当统计量Zs不满足$ - {Z_{1 - \frac{\alpha }{2}}} \le {Z_{\rm{s}}} \le {Z_{1 - \frac{\alpha }{2}}}$ (α为给定的显著水平)时, 即表明序列具有显著的变化趋势, 反之, 趋势不显著。当给定显著水平α=0.05时, 临界值为±1.96。

    • 图 2给出了中国七大江河10个重点水文站1956—2018年实测年径流量过程, 采用Mann-Kendall方法诊断了10个水文站年和季节径流量变化趋势的显著性(表 2)。由图 2可以看出: ①仅长江大通站实测径流量呈现略微上升趋势(年径流量的线性倾向率为0.327 mm/a), 其余各站径流量均为不同程度的减少趋势。②黄河上游以及黄河以南的江河年径流量变化趋势不明显;而黄河下游及其以北江河实测径流量下降趋势明显, 特别是海河观台站, 年径流量下降幅度为-1.768 mm/a, 并且在1980年之后多数年份径流量接近于0。

      图  2  中国七大江河代表性水文站1956—2018年实测年径流量过程

      Figure 2.  Recorded annual runoff from 1956—2018 gauged at the ten representative hydrometric stations on the seven major rivers in China

      表 2  中国七大江河代表性水文站1956—2018年实测年径流量演变趋势诊断

      Table 2.  Variation trends of the recorded annual and seasonal runoff from 1956—2018 gauged at the 10 representative hydrometric stations on the seven major rivers in China

      序号 河流 水文站 倾向率/(mm·a-1) M-K值
      1 松花江 哈尔滨 -0.696 -3.11 -2.76 -1.64 -3.55 -1.24
      2 辽河 铁岭 -0.289 -2.89 0.82 -3.28 -2.97 1.71
      3 海河 石匣里 -0.684 -8.46 -8.69 -7.18 -6.52 -8.70
      4 海河 观台 -1.768 -5.29 -4.82 -4.29 -4.91 -6.20
      5 黄河 唐乃亥 -0.177 -0.77 -0.90 -0.50 -0.74 0.55
      6 黄河 花园口 -0.631 -5.13 -1.73 -3.87 -5.32 -2.17
      7 淮河 吴家渡 -0.585 -0.61 -0.74 -0.91 -0.28 0.99
      8 长江 宜昌 -0.385 -1.05 2.69 -1.54 -2.88 4.78
      9 长江 大通 0.327 0.69 0.79 0.20 -1.28 5.02
      10 珠江 梧州 -0.269 -0.48 0.59 -1.47 -0.74 3.02

      表 2可以看出: ①长江大通站年径流量系列的M-K值为0.69, 径流量呈增加趋势, 其他的水文站年径流量系列的M-K值均小于0, 年径流量呈减少趋势;其中, 黄河中下游及其以北江河实测年径流量系列的M-K值超过0.05置信水平阈值-1.96, 为显著性减少趋势, 而黄河上游唐乃亥站及黄河以南江河实测年径流量系列的M-K值介于0.05置信水平阈值±1.96之间, 为非显著性变化趋势。②海河流域石匣里和观台水文站的季节径流量系列M-K值均超过0.05置信水平阈值-1.96, 为显著性减少趋势。③ 4个季节径流量均呈现一致性减少趋势的还有黄河中下游花园口水文站与松花江哈尔滨水文站;其中, 花园口站只有春季径流量为非显著性减少趋势, 其余季节径流量减少趋势显著;松花江流域春、秋径流量为显著性减少, 夏、冬径流量为非显著性减少。④所有水文站秋季径流量均出现减少趋势, 但黄河上游唐乃亥站、长江下游大通站、淮河吴家渡站以及珠江梧州站为非显著性减少。⑤夏季径流量只有长江大通站为弱增加趋势, 其余各站均呈现减少趋势, 其中, 显著性减少主要发生在黄河花园口站以及海河、辽河水文站。⑥大多水文站的冬季径流量呈现增加趋势, 其中, 长江和珠江的3个水文站冬季径流量显著增多, 但海河、黄河中下游以及松花江水文站冬季径流量呈现减少趋势。

      第一次全国水资源评价采用1956—1979年水文系列, 评估了中国十大水资源区及每个省份的水资源状况[1]。为与全国水资源评价系列一致, 探究1980年以来实测径流量的变化情况, 本研究将1956—1979年作为基准期, 将1980—2000年和2001—2018年作为对比期, 分析各个水文站实测年径流量较基准期的变化(表 3)。

      表 3  代表性水文站1980—2000年和2001—2018年实测年径流量较基准期1956—1979年的变化

      Table 3.  Changes in the recorded runoff during 1980—2000 and 2001—2018 relative to the baseline of 1956—1979 for the ten representative hydrometric stations on the major rivers in China

      序号 河流 水文站 径流量变化/%
      2001—2018年 1980—2000年
      1 松花江 哈尔滨 -25.0 9.1
      2 辽河 铁岭 -42.2 -9.8
      3 海河 石匣里 -90.0 -70.1
      4 海河 观台 -81.7 -77.8
      5 黄河 唐乃亥 -5.9 1.8
      6 黄河 花园口 -41.0 -26.7
      7 淮河 吴家渡 -0.4 0.4
      8 长江 宜昌 -5.0 2.1
      9 长江 大通 0.7 8.4
      10 珠江 梧州 -7.5 1.5

      表 3可以看出: ①与基准期相比, 1980—2000年有6个站点实测径流量增加, 分别是松花江哈尔滨站、淮河吴家渡、长江宜昌和大通站、珠江梧州站以及黄河上游唐乃亥站, 其中, 松花江哈尔滨站和长江大通站增加相对较多, 分别增多9.1%和8.4%;黄河花园口站、海河流域的石匣里和观台站、辽河的铁岭站实测径流量减少, 其中海河石匣里与观台站减少较多, 分别为-70.1%和-77.8%。② 2001—2018年, 除了长江大通站实测径流量较基准期略有增多(0.7%)之外, 其余各站实测径流量均呈现不同程度的减少, 其中, 海河石匣里和观台站减少80%以上, 辽河铁岭站与黄河花园口站减幅超过40%, 此外, 松花江哈尔滨站减少量也达到-25%。③总的来看, 自21世纪以来, 由于水利工程修建、工农业发展耗水的增多, 诸多人类活动对河川径流产生巨大的影响, 而这种影响主要体现为减少, 相比而言, 北方河流减少幅度更大。

    • 水利部已经组织了2次全国水资源评价, 并正式发布了第一、二次水资源评价成果[1]。自1997年起, 水利部基于水文站点监测数据、不同行业用水等资料每年定期发布水资源公报[22]。根据第一次全国水资源采用1956—1979年水文系列, 评价结果中国地表水资源量为27 115亿m3, 其中, 长江及其以南地区占全国地表水资源的84%。第二次全国水资源评价采用1956—2000年水文系列, 与第一次全国水资源评价结果相比, 地表水资源略有增加, 为27 388亿m3

      基于第一、二次全国水资源评价成果和2001—2018年全国水资源公报资料, 表 4给出了1980—2000年和2001—2018年中国十大水资源区地表水资源量较1956—1979年的变化。可以看出:① 1980—2000年和2001—2018年两个时段的十大水资源区地表水资源量较1956—1979年的变化具有较好的一致性;高寒区域(松花江区和西北诸河区)和湿润区域(长江、珠江及东南诸河地表水资源)两个时段地表水资源均为增加, 而位于半湿润及半干旱地区的淮河及其以北的3大河流(黄河、海河、辽河)以及西南诸河区在两个时段地表水资源均为减少。②从变化幅度来看, 1980—2000年期间, 十大水资源区中有7个区域变幅超过5%, 其中, 海河区减少最多, 为-40.6%;松花江区增幅最大, 为12.8%。在2001—2018年期间, 有6个区域变化幅度超过5%, 海河区减小幅度达-53.8%, 为最大, 该时期增幅最大的为西北诸河区, 增幅为13.1%。③总的来看, 21世纪以来, 东部海河、黄河、辽河地表水资源锐减, 加重了区域水资源供需矛盾。西北诸河区地表水资源增加较多, 对于区域生态改善起到一定的积极作用。

      表 4  中国十大水资源区1980—2000年和2001—2018年地表水资源较1956—1979年的变化

      Table 4.  Changes in surface water resources of the ten major water resources zones of China during 1980—2000 and 2001—2018年relative to 1956—1979年

      序号 水资源区 地表水资源变化/%
      2001—2018年 1980—2000年
      1 松花江 -0.9 12.8
      2 辽河 -19.8 -10.3
      3 海河 -53.8 -40.6
      4 黄河 -17.5 -12.9
      5 淮河 -5.1 -14.6
      6 长江 0.7 7.4
      7 东南诸河 6.8 8.4
      8 珠江 2.8 2.2
      9 西南诸河 -4.4 -1.9
      10 西北诸河 13.1 2.1

      根据第二次全国水资源评价结果和21世纪以来公布的逐年全国水资源公报资料, 1956—2018年全国地表水资源量约为27 266亿m3, 较第二次全国水资源评价结果偏少122亿m3表 5给出了1956—2018年十大水资源区地表水资源较第二次全国水资源评价结果的变化, 可以看出, 海河、辽河、黄河区域地表水资源减少幅度较大, 分别为-11.0%、-4.1%和-2.9%, 西北诸河地表水资源约增多3.6%;其他区域地表水资源尽管存在增减变化, 但均在±1.0%左右。

      表 5  中国十大水资源区1956—2018年地表水资源较第二次水资源评价结果的变化

      Table 5.  Changes in surface water resources of the ten major water resources zones of China during 1956—2018 relative to that during 1956—2000 from the Second Water Resources Assessment of China

      水资源区 松花江 辽河 海河 黄河 淮河 长江 东南诸河 珠江 西南诸河 西北诸河
      水资源变化/% -1.9 -4.1 -11.0 -2.9 1.1 -0.8 0.8 0.5 -0.9 3.6
    • 张建云等[13]研究了长江、黄河、淮河、海河、松辽及珠江1950—2004年径流量的变化, 就实测径流年代际演变趋势及其显著性而言, 与本文的主要结论基本一致。珠江、长江实测径流量依然以自然波动为主, 年径流量呈现非显著性趋势;北方河流实测径流量呈现显著性减少趋势。但是, 由于本文系列延长了14年, 使得1980年以来实测径流量较前期的变化幅度, 二者存在明显的差异, 说明中国北方江河径流量保持着持续减少的特征。表 6给出了两项分析结果的对比。

      表 6  中国主要江河1980年之后实测径流量较前期变化的两项研究成果对比

      Table 6.  Results comparison of runoff changes for major rivers in China, conducted by Zhang et al[13] and this study

      序号 河流 水文站 径流量变化/%
      文献[13] 本文
      1 松花江 哈尔滨 -2.5 -25.0
      2 辽河 铁岭 -30.9 -42.2
      3 海河 石匣里 -76.6 -90.0
      4 海河 观台 -77.9 -81.7
      5 黄河 唐乃亥 -3.2 -5.9
      6 黄河 花园口 -33.0 -41.0
      7 淮河 吴家渡 -4.8 -0.4
      8 长江 宜昌 -0.8 -5.0
      9 长江 大通 3.7 0.7
      10 珠江 梧州 -2.2 -7.5

      表 6可以看出: ① 1980年之后实测径流量较前期变化的两项成果在增减变化趋势完全一致, 只有大通站表现为略微增加, 其余各站均为减少态势。②本文分析结果发现, 除淮河吴家渡站之外的水文站实测径流量减少幅度变得更大, 特别是哈尔滨站, 减少幅度由-2.5%变为-25.0%, 说明近十多年来北方河流河川径流量在持续减少;干旱区的黄河、海河、辽河继续增大了径流减少的态势, 湿润区的长江大通站径流量增幅变小, 增幅由3.7%降低到0.4%;南方部分河流也呈现降幅增大的特征, 如珠江梧州站减幅由-2.2%变到-7.5%。③ 2005—2018年期间中国河川径流量进一步减少的事实, 可能是由于气候与下垫面等自然环境要素变化, 以及水利工程修建、经济发展导致需水用水量增加等社会因素引起[23-24], 科学识别不同驱动要素对河川径流变化的影响对于区域水资源管理至关重要。

    • (1) 1956—2018年期间, 除长江流域外, 中国其余的6条主要江河实测径流量均呈现出不同程度的下降趋势;黄河上游以及黄河以南地区河流的年径流量均为非显著性变化, 黄河中下游及其以北河流的实测年径流量均呈现显著性减少趋势。

      (2) 与基准期1956—1979年相比, 2001—2018年北方江河实测径流量减少幅度均超过25%, 其中海河流域减少幅度最大, 石匣里站和观台站实测径流量减少80%以上, 其次为辽河和黄河, 黄河花园口站和辽河铁岭站分别减少41%和42%。南方珠江流域减少约7%, 长江和淮河径流量与基准期基本相当, 无显著性变化。

      (3) 与以往分析结果相比, 最近十几年(2005—2018年)在中国经济快速发展和气候变化共同影响下, 经过系列延长后, 径流变化的增幅变小, 减幅更大(淮河吴家渡站除外);变化环境下中国河流径流量总体在持续减少, 北方地区水资源供需矛盾更加突出。

      (4) 与第一次水资源评价结果相比, 2001—2018年, 中国十大水资源区中6个区域地表水资源变化幅度超过5%;其中, 海河、黄河和辽河3个区域表现为减少, 海河区减小幅度最大, 为-53.8%;西北诸河区和东南诸河区表现为增加, 增幅分别为13.1%和6.8%。1956—2018年全国地表水资源量约为27 266亿m3, 较第二次全国水资源评价结果偏少122亿m3

参考文献 (24)

目录

    /

    返回文章
    返回