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摘要：文章主要对黄河上游的生态水文的特征变化进行了简要分析，以供参考。
关键词：黄河上游 生态水文 特征变化
中图分类号：C35文献标识码： A
1.黄河上游水文特征概括
1.1流域水文特征明显，上游降水历时长、强度小，形成的洪水径流峰小量大；中游降水历时短、强度大，形成的洪水径流峰高量小、陡涨陡落，为暴雨洪水，危害较大。黄河上游的水文有许多独特之处。它的源地一带比较湿润,水量较丰,却又不远千里婉蜒曲折地把水送往我国北部的最干旱地区,开辟了塞北江南的广大宁蒙灌区。
1.2黄河流域降水集中在7、8两月，汛期较短，一般在7～9月，约占全年径流总量的70%～80%，冬季是水量最枯季节，仅占10%左右。黄河径流的年变化剧烈，最大流量和最小流量相差一百多倍。此外，黄河还有凌汛的特殊水文现象。
1.3黄河流域降水集中在7、8两月，汛期较短，一般在7～9月，约占全年径流总量的70%～80%，冬季是水量最枯季节，仅占10%左右。
①水少沙多、水沙异源。黄河流域多年平均雨量仅约400mm，水量极小，仅占全国河川径流量的2％；但黄河泥沙之多，为世界大河所罕见，其多年平均输沙量达16×108t(入黄总沙量)，多年平均含沙量高达37.6kg/m3，水少沙多。此外，在空间分布上是水沙异源。黄河水量主要来自兰州以上的上游地区，其控制面积为花园口以上控制面积的30％，水量占58％，沙量仅占9％，黄河的90％以上泥沙来自中游黄土高原。如头道拐(河口镇)至龙门区间的黄土高原面积为11×104km2，区间径流仅73×108m8，占花园口以上的13％，但该区间的输沙量高达9.5×108t，占全河总输沙量的57％。显然，黄河水文是上述两个不同的自然地理环境影响的水沙不同组合的过程，使下游和河口的水沙过程更加复杂多变。
②高含沙量输沙。黄河流域半干旱气候，雨量既小，变率又大，沙源集中在黄土高原地区，使黄河输沙主要集中在几个主要的大沙年，甚至集中在几场大洪水过程内。据统计，黄河干支流各站最大年输沙量，可占25年总输沙量的10—20％，最大6年的输沙量约占25年输沙量的5％，在一年之中，输沙较径流更为集中，干流站7—9月输沙可占全年的80％，支流站接近100％。陕县站1933年输沙量高达39.1×108t，7—9月输沙量占了全年的90％，其中8月输沙量为27.8×108t，占全年输沙量的71％。黄河干流主要测站的多年平均的水沙相关曲线表明，其时序方向均为顺时针方向，反映了黄河上中下游洪峰和沙峰在时间上出现的同步性。这种同步性反映了全河输沙在年内分配上的不均匀性。
③径流和输沙量年际变率大。黄河流域雨量小，雨区分布的影响有所不同，如是中水大沙年或小水大沙年，则下游河道输能力减弱而淤积，尾阎河道淤积，延伸加快。
2.黄河上游的生态水文特征变化
2.1径流年际变化
河流水情的年际风枯变化和周期性多年变化规律是决定河流生态系统的特征和生物多样性的重要因素，流量特征的改变会改变河流的生态系统的稳定性。河流丰、枯水周期性变化特征的减弱会导致各种生物不同生长周期所需的水文条件的改变，使得最终适应这种水文条件的生态系统受到破坏。据研究表明：唐乃亥与兰州断面径流序列以1985年以后开始呈现出较为明显的递减趋势，这与全球气候变迁引起的温度上升和降水减少密切相关，据统计分析得出，从80年代后期到90年代末，黄河上游气温逐步升高，降水量也呈现明显减少趋势，这与径流反应出来的结果是一致的。唐乃亥断面径流趋势在季节上的响应也存在不同，在1985年以前，四个季节呈现增长态势，冬季尤為显著。而1985年以后则整体趋向减少方向，以春季最为明显。从流量变化稳定性上看，唐乃亥断面的值变化相对稳定，1985年以后整体径流变化较1985年之前更为稳定，变差系数成衰减态势。
2.2径流汛期变化
与河流水情变化相应，生态系统随来水过程呈现不同变化，汛期与非汛期的流量特征中蕴含了无数的生态系统需要的也在水文条件，是生态系统来一生存的主要生境之一。通过选取不同时段，对不同水库组合影响下的汛期水量进行对比分析，发现唐乃亥汛期水量比例有微小增加；兰州断面持续走低。同时，应用Mann-Kendall趋势检验法对汛期水量变化的绝对过程进行统计。显示出唐乃亥断面在1985年以前汛期水量有显著的增长态势，以后则呈现呈减少趋势，但不显著；兰州断面与唐乃亥趋势类似，但稍有不同，1985年以前无明显趋势变化，以后减少趋势较唐乃亥更明显。采用与年际变化研究总的相同的时段划分，计算断面汛期径流序列的Cv值。结果显示，由于唐乃亥断面不受径流调节影响，汛期水量整体变化较为平稳，无明显特征；兰州断面在刘家峡建成后，虽受水库调节影响，汛期水流较为平稳，变率较小，但龙、刘联调后汛期水量变率有所上升。
2.3极端流量变化
唐乃亥断面极端流量受总体来水趋势的影响，60-80年底最小化和最大化指标均较大，且根据偏移率的统计，区间内呈逐渐增大趋势。而90年以后，表现出强烈的锐减势头。离散程度上，最小化指标随时间尺度的增大而减小，最大化指标则规律性不强；在时间序列上，离散程度的表现与流量值基本保持一致，表现出流量大，离散程度大，流量小，离散程度小的特点。兰州断面极端流量最小化指标整体趋势趋于平缓，最大化指标则受其削减洪峰的影响，在90年后出现了锐减，但相对平缓。在时间上，特枯水时段一般维持在10天以内，而大洪水的洪峰一般只持续1-5天。离散程度上，最大、最小指标规律性较强。
2.4高流量和低温度
高、低脉冲流量这一特殊的水文现象可直接驱动河流廊道的生态过程。如好脉冲流量通过与漫摊和高地的连通，可大量地输送营养物质并塑造漫滩多样化形态，维系河道并育食河岸生物，从而影响河流生物的生物量和多样性；而低脉冲流量则影响河流生物量的补充以及一些典型物种的生存。然而大坝常常会改变高流量和低流量发生的规模与频率，对很多水生生物造成致命的影响。唐乃亥断面低流量发生的次均延时虽时间推移呈现逐渐增多的趋势。发生的次数主要集中在1-4次，且呈现天多次少的规律，反之亦然。这说明长时间的低流量过程发生的频率较过去有所增大。而高流量则与低流量相反，平均延时急剧降低，但次数有所增多，说明在90年以后高流量发生的次均历时变短，一般不超过10天。
2.5水利条件变化频率与速率
水流条件的变化频率对干旱地区河流生物物种影响显著，陡涨陡落的流量变化会导致水生生物被冲刷或搁浅，洪水的暴裸导致生物幼苗种群不能建立。同时水流速率的改变还影响水中浮游生物是否能够生长并且维持它们自身的发展。可见，水流条件的频率与速率变化对生态系统是亦利亦弊，人类的干扰必须掌握好尺度。
结语：总之，不同断面产生变化改变的生态水文要素有所不同，由于其水文、水力等特征的差异，其受影响的要素也迥然不同。而从空间分布上可以看出，河流生态水文指标的影响个数沿河呈增长趋势。主要是由于水力具有连续性，上游发生的变化随水流传播会影响下游的生态水文特征，并产生累积效应，因此呈现出水文改变趋于复杂的态势。而这些指标的改变都是由人类活动干扰造成的，需要再黄河生态水文指标体系的构建与水库生态调度中给予重点考虑，并适当吸纳这些参数作为生态修复的目标或评定因子。
参考文献：
[1]张文鸽.黄河干流水生态系统健康指标体系研究[D].西安理工大学，2008
[2]王西芹.河流生态系统对大型水利工程的水文水利学研究[D].河海大学，2007
[3]黄河流域气候编写组.黄河流域气候[R].黄河水利委员会，2001
关键词：黄河上游 生态水文 特征变化
中图分类号：C35文献标识码： A
1.黄河上游水文特征概括
1.1流域水文特征明显，上游降水历时长、强度小，形成的洪水径流峰小量大；中游降水历时短、强度大，形成的洪水径流峰高量小、陡涨陡落，为暴雨洪水，危害较大。黄河上游的水文有许多独特之处。它的源地一带比较湿润,水量较丰,却又不远千里婉蜒曲折地把水送往我国北部的最干旱地区,开辟了塞北江南的广大宁蒙灌区。
1.2黄河流域降水集中在7、8两月，汛期较短，一般在7～9月，约占全年径流总量的70%～80%，冬季是水量最枯季节，仅占10%左右。黄河径流的年变化剧烈，最大流量和最小流量相差一百多倍。此外，黄河还有凌汛的特殊水文现象。
1.3黄河流域降水集中在7、8两月，汛期较短，一般在7～9月，约占全年径流总量的70%～80%，冬季是水量最枯季节，仅占10%左右。
①水少沙多、水沙异源。黄河流域多年平均雨量仅约400mm，水量极小，仅占全国河川径流量的2％；但黄河泥沙之多，为世界大河所罕见，其多年平均输沙量达16×108t(入黄总沙量)，多年平均含沙量高达37.6kg/m3，水少沙多。此外，在空间分布上是水沙异源。黄河水量主要来自兰州以上的上游地区，其控制面积为花园口以上控制面积的30％，水量占58％，沙量仅占9％，黄河的90％以上泥沙来自中游黄土高原。如头道拐(河口镇)至龙门区间的黄土高原面积为11×104km2，区间径流仅73×108m8，占花园口以上的13％，但该区间的输沙量高达9.5×108t，占全河总输沙量的57％。显然，黄河水文是上述两个不同的自然地理环境影响的水沙不同组合的过程，使下游和河口的水沙过程更加复杂多变。
②高含沙量输沙。黄河流域半干旱气候，雨量既小，变率又大，沙源集中在黄土高原地区，使黄河输沙主要集中在几个主要的大沙年，甚至集中在几场大洪水过程内。据统计，黄河干支流各站最大年输沙量，可占25年总输沙量的10—20％，最大6年的输沙量约占25年输沙量的5％，在一年之中，输沙较径流更为集中，干流站7—9月输沙可占全年的80％，支流站接近100％。陕县站1933年输沙量高达39.1×108t，7—9月输沙量占了全年的90％，其中8月输沙量为27.8×108t，占全年输沙量的71％。黄河干流主要测站的多年平均的水沙相关曲线表明，其时序方向均为顺时针方向，反映了黄河上中下游洪峰和沙峰在时间上出现的同步性。这种同步性反映了全河输沙在年内分配上的不均匀性。
③径流和输沙量年际变率大。黄河流域雨量小，雨区分布的影响有所不同，如是中水大沙年或小水大沙年，则下游河道输能力减弱而淤积，尾阎河道淤积，延伸加快。
2.黄河上游的生态水文特征变化
2.1径流年际变化
河流水情的年际风枯变化和周期性多年变化规律是决定河流生态系统的特征和生物多样性的重要因素，流量特征的改变会改变河流的生态系统的稳定性。河流丰、枯水周期性变化特征的减弱会导致各种生物不同生长周期所需的水文条件的改变，使得最终适应这种水文条件的生态系统受到破坏。据研究表明：唐乃亥与兰州断面径流序列以1985年以后开始呈现出较为明显的递减趋势，这与全球气候变迁引起的温度上升和降水减少密切相关，据统计分析得出，从80年代后期到90年代末，黄河上游气温逐步升高，降水量也呈现明显减少趋势，这与径流反应出来的结果是一致的。唐乃亥断面径流趋势在季节上的响应也存在不同，在1985年以前，四个季节呈现增长态势，冬季尤為显著。而1985年以后则整体趋向减少方向，以春季最为明显。从流量变化稳定性上看，唐乃亥断面的值变化相对稳定，1985年以后整体径流变化较1985年之前更为稳定，变差系数成衰减态势。
2.2径流汛期变化
与河流水情变化相应，生态系统随来水过程呈现不同变化，汛期与非汛期的流量特征中蕴含了无数的生态系统需要的也在水文条件，是生态系统来一生存的主要生境之一。通过选取不同时段，对不同水库组合影响下的汛期水量进行对比分析，发现唐乃亥汛期水量比例有微小增加；兰州断面持续走低。同时，应用Mann-Kendall趋势检验法对汛期水量变化的绝对过程进行统计。显示出唐乃亥断面在1985年以前汛期水量有显著的增长态势，以后则呈现呈减少趋势，但不显著；兰州断面与唐乃亥趋势类似，但稍有不同，1985年以前无明显趋势变化，以后减少趋势较唐乃亥更明显。采用与年际变化研究总的相同的时段划分，计算断面汛期径流序列的Cv值。结果显示，由于唐乃亥断面不受径流调节影响，汛期水量整体变化较为平稳，无明显特征；兰州断面在刘家峡建成后，虽受水库调节影响，汛期水流较为平稳，变率较小，但龙、刘联调后汛期水量变率有所上升。
2.3极端流量变化
唐乃亥断面极端流量受总体来水趋势的影响，60-80年底最小化和最大化指标均较大，且根据偏移率的统计，区间内呈逐渐增大趋势。而90年以后，表现出强烈的锐减势头。离散程度上，最小化指标随时间尺度的增大而减小，最大化指标则规律性不强；在时间序列上，离散程度的表现与流量值基本保持一致，表现出流量大，离散程度大，流量小，离散程度小的特点。兰州断面极端流量最小化指标整体趋势趋于平缓，最大化指标则受其削减洪峰的影响，在90年后出现了锐减，但相对平缓。在时间上，特枯水时段一般维持在10天以内，而大洪水的洪峰一般只持续1-5天。离散程度上，最大、最小指标规律性较强。
2.4高流量和低温度
高、低脉冲流量这一特殊的水文现象可直接驱动河流廊道的生态过程。如好脉冲流量通过与漫摊和高地的连通，可大量地输送营养物质并塑造漫滩多样化形态，维系河道并育食河岸生物，从而影响河流生物的生物量和多样性；而低脉冲流量则影响河流生物量的补充以及一些典型物种的生存。然而大坝常常会改变高流量和低流量发生的规模与频率，对很多水生生物造成致命的影响。唐乃亥断面低流量发生的次均延时虽时间推移呈现逐渐增多的趋势。发生的次数主要集中在1-4次，且呈现天多次少的规律，反之亦然。这说明长时间的低流量过程发生的频率较过去有所增大。而高流量则与低流量相反，平均延时急剧降低，但次数有所增多，说明在90年以后高流量发生的次均历时变短，一般不超过10天。
2.5水利条件变化频率与速率
水流条件的变化频率对干旱地区河流生物物种影响显著，陡涨陡落的流量变化会导致水生生物被冲刷或搁浅，洪水的暴裸导致生物幼苗种群不能建立。同时水流速率的改变还影响水中浮游生物是否能够生长并且维持它们自身的发展。可见，水流条件的频率与速率变化对生态系统是亦利亦弊，人类的干扰必须掌握好尺度。
结语：总之，不同断面产生变化改变的生态水文要素有所不同，由于其水文、水力等特征的差异，其受影响的要素也迥然不同。而从空间分布上可以看出，河流生态水文指标的影响个数沿河呈增长趋势。主要是由于水力具有连续性，上游发生的变化随水流传播会影响下游的生态水文特征，并产生累积效应，因此呈现出水文改变趋于复杂的态势。而这些指标的改变都是由人类活动干扰造成的，需要再黄河生态水文指标体系的构建与水库生态调度中给予重点考虑，并适当吸纳这些参数作为生态修复的目标或评定因子。
参考文献：
[1]张文鸽.黄河干流水生态系统健康指标体系研究[D].西安理工大学，2008
[2]王西芹.河流生态系统对大型水利工程的水文水利学研究[D].河海大学，2007
[3]黄河流域气候编写组.黄河流域气候[R].黄河水利委员会，2001