張夢嬌 南熠 吳永祥 丁昱凱 徐夢珍 田富強

摘要：青藏高原作為“亞洲水塔”，對下游地區(qū)用水具有重要作用，在氣候變化和人類活動影響下，河流的徑流和輸沙量已發(fā)生顯著變化。選取青藏高原東部的黃河、長江、瀾滄江、怒江和雅魯藏布江五大河流源區(qū)，利用站點實測數(shù)據(jù)和Pettitt突變點檢驗、線性回歸等統(tǒng)計方法，系統(tǒng)性地分析了1960—2020年間（近60 a）徑流和泥沙的年際和季節(jié)性變化特征。主要結(jié)論為：① 近60 a來，長江和怒江流域的年徑流顯著上升，其余流域變化不顯著，徑流變化存在較強的空間變異性，在2006年左右存在突變點，大部分站點的年徑流在此后的十幾年中均呈上升趨勢;年輸沙量方面，長江流域呈不顯著上升，黃河、瀾滄江、雅魯藏布江流域均呈不顯著下降，年際變化趨勢與徑流變化總體一致，但變異性更大。② 對于60 a尺度的季節(jié)徑流，上游站點冬、春季徑流均呈增加趨勢，所有站點夏、秋季徑流的變化趨勢與年徑流總體一致，且夏季徑流在空間分布上存在“北增南減”的特征。③ 瀾滄江下游的水電梯級開發(fā)已經(jīng)對下游天然徑流過程產(chǎn)生干擾，主要表現(xiàn)為徑流年內(nèi)分布的突變，季節(jié)差異顯著減小，趨于均勻化。以上結(jié)論深化了對青藏高原徑流和泥沙變化特征的認(rèn)識，可為開展徑流趨勢預(yù)估和水資源規(guī)劃等提供科學(xué)參考。

關(guān)鍵詞：徑流變化;泥沙變化;季節(jié)性特征;水庫影響;青藏高原東部河流

中圖分類號：P332

文獻標(biāo)志碼：A

文章編號：1001-6791（2024）02-0298-15

收稿日期：2023-10-15;網(wǎng)絡(luò)出版日期：2024-01-09

網(wǎng)絡(luò)出版地址：https：//link.cnki.net/urlid/32.1309.P.20240108.1413.004

基金項目：國家自然科學(xué)基金資助項目（92047301;51825902）

作者簡介：張夢嬌（2000—），女，浙江嘉善人，碩士研究生，主要從事水文水資源方面研究。

E-mail：zmj22@mails.tsinghua.edu.cn

通信作者：田富強，E-mail：tianfq@tsinghua.edu.cn

青藏高原及其周圍的興都庫什山脈、喀喇昆侖山脈和喜馬拉雅山脈等高山地區(qū)，被稱為“第三極”、“亞洲水塔”，平均海拔超過4 000 m，以高寒著稱，發(fā)育有豐富的冰川、凍土、高山湖泊，是黃河、長江、瀾滄江、怒江、雅魯藏布江、印度河、恒河等亞洲主要大江大河的發(fā)源地，其中包括多條跨境河流，流經(jīng)眾多國家及地區(qū)，提供了寶貴的水資源。

青藏高原總面積約250萬km²，外流區(qū)和內(nèi)流區(qū)面積約各占一半^［1］，各河流源區(qū)的徑流量變化對下游的水資源和水環(huán)境具有顯著影響。徑流變化是自然和人類活動等多種因素動態(tài)耦合的復(fù)雜過程^［2］，而青藏高原特殊的環(huán)境條件和全球氣候變化的背景，又增加了這一地區(qū)徑流變化研究的復(fù)雜性。根據(jù)觀測和相關(guān)研究，過去60 a中源區(qū)的徑流已發(fā)生明顯變化，且表現(xiàn)出極大的空間變異性^［3］;第二次青藏高原綜合科學(xué)考察研究發(fā)現(xiàn)，20世紀(jì)70年代以來源區(qū)河流徑流量呈現(xiàn)不同程度的增加^［4］，這勢必會造成區(qū)域的水文情勢發(fā)生變化，并影響用水。而河流輸沙量受水量豐枯和含沙量影響，是反映土地退化和環(huán)境變化的重要指標(biāo)之一，對氣候和地表過程變化非常敏感^［5-6］，已有研究指出在氣候變暖背景下，寒區(qū)的動態(tài)變化會導(dǎo)致徑流和輸沙量增加，但河流輸沙量變化受多種因素影響，存在較大的不確定性，其具體及長期的影響尚未得到充分研究^［7-8］。

青藏高原受到廣泛關(guān)注以來，國內(nèi)外學(xué)者針對其徑流及泥沙變化開展了大量研究，然而歷史徑流變化的研究較多限于徑流量的年際變化特征，進一步研究年內(nèi)徑流分布、季節(jié)性特征的較少;同時，由于開展研究的時間、所用的數(shù)據(jù)范圍等不同，變化趨勢研究可能得到不一致的結(jié)論^［9］，同一序列在不同尺度上也可能呈現(xiàn)不一樣甚至相反的變化趨勢，如瀾滄江流域同一站點到2000年為止的徑流數(shù)據(jù)，分別從1968年和1980年開始的趨勢檢驗就得到相反的結(jié)果，較長序列呈增加趨勢，較短序列卻呈減少趨勢^［10］。而青藏高原的實測泥沙數(shù)據(jù)更為稀缺，目前黃河、長江源的研究相對較多^{［8，11-12］}，對其他流域或整個區(qū)域的研究受數(shù)據(jù)限制仍較不足。因此，研究青藏高原河流源區(qū)的徑流泥沙變化具有重要的學(xué)術(shù)價值和現(xiàn)實意義。

本文收集了研究區(qū)代表性測站較完整的實測徑流數(shù)據(jù)及部分站點的泥沙數(shù)據(jù)，盡可能地統(tǒng)一各流域研究的時間范圍、檢驗方法等，系統(tǒng)性地分析了各流域1960—2020年徑流的年際變化趨勢、季節(jié)性變化特征等，從而為青藏高原徑流和泥沙變化研究提供全面的基準(zhǔn)信息。

1 研究區(qū)域、數(shù)據(jù)和方法

1.1 研究區(qū)域及概況

根據(jù)地形和水系特征，青藏高原可劃分為12個流域或區(qū)域^［13］，本文選取高原東部的五大河流源區(qū)作為研究區(qū)域，包括黃河、長江、瀾滄江、怒江、雅魯藏布江5條大河的源區(qū)，均為發(fā)源于中國西南地區(qū)的外流河。黃河發(fā)源于青藏高原巴顏喀拉山北麓的約古宗列盆地，自西向東流入渤海;長江發(fā)源于唐古拉山脈主峰各拉丹冬峰西南側(cè)，曲折東流注入東海;瀾滄江發(fā)源于唐古拉山東北部，出中國國境后稱為湄公河，注入南海;黃河、長江、瀾滄江3條水系的發(fā)源地合稱為三江源區(qū)，3河最終都流入太平洋。怒江發(fā)源于唐古拉山南麓，深入高原內(nèi)部，流入緬甸后改稱薩爾溫江，最后注入印度洋的安達曼海;雅魯藏布江發(fā)源于喜馬拉雅山北麓的杰馬央宗冰川，出境流入印度后改稱布拉馬普特拉河，到孟加拉國境內(nèi)與恒河相匯，注入印度洋的孟加拉灣;怒江和雅魯藏布江最終流入印度洋。其中，怒江、雅魯藏布江流域的積雪分布較廣泛^［14］，且冰川面積占比較高^［15］。

青藏高原地區(qū)氣候獨特，總體特點包括正積溫少，降水集中于夏季，且降水量自高原東南部向西北部遞減，邊緣多于腹地;水汽主要來自于印度洋和西太平洋，并受到熱力和地形動力的作用，存在復(fù)雜的大氣-陸地-海洋相互作用，維持該地區(qū)活躍的水循環(huán)過程^［16］。高原內(nèi)部氣候存在一定分異，除受地理位置、地形特征影響外，總體上大致以32°N為界，分為南、北2個區(qū)域，北部主要受西風(fēng)控制，南部則主要受亞洲季風(fēng)控制^［16］，已有研究還指出，約20世紀(jì)80年代初以來，高原氣候整體呈暖濕化趨勢，但東南緣地區(qū)則整體呈現(xiàn)暖干化趨勢^［17］。水汽被輸送后通過降水形式進入高原水循環(huán)是補給水資源的關(guān)鍵機制之一^［16］，根據(jù)1980年起的實測資料統(tǒng)計結(jié)果發(fā)現(xiàn)，青藏高原東部區(qū)域外流河的徑流與降水變化顯示出較強的一致性，且變化趨勢在空間上也以32°N為南北分界線，呈現(xiàn)出南北變化相反的變化規(guī)律，北部在1999年前后先減后增，南部則先增后減^［18］。

1.2 數(shù)據(jù)資料

不同研究中所選取的代表水文站和劃分的源區(qū)范圍存在一定差異，綜合已有研究和掌握的數(shù)據(jù)情況，本文選擇各源區(qū)的出口水文控制站點及流域范圍如圖1所示，其中，黃河、長江流域與廣泛采用的源區(qū)范圍基本一致^［11-12］，其余3河采用青藏高原邊界附近的站點作為源區(qū)出口^{［1，3］}，瀾滄江為分析水庫建設(shè)的影響還擴展至下游流域，5個出口測站的匯流面積共約71萬km²，約占青藏高原總面積的28%?？紤]到徑流泥沙變化可能存在的空間變異性，在各河源區(qū)選取不同位置處的代表性站點，除出口外，在靠上游和中部位置也均選取代表水文站（長江僅有上、下游2個站點），各站點的基本信息見表1。所選的各河流源區(qū)范圍內(nèi)人類用水較少，且尚未建設(shè)大型水庫，則站點的實測流量可基本反映自然環(huán)境變化下的河流天然徑流^［10］。此外，對于瀾滄江流域，為分析流域開發(fā)對徑流變化的可能影響，本文還收集到舊州站下游的戛舊和允景洪站的徑流數(shù)據(jù)進行分析。

本文利用各測站年和月尺度的徑流和部分泥沙資料，分析水沙的年際和季節(jié)性變化，資料主要來自相關(guān)的水文管理部門，整合時對數(shù)據(jù)進行了可靠性檢驗和不同來源之間的一致性檢驗。中國水文站網(wǎng)建設(shè)及水文資料收集大多開始于20世紀(jì)五六十年代，為統(tǒng)一研究的時段，更系統(tǒng)性地分析各流域的徑流變化，本文選取1960—2020年（近60 a）為研究時段，大部分站點都有該時段完整的徑流數(shù)據(jù)，部分站點數(shù)據(jù)起始年份在1960年后或存在個別年份的缺失。此外，為符合水文資料管理政策要求，在結(jié)果部分對實測水沙數(shù)據(jù)的序列過程統(tǒng)一進行了標(biāo)準(zhǔn)化處理。

1.3 研究方法

本文利用實測站點年際和逐月的徑流、輸沙量數(shù)據(jù)，采用Pettitt方法檢驗各時間序列的突變點;采用線性回歸方法定量反映徑流、輸沙量隨時間的變化趨勢，計算得到變化的速率，并用t檢驗方法確定顯著性。Pettitt檢驗是針對突變點的一種非參數(shù)檢驗方法^［19］，可對水文序列進行突變分析獲得突變點，檢驗較為直觀可靠^［20］;線性趨勢分析則常用于對水文序列長期演變特征的分析，反映總體趨勢，對水資源開發(fā)和利用具有指導(dǎo)意義^［21］。

突變點檢驗對于長時間序列的趨勢性更有意義^［22］，故檢驗時要求數(shù)據(jù)序列長度至少達到20 a，在檢驗時若按得到的突變點劃分的前/后時段仍較長（＞20 a），將對分時段再進行一次突變點檢驗，由此得到相對于第一次檢驗的一級突變點，為二級突變點，并計算總體及分時段的線性變化趨勢。此外，以往研究表明時間序列的長度對變化趨勢檢驗的結(jié)果可能存在一定影響，本文也對此進行了一定的分析和討論。

2 結(jié)果與分析

2.1 徑流年際變化

1960—2020年間，五大流域出口斷面（取各源區(qū)下游站點，即唐乃亥、直門達、舊州、道街壩、奴下站）的年徑流變化過程如圖2所示，5河按平均年徑流深排序，依次為怒江＞瀾滄江＞雅魯藏布江＞黃河＞長江;按平均年徑流量排序，依次為雅魯藏布江＞怒江＞瀾滄江＞黃河＞長江。在60 a尺度上，長江和怒江流域的年徑流呈顯著上升的趨勢，其他流域則均呈不顯著的變化，但瀾滄江和黃河流域呈不顯著的下降趨勢，而雅魯藏布江流域呈不顯著上升趨勢。在變化速率方面，變化不顯著的3個流域的變化速率均不到0.1 mm/a，長江和怒江除變化更顯著外，變化速率也更大，從1960s（1960—1969年）到2010s（2010—2019年），長江流域直門達站平均年徑流量由128.4億m³增至159.7億m³，增長約24.4%，怒江流域道街壩站平均年徑流量由532.6億m³增至567億m³，增長約6.4%。

結(jié)合上游和中游站點的趨勢檢驗結(jié)果，發(fā)現(xiàn)各流域的徑流變化存在較強的空間變異性，不同河段站點的變化趨勢和速率存在一定差異。表2為所有站點年徑流變化的檢驗結(jié)果，黃河上游吉邁站的年徑流呈現(xiàn)上升趨勢，與中游瑪曲站和下游唐乃亥站變化趨勢相反；瀾滄江上游昌都站的年徑流也與其下游的舊州站相反，呈現(xiàn)上升趨勢;雅魯藏布江上游和中游的3個站與下游奴下站的增長趨勢相反，均呈現(xiàn)下降趨勢;就變化速率的數(shù)值而言，這3個流域都存在自上游到下游變化速率的絕對值減小的特點，如雅魯藏布江流域從拉孜站的平均減小0.16 mm/a到羊村站平均減小0.09 mm/a，再到奴下站由減小趨勢轉(zhuǎn)變?yōu)樵黾樱骄黾?.02 mm/a。長江、怒江流域上游和下游站點的變化趨勢一致，均為上升，但變化速率也是上游大于下游站。

總體而言，各流域的年徑流變化在空間上存在一定變異性，年徑流顯著上升的長江和怒江流域上、下游站變化趨勢一致，變化趨勢不顯著的黃河、瀾滄江、雅魯藏布江流域則都存在不同位置的站點趨勢不一致的情況，但其不同的變化趨勢均不顯著，說明這3個流域的年徑流在目前的尺度上尚未顯現(xiàn)明顯變化;而一般上游站的變化速率比下游站大，靠上游站積雪和冰川對徑流貢獻比例較下游高，徑流變化更敏感，在氣候變化等因素綜合影響下的變化幅度較下游站大。

年徑流序列的突變性方面，所有站點中，突變年主要集中分布在1998年、2006年、1967年、1990年前后，距今最近的突變年為2006年。多數(shù)站點都在2006年前后存在徑流突變點，且在此后均呈現(xiàn)較顯著的上升趨勢，包括黃河流域的吉邁站、唐乃亥站，長江流域的直門達站，瀾滄江流域的昌都站，怒江流域的所有站點，雅魯藏布江流域的羊村、奴下等站點;個別站點的年徑流未檢驗得到2006年前后的突變點，但其年徑流量也在2006年后呈顯著上升趨勢;在2006—2020年的15 a間，所有站點平均的年徑流深增長速率約為3.9 mm/a，這與高原整體在近十幾年中暖濕化的氣候變化態(tài)勢有關(guān)。

2.2 徑流季節(jié)變化

青藏高原地區(qū)的徑流年內(nèi)分配不均，總體與降水和氣溫的變化較為一致，雨季一般為5—9月，10月至次年4月較干旱^［23］，春季回暖開始有積雪消融;而徑流主要集中于6—10月，為汛期，最大月徑流一般出現(xiàn)在7月或8月。利用月徑流量數(shù)據(jù)計算各季節(jié)的徑流，對于所選站點，在近60 a中，各流域夏、秋季徑流貢獻大，夏季（6—8月）徑流占年徑流總量均達到40%以上，夏、秋季徑流總量均達到75%以上，所有站點平均的夏季徑流占比約為50%，夏、秋季總徑流占比約81%，冬季（12—2月）徑流貢獻最小，不足10%。

表3為各站點的季節(jié)徑流數(shù)據(jù)情況及檢驗結(jié)果，發(fā)現(xiàn)各流域上游站點的冬、春季徑流普遍呈現(xiàn)上升的趨勢，且變化較顯著。圖3為各流域上游站點冬、春徑流深變化，其中，長江流域上游沱沱河站季節(jié)徑流數(shù)據(jù)序列較短，怒江流域上游嘉玉橋站數(shù)據(jù)自1981年起，檢驗結(jié)果存在一定不確定性，其他流域均存在顯著的上述特征，雅魯藏布江流域上游拉孜站在年徑流深總體呈減小趨勢的情況下，冬、春季徑流同樣明顯增加，這一特征與氣候變暖下，上游冰雪消融加速、對徑流貢獻增加有關(guān)。

各流域夏、秋季徑流的變化趨勢普遍不顯著，其中，秋季徑流變化趨勢總體與年徑流較為一致，而夏季徑流具有較明顯的空間分布特征，如圖4中各站點夏季徑流變化趨勢關(guān)于緯度的分布所示，呈現(xiàn)“北增南減”的特點。所選站點中昌都和嘉玉橋站大致位于31°N附近，而黃河和長江流域的所有站點位于這2個站以北;檢驗結(jié)果顯示，黃河和長江流域所有站點及昌都、嘉玉橋站的夏季徑流均明顯增加，其余所有站點則均為減小。結(jié)合青藏高原地區(qū)的水汽輸送特征，夏季徑流“北增南減”與高原氣候的變化態(tài)勢相關(guān)，北部站點與整體暖濕化的特點一致，南部站點則與高原東南緣在1980年后呈暖干化趨勢相符。

就徑流的年內(nèi)分配而言，各流域在60 a內(nèi)的月徑流分布特征總體變化較小，但在年代際尺度上有一定波動變化，如在2010—2020年和1980—1989年徑流總體偏高，并且在這些平均徑流量偏大的年代中，盡管汛期仍為6—10月，但7月和9月的徑流量明顯偏高，對年總徑流貢獻較大，8月的徑流量則無明顯變化，甚至低于歷史時段，則徑流過程表現(xiàn)為“雙峰”，例如，圖5所示的吉邁、唐乃亥、直門達3個站均表現(xiàn)出這一特征。

2.3 時間序列長度對變化趨勢的影響

通過比較不同序列長度下徑流數(shù)據(jù)的檢驗值來分析趨勢檢驗結(jié)果是否會受其影響。選取的年徑流時間序列除嘉玉橋站從1980年開始外，均從1960年開始，改變結(jié)束年份自2000至2020年，即序列長度從41 a逐年遞增為61 a，分別進行突變點和變化趨勢的檢驗;部分站點檢驗結(jié)果隨序列長度的變化如圖6所示，其中還將以往研究中的一些檢驗結(jié)果也匯總在圖上以作比較。

結(jié)果發(fā)現(xiàn)，各站點突變年份受序列長度的影響總體較小，除了個別站點（如圖6（d）直門達站、圖6（f）舊州站）外，其余站點的突變年份均不隨序列長度而改變;而對于變化趨勢，序列長度對各流域檢驗結(jié)果存在不同程度的影響，其中，時間序列長度對長江、怒江流域站點的影響總體較小，對黃河、瀾滄江和雅魯藏布江流域站點的檢驗結(jié)果影響較大。

在60 a尺度上年徑流呈顯著上升趨勢的長江和怒江流域，改變時間序列由1960—2000年變化至1960—2020年，各站點均保持上升的趨勢，與以往研究結(jié)果基本一致，但變化速率有一定波動，且和以往有差異，如怒江流域嘉玉橋和道街壩站（圖6（g）、圖6（h））變化速率的數(shù)值明顯高于文獻結(jié)果^［24-25］。

對于黃河、瀾滄江、雅魯藏布江流域，以往結(jié)果中均存在不同變化趨勢的結(jié)論，如黃河流域唐乃亥站有不顯著上升和不顯著下降的結(jié)果^［1-2］，雅魯藏布江奴下站也有上升和不顯著下降的結(jié)果^［1-3］，本文基于源區(qū)出口站點1960—2020年的數(shù)據(jù)得到的結(jié)論為：黃河、瀾滄江流域的年徑流不顯著下降，雅魯藏布江流域年徑流不顯著上升。這幾個流域部分站點基于不同時間序列數(shù)據(jù)得到的結(jié)果也存在一定變異性，如吉邁、昌都、舊州、奴下各站（圖6（a）、圖6（e）、圖6（f）、圖6（i））均存在變化趨勢由增變?yōu)闇p或由減變?yōu)樵龅那闆r，但變化趨勢總體都不顯著，再次說明這3個流域的年徑流在目前的尺度上尚未顯現(xiàn)出明顯變化;各站變化速率的數(shù)值同樣有一定波動，其中，吉邁、唐乃亥、奴下站（圖6（a）、圖6（b）、圖6（i））與以往結(jié)果存在一定偏差，而這些站的文獻結(jié)果所用數(shù)據(jù)多為從1956年開始，說明1956—1959年的年徑流數(shù)據(jù)對序列整體的變化趨勢有較大影響。

此外，對有數(shù)據(jù)站點的平均季節(jié)徑流也做類似的時間序列影響檢驗，發(fā)現(xiàn)各流域季節(jié)徑流的檢驗結(jié)果受時間序列長度影響的情況與年徑流基本一致，尤其關(guān)注上游站點冬、春季節(jié)的徑流變化，以了解2.2節(jié)所述上游站點冬、春徑流普遍增加的趨勢是否只是選取特定分析時段時的偶然，結(jié)果發(fā)現(xiàn)該現(xiàn)象在近10 a左右以來都是總體成立的。其中，黃河吉邁站和瀾滄江昌都站（圖7（a）和圖7（b））將序列結(jié)束年份分別選取至2012年和2013年之后，冬、春季徑流均由減小轉(zhuǎn)為增加趨勢，并在此后保持上升，變化速率數(shù)值也逐漸增加;長江上游沱沱河站無冬、春季節(jié)徑流數(shù)據(jù);怒江嘉玉橋站（圖7（c））冬、春季和雅魯藏布江拉孜站春季徑流的變化趨勢受序列長度影響不顯著，始終保持增加趨勢，變化速率略有波動，但是否選取2020年的數(shù)據(jù)會對拉孜站冬季徑流變化趨勢的分析結(jié)果產(chǎn)生影響，基于1960—2020年的序列得到不顯著增加趨勢，若不選取2020年的數(shù)據(jù)則會得到減小趨勢（圖7（d））。因此，認(rèn)為上游站點在近10 a左右以來都基本存在著冬、春季徑流普遍呈較明顯上升趨勢的特征，但這有待于繼續(xù)觀察和分析更長時間序列結(jié)果的變異性。

2.4 泥沙變化特征及其與徑流變化的關(guān)系

相較于徑流數(shù)據(jù)，各流域水文站的泥沙觀測數(shù)據(jù)更為稀缺，有資料站點空缺較多，連續(xù)性差，時間序列難以統(tǒng)一。據(jù)以往研究，5河按平均年輸沙模數(shù)排序，依次為怒江（道街壩站）＞瀾滄江（香達站）＞雅魯藏布江（奴各沙站）＞黃河（唐乃亥）＞長江（直門達）^［5］。本文基于部分有數(shù)據(jù)站點的輸沙量進行變化趨勢的檢驗與分析，各站點的數(shù)據(jù)情況及檢驗結(jié)果如表4所示，圖8為年輸沙量按突變年份劃分的變化過程。在黃河、長江、瀾滄江和雅魯藏布江4河中，瀾滄江源區(qū)出口（舊州站）的年均輸沙量最大，長江源（直門達站）向下游輸送泥沙量最少，近60 a中約950萬t/a，黃河源（唐乃亥站）近60 a的平均輸沙量約1 234萬t/a，約為長江源的1.3倍。而輸沙量的年內(nèi)分布總體與各流域徑流的年內(nèi)分布較相似，最大月輸沙量也一般為7月或8月，并且各流域自上游至下游年輸沙量都逐漸變大，這與河流向下游流動攜帶泥沙越來越多的實際情況相符。

趨勢檢驗的結(jié)果顯示，黃河、瀾滄江、雅魯藏布江流域出口的年輸沙量均呈現(xiàn)下降趨勢，長江流域呈上升趨勢，其變化均不顯著;其中，黃河、瀾滄江、雅魯藏布江流域年輸沙量變化不顯著，與徑流變化不顯著有關(guān)，而長江流域年徑流顯著上升，且該流域輸沙量受降水量影響較大，降水量亦呈顯著增加趨勢，年輸沙量變化卻不顯著，則與流域內(nèi)較大面積占比的湖泊、沼澤、濕地的存儲效應(yīng)的影響有關(guān)^［5］。此外，黃河、長江流域不同位置站點的年輸沙量變化趨勢分別都相同，由于數(shù)據(jù)較有限，泥沙變化的空間分布特征并不明顯。

為分析徑流與泥沙變化的關(guān)系，選取了徑流、泥沙同步觀測的站點，檢驗其年徑流和輸沙量在同一時段中的變化情況，結(jié)果如表4所示。在11個同時有年徑流和輸沙量的趨勢檢驗結(jié)果的站點中，有8個站點的徑流和輸沙量變化趨勢都是一致的，比例超過70%，吉邁、奴各沙和奴下3個站的年徑流和輸沙量則呈現(xiàn)相反的變化趨勢，即水沙變化不一致，但其趨勢均不顯著。因此，認(rèn)為在相同時段中，輸沙量的年際變化趨勢與徑流變化基本一致，而各站點年輸沙量的突變年份則較分散，在突變特征上暫未有明顯規(guī)律。此外，對比同一站點的年輸沙量變化過程和年徑流變化過程，發(fā)現(xiàn)輸沙量的年際變化波動更大，不過這也與站點泥沙數(shù)據(jù)有限、且數(shù)據(jù)可靠度存在一定不確定性有關(guān)。

2.5 瀾滄江下游水電站建設(shè)對徑流泥沙的影響

流域水文情勢的變化受到氣候變化和人類活動、尤其是流域開發(fā)的影響，近年來瀾滄江流域大力開發(fā)水能資源，梯級開發(fā)可能已對流域內(nèi)的徑流、泥沙過程產(chǎn)生影響。本節(jié)的討論針對瀾滄江全流域而言，上游河段為源頭到舊州站附近，先后流經(jīng)青海、西藏、云南，往下至出境前為中下游河段。上游西藏段，大致從昌都站下游起，擬建的8個水電站目前均處于前期考察中;云南段擬建上游“一庫七級”和中下游“兩庫八級”，大部分均已建成投產(chǎn)，水電站的基本信息如表5所示，其中，上游段擬建的1個水庫尚未建設(shè)，中下游段擬建的2個大型水庫均已建成，即小灣水庫和糯扎渡水庫，分別于2010年和2014年完全建成并使用，均具有多年調(diào)節(jié)能力，舊州站以下幾個已建成水電站的位置在圖1中進行了標(biāo)注。研究收集到舊州站以下的戛舊和允景洪站1960年起的實測徑流數(shù)據(jù)，這2個站具有較長時段的年和月數(shù)據(jù)，分別到2018年和2020年，允景洪站還有1963—2018年的月輸沙量數(shù)據(jù)，其檢驗結(jié)果一并匯總在表2—表4中。

在60 a左右的尺度上，戛舊和允景洪站的年徑流變化特征與前述幾點特點基本相符，其變化趨勢與源區(qū)下游出口站舊州相同，呈減小趨勢，且越往下游，減小的速率越大，變化的顯著性提高，且2個站的年徑流也均在2006年左右發(fā)生突變，允景洪站在此后呈增長趨勢。季節(jié)徑流方面，2個站冬、春季徑流均呈顯著增加趨勢，而夏、秋季徑流顯著減小，進一步計算各月的平均徑流量，發(fā)現(xiàn)2010年以來，戛舊和允景洪站的年內(nèi)徑流過程均已發(fā)生顯著改變。

水庫具有“調(diào)峰補枯”作用，可以對庫區(qū)和下游進行徑流調(diào)節(jié)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，這2個站年內(nèi)徑流過程發(fā)生突變的時間與流域內(nèi)建設(shè)水庫時間相對應(yīng)，圖9為戛舊、允景洪站的年徑流過程及不同時段內(nèi)的平均年內(nèi)徑流變化，其中以建庫前后時段劃分以比較其變化。如圖9（b），戛舊站在2010年前、后10 a的平均徑流過程存在著顯著差異，原本在年內(nèi)明顯的徑流豐枯變化變?yōu)楦髟聫搅髁肯嗖詈苄　⒛陜?nèi)徑流分布較平均;類似地，允景洪站（圖9（d））的年內(nèi)徑流過程也在2010年后發(fā)生顯著改變，并在約2014年進一步發(fā)生變化，春季各月的徑流量甚至超過了夏、秋季各月的徑流量，而在2010年前，2個站的徑流年內(nèi)變化過程基本保持穩(wěn)定，2000—2009年10 a的平均與2000年前約40 a的平均徑流過程線基本一致。因此，2個站的季節(jié)徑流檢驗結(jié)果與前述的特點并不相符，而是已受到流域開發(fā)的顯著影響，不能完全反映天然徑流的季節(jié)性變化特征。其中，戛舊站位于小灣水電站下游、漫灣水電站附近，發(fā)生的1次突變主要是受小灣水庫的影響；允景洪站則位于糯扎渡水電站下游、景洪水電站附近，小灣和糯扎渡水庫對其均有影響，故存在2次明顯的突變。

3 結(jié)論

本文選取青藏高原東部的五大河流源區(qū)，基于詳實的站點實測數(shù)據(jù)，系統(tǒng)性地分析了各流域近60 a（1960—2020年）徑流及輸沙量的年際和季節(jié)性變化特征，得到主要結(jié)論如下：

（1） 在約60 a的尺度上，長江和怒江流域的年徑流量顯著上升，而黃河、瀾滄江流域不顯著下降，雅魯藏布江流域不顯著上升;長江源區(qū)年輸沙量呈不顯著上升趨勢，黃河、瀾滄江、雅魯藏布江流域則均不顯著下降，各站年際變化趨勢與同時段徑流變化基本一致，但變化波動性相對更大。同時，發(fā)現(xiàn)各流域年徑流在2006年左右存在突變點，大部分站點的年徑流在此后呈上升趨勢;各流域年徑流變化存在較強的空間變異性，上、下游站點的變化趨勢和速率大多存在一定差異。

（2） 在60 a尺度的季節(jié)性特征方面，各流域上游站點的冬、春季徑流均呈增加趨勢，這主要與上游在氣溫升高趨勢下短期內(nèi)的冰雪消融加速及凍土融化有關(guān)，夏、秋季徑流的變化趨勢則與年徑流總體相同;結(jié)合各站點的空間分布，發(fā)現(xiàn)夏季徑流呈現(xiàn)“北增南減”的趨勢分布特征，這主要與南、北不同的水汽輸送路徑及氣候變化態(tài)勢相關(guān)。

（3） 利用瀾滄江流域下游的站點數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)舊州站以下的水電梯級開發(fā)已對下游的天然徑流過程產(chǎn)生顯著干擾。突變主要發(fā)生于2010年和2014年2個水庫建設(shè)后，具體表現(xiàn)為徑流年內(nèi)的明顯豐枯變化特征逐漸被調(diào)節(jié)，各月徑流量的差異大大減小，趨于均勻化。這對于減少洪旱災(zāi)害、提高資源利用可靠度有一定作用，在后續(xù)的流域開發(fā)中，應(yīng)持續(xù)監(jiān)測和分析徑流和泥沙的變化，并制定相應(yīng)措施以更合理地開發(fā)資源。

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Streamflow and sediment change of major rivers in the Eastern Tibetan

Plateau from 1960 to 2020

The study is financially supported by the National Natural Science Foundation of China （No.92047301;No.51825902）.

ZHANG Mengjiao^1，2，NAN Yi^1，2，WU Yongxiang³，DING Yukai⁴，XU Mengzhen^1，2，TIAN Fuqiang^1，2

（1. Department of Hydraulic Engineering，Tsinghua University，Beijing 100084，China;

2. National Key Laboratory of

Hydrosphere Science and Hydraulic Engineering，Tsinghua University，Beijing 100084，China;

3. Nanjing Hydraulic

Research Institute，Nanjing 210029，China;

4. Information Center，Ministry of

Water Resources，Beijing 100053，China）

Abstract：Being recognized as the “Asian Water Tower”，the Tibetan Plateau （TP） plays a pivotal role in regulating downstream water resources.However，significant alterations in runoff and sediment transport have been witnessed within its headwaters region，primarily due to the combined impacts of climate change and human activities.This study focuses on five major river basins in the Eastern TP，including the Yellow River，Yangtze River，Lancang River，Nujiang River，and Yarlung Zangbo River.A comprehensive analysis of the annual and seasonal variations in streamflow and sediment data from 1960 to 2020 （recent 6 decades） was conducted，utilizing extensive hydrological station measurements and various statistical methods，including the Pettitt change-point test and linear regression algorithm.Key conclusions include：① Over the past six decades，the annual runoff in the Yangtze River and Nujiang River basins exhibited a significant upward trend，while changes in other basins remained less pronounced，with considerable spatial variability in runoff alterations.A majority of stations experienced an abrupt shift in annual runoff around 2006，followed by a sustained increase in the subsequent decade.As for the annual sediment transport，the Yangtze River basin showed an insignificant increase，while the Yellow River，Lancang River，and Yarlung Zangbo River basins all exhibited insignificant decreases.The variation trends was overall consistent with annual runoff，but with greater uncertainty.② In terms of seasonality in the past six decades，the winter and spring runoff in upstream stations displayed a consistent rising trend across all basins，while the variation in summer and autumn runoff mirrored that of annual runoff，and the summer runoff demonstrated a spatial pattern，characterized by a distinct “northward increase，southward decrease” trend.③ The development of water resources in the Lancang River basin has disrupted the natural runoff patterns downstream，notably manifesting as a sudden shift in the annual distribution of runoff，with reduction in seasonal variation.These findings enhance our understanding of streamflow and sediment changes in the Tibetan Plateau，offering valuable insights for predicting runoff trends and informing water resource management decisions.

Key words：streamflow change;sediment change;seasonality;reservoir impact;major rivers in Eastern Tibetan Plateau