泾河流域水沙特性空间尺度变化分析

差应 用 较多 ， 这里不再赘述． 变差 系 数 （ Ｃ ） 用 来 分
析不 同流域 的各 主要水 文要 素过程 在 时间序 列上 wk.baidu.com
动存在 的条 件如 土 壤 、 植被 、 地形 、 地 貌 等 具 有 空 间 异质性 ， 降水 、 蒸发等输入 、 输 出 因 素在 流 域 上 的 分 布具有 不 均匀性 与 分散性 ； 二 是产流 、 产 沙过 程 的非
摘
要： 对 泾 河 流域 的 水 沙 特性 进行 分 析 ， 是 以黄 土 高 原 地 区 水 土 保 持 、 防洪减沙 为根本 出发点 ， 并 为 黄 土 高 原 综 合 治理 提 供 依 据 ． 基于 大量 的 观测 数据 ， 选 取 了泾 河 流域 集水 面 积 ２ １ ８～４ ０ ２ ８ １ ｋ ｒ ｎ 的 １ ６个 水 文 站 点
Ｊ ｕ ｎ ．２ ０ １ ３
ＤＯＩ ： １ ０． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ２—５ ６ ３ ４． ２ ０１ ３． ０ ３ ． ０ １ ５
泾 河 流 域 水 沙 特 性 空 间 尺 度 变 化 分 析
崔 小红 ，周祖 昊 ，邱 林
（ １ ． 华北水利水 电学院， 河南 郑州 ４ ５ ０ ０ ４ ５ ； ２ ． 流 域 水 循环 模 拟 与 调 控 国 家 重 点 实 验 室 ， 北京 １ ０ ０ ０ ３ ８ ； ３ ． 中国 水 利 水 电 科 学 研 究 院 ， 北京 １ ０ ０ ０ ３ ８ ）
性， 弄 清不 同尺度 下 的水 沙 运 动规 律 具 有 重 要 的 现
实意义 ， 可 为泾 河流 域水 土流 失 的治 理 、 生态恢 复 和 防灾减 灾等 提供 理论 依据 ．
水 文 尺度 问题是 近几 年来水 文 学研究 的焦 点之
＿ 】
一
１ 基 本 资料
泾 河 流域 是 黄河 中游 渭河 的最 大支 流 ， 发 源 于
作者简介 ： 崔小红 （ １ ９ ８ ５ 一） ， 女， 内蒙 古 包 头 人 ， 硕士研究生 ， 主 要 从 事 水 文 水 资 源 方 面 的研 究 ． 周祖吴 （ １ ９ ７ ５ 一） ， 男， 湖北武汉人 ， 教授级 高工 ， 主 要 从 事 流 域 水 循 环 模 拟 与 调 控 方 面 的研 究 邱 林（ １ ９ ６ Ｏ 一） ， 男， 河南郑州人 ， 教授， 博导 ， 博 士， 主 要 从 事 水 文 水 资 源 方 面 的研 究 ．
尺度 问题 的主要 原 因有 两个 方 面 ： 一 是 流 域 水 沙 运
然 后确 定合 适 的观测 尺 度 ， 为 尺 度 转换 提 供 可 靠 的 基础 资 料 ］ ． 主要 的水 文要 素可 用 均 值 、 均方差、 变 差 系数 、 偏态 系数 等统计 量来 进行 描述 ． 均值 和均 方
第 ３ ４卷 第 ３期
２ ０ １ ３年 ６月
华
北
水
利
水
电
学
院
学
报
Ｖｏ １ ．３ ４ ＮＯ 。 ３
Ｊ ｏ ｕｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｎｏ ａｈ Ｃｈ ｉ ｎ ａ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ｏ ｆ Ｗａ ｔ ｅ ｒ Ｃｏ ｎ ｓ ｅ ｒ ｖ ａ ｎ ｃ ｙ ａ ｎｄ Ｈｙ ｄ ｒ ｏ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｉ ｃ Ｐｏ ｗｅ ｒ
进行初探 ． 结果表明 ， 泾 河 流 域 空 间尺 度 的变 化 对 输 沙率 的影 响很 大 ， 集水 面积与输 沙率成正 比； 侵 蚀 模 数
与 集 水 面积 之 间不 是 一 个 固定 的关 系 ， 总 的趋 势 是 在 小 流 域 范 围 内侵 蚀 模 数 出 现 波 动 ， 在中、 大 流 域 范 围 内时 侵 蚀 模 数 与集 水 面 积呈 现反 比的关 系 ． 表 明不同 尺度下 ， 水沙 运动要 素呈现 出不同 的变异特性 ， 反 映
．
目前对水 沙 多 尺 度 效 应 的研 究 成 果 多是 理
论 论证 ， 缺乏 一定 的说 服力 ． 要 弄清 在不 同尺度 上水 文 过程 的影 响 因素 以及 各 影 响因素 对水文 过程 的影
响程度 ， 可利 用统 计学 的方 法对 水文 过程 进行 描述 ，
收 稿 日期 ： ２ ０１ ３—０ ２—２ ２
宁夏 泾 源县关 山东 麓 的老龙 潭 ， 由西北 向东 南 流经 宁夏 、 甘肃 、 陕 西三 省 （ 区） ， 在 陕 西省 高 陵县 的陈 家
滩注 入｝ 胃河 ． 泾 河 流 域西 起 六 盘 山 ， 东界子午岭， 南
基金项 目： 国家 自然 科 学 基 金 创 新 研 究 群 体 基 金 项 目（ ５ ０ ７ ２ １ ０ ０ ６ ） ．
线 性运 动特 性． 这 两 个 方 面 的 综 合 作 用 导 致 流 域 水
离 散程 度 的大 小 ． 偏 态系 数 （ Ｃ ） 用 来 分析 不 同流 域
的各 主 要水 文要 素相对 于平 均值 的分 布是否 对称 及
其偏 离程 度 ．
沙过程 在不 同时空 尺 度 上呈 现 出不 同的 运 动规 律 ．
１ ９ ７ ９ －１ ９ ９ ０年 的 逐 日水 沙 过 程 资 料 ， 运用统计的方法 ， 系 统 分 析 了 泾 河 流 域 不 同 空 间 尺 度 上 的 两 个 主 要 水
沙要素 （ 输沙率和侵蚀模数 ） 的均 值 、 方差 、 变 差 系数 、 偏态系数的变化规律 ， 并对 尺度 转 换 和 尺 度 分 析 问题
了水 沙 运 动 的 尺度 效 应 ． 关键词 ： 尺度分析 ； 水沙特性 ； 泾 河 流 域
中图分类号 ： Ｔ Ｖ １ ４ ２
文 献标 识 码 ： Ａ
文章编号 ： １ ０ ０ ２—５ ６ ３ ４ （ ２ ０ １ ３ ） Ｏ ３— ０ ０ ５ １ — ０ ４
流域 的水沙 问题不 仅影 响到社 会 、 经济 的发展 ， 而且 与生态 环境 息 息 相 关 ． 流 域 水 沙运 动 具 有 时 空 ？ 化 特性 ， 必然 涉及 到尺度 问题． 产 生流 域水 沙过 程
流域水 沙 运 动 理 论 和 水 文 要 素 具 有 显 著 的尺 度 特
笔者 基 于大量 的观 测数 据 ， 运 用统计 学 的方法 ，
系统 研究 了泾 河 流域 １ ６个 水 文 站 点 的输 沙 率 和 侵
蚀模 数 的均值 、 方差 、 变差系数、 偏 态 系数 在 不 同时
间、 空 间尺度 上 的变化规 律 ．