Scientia Geographica Sinica 2012 , 32 (10): 1262-1268 https://doi.org/10.13249/j.cnki.sgs.2012.010.1262

Orginal Article

近50年人类活动引起的杭嘉湖平原区水位变化

徐光来¹^,²^,, 许有鹏¹, 罗贤¹, 尹义星³

1.南京大学地理与海洋科学学院江苏南京 210093
2. 安徽师范大学国土资源与旅游学院安徽芜湖 241000
3. 南京信息工程大学应用水文气象研究院江苏南京 210044

Changes of Water Level Induced by Human Activities at Hangzhou-Jiaxing-Huzhou Plain in Recent 50 Years

XU Guang-lai¹^,²^,, XU You-peng¹, LUO Xian¹, YIN Yi-xing³

1.School of Geographic and Oceanic Science, Nanjing University, Nanjing,Jiangsu 210093, China
2.College of Territorial Resources and Tourism, Anhui Normal University, Wuhu, Anhui 241000, China
3. Applied Hydro-meteorological Research Institute, Nanjing University of Information Science and Technology, Nanjing ,Jiangsu 210044, China

中图分类号: P343.9

文献标识码: A

文章编号: 1000-0690(2012)10-1262-07

收稿日期: 2011-09-8

修回日期: 2011-12-25

网络出版日期: 2012-10-20

基金资助: 国家自然科学基金重点项目（40730635）和水利部公益项目（201201072,200901042）资助

作者简介:

作者简介：徐光来（1978-）,男,安徽无为人,博士研究生,主要研究方向为水文学与水资源。E-mail: guanglaixu@yahoo.com.cn

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摘要

针对杭嘉湖地区洪涝灾害日益加剧的现状,基于1960~2007年日降水和日水位资料,采用Spearman检验、有序聚类分析和线性模拟方法,研究了近50 a来降水和水位变化,在此基础上探讨了降水和人类活动对特征水位变化的贡献率。结果表明,区域近50 a降水变化未见明显趋势,水位呈增加趋势,年最高水位、年平均水位和年最低水位增率分别为0.03 m/10a、0.05 m/10a和0.09 m/10a,且平均水位和最低水位增加达到显著性水平。8个代表站点特征水位均呈增加趋势。空间上沿水流方向,线性坡度值增大。水位降水响应率和平水年水位序列分析显示人类活动是水位变化的重要原因。人类活动对最高水位、平均水位和最低水位变化的贡献值分别为39.0％、56.2％和82.9％。

关键词： 降水-水位序列 ; 特征水位变化 ; 人类活动 ; 平原河网 ; 杭嘉湖地区

Abstract

With the gradually increased flooding on the Hangzhou-Jiaxing-Huzhou plain, this paper analyses the problems involved in the changes of water levels of the hydrological system of this region. As one of the most developed regions in China, the plain is undergoing fierce urbanization process. Based on the daily precipitation and water level data from 1960 to 2007 of Hangzhou-Jiaxing-Huzhou plain, the changes of precipitation and water level time series were analyzed by using linear-regression method, Spearman test, and orderly clustering analysis. Then the contribution rate of precipitation and human activities on water level changes were assessed by normal precipitation years and linear simulation methods. The results showed that the trend of precipitation of regions was no significant, while the water level of the regions was increased. Annual highest, average and lowest water level of the region were increased by 0.03 m/10a,0.05 m/10a and 0.09 m/10a, respectively. And the increase of average and lowest water level of the region reached the significant level. Moreover, the time series of water levels of eight representative hydrologic stations were analyzed. The results showed that most of the water levels of representative hydrologic stations were increased. The trend of all annual lowest water level series was significant, and trend of annual average and highest water level in some stations were significant by Spearman test. In space, along the flow direction, linear trend value of the time series were increased by Kriging interpolation. At last, the reasons for the changes of water level were evaluated. The highest, average and lowest annual water level of the region in normal precipitation years before and after the cut-point were increased by 10.67%, 8.17% and 42.95% respectively, while the precipitation was decreased by -1.06%. The contribution rate of human activities on the changes of the highest, average and lowest water level were 39.0%, 56.2% and 82.9% respectively. Human activities were the important cause to water level changes, particularly, to annual lowest water level. The results of this paper will be helpful for the water resources management of the urbanizing plain river network region and sustainable development of society and economy under the changing environment.

Keywords： precipitation-water level time series ; changes of water level ; human activities ; plain river network ; Hangzhou-Jiaxing-Huzhou region

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徐光来, 许有鹏, 罗贤, 尹义星. 近50年人类活动引起的杭嘉湖平原区水位变化[J]. , 2012, 32(10): 1262-1268 https://doi.org/10.13249/j.cnki.sgs.2012.010.1262

XU Guang-lai, XU You-peng, LUO Xian, YIN Yi-xing. Changes of Water Level Induced by Human Activities at Hangzhou-Jiaxing-Huzhou Plain in Recent 50 Years[J]. Scientia Geographica Sinica, 2012, 32(10): 1262-1268 https://doi.org/10.13249/j.cnki.sgs.2012.010.1262

随着经济和社会发展,气候变化和人类活动剧烈影响着天然水循环过程。在这些变化中,伴随着城市化发展的土地利用变化是最主要的因素之一^[1]。在城市化地区,不透水面增加、天然河道渠道化、主干化改变地表径流情势,经常导致径流的增加;径流集中于管道减少地下水补充和基流,导致地下水的耗尽;高密度的基础设施建设对河流生态环境功亦具有强烈的影响,使污染传播增强。因而人类活动聚集的城市化区域有面临洪涝、干旱和水质问题的风险。尤其对于平原河网地区,由于地势低平、比降平缓、流向多变、河流交错等特征使水文规律的研究更为困难,伴随城市化过程,洪水易涨难消,增加了防洪的难度。已有的研究表明人类活动对水文具有强烈的影响,其中多为对径流的影响研究^[2~4]。而平原河网区,由于流量小、流速低,汇流特性复杂等原因,水位成为防洪的重要依据和预报的最终对象。因此平原河网区变化环境下的水位研究尤为重要。目前城市化背景下水位变化研究日益增多^[5~8],多为统计和空间分析方法的应用,本文试图从水位时空变化角度作较深入分析。

杭嘉湖（杭州,嘉兴和湖州）地区,作为中国面积最大、经济最发达的平原河网区之一,近50 a来在城镇用地面积扩大为主导的高强度人类活动作用下,地区水文情势发生了显著的变化,洪涝灾害呈现逐渐加剧的趋势。本文针对杭嘉湖平原河网地区近50 a来降水与特征水位变化进行分析,揭示该区水位变化的规律,评价降水和人类活动对水位变化的贡献,为高度城市化的平原河网防洪减灾提供理论依据。

1 数据和方法

1.1 研究区概况

杭嘉湖地区位于长江三角洲地区,北临太湖、南接钱塘江、西临浙西丘陵区、东接黄浦江,面积约7 607×10⁴km²,地面高程一般在1.6~2.2 m。区内水域面积近633 km²,河道总长度24 600 km,河网密度3.8 km/km²,水面率约为10%,南部杭州湾一带较疏为4%~6%;北部和东北部一带较密,水面率为12%~17%。区内河道纵横交错,属于典型的平原河网地区（图1）。

杭嘉湖地区属于亚热带季风气候,气象灾害繁多。年平均气温为15~18℃,年降水量在980~2 000 mm,年平均日照时数1 710~2 100 h。杭嘉湖地区拥有人口1 267万人（2007年）,是中国城市化最迅速的地区之一,杭州、嘉兴、湖州3个地区的城市化水平（以非农业人口比重计）分别由1978年的22.96%、12.27%和13.25%,增加到2007年的48.15%、35.73%和30.87%^[9]。过去的50 a间,由于人口的快速增长以及社会经济的加速发展,下垫面变化剧烈,洪涝灾害频繁发生^[10]。

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图1 杭嘉湖平原河网示意图

Fig.1 Sketch map of Hangzhou-Jiaxing-Huzhou plain

1.2 数据

区域降水数据采用了杭嘉湖地区26个气象站1960~2007年降水均值。分别选用流域内11个具有代表性的测站,将全区降水均值序列与各个测站的原始序列之间进行相关分析（表1）。经Pearson双尾检验,降水序列的相关性均达到0.001的显著性水平。可见,均值序列能很好地反映各站实际降水变化情况,能够代表杭嘉湖地区的降水变化,且比用分布不连续的单个站点资料更为全面和可靠^[11]。为了使各水位站水位之间具有可比性,将原始的不同基面水位转换到统一基准面,本文以85黄海高程基准作为统一基面。由于浙江太湖地区水位均已进行基面和地面沉降订正^[12,13],故用转换后的各站水位平均值表示杭嘉湖地区水位变化。全区水位与代表站点水位相关性均达到0.001显著性水平,各站水位均值序列能很好地反映各站水位变化情况。

1.3 方法

本文采用Spearman检验评估水文气象序列趋势的显著性。Spearman检验是一种基于秩次的非参数检验,与Mann-Kendall检验一起经常被用在评估水位气象时间序列趋势的显著性,但Spearman检验在水文序列分析中使用相对较少。Yue等^[14]利用蒙特卡罗模拟分析Mann-Kendall与Spearman的差别发现其检验效率是相似的,在实际应用中二者的差别是不能辨别的。对于序列X_i (i=1,2,…,n),零假设认为X_i是独立同分布,即原序列无趋势。备择假设认为X_i随着i具有增加或减小的趋势。其统计量为： $\begin{matrix} D = 1 - \frac{6 \overset{n}{\sum_{i = 1}} {[R (X_{i}) - i]}^{2}}{n (n^{2} - 1)} \end{matrix}$ ,式中 $\begin{matrix} R (X_{i}) \end{matrix}$ 是观察值 $\begin{matrix} X_{i} \end{matrix}$ 在总样本（n）中的秩次。在零假设下,D的分布是接近正态的且平均值和方差满足： $\begin{matrix} E (D) = 0 \end{matrix}$ , $\begin{matrix} V (D) = \frac{1}{(n - 1)} \end{matrix}$ 。对统计量进行标准化, $\begin{matrix} Z = \frac{D}{\sqrt[]{V (D)}} \end{matrix}$ ,Z服从正态分布Z~N（0,1）。在趋势的双尾检验中,给定显著性水平α,如果|Z| > Z₁_-α_/2则拒绝零假设,这里Z₁_-α_/2是标准正态分布概率超过α/2临界值^[14,15]。

采用有序聚类分析推求序列突变点^[16]。其原理为推求最优分割点,使同类之间离差平方和最小,而类与类之间离差平方和相对较大。即满足S=min[V_τ+V_n-τ]时的τ为最优分割点,V_τ和V_n-τ分别为τ前后离差平方和, $\begin{matrix} Vτ = \overset{τ}{\sum_{i = 1}} (x_{i} - {\overset{̅}{x}}_{τ})^{2}, \end{matrix} \begin{matrix} V_{n - τ} = \overset{n}{\sum_{i = τ + 1}} (x_{i} - {\overset{̅}{x}}_{n - τ})^{2} \end{matrix}$ 。

2 结果与分析

2.1 研究区降水趋势分析

杭嘉湖地区多年平均降水量为1 216.0 mm,最大值为1 680.0 mm（1999年）,最小值为791.1mm（1978年）。汛期（5~9月）多年平均降水量694.8 mm,最大值为1 216.8 mm（1999年）,最小值为355.1 mm（2003年）（图2）。年降水和汛期降水变化规律基本一致,汛期降水量占全年降水量的57.1％,汛期降水的变差系数C_v较年降水大,分别为0.24和0.16。1960~2007年线性模拟与多年平均值几乎完全重叠,年降水和汛期降水平均每10 a的递升率分别为8.36 mm和-3.39 mm,10 a变化率仅为0.69％和-0.49％。降水变化趋势的Spearman检验结果表明,统计量均小于α=0.05时的临界值。可见降水序列的趋势不显著。

表1 杭嘉湖地区年平均降水和汛期平均降水与各站降水的相关性

Table 1 Correlation between precipitation in region and the selected stations

	王江泾	硖石	菱湖	乌镇	杭长桥	崇德	嘉兴	闸口	平湖	嘉善	盐官
年平均降水	0.90	0.87	0.90	0.94	0.90	0.93	0.90	0.93	0.91	0.88	0.87
汛期平均降水	0.91	0.86	0.88	0.91	0.89	0.92	0.90	0.91	0.90	0.87	0.85

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图2 杭嘉湖地区1960~2007年降水和汛期降水

Fig.2 Annual and flood season precipitation of Hangzhou-Jiaxing-Huzhou plain

2.2 研究区水位趋势分析

2.2.1 杭嘉湖地区水位变化

杭嘉湖地区最高水位线性坡度（增率）为0.03 m/10a（图3）。聚类分析离差平方和S出现在1982年,但1963年、2002年S亦非常接近最小值,可见最高水位序列最优分割点较复杂,序列变化未见较强的一致性。以1982年为节点将年最高水位序列分为两部分,1960~1982年最高水位平均为2.06 m,1983~2007年为2.33 m,水位增加0.27 m,增幅为13.3％。平均水位线性增率为0.05 m/10a, S出现在1982年。以1982年为分割点将平均水位序列分成两部分,1960~1982年平均水位为1.08 m,1983~2007年平均水位为1.26 m,平均水位增加0.18 m,增幅为17.0％。最低水位线性增率为0.09 m/10a,S出现在1982年。以1982年为分割点,1960~1982年最低水位为0.52 m,1983~2007年最低水位为0.79 m,最低水位增加0.27 m,增幅为51.1％。特征水位均呈增加趋势,且年平均水位和最低水位增加达到显著水平。

2.2.2 代表站点水位变化

选择8个主要代表站点,对区域内部各站点特征水位变化进行趋势分析（表2）。结果显示,8个站点中有5个站点（拱宸桥、塘栖、王江泾、乌镇、新塍）水位最低水位C_v值最大（ 0.23~0.34）,其次是最高水位,平均水位的C_v最小（0.14~0.22）。另外3个站点,最低水位C_v略小于最高水位,平均水位最低。可见在年际水位变化中,最小水位变化最为剧烈,其次是年最高水位,年平均水位变化最平缓。对各站点特征水位进行线性倾向分析,除菱湖站最高水位序列为负倾向外（未达到显著性水平）,其他站点的特征水位线性倾向均为正值。即特征水位序列有增加的倾向,且一半系列（12/24）的线性倾向值达显著性水平（p<0.05）。Spearman检验表明,所有站点最低水位,1个站点最高水位、3个站点平均水位变化达到0.05显著性水平,这与线性倾向分析基本一致。由此可见,杭嘉湖地区各站点特征水位均呈增加趋势,最低水位的增加趋势均达到显著性水平,少数平均水位增加趋势已经达到显著性水平,年最高水位系列未见明显的趋势。

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图3 杭嘉湖水位序列聚类分析及线性趋势(a,d：最高水位;b,e：平均水位c,f：最低水位)

Fig.3 The linear trend and ordered cluster analysis of water level series of Hangzhou-Jixaxing-Huzhou region in 1960 -2007

表2 代表站点水位序列分析

Table 2 Statistics analyses of water level series of represent stations

站点	序列	特征	平均值	C_v	线性倾向		Spearman检验
站点	长度	水位	（m）	C_v	坡度（m/10a）	p	\|Z\|	趋势性
拱宸桥	1955~2007年	最高	2.53	0.22	0.01	0.50	0.29	不显著
		平均	1.29	0.14	0.04	0.67	0.35	不显著
		最低	0.69	0.29	0.06	0.002	3.19	显著
塘栖	1955~2007年	最高	2.39	0.23	0.02	0.75	0.09	不显著
		平均	1.23	0.14	0.02	0.13	1.45	不显著
		最低	0.66	0.30	0.08	<0.001	4.5	显著
王江泾	1955~2007年	最高	1.78	0.23	0.13	<0.001	3.55	显著
		平均	1.07	0.20	0.10	<0.001	5.23	显著
		最低	0.65	0.30	0.09	<0.001	5.59	显著
菱湖	1960~2007年	最高	2.27	0.23	-0.01	0.92	0.37	不显著
		平均	1.24	0.14	0.03	0.18	1.18	不显著
		最低	0.74	0.21	0.06	<0.001	3.78	显著
乌镇	1960~2007年	最高	2.11	0.26	0.09	0.12	1.25	不显著
		平均	1.21	0.22	0.09	0.001	3.04	显著
		最低	0.74	0.34	0.11	<0.001	4.67	显著
三里桥	1971~2007年	最高	2.15	0.21	0.02	0.76	0.07	不显著
		平均	1.26	0.13	0.04	0.18	0.96	不显著
		最低	0.76	0.17	0.06	0.004	2.72	显著
新塍	1966~2007年	最高	1.84	0.22	0.08	0.11	1.37	不显著
		平均	1.03	0.13	0.04	0.01	2.42	显著
		最低	0.6	0.23	0.07	<0.001	3.79	显著
双林	1968~2007年	最高	2.08	0.22	0.05	0.43	0.53	不显著
		平均	1.18	0.13	0.04	0.11	1.21	不显著
		最低	0.71	0.19	0.06	0.001	3.03	显著

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2.2.3 水位变化的空间分布

水位变化的线性坡度空间分布显示（图4）,最高水位等值线密集,水位序列坡度空间差异明显,平均水位线性坡度值等值线较稀疏（等值线间距相同）。最高水位和平均水位等值线高值区均位于嘉兴市北部区,最低水位高值区则位于区域东南部。杭嘉湖地区主要包括运河水系及其支流,运河水系中最重要的流域或地区性骨干河道按排水的方向有北排入太湖,东排入黄浦江及南排入杭州湾等河道。可见沿水流方向水位序列线性坡度值有增大趋势,这可能与影响因子的累积效应有关。

2.3 水位变化原因分析

2.3.1 水位降水响应率

给出水位降水响应率（R_WL）概念,R_WL= WL/∑P,WL为水位,∑P为降水总量,R_WL值表示同等降水总量下的水位大小。本文采用年最高水位、年平均水文和年最低水位和年降水量计算R_WL。结果显示,1960~2007年杭嘉湖区年最高、平均和最低水位R_WL线性回归分别为y = 0.0017x +1.7674（p= 0.525）,y=0.004x+0.8753（p<0.001）,y=0.0078x+ 0.3571（p<0.001）。R_WL均呈增加趋势,平均水位R_WL和最低水位R_WL达到显著性水平。

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图4 杭嘉湖地区1960~2007年最高水位（a）、平均水位（b）和最低水位（c）序列线性坡度（m/10a）空间分布

Fig.4 Spatial distribution of the linear slope (m/10a) of highest (a), average (b) and lowest(c) waterlevel of Hangzhou-Jiaxing-Huzhou region from 1960 to 2007

2.3.2 平水年水位变化

采用平水年序列（25%<降水频率<75%）在一定程度上将降水因素均一化,使研究期间降水为一相对平稳序列,减小降水的趋势变化对水位变化的影响。结果如表3所示,降水呈微弱减小趋势,特征水位变化均呈增加趋势,且平均水位增加趋势接近0.05显著性水平,最低水位增加趋势达到0.01显著性水位。突变点前后降水-水位变化幅度降水为-1.06％,最高、平均和最低水位分别为10.67％、8.17％和42.95％。由此可见,除降水以外的因素可能是水位增加的重要原因。

表3 杭嘉湖地区1960~2007年平水年降水-水位变化

Table 3 Changes of precipitation-water level in normal precipitation years of Hangzhou-Jiaxing-Huzhou region in 1960-2007

	1960~1982 平均	1983~2007 平均	增加	增幅（％）
年降水（mm）	1210.54	1197.73	-12.82	-1.06
最高水位（m）	2.16	2.39	0.23	10.67
年均水位（m）	1.12	1.21	0.09	8.17
最低水位（m）	0.54	0.77	0.23	42.95

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2.3.3 降水与人类活动对水位变化的贡献

水位变化是降水因素与人类活动因素综合作用的结果。水位在活动期与基准期之间的差值由人类活动影响部分和降水变化影响部分组成。本文给出定量评价降水与人类活动对水位变化贡献的方法：

ΔH_T=H_A-H_O (1)

ΔH_H=H_A-H_HP (2)

ΔH_P=H_HP-H_O (3)

式中：ΔH_T为水位变化总量,ΔH_H为人类活动对水位的影响量,ΔH_P为降水变化对水位的影响量,H_O为天然时期（相对期1960~1982年）水位,H_A为人类活动时期（活动期1983~2007年）水位,H_HP为活动期的天然水位。为了求H_HP的值,图5点绘了基准期特征水位与降水之间的关系图,以平均水位为例,基准期水位与降水之间回归方程为：

H=0.0008P+0.0855, p<0.001 (4)

假设基准期无人类活动,式（4）表示只受降水影响情形下的水位-降水函数关系。因此,活动期只受降水影响时的水位,可以用活动期降水资料代入基准期公式即式（4）计算而得到。

用同样方法将人类活动与降水因素对最高水位和最低水位变化的贡献进行定量评价,结果见表4。研究区活动期特征水位相对于基准期均呈现增加,最高、平均和最低水位分别增加了0.27 m、0.18 m和0.27 m,增加的百分比分别为13.3％、17.1％和51.1％,最低水位的增加幅度最大,最高水位的增加幅度最小。从人类活动和降水变化对水位增加的贡献看,最高水位变化39.0％来自于人类活动,平均水位和最低水位的变化则超过了一半来自于人类活动,尤其是最低水位达82.9%。有研究认为,人类活动对径流的影响依赖于年降水量,降水量偏少时人类活动影响较大^[17]。本文对水位的研究亦得出类似的结论。20世纪80年代以来,杭嘉湖地区处于快速城市化时期,不透水面增加使径流系数增大,湖泊洼地围垦萎缩、河流水系衰减和主干化等降低水系的调蓄能力,都可能是河道水位变化的原因;同时圩区和闸坝建设、地面沉降等也会引起区域水位的变化^[18]。

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图5 杭嘉湖地区年降水与特征水位线性回归(a最高水位;b平均水位;c最低水位)

Fig.5 Linear regression of precipitation and annual highest (a), average (b) and lowest(c) water level

表4 人类活动和降水因素对水位变化的贡献

Table 4 Contribution rates of precipitation and human activities on water level

	基准期 H_O (m)	活动期 H_A(m)	H_HP (m)	ΔH_T (m)	ΔH_H		ΔH_P
	基准期 H_O (m)	活动期 H_A(m)	H_HP (m)	ΔH_T (m)	量（m）	比例（%）	量（m）	比例（%）
最高水位	2.06	2.33	2.22	0.27	0.11	39.0	0.17	61.0
平均水位	1.08	1.26	1.16	0.18	0.10	56.2	0.08	43.8
最低水位	0.52	0.79	0.57	0.27	0.22	82.9	0.05	17.1

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3 结论

本研究得出以下结论：杭嘉湖地区1960~2007年降水变化较平稳,同期内特征水位均呈增加趋势,平均水位和最低水位增加趋势达到显著性水平。特征水位序列有序聚类分析最优分割点为1982年。代表站点水位呈增加趋势,最小水位增加趋势均达到显著水平,少数站点平均水位、最高水位增加达到显著性水平。沿水流方向,水位序列的线性坡度值增大。嘉兴以西、以北及杭嘉湖东南临钱塘江区水位增加较剧烈。水位降水响应率呈增加趋势。平水年特征水位有增加趋势,最低水位尤甚,人类活动是重要原因。对水位变化的定量评估表明,人类活动对最高水位、平均水位和最低水位变化的贡献分别达39.0％、56.2％和82.9％,人类活动对最低水位的影响较大。本研究可为城市化下平原河网区防洪减灾和可持续发展研究提供有益参考。

The authors have declared that no competing interests exist.

参考文献

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被引期刊影响因子

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陕西大理河流域土地利用/覆被变化的水文效应

2010

... 随着经济和社会发展,气候变化和人类活动剧烈影响着天然水循环过程.在这些变化中,伴随着城市化发展的土地利用变化是最主要的因素之一^[1].在城市化地区,不透水面增加、天然河道渠道化、主干化改变地表径流情势,经常导致径流的增加;径流集中于管道减少地下水补充和基流,导致地下水的耗尽;高密度的基础设施建设对河流生态环境功亦具有强烈的影响,使污染传播增强.因而人类活动聚集的城市化区域有面临洪涝、干旱和水质问题的风险.尤其对于平原河网地区,由于地势低平、比降平缓、流向多变、河流交错等特征使水文规律的研究更为困难,伴随城市化过程,洪水易涨难消,增加了防洪的难度.已有的研究表明人类活动对水文具有强烈的影响,其中多为对径流的影响研究^[2~4].而平原河网区,由于流量小、流速低,汇流特性复杂等原因,水位成为防洪的重要依据和预报的最终对象.因此平原河网区变化环境下的水位研究尤为重要.目前城市化背景下水位变化研究日益增多^[5~8],多为统计和空间分析方法的应用,本文试图从水位时空变化角度作较深入分析. ...

Effects of suburban development on runoff generation in the Croton River basin, New York, USA

2005

Human-induced changes in the hydrology of the western United States

2008

气候变化和人类活动对河川径流影响的定量分析

2008

太湖最高水位及其与气候变化、人类活动的关系

2009

近 50 年来人类活动对博斯腾湖水位影响的量化研究

2005

珠江三角洲网河区水位变化趋势研究

2002

珠江三角洲河网区水位特征空间变异性研究

2004

2008

... 杭嘉湖地区属于亚热带季风气候,气象灾害繁多.年平均气温为15~18℃,年降水量在980~2 000 mm,年平均日照时数1 710~2 100 h.杭嘉湖地区拥有人口1 267万人（2007年）,是中国城市化最迅速的地区之一,杭州、嘉兴、湖州3个地区的城市化水平（以非农业人口比重计）分别由1978年的22.96%、12.27%和13.25%,增加到2007年的48.15%、35.73%和30.87%^[9].过去的50 a间,由于人口的快速增长以及社会经济的加速发展,下垫面变化剧烈,洪涝灾害频繁发生^[10]. ...

太湖流域土地利用变化及洪涝灾害响应

2002

塔里木河流域近 50 年气候变化及其水文过程响应

2006

... 区域降水数据采用了杭嘉湖地区26个气象站1960~2007年降水均值.分别选用流域内11个具有代表性的测站,将全区降水均值序列与各个测站的原始序列之间进行相关分析（表1）.经Pearson双尾检验,降水序列的相关性均达到0.001的显著性水平.可见,均值序列能很好地反映各站实际降水变化情况,能够代表杭嘉湖地区的降水变化,且比用分布不连续的单个站点资料更为全面和可靠^[11].为了使各水位站水位之间具有可比性,将原始的不同基面水位转换到统一基准面,本文以85黄海高程基准作为统一基面.由于浙江太湖地区水位均已进行基面和地面沉降订正^[12,13],故用转换后的各站水位平均值表示杭嘉湖地区水位变化.全区水位与代表站点水位相关性均达到0.001显著性水平,各站水位均值序列能很好地反映各站水位变化情况. ...

2000

太湖流域汛期河湖等水位线的判读及其应用

2007

Power of the Mann-Kendall and Spearman's rho tests for detecting monotonic trends in hydrological series

2002

... 本文采用Spearman检验评估水文气象序列趋势的显著性.Spearman检验是一种基于秩次的非参数检验,与Mann-Kendall检验一起经常被用在评估水位气象时间序列趋势的显著性,但Spearman检验在水文序列分析中使用相对较少.Yue等^[14]利用蒙特卡罗模拟分析Mann-Kendall与Spearman的差别发现其检验效率是相似的,在实际应用中二者的差别是不能辨别的.对于序列X_i (i=1,2,…,n),零假设认为X_i是独立同分布,即原序列无趋势.备择假设认为X_i随着i具有增加或减小的趋势.其统计量为：

\begin{matrix} D = 1 - \frac{6 \overset{n}{\sum_{i = 1}} {[R (X_{i}) - i]}^{2}}{n (n^{2} - 1)} \end{matrix}

,式中

\begin{matrix} R (X_{i}) \end{matrix}

是观察值

\begin{matrix} X_{i} \end{matrix}

在总样本（n）中的秩次.在零假设下,D的分布是接近正态的且平均值和方差满足：

\begin{matrix} E (D) = 0 \end{matrix}

\begin{matrix} V (D) = \frac{1}{(n - 1)} \end{matrix}

.对统计量进行标准化,

\begin{matrix} Z = \frac{D}{\sqrt[]{V (D)}} \end{matrix}

,Z服从正态分布Z~N（0,1）.在趋势的双尾检验中,给定显著性水平α,如果|Z| > Z₁_-α_/2则拒绝零假设,这里Z₁_-α_/2是标准正态分布概率超过α/2临界值^[14,15]. ...

... [14,15]. ...

水文时间序列趋势和跳跃分析的再抽样方法研究

2007

\begin{matrix} D = 1 - \frac{6 \overset{n}{\sum_{i = 1}} {[R (X_{i}) - i]}^{2}}{n (n^{2} - 1)} \end{matrix}

,式中

\begin{matrix} R (X_{i}) \end{matrix}

是观察值

\begin{matrix} X_{i} \end{matrix}

在总样本（n）中的秩次.在零假设下,D的分布是接近正态的且平均值和方差满足：

\begin{matrix} E (D) = 0 \end{matrix}

\begin{matrix} V (D) = \frac{1}{(n - 1)} \end{matrix}

.对统计量进行标准化,

\begin{matrix} Z = \frac{D}{\sqrt[]{V (D)}} \end{matrix}

2008

... 采用有序聚类分析推求序列突变点^[16].其原理为推求最优分割点,使同类之间离差平方和最小,而类与类之间离差平方和相对较大.即满足S=min[V_τ+V_n-τ]时的τ为最优分割点,V_τ和V_n-τ分别为τ前后离差平方和,

\begin{matrix} Vτ = \overset{τ}{\sum_{i = 1}} (x_{i} - {\overset{̅}{x}}_{τ})^{2}, \end{matrix} \begin{matrix} V_{n - τ} = \overset{n}{\sum_{i = τ + 1}} (x_{i} - {\overset{̅}{x}}_{n - τ})^{2} \end{matrix}

. ...

嘉陵江流域年径流量的变化及其原因

2007

... 用同样方法将人类活动与降水因素对最高水位和最低水位变化的贡献进行定量评价,结果见表4.研究区活动期特征水位相对于基准期均呈现增加,最高、平均和最低水位分别增加了0.27 m、0.18 m和0.27 m,增加的百分比分别为13.3％、17.1％和51.1％,最低水位的增加幅度最大,最高水位的增加幅度最小.从人类活动和降水变化对水位增加的贡献看,最高水位变化39.0％来自于人类活动,平均水位和最低水位的变化则超过了一半来自于人类活动,尤其是最低水位达82.9%.有研究认为,人类活动对径流的影响依赖于年降水量,降水量偏少时人类活动影响较大^[17].本文对水位的研究亦得出类似的结论.20世纪80年代以来,杭嘉湖地区处于快速城市化时期,不透水面增加使径流系数增大,湖泊洼地围垦萎缩、河流水系衰减和主干化等降低水系的调蓄能力,都可能是河道水位变化的原因;同时圩区和闸坝建设、地面沉降等也会引起区域水位的变化^[18]. ...

太湖流域腹部地区水位对降水变化及城镇化的响应

2011

〈

〉

近50年人类活动引起的杭嘉湖平原区水位变化

Changes of Water Level Induced by Human Activities at Hangzhou-Jiaxing-Huzhou Plain in Recent 50 Years

1 数据和方法

1.1 研究区概况

1.2 数据

1.3 方法

2 结果与分析

2.1 研究区降水趋势分析

2.2 研究区水位趋势分析

2.3 水位变化原因分析

3 结 论

参考文献 文献选项 原文顺序 文献年度倒序 文中引用次数倒序 被引期刊影响因子

3 结论

参考文献

原文顺序

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文中引用次数倒序

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