近４０年来长江流域水沙变化及可能影响探讨’张强１’２陈桂亚３陈永勤１姜彤２（１．香港中文大学地理与资源系南京香港；２．中国科学院南京地理与湖泊研究所武汉４３００００）２１０００８；３．水利部长江水利委员会水文局摘要：本文利用Ｍａｎｎ—Ｋｅｎｄａｌｌ趋势分析方法，研究了长江流域主要水文站点（长江干流水文站：屏山站、宜昌站、汉口站与大通站；支流水文站：嘉陵江的北碚站和汉江的皇庄站）的径流量及输沙量近４０年变化特征。研究结果表明，长江流域西南部暴雨与年降水量均有上升趋势，与长江流域屏山站以上流域输沙量有上升趋势（１～５月上升趋势达到９５％的置信度水平）有一定相关性。上游主要产沙区（如嘉陵江流域）以及中游降水量减少是长江流域中游输沙量呈下降趋势的重要原因，而下游则由于无大的支流汇入，泥沙沿程沉积，同时中上游输沙量减小，从而导致下游输沙量呈显著下降趋势。长江上游、中游径流量变化趋势不显著，下游则由于降水增加，使下游径流量自２０世纪８０年代以来有上升趋势，但未达到９５％的置信度水平。关键词：输沙量；径流量；ＭＫ趋势分析；长江流域１引言流域系统是一个对气候变化与人类活动异常敏感的动态系统，其中水沙变化是最为活跃的部分，对流域地貌演变、河势稳定以及流域水生生态的演化都会产生重要的影响。流域土地利用变化造成河道水沙变化，从而引起流域洪灾强度与频度的变化，这一现象已为人们所共识口“］。由流域水沙变化引起的流域地貌的变化已得到国际河流地貌学者的高度重视口·６Ｉ。长江流域的洪水灾害被称为中国的心腹之患，１９９８年大洪水，引起了人们对长江流域气候变化、生态保护、水土保持、河道演变等诸多方面的广泛研究与讨论。有学者甚至认为，长江流域水灾加剧，基本上是与历史上地区开发的进程同步的。过度的垦荒引起严重的生态失控，进而导致水土流失，河湖淤塞，加之围湖造田，最终成为引发和加剧流域洪涝灾害的直接原因［７］。许炯心（２０００）［８３则认为，森林对全流域性长历时暴雨所造成的特大洪水的削减作用是有限的，要解决洪水泥沙问题，应该生物措施与工程措施并重。对长江流域水沙变化时空分布的研究，有利于理解长江流域不同河段、不同时段的水沙变化情况，有助于对长江流域不同河段进行河道整治与洪水治理，同时长江流域水沙变＊基金项目：国家自然科学基金（４０７０１０１５）与德国洪堡基金会＋‘‘外国科学家研究奖学会”联合资助成果。５８化也是关系到流域河势稳定、河道演变、江湖关系与水土保持等重大问题［９‘１…。本文利用长江流域干流站屏山、宜昌、汉口与大通以及支流嘉陵江与汉江控制站长时段的径流量与输沙量数据，研究了长江流域近４０年来水沙变化特征。２长江流域干流水沙变化特征本文利用长江流域６个水文站点的月均流量（ｍ３／ｓ）与月均输沙率（ｔ／ｓ），分析时将流量与输沙率分别换算成月均径流量（ｍ３）与月均输沙量（ｔ），这６个水文站点分别为位于长江干流的４个水文站点：屏山、宜昌、汉口与大通与位于长江支流的两个水文站点：＝ｊ匕碚（嘉陵江流域）与皇庄（汉江流域）。为使输沙量与径流量变化对应起来进行研究，时间序列统一为１９６３～２００４年，皇庄站由于１９７４年以前输沙量数据缺失，故而截取时间序列为１９７４～２００４年。并运用非参数Ｍａｎｎ—Ｋｅｎｄａｌｌ分析方法［１１］检测长江流域水沙变化特征（下文简称ＭＫ法），并去除序列自相关性对ＭＫ变化趋势造成的影响。２．１长江流域干流上游水沙变化特征以长江流域干流上游屏山站与宜昌站水沙变化特征来表征长江流域干流上游水沙变化特征。由图１可知，屏山站１～４月以及１２月的月均输沙量呈现上升趋势，在１９８０～２００４年（１２月上升趋势自１９９０年开始），这一趋势达到９５％的置信度水平，其他月份输沙量变化趋势不显著（未达到９５％的置信度水平）。从季平均输沙量的年变化来看，屏山站冬季（１２月，１月与２月）平均输沙量呈现上升趋势，２０００年以后达到９５％的置信度水平，与月输沙量的多年变化分析结果相一致。就年均输沙量而言，１９８０年以后显示出上升趋势，２０００年开始显著下降，未达到９５％的置信度水平。屏山站月均径流量、季平均径流量以及年均径流量的年变化趋势均不显著（图２）。从序列突变发生的时间来看（图略），２月、３月与４月的输沙量变化突变时间为１９７３～１９７５年，５月、６月与８月无显著突变发生，其他月份突变发生在１９８１～１９８５年这一时间范围内；季平均输沙量与年均输沙量的变化突变发生时间则集中在１９８１～１９８３年这一时间范围内，从总体上来讲，屏山站输沙量突变发生在２０世纪７０年代中期至８０年代中期这一时问段内；月均径流量突变主要集中在１９９７～２０００年这一时段内，个别月径流量突变发生时间较早，如８月径流量突变发生在１９６８～１９６９年，但从总体上来看，无论是月均径流量、季平均径流量还是年均径流量的变化，其突变时间集中在２０世纪９０年代末期。宜昌站输沙量以下降的变化趋势为主（图２）。从月均输沙量的多年变化来看，１～５月、９～１２月的月均输沙量下降趋势在１９８５年以后均达到９５％的置信度水平。其他月份变化趋势不显著（未达到９５％的置信度水平）。从季平均输沙量来看，春季与冬季输沙量在１９８５年以后下降趋势均达到９５％的置信度水平，秋季输沙量变化在２０００年开始达到９５％的置信度水平，夏季输沙量变化下降趋势不显著。而年均输沙量下降趋势自２０００年开始达到９５％的置信度水平。５月、９月、１１月月均径流量变化（图２）下降趋势显著（在１９７０年以后达到９５％的置信度水平），其他月份径流量变化趋势不显著，未达到９５％的置信度水平。从季节平均径流量变化来看，以秋季下降趋势显著，其他季节径流量变化趋势不显著，年均径流量下降趋势不显著，未达到９５％置信度水平。从突变发生时间来看（包括月均径流量和输沙量、季节平均径流量和季节平均输沙量以及年均径流量、年平５９径ｚ流４Ｚ２＋１０月＋１２月￡一１１月０氘—２—４１９６０∑鳖蝉批一９５％置信度水平ｊ～惫２０００１９７０１９８０１９９０＋４月＋６月Ｚ－－０－－５月９５％置信度水平Ｚ（年）４Ｊ＋春季＋秋季ｌ小夏季－－０－－冬季——９５％置信度Ｖ２Ｏ一２—４１９６０ＺＺＶ飞癸漂淹癣秽１９７０１９８０１９９０２０００（年）一＋年径流量——９５％置信度｝Ｏ人ｈ厂。、八／＾／一ｉ９７０ＺＯＪ裟２豢－－９５蟛谶。二芸禳、ｆ飞汐Ｗ一’１９６０１９８０１９９０２０００（年）输沙４ｌ＋月％置信度水平ｋ畎ｑ．盛名矿．＾Ｚ＋１０月＋１２月队毋蕊ｏｘ≯／Ｐ心。人．／、：．《幺甚始。‘ｂ、，、，．◆＾。，’吨，、＾一１９６０１９７０１９８０１９９０２０００（年）ＺＺ４Ｊ＋春季＋秋季｛咖夏季十冬季——９５％置信度２０——２——４１９６０ＺＺ２Ｏ畚●一吲置新一一Ｗ１９７０１９８０１９９０２０００（年）八一．／～＼１９７０１９８０１９９０１９６０２０００（年）图１屏山站输沙量与径流量变化趋势分析６０径流４ＺＺ２ｌ一－＜＞－１０月－一４＂－１２％）１１＾．月——９５％置信度水平ｌ置信度水平ｌＯ——２—４１９６０、ｊ瀚．．飞芒嬲．∥墅《：。弋丁’飞ｗ州１１９７０１９８０１９９０２０００（年）４Ｊ＋４月＋６月ｌ－－Ｃ－－５月９５％置信度水平Ｚ４Ｚ２Ｊ＋春季＋秋季ｌ＋夏季十冬季——９５％置信度０人，１．刀◇＾卜．一．—２—４１９６０埘警静哦淤竺影怒，二～一．“２０Ｗ～—２——４１９６０ｙ１９７０Ｖ’１９８０、．－·，’¨２０００１９７０１９８０１９９０２０００１９９０（年）Ｚ（年）Ｚ｝＋年径流量一９５％置信度１Ｏ人一２１９６０飞八／扩～广＼Ｖ１９７０１９８０１９９０２０００（年）输沙ＺＺ４Ｊ＋４月十６月ｌ－－０－－５月９５％置信度水平Ｚ４Ｚ２０Ｊ＋春季＋秋季ｌ巾夏季十冬季——９５％置信度—２——４一镪痒￥皂孓一、啪：’’‘—”．，、．丹抒．１９９００一～■ｏ≮涮１９６０１９７０１９８０１９９０２０００１９６０１９７０１９８０２０００【年）Ｚ（年）＋年输沙量一９５％置信度Ｏ胁一一’、’。·，√‘‘·‘····．．．．．．．．．１９６０１９７０１９８０１９９０２０００（年）图２宜昌站输沙量与径流量变化趋势分析６１均输沙量的变化），输沙量变化突变时问为１９８２～１９９０年，但１～３月输沙量突变发生时间较１０～１２月相对较早；而径流量变化的突变时间主要在１９２０～１９５０年；与输沙量突变发生时间相似，１～３月突变发生时间较１０～１２月偏早，春季与冬季径流量（输沙量）突变时问较夏秋两季早。２．２长江流域干流中游水沙变化特征长江流域干流中游水沙变化特征以汉口站水沙变化特征来表征。汉口站月均输沙量、季平均输沙量与年均输沙量变化均以下降趋势为主（图３）。除２月、３月、７月与８月输沙量下降趋势不显著以外，其他月份下降趋势在１９８０年以后均达到９５％的置信度水平。从季平均输沙量的变化来看，夏季输沙量变化趋势不显著，其他季节输沙量下降趋势达到９５％的置信度水平，而年均输沙量的变化在１９９６年以后达到９５％的置信度水平。汉口站径流量变化与输沙量变化相比呈现出不同的变化趋势，１～３月汉口站月均径流量有显著上升趋势，在１９９０年以后，上升趋势达到９５％的置信度水平，５月月均径流量在１９８５年以后达到９５％的置信度水平，其他月份径流量变化趋势不显著。从季平均径流量的变化来看，季平均径流量变化不显著，年均径流量变化趋势也未达到９５％的置信度水平。径流量变化突变发生时间则集中在１９５２～１９５５年这一时段，而输沙量变化突变时间相对比较分散，主要集中在１９７８～１９７９年与１９８９～１９９２年这两个时段，输沙量突变时间在冬春两季较夏秋两季早。２．３长江流域干流下游水沙变化特征大通站输沙量变化（图４）除１～３月与７月三个月的月均输沙量无显著变化趋势外，其他月份均有显著下降趋势，显著下降趋势开始时问均大致在１９７５～１３８０年之间；从季平均输沙量的变化来看，从夏秋两个季节外，大通站春季与冬季输沙量在１９７０年或１９９２年以后下降趋势均达到９５％的置信度水平。从年均输沙量的变化来看，该站在１９９５年左右，下降趋势达到９５％的置信度水平，这是屏山、宜昌与汉口三站输沙量变化所不具有的特征。从径流量变化来看（图４），１～３月月均径流量自１９９０开始上升趋势达到９５％的置信度水平，其他月份径流量变化趋势不显著。从季平均径流量的变化来看，只有冬季径流量变化自１９９６年左右上升趋势达到了９５％的置信度水平，其他季节径流量变化不显著，年均径流量变化趋势未达到９５％的置信度水平。但无论是从月均径流量变化还是从季均径流量与年均径流量变化，大通站径流量均在１９８０年左右开始有上升趋势，但未达到９５％置信度水平。３长江流域支流水沙变化特征长江流域支流水沙变化以上游的北碚站（嘉陵江流域）与中游的皇庄站（汉江流域）来表征。嘉陵江是长江上游主要产沙区之一，而汉江流域是长江流域气候变化与人类活动对水沙变化影响的典型例证。北碚站是位于长江支流嘉陵江的控制站，其水沙ＭＫ变化趋势表明（图５），其１～３月、６月、８月、１０月与１２月等月均输沙量元显著变化趋势，其他月输沙量均表现出显著下降趋势，显著下降开始时问分别在１９８０年与１９９５年等时间。从季平均输沙量的变化来看，只有冬季输沙量变化趋势不显著，其他季节均有显著下降趋势，春季输沙量变化开始时间约在１９７５年左右，夏秋两季的显著下降趋势开始时问约在１９９０年左右。自１９９０年始，年均输沙量的变化表现出显著下降趋势。北碚站的月均径流６２Ｚ＋１月十３月＋２月——９５％置信度水平卜静氓酽”ＶＷ飞厂１９７０１９８０１９９０径Ｚ流４ｆ疑渺２０００＋１０月＋１２月咖１１月——９５％置信度水平０—９——４６０１９６０１９７０１９８０１９９０２０００（年）（年）Ｚ４Ｊ＋４月＋６月Ｚｌ—ｏ一５月——９５％置信度水平Ｊ＋春季＋秋季Ｉ＋夏季十冬季——９５％置信度２０＼ｄ∥””Ｚ——２——４１９６０Ｖ１９７０１９８０１９９０２０００（年）Ｚ２Ｉ＋年径流量一９５％置信度１０人．．—２ｙＷｗ一１９７０１９８０１９９０＾＾１９６０２０００（年）输沙ＺＺＺＺ＋年径流量一９５％置信度１人。＼——＾｜？１９７０—、，２０００１９６０１９８０１９９０（年）图３汉口站输沙量与径流量变化趋势分析６３径流４Ｚ。＼婚风酽～。…旷Ｖ＋１月一３月一２月一９５％置信度水平１９６０．“婚．贫ｂ盘灸Ｚ２０—１０月一１２月９５％置信度水平ｌ一１１月—２—４１９６０１９７０１９８０１９９０２０００１９７０ｉ９８０１９９０２０００（年）Ｚ４２（年）Ｚ４一ｌ一４月一６月ｌ一５月——９５％置信度水平一春季一秋季一夏季一冬季——９５％置信度欲２００——２—４１９６０１９７０１９８０１９９０２０００——２——４ｌ９６０１９７０１９８０１９９０２０００（年）４（年）Ｚ２Ｏ一２１９６０１９７０ｉ９８０１９９０２０００（年）输沙ＺＺＺＺｌ一年径流量一９５％置信度Ｉ八人Ｏｉ。－、ｕ一１９７０１９８０１９９０＼１９６０２０００（年）图４大通站输沙量与径流量变化趋势分析６４径流４Ｚ～ｔ坐，ｅｃ＇ｈｅ＇，ｑ一ｌ一２月ｌ＋１月一３月３５％置信度水平Ｚ２Ｉ一叫．。卜月——％月——９５置信度水平ｌ％置信度水平ｌ０太６８·人～——２一Ｖ飞终》恕翰吣蝴—４１９６０１９７０１９８０１９９０２０００１９６０１９７０１９８０１９９０２０００（年）（年）４Ｚ＋４月十６月—。一５月９５％置信度水平２０一人．八．／八．．——２一飞６，１．７ｖ’”’—４她唧捷煌警哂１９６０１９７０１９８０１９９０２０００（年）Ｚ＋７月＋９月－－－ｏ．－－８月——９５％置信度水平Ｚ２Ｉ一年径流量一９５％置信度ｌ２Ｏ一加．氐逊承ｎ、’Ｎ一次氏０＾—２Ｉ、’￣，叭ｓ门＾ｋ１９６０１９７０１９８０１９９０２０００１９６０１９７０１９８０１９９０２０００（年）（年）输沙Ｚ＋１０月＋１２月十１１月——９５％置信度水平一肇专崤《碌￡一■下（年）４Ｚ＋４月十６月—ｏ一５月９５％置信度水平Ｏ一２一镪廷芝等孓＾——４’？ｌ～ｒＩ。＂１９６０１９７０１９８０１９９０２０００（年）Ｚ２ｌ一年径流量一９５％置信度１Ｏ人．。Ｌ．．／＼．ｓ１９６０１９７０１９８０１９９０ｊ＼２０００（年）图５北碚站输沙量与径流量变化趋势分析６５径流４Ｚ３Ｚ２２ｌＯ——１蕊．锻。勰褊＿。ｗ“。一Ｎ＼．１９６０１９７０—１０月－－．，ａ．－－１２月一１１月——９５％置信度水平Ｐ，－－２——３１９５０１９６０、＾一１９７０１９８０１９９０２０００１９５０１９８０１９９０２０００（年）Ｚ４（年）Ｚ４一４月十６月９５％置信度水平一５月Ｊ●‰一春季一秋季一夏季十冬季——９５％置信度２０２０—２——２Ｖ１９６０１９７０’、一—４１９５０１９８０１９９０２０００（年）Ｚ２Ｊ一年径流量一９５％置信度ｌＯ似．２１９Ｖ＼八／’、．＾．～（年）八＾（年）输沙ＺＺ≮岁秽‰．一～一一＼支羚≤ｉ１９７５一０：昌一９置信度水平ｌ９５月置信度水平Ｉ瓜八１９８０１９８５１９９０１９９５２０００（年）Ｚ４２Ｏ——２——４Ｖ吣洲》越遗吣。Ｖ、”１９８０１９８５１９９０：４月一－．，－６）魍７５、＾入入．．，／．、——一月——９５信度水平ｌ％置信度水平ｌＺ４２Ｏ一ｌ：妻霎：墓茎一９５％置信度ｌｌ一夏季＋冬季——％置信度ｌ爪一吟１９７５——２－－４弋涉名≯遵劈冬≤姚。。。Ｎ６呛玲苫１９９５２０００１９８０１９８５１９９０１９７５１９９５２０００（年）Ｚ（年）４√◆》氐．一７月＋９月——一８月——９５％置信度水平Ｚ２Ｏ一ｌ一年径流量一９５％置信度ｌ八一飞对６６＆∥Ｑ瓠。。－－２——４Ｖ∥ｋ八．＼～ｙ￣？一量、季平均径流量均无显著的变化趋势，年平均径流量有下降趋势，但未达到９５％的置信度水平。从突变发生时问来看，输沙量变化突变发生时间集中于１９７４～１９７５年、１９８１～１９８５年和１９９３～１９９６年三个时段，夏季与秋季输沙量变化的突变时间较春季与冬季为早。而径流量变化的突变发生时间集中于１９９４～２０００年。皇庄站是位于长江支流汉江中游的控制站，其输沙量变化与前述几个站点相似，即以下降趋势为主。其中，１～３月下降趋势不显著，其他月份自１９９５或１９８５年始，其下降趋势达到９５％的置信度水平（图６）。从季平均输沙量的变化来看，春季与冬季输沙量变化不显著，自１９９３年左右始，夏秋两季的输沙量下降趋势达到９５％的置信度水平。年均输沙量的变化自１９９２年开始达到９５％的置信度水平。皇庄站１月、２月、６月、１２月等径流量变化呈显著上升趋势，７月与ｌｏ月呈显著下降趋势，其他月变化趋势不显著；从季平均径流量的变化来看，冬季径流量呈显著上升趋势，而其他季节径流量变化未达到９５％的置信度水平；年均径流量没有显著的上升或者下降趋势，这主要是由于丹江口水库对径流的调节造成，增大枯季径流量，减小汛期径流量，从而减小了年径流量变化趋势。从突变发生时间来看，输沙量变化突变发生时间集中于１９８８～１９９５年；而径流量变化突变发生时问与输沙量相似，集中于１９８９～１９９１年。４结论本文运用ＭＫ趋势分析方法，分析了长江流域６个水文站近４０年来的径流量与输沙量序列，得出以下几点认识：（１）屏山站输沙量在冬季与春季表现出上升趋势（但未达到９５％置信度水平），其他季节以及月均径流量和年均径流量则无显著的变化趋势，其他各站均以下降趋势为主。长江流域泥沙主要来自上游地区，近年来长江上游暴雨发生频量有增大趋势［１２‘，年降水量也有显著上升趋势［１３’１４｜，从而使上游输沙量偏大。同时，屏山站以上流域河道坡度较大，对较粗颗料泥沙不易在河道沉积，这也是一个重要因素。长江出三峡峡谷后，由于河道坡度变缓，导致上游来的大量泥沙在沿程河道大量淤积。嘉陵江与岷江流域是长江上游重要产沙区，而这两个流域中上游年均降水与暴雨量呈显著下降趋势［１２￣１４］，这是导致宜昌站输沙量呈下降趋势的原因之一。另外，河道坡度变缓，造成宜昌一汉口河段泥沙大量淤积，成为长江流域主要泥沙沉积区域¨５‘。（２）径流量变化主要受降水变化的影响，长江上游部分地区暴雨量有上升趋势，年降水量也有上升趋势，但大部分地区降水变化趋势不显著。汉江与嘉陵江流域年降水量有下降趋势，而洞庭湖流域降水则有显著上升趋势［１２￣１４］，受其综合影响，长江中游径流量变化不显著，由于汉江流域上游降水有显著下降趋势，使皇庄站径流量有下降趋势，但由于受丹江口水库的调节，加上汉江下游年降水量有上升趋势［１“１４］，使汉江枯季径流量有上升趋势。有研究认为大通站径流量特别是枯季径流量有显著下降趋势［１６｜，本文依据月均径流量研究发现，大多数月份月均径流量变化无显著变化趋势（未达到９５％的置信度水平），１月与７月径流量有显著上升趋势，年径流量变化在１９８０年以后有上升趋势，但未达到９５％的置信度水平。由于下游无大的支流汇人，泥沙沿程沉积，造成输沙量减小，同时，随着长江下游两岸经济的发展，下游耗水量迅速增长，加上跨流域调水，造成枯季６７径流量下降ｕ引，长江下游月均降水与暴雨量均呈上升趋势［１２～１４］，在一定程度上有利于下游径流量增加，两者结合，从而使长江下游径流变化趋势不显著。（３）通过本文研究，就长江流域径流与输沙量变化来讲，径流量变化在上游地区以自然因素影响为主，中下游地区以人类活动与自然因素影响相结合，而输沙量变化受气候变化影响显著，特别是暴雨量以及降水变化的影响，人类活动影响方面特别是水库对泥沙的滞淤作用明显，但水库对泥沙的影响，包括水库下游河道泥沙沉积一输运平衡、区域水沙汇入补偿等，是一个非常复杂的动态过程［１“，另外，长江三峡的影响将对未来长江中下游水沙平衡产生深刻影响，此将另文详述。参［１］考文献ａｎｄＳｔｏｖｅｒ，Ｓ．Ｃ．，Ｍｏｎｔｇｏｍｅｒｙ．Ｄ．Ｒ．Ｃｈａｎｎｅｌｃｈａｎｇｅｉｎｇｔｏｎ．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＨｙｄｒｏｌｏｇｙ．２００１，２４３：２７２—２８６．ｆｌｏｏｄｉｎｇ，ＳｋｏｋｏｍｉｓｈＲｉｖｅｒＥＪ］．Ｗａｓｈ［２３Ｅ３３［４３Ｊａｙ，Ｄ．，Ｓｉｍｅｓｔａｄ，Ｃ．Ａ．Ｄｏｗｎｓｔｒｅａｍｅｆｆｅｃｔｓｏｆｗａｔｅｒｗｉｔｈｄｒａｗａｌｉｎｓｉｎ：ｅｒｏｓｉｏｎｓｍａｌｌ，ｈｉｇｈ—ｇｒａｄｉｅｎｔｂａ—ａｎｄｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎｔｈｅＳｋｏｋｏｍｉｓｈＲｉｖｅｒｄｅｌｔａ［Ｊ］．Ｅｓｔｕａｒｉｅｓ，１９９４，１７：７０２—７１５．Ｌｙｏｎｓ，Ｊ．Ｋ．，Ｂｅｓｃｈｔａ，Ｒ．Ｌ．Ｌａｎｄｕｓｅ，ｆｌｏｏｄｓ，ａｎｄｃｈａｎｎｅｌｃｈａｎｇｅｓ：ＵｐｐｅｒＭｉｄｄｌｅＦｏｒｋＷｉｌ—ｌａｍｅｔｔｅＲｉｖｅｒ，Ｏｒｅｇｏｎ（１９３６—１９８０）［Ｊ］．ＷａｔｅｒＲｅｓｏｕｒｃｅｓＲｅｓｅａｒｃｈ，１９８３，１９：４６３—４７１．ｉｎＭａｃｄｏｎａｌｄ，Ａ．，Ｋｅｔｌｅｒ，Ｅ．Ａ．Ｉｎ：Ｂｅｓｃｈｔａ，Ｒ．Ｌ．（Ｅｄ．），ＥｒｏｓｉｏｎａｎｄＳｅｄｉｍｅｎｔａｔｉｏｎｃｉｆｉｃＲｉｍ［Ｊ］．ＩＡＨＳＰｕｂｌｉｃａｔｉｏｎ１９８７，Ｎｏ．１６５，４０５—４０６．ｔｈｅＰａ—Ｅ５３［６］［７］Ｄａｄｅ，Ｗ．Ｂ．Ｇｒａｉｎｓｉｚｅ，ｓｅｄｉｍｅｎｔ２０００，３５：１１９—１２６．ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｎｄａｌｌｕｖｉａｌｃｈａｎｎｅｌｐａｔｔｅｒｎ［Ｊ］．Ｇｅｏｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙ，Ｆｅｒｇｕｓｏｎ，Ｒ．Ｉ．Ｈｙｄｒａｕｌｉｃｓａｎｄｈｙｄｒａｕｌｉｃｇｅｏｍｅｔｒｙ［Ｊ］．ＰｒｏｇｒｅｓｓｉｎＰｈｙｓｉｃａｌＧｅｏｇｒａｐｈｙ，１９８６，１０：１—３１．刘沛林．历史上人类活动对长江流域水灾的影响［Ｊ］．北京大学学报（哲学社会科学版）．１９９８，３５（６）：１４４—１５１．［８］［９］Ｅｌｏ］许炯心．长江上游干支流的水沙变化及其与森林破坏的关系［Ｊ］．水利学报，２０００，１：７２—８０．蔡其华．关于长江重大问题的思考［Ｊ］．人民长江，２００２，３３（１）：１—６．殷瑞兰．长江中游洪水位变化初探［Ｊ］．长江科学院院报，２００２，１９（１）：４８—５１．Ｇｅｒｓｔｅｎｇａｒｂｅ，Ｆ．Ｗ．ａｎｄＷｅｒｎｅｒ，Ｐ．Ｃ．．１９９９．Ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｒｅｎｔｅｖｅｎｔｓ［１１］［１２］ｂｅｇｉｎｎｉｎｇａｎｄｅｎｄｏｆｗｉｔｈｉｎｃｌｉｍａｔｅｒｅｇｉｍｅ［Ｊ］．ＣｌｉｍａｔｅＲｅｓｅａｒｃｈ１ｌ：９７—１０７．苏布达，姜彤，任国玉等．长江流域１９６０—２００４年极端强降水时空变化趋势［Ｊ］．气候变化研究进展，２００６，２（１）：９—１４．［１３］姜彤，苏布达；王艳君等．四十年来长江流域气温、降水与径流变化趋势［Ｊ］．气候变化研究进展，２００５，１（２）：６５—６８．Ｚｈａｎｇ，Ｑ．，Ｊｉａｎｇ，Ｔ．，Ｍａｒｃｏ，Ｇ．，Ｓｔｅｆａｎ，Ｂ．Ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ．ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｎｄｄｉｓｃｈａｒｇｅａｎａｌｙｓｉｓｆｒｏｍ１９５１ｔＯ［１４］２００２ｉｎｔｈｅＹａｎｇｔｚｅＣａｔｃｈｍｅｎｔ，Ｃｈｉｎａ［Ｊ］．ＨｙｄｒｏｌｏｇｉｃａｌＳｃｉｅｎｃｅｓＪｏｕｒｎａｌ，２００５，５０（１），６５—８０．［１５］［１６］李义天，孙昭华，邓金运等．泥沙输移变化与长江中游水患［Ｊ］．泥沙研究，２００４，２：３３—３９．ＣｈｅｎＸｉｑｉｎｇ，ＺｈａｎｇＥｒｆｅｎｇ，ＸｕＪｉａｎｇａｎｇ．ＬａｒｇｅａｎｄＥｐｉｓｏｄｉｃＤｅｃｒｅａｓｅｏｆＷａｔｅｒＤｉｓｃｈａｒｇｅｆｒｏｍｔｈｅＹａｎ—ｇｔｚｅＲｉｖｅｒｔＯｔｈｅＳｅａＤｕｒｉｎｇｔｈｅＤｒｙＳｅａｓｏｎ［Ｊ］．ＨｙｄｒｏｌｏｇｉｃａｌＳｃｉｅｎｃｅｓＪｏｕｒｎａｌ，２００２，４７（１）：４１—４３．［１７３石国钰，陈显维，叶敏．长江上游已建水库群拦沙ｘ寸－峡水库入库站沙量影响的探讨［Ｊ］．人民长江，１９９２，２０（５）：２３—２８．６８近40年来长江流域水沙变化及可能影响探讨
作者：作者单位：
张强， 陈桂亚， 陈永勤， 姜彤
张强(香港中文大学地理与资源系香港 中国科学院南京地理与湖泊研究所南京 210008)，陈桂亚(水利部长江水利委员会水文局武汉 430000)， 陈永勤(香港中文大学地理与资源系香港)， 姜彤(中国科学院南京地理与湖泊研究所南京 210008)
1.期刊论文 邓振镛.张强.李栋梁.朱拥军.董安祥.张毅.DENG Zhen-yong.ZHANG Qiang.LI Dong-liang.ZHU Yong-jun.DONG An-xiang.ZHANG Yi 气候变化对渭河上游径流量和输沙量的影响 -中国沙漠2006,26(6)
利用渭河上游北道水文站的径流量和输沙量资料和渭河上游流域16个气象站的气象资料,分析了1951-2000年期间气候变化对渭河上游径流量和输沙量的影响.结果表明:渭河上游径流量变化总体呈下降趋势,跃变点发生在1967年,20世纪60年代径流量最大,90年代以后径流量最小.径流量的变化主要取决于流域降水量的变化.葫芦河支流流域的降水量对径流量变化的影响最为敏感,其次是榜沙河支流流域的降水量.输沙量的多少主要取决于上游降水量的多少和大雨的次数,其次是风速大小和大风次数的多少.
2.会议论文 邓振镛.张强.李栋梁.朱拥军.董安祥.张毅 气候变化对渭河上游径流量和输沙量的影响 2006
利用渭河上游北道水文站的径流量和输沙量资料和渭河上游流域16个气象站的气象资料，分析了1951～2003年期间气候变化对渭河上游径流量和输沙量的影响.结果表明:渭河上游径流量变化总体呈下降趋势，跃变点发生在1967年，60年代径流量最大，90年代以后径流量最小.径流量的变化主要取决于流域降水量的变化.葫芦河支流流域的降水量对径流量变化的影响最为敏感，其次是榜沙河支流流域的降水量.输沙量的多少主要取决于上游降水量的多少和大雨的次数，其次是风速大小和大风次数的多少。
3.期刊论文 雷坤.孟伟.郑丙辉.侯小珉.孙贻超.LEI Kun.MENG Wei.ZHENG Binghui.HOU Xiaomin.SUN Yichao 渤海湾西岸入海径流量和输沙量的变化及其环境效应 -环境科学学报2007,27(12)
以渤海湾西岸天津段入海河流的径流量和输沙量数据为基础,采用Kendall秩相关检验法和Mann-Kendall法对近50年入海径流量和输沙量进行了趋势分析和突变性检验.结果表明,近50年来渤海湾西岸天津段入海径流量和输沙量均呈显著下降的趋势.近50年来华北地区降水量减少、天然径流偏低是导致入海径流量减少的自然因素,而流域人类活动如水库和防潮闸的建设,以及沿河取水取沙也是不可忽视的重要因素.该段海岸入海径流量和输沙量的减少已导致河口区盐度上升、水质恶化、沉积物污染等问题,最终会影响河口生态系统的结构和生物资源的可持续发展与利用.
4.学位论文 汪丽娜 黄土高原粗泥沙集中来源区水沙时空分布特征研究 2007
本文以黄土高原粗泥沙集中来源区为对象，以流域为单元，采用野外调查与室内分析、定量与定性分析相结合的方法，系统研究了1960-1999 年间黄土高原粗泥沙集中来源区皇甫川、孤山川、窟野河、秃尾河和佳芦河5 条流域河川径流、输沙量的时空变化，取得如下主要结论：
分析了流域径流量和输沙量年际变化的基本特征。各流域年均径流量及变差系数，皇甫川为1.41×108 m3和0.65，孤山川为0.76×108 m3和0.63，窟野河为6.08×108 m3和0.40，秃尾河为3.51×108 m3和0.21，佳芦河为0.63×108 m3和0.56。各流域年均输沙量及变差系数，皇甫川为
4525.98×104 t和0.82，孤山川为1967.31×104 t和0.63，窟野河为9750.14×104 t和0.81，秃尾河为2103.01×104 t和0.92，佳芦河为1344.98×104t和0.67。根据径流量、输沙量的极值比和径流量、输沙量变差系数，得出粗泥沙集中来源区5 条流域的河川径流量、输沙量年际变化都比较大；5 条流域最小径流量出现的年份均为1999 年；皇甫川、孤山川和窟野河流域最小输沙量出现的年份均为1999年，秃尾河、佳芦河流域的输沙量最少年份分别为1969、1983 年；各流域最大径流量、输沙量出现年份均在1980 年以前。
采用距平累积法、Mann-Kendall 法及Pettit 法系统分析了5 条流域径流量和输沙量年际变化过程及其趋势。指出：（1）与各流域多年平均值相比，5 条流域径流量都经历了明显的增加期、减少期和稳定期三个阶段；（2）5 条流域的年径流量、输沙量变化从上世纪70 年代末以来表现出明显的减少趋势，皇甫川、孤山川、窟野河、秃尾河和佳芦河流域径流量显现趋势性减少的突变年份分别为1976 年、1979 年、1979年、1979 年和1976 年。秃尾河和佳芦河流域输沙量发生趋势性减少的临界年份为1978年；皇甫川、孤山川、窟野河流域输沙量也表现出趋势性减少，但没有通过0.05 信度检验水平。
分析了粗泥沙集中来源区内各流域径流量和输沙量的空间变化特征。除佳芦河流域外多年平均径流系数表现为由北向南增加的趋势；多年平均径流量、多年平均输沙量、多年平均输沙率和多年平均输沙模数在空间上并未呈现任何变化趋势。以流域地貌作为径流、输沙的再分配因子，选取水土保持人类活动影响相对较小的1959-1969年期间的水文泥沙资料，建立了包含粗泥沙集中来源区5 条流域在内的黄河中游20多条支流水沙与流域地貌因素的定量关系。结果表明：在研究区内，研究的地貌参数与流域径流量或输沙量之间表现出类似的变化趋势，即年均输沙量或径流量与集水区面积或河道干流长呈显著的正相关关系，与河道平均坡降呈幂函数减少关系，而与流域相对高差未表现出某种趋势性变化特征。年均径流系数与地貌参数之间均没有表现出明显的趋势性变化。
5.会议论文 郭瑾.李琼芳.马颖.夏自强.邹振华 长江宜昌站径流量、输沙量趋势变化及突变分析 2006
本文以长江流域重要控制站宜昌站为研究站,应用1882～2005年日流量和1950～2000年日含沙量、2001～2004年月平均含沙量、2005年日平均悬移质输沙率等资料,借助Mann-Kendall非参数检验方法对年径流、汛期及非汛期径流、年输沙量、汛期及非汛期输沙量的趋势变化和突变进行了分析.趋势分析表明宜昌站年径流量、汛期与非汛期径流减小趋势非常明显,且年径流量自20世纪80年代波动幅度减小.年输沙量、汛期与非汛期输沙量减小趋势非常明显.宜昌站年径流量在1926年发生突变,减小趋势更加明显.年输沙量减小趋势在1993年发生突变,下降程度更加显著.
6.期刊论文 唐从胜.段光磊 悬移质输沙量与径流量关系浅析 -人民长江2001,32(5)
河流悬移质输沙量与径流量之间关系受泥沙来源、暴雨强度及历时、洪峰过程、河道冲淤等多种因素影响，二者之间难以直接建立线性关系。应用条件频率曲线的方法，证明通过输沙量与径流量之比的频率曲线即径流量与输沙量之间条件频率关系，将相关量由频率分布曲线通过图解或曲线拟合分析，用一系列条件频率曲线或经验公式表达出来。进一步利用相关水文站的频率曲线相关关系计算悬移质输沙量，计算值与实测值相比，精度较高。这种条件频率曲线分析方法，具有一定的代表性和实践意义。
7.期刊论文 袁祖贵.楚泽涵.杨玉珍.Yuan Zugui.Chu Zehan.Yang Yuzhen 黄河入海口径流量和输沙量对黄河三角洲生态环境的影响 -古地理学报2006,8(1)
20世纪后期黄河入海口的径流量减少和多次断流,这对流域下游地区的经济发展、尤其是农业产生明显影响.特别应注意的是,与径流量减少的同时,输沙量也明显减少,致使20世纪90年代以来入海口造陆面积锐减,在1996年和1997年甚至造陆停滞、出现海侵.黄河入海口的径流量、输沙量减少可能引发的一系列生态环境问题中,造陆面积的减少和海水的侵入可能关系到黄河三角洲的经济发展前途,近期则危及胜利油田的安全,应引起有关部门的关注.文中还探讨了用地球物理测井方法检测生态环境的变化.
8.学位论文 褚忠信 三峡水库一期蓄水对长江泥沙的影响 2006
2003年，三峡工程二期工程完成，并且在6月份一期蓄水，将三峡水库坝前水位提升到135m(吴淞高程)。三峡工程引起的环境生态问题是国内外十分关心的问题，而泥沙研究又是三峡工程的核心问题之一。泥沙问题不仅关系到三峡水库的正常运行、水力发电和长江航运，还与长江三角洲的冲淤演化以及东海的沉积模式紧密相关。另一方面，长江入海泥沙又与河口近海以及大陆架颗粒态地球化学物质组成密切相关，从而影响到河口海岸和大陆架生
态系统和环境。因此，研究三峡水库蓄水对长江泥沙的影响有着重要的实际价值和理论意义。
本文依托国家973项目“中国典型河口—近海陆海相互作用及其环境效应”，首先统计分析了中国9条主要河流(长江、黄河、珠江、淮河、松花江、钱塘江、海河、辽河、闽江)入海水沙通量近半个世纪以来的变化情况，并分析了引起河流入海泥沙通量减少的一些原因。在此基础上，抓住三峡水库一期蓄水的有利时机，对蓄水期间和初期的从长江上游到河口以及邻近海域的泥沙进行了比较及时、比较完整的分析。 本文的主要研究成果如下：
1．中国9条主要河流入海水沙通量变化(1953—2003)
按照近半个世纪以来河流入海年径流量和年输沙量的变化趋势，中国主要入海河流有两种类型。入海输沙量呈减少趋势的河流包括：自二十世纪60年代以来输沙量开始减少的黄河、长江、辽河和淮河，以及分别自二十世纪80年代和90年代以来输沙量开始减少的海河和闽江；入海输沙量变化不大的河流包括：珠江、钱塘江和松花江。另一方面，入海径流量呈减少趋势的河流包括：自二十世纪60年代以来入海径流量开始减少的黄河、淮河和辽河，以及二十世纪80年代以来入海径流量开始减少的海河；入海径流量变化不大的河流包括：长江、珠江、松花江、钱塘江和闽江。
按照近半个世纪以来河流入海年径流量和年输沙量的相关性，中国主要入海河流可以分成三种类型：高水沙相关型河流(R<'2>=0.79～0.88)：海河、黄河、辽河和钱塘江:中水沙相关型河流(R<'2>=0.59～0.67):淮河、珠江、松花江和闽江;低水沙相关型河流(R<'2>=0.17):长江。对于高水沙相关型河流,高(低)入海年径流量一般伴随着高(低)入海年输沙量,反之亦然。中国9条主要入海河流在1953年至2003年期间,虽然入海年总径流量变化不大(51年平均的入海总径流量为14486×10<'8>m<'3>/a),但是,入海年总输沙量呈明显下降的趋势。有趣的是,统计表明,中国主要河流入海总输沙量与中国的人口、GDP呈一定的负相关。河流引水引沙、河道采砂等人类活动,特别是大量河流大坝和水库的修建,是中国河流入海总输沙量减少的主要原因。在1953年至2003年期间,中国9条主要河流入海年总输沙量有明显的三个阶段:高输沙量阶段(1953～1968),年均输沙量18.98×10<'8>t;中输沙量阶段(1969～1985),年均输沙量13.85×10<'8>t;低输沙量阶段(1986～2003),年均输沙量7.60×10<'8>t。中国22个典型水库淤积泥沙约143.581×10<'8>m<'3>,如果按照干泥沙容重1.3t/m<'3>计算,相当于186.66×10<'8>t。 2.三峡水库泥沙淤积
按照输沙平衡法,三峡水库一期蓄水期间及初期淤积泥沙估算如下:(1)2003年5月28日至6月10期间约499.74×10<'4>t(清溪场至黄陵庙陡),其中,约72[％]分布在清溪场至万县的库区;(2)6月1日至6月10日期间,约318.16×10<'4>t(清溪场至黄陵庙陡),其中,约74.6[％]分布在清溪场至万县之间的库区;(3)2003年淤积1.247x10at(寸滩至宜昌),其中,6月淤积3218×104t,占全年的25.8[％],6月至9月淤积11329×104t,占全年的90.8[％],6月到12月淤积12272×10<'4>t,占全年的98.4[％];(4)如果考虑三峡大坝至宜昌的长江河道冲刷,2003年三峡水库(寸滩至宜昌)淤积约1.359x10<'8>t泥沙。 3.三峡水库一期蓄水对长江干流泥沙的影响
三峡水库一期蓄水期间及初期,由于大量泥沙在三峡水库落淤,三峡大坝下泻的非正常清水导致宜昌和沙市间的河道严重冲刷。粗略估计在2003年6月1日至6月10日期间,宜昌站和沙市站之间的长江河道冲刷量约为47.59×104t。 总起来看,与2002年和2001年以及多年(1953～2000)平均值相比,虽然三
峡水库上游的寸滩站2003年逐月、年含沙量和输沙量减少，但是2003年三峡大坝下游(宜昌、沙市、汉口和大通)含沙量和输沙量的减少量比三峡大坝上游寸滩站的减少量大得多，这无疑说明三峡大坝下游的长江泥沙明显受到三峡水库蓄水的影响。4．三峡水库一期蓄水对长江进入河口泥沙的影响长江大通站2003年5月15日至7月15日期间涵盖三峡水库一期蓄水前后的逐日流量和含沙量变化，明显地存在三个阶段：(1)蓄水前阶段(5月15日至5月
24)，长江进入河口的泥沙仍然属于自然状态，含沙量和输沙量随着流量的增加而增加；(2)蓄水阶段(5月25日至6月10日，包括5月25日至5月31日期间蓄水准备阶段、6月11日至6月10日期间正式蓄水阶段)，长江进入河口的含沙量、输沙量随着流量的减少而减少，是受三峡水库蓄水影响的阶段；(3)蓄水后阶段 (6月10日后)，在这个阶段中，至6月底前，长江进入河口的流量、含沙量、输沙量依旧保持在较小的值，从6月底至7月初开始，虽然含沙量和输沙量随着流量的增加逐渐增加，但是没有增加到自然状态，而是处于一个较低值，这是由于大量泥沙在三峡水库中落淤，出入三峡水库的泥沙不再相等，长江进入河口区的河水较以往清澈的缘故，因此这个阶段也不属于长江进入河口泥沙的自然阶段，而是受三峡蓄水影响的阶段。
三峡水库一期蓄水开始后，强烈影响到长江进入河口流量、含沙量的时间分别约为5天和1天；三峡水库一期蓄水完成后，强烈影响到长江进入河口流量、含沙量的时间分别为约20天和18天。
总起来看，与2002年和2001年以及多年(1953～2000)平均值相比，虽然大通站2003年径流量变化不大，但是2003年年均中值粒径、含沙量、输沙量都明显减小。类似地，与2002年和2001年对应月份以及多年(1953～2000)对应月份平均值相比，大通站2003年6月至12月含沙量、输沙量也明显偏小。 5．三峡水库一期蓄水对长江入海泥沙的影响三峡水库一期蓄水初期(2003年6月14日～24日)实测调查显示，长江冲淡水呈双峰状向外扩展，一股朝东南，一股朝东北，主轴明显地朝东北向扩展，这种扩展形态与当时长江径流量偏小有关。观测期间，长江冲淡水产生的羽状锋十分明显，大致位于10m水深之上，位于河口东侧的水下河谷西侧有上升流、东侧有下降流现象。2003年6月中下旬长江冲淡水呈双锋状向外扩展，而高悬沙量在近岸侧也以双锋状分布，两者的位置基本一致，这说明高浓度的悬沙分布与长江冲淡水的扩展有关。
在分析三峡水库一期蓄水初期长江口及其邻近海域实测悬沙量的基础上，为了进一步研究三峡水库一期蓄水对长江入海泥沙的影响，运用国内外广泛应用的ECOMSED模式，考虑潮汐和河流入海水沙的情况下，数值模拟了有没有三峡水库一期蓄水情况下，2003年6月长江入海泥沙输运情况。
比较三峡水库一期蓄水和没有三峡水库一期蓄水的情况发现，2003年6月长江口及其邻近海域的悬沙分布，既有相同的地方，也有不同的地方。相同的地方：悬沙量随时空变化趋势是一致的，简单的说，就是无论大小潮，垂向上，悬沙量从表层往底层增加，在平面上，悬沙量在河口附近最大，其次过渡到杭州湾内，然后过渡到其他近岸海域，在口门附近，存在一个边缘悬沙浓度梯度最大的最大浑浊带：在时间上，悬沙量的分布既有大小潮变化，又有潮周期内的变化，简单地说，就是悬沙量在大潮时比小潮时大，潮周期内，悬沙量在涨潮时高于落潮时。不同的地方：悬沙量发生了变化，无论大小潮，虽然最大浑浊带以外的区域悬沙量变化不大，但是最大浑浊带的空间范围大大缩小，具体体现在：不但>100 mg/L等值线的空间分布范围缩小，而且最大浑浊带内同一位置的悬沙量，从表层到底层一般减少了约50mg/L。
这些研究成果可以为三峡水库、三峡大坝下游的长江干流、长江口及其邻近海域的环境整治和基础研究提供理论依据，以便采取相应措施，更好地发挥三峡工程在经济、社会和生态环境各方面的综合效益。同时，有助于各行业学者更好地了解三峡水库蓄水所产生的影响。
9.会议论文 楚泽涵.袁祖贵 黄河径流量、输沙量与入海口生态环境问题探讨 2003
本文介绍了黄河入海口径流量,输沙量的变化,探讨了径流量、输沙量减少带来的造陆面积萎缩,海水蚀进等观录引起的生态环境变异等问题.
10.期刊论文 林军.马文贵.张子雪.杨吉华.王明刚 北方土石山区小流域不同时段治理效果的流域输沙量变化规律研究 -山东林业科技2009,39(3)
对北方土石山区临朐县辛庄小流域不同时段治理效果的流域径流量和流域输沙量的观测,分别在不同时段治理效果条件下分析小流域的年降雨量、年径流量和输沙量的变化规律.结果表明:降雨量与输沙量的增减变化趋势基本一致,随着流域综合治理程度的提高输沙量呈下降趋势;径流量和输沙量总体上呈下降趋势,依据降雨量的大小变化,径流量和输沙量也有小幅度的起伏变化;在流域不同综合治理效果下,降雨量和径流量与输沙量呈极显著性相关,年降雨量和径流量与输沙量呈良好的Y=a+bX1+cX2线性关系.
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