Page 14 - 2023年第54卷第7期

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年均径流量为 ３００亿ｍ ～３５０亿ｍ；李雅娟等预测潼关站 ＲＣＰ４．５情景下未来 ５０ａ的径流量为 ２１３．３亿ｍ ，
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输沙量为 ３．４２亿ｔ 。以上学者的研究进一步验证了黄河流域水沙多模型预测集合评估的成果。综合
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以上分析，作者认为黄河流域未来 ５０ａ的径流量年均约为 ３００亿ｍ 左右，输沙量约为 ３亿ｔ左右。
４ 结论

自 １９８０年代中期以来，黄河水沙情景发生显著变化，直接影响着黄河重大水沙调控工程布局与
流域生态保护工程规划设计。为此，众多学者围绕黄河流域水沙变化归因与黄河水沙变化趋势等关键
科学问题开展了卓有成效的研究。然而，黄河水沙变化受气候、生态、地质地貌和强人类活动等多界
面、多系统和多因素耦合影响，现有流域水沙变化归因和预测方法及模型因输入、结构、输出等差异
而导致研究结果有巨大不确定性，难以形成统一认识。本研究通过探讨流域水沙变化归因和预测结果
的不确定性来源，提出了多模型集合评估技术，并基于统一标准化的流域输入数据，辨识现有黄河流
域水沙预测模型的适用性，进而集合评估黄河流域水沙变化趋势。
（ １）系统梳理了黄河流域水沙变化归因和预测既有方法，目前关于典型流域水沙变化归因方法
应用中水文法、双累积曲线法和弹性系数法等经验模型占比高，物理过程模型应用的比较少，且因
数据需求、构成变量及模拟精度评价方法等差异性等引起方法或模型测算结果巨大的不确定性，如
经验模型计算得到 的 皇 甫 川 流 域 水 沙 变 化 贡 献 率 中 气 候 变 化 占 比 从 １０％至 ５０％不 等，差 异 显 著。
同时基于不同评价指标得 到的 模型精 度评 价 结果 存在差 异，仅采 用一 种评 价 指 标 评 价 模 型 精 度 不
全面。
（ ２）明确了模型在对水沙模拟时因数据输入、模型参数、模型结构以及观测等不确定性引发的其
在应用中的局限性，为此构建了模型适用性判别准则和评价技术以及水沙变化多模型集合评价 － 多结
果加权融合－ ＢＭＡ集合预测的集合评估技术，并基于数据需求、物理基础、应用效率、输出尺度和预
测精度等指标集合评估了 ＬＲ、ＳＷＡＴ、ＭＬ和 ＧＡＭＬＳＳ典型代表性模型的适用性。
（３）基于下垫面和水土保持措施等 标 准化数据及 不同 气候 模式 输入，筛选 了 ＳＷＡＴ、ＧＡＭＬＳＳ、
ＭＬ、ＤＷＮ、ＭＦＤ － ＷＥＳＰ、ＨｙｄｒｏＴｒｅｎｄ、产沙指数模型、人工智能模型、ＢＰ神经网络模型 ９类模型关
于黄河潼关站未来 ５０ａ水沙变化趋势预测结果，集合评估并预测了潼关站未来 ５０ａ年均径流量约为
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２４０亿ｍ 、年均输沙量为 ２．４５亿ｔ，年径流量和年输沙量 ９０％的置信区间范围分别为［１６４，３２８］亿ｍ ３
和［０．７９，５．１２］亿ｔ。近期许多学者关于黄河水沙变化趋势预测成果与本研究基于多模型预测集合评估
成果一致。

参 考 文 献：

［ １］ ＢＥＲＥＮＤＳＥＦ，ＶＡＮＲＵＩＪＶＥＮＪ，ＪＯＮＧＥＪＡＮＳＥ，ｅｔａｌ．Ｌｏｓｓｏｆｐｌａｎｔｓｐｅｃｉｅｓｄｉｖｅｒｓｉｔｙｒｅｄｕｃｅｓｓｏｉｌｅｒｏｓｉｏｎｒｅ
ｓｉｓｔａｎｃｅ［Ｊ］．Ｅｃｏｓｙｓｔｅｍｓ，２０１５，１８（５）：８８１ － ８８８．
［ ２］ ＢＲＥＶＩＫＥＣ，ＣＥＲＤ?Ａ，ＭＡＴＡＩＸ － ＳＯＬＥＲＡＪ，ｅｔａｌ．ＴｈｅｉｎｔｅｒｄｉｓｃｉｐｌｉｎａｒｙｎａｔｕｒｅｏｆＳＯＩＬ［Ｊ］．Ｓｏｉｌ，２０１５，１
（１）：１１７ － １２９．
［ ３］ ＢＵＥＮＤＩＡＣ，ＢＡＴＡＬＬＡ Ｒ Ｊ， ＳＡＢＡＴＥＲ Ｓ， ｅｔａｌ．Ｒｕｎｏｆｆｔｒｅｎｄｓｄｒｉｖｅｎ ｂｙｃｌｉｍａｔｅａｎｄ ａｆｆｏｒｅｓｔａｔｉｏｎ ｉｎ ａ
ＰｙｒｅｎｅａｎＢａｓｉｎ［Ｊ］．ＬａｎｄＤｅｇｒａｄａｔｉｏｎ＆ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ，２０１６，２７（３）：８２３ － ８３８．
［ ４］ ＢＯＲＲＥＬＬＩＰ，Ｍ?ＲＫＥＲＭ，ＳＣＨＴＴＢ．Ｍｏｄｅｌｌｉｎｇｐｏｓｔ － ｔｒｅｅ － ｈａｒｖｅｓｔｉｎｇｓｏｉｌｅｒｏｓｉｏｎａｎｄｓｅｄｉｍｅｎｔｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ
ｐｏｔｅｎｔｉａｌｉｎｔｈｅＴｕｒａｎｏＲｉｖｅｒＢａｓｉｎ （ＩｔａｌｉａｎＣｅｎｔｒａｌＡｐｅｎｎｉｎｅ）［Ｊ］．ＬａｎｄＤｅｇｒａｄａｔｉｏｎ＆ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ，２０１５，２６
（４）：３５６ － ３６６．
［ ５］ 庞树江，王晓燕，马文静．多时间尺度 ＨＳＰＦ模型参数不确定性研究［Ｊ］．环境科学，２０１８，３９（５）：２０３０ －
２０３８．
［ ６］ 严登华，袁?，王浩，等．水文学确定 性 和 不 确 定 性 方 法 及 其 集 合 研 究 进 展 ［Ｊ］．水 利 学 报，２０１３，４４
（１）：７３ － ８２．

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