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2018年 MODISNDVI数据,其时间分辨率为 16d,空间分辨率为 500m,采取最大值合成法(MVC)获
得逐年 NDVI值,以 2016—2018三年的平均 NDVI值为基准,根据计算的 TheilSen斜率值,后续预测
中假定增长率不变,每隔五年预测一次年及年内各个月份的 NDVI值。未来淤地坝布局根据水利普查
数据及未来淤积库容公式推算。未来梯田分布根据 《黄河流域生态保护和高质量发展规划纲要》 新要
求,统筹各侵蚀分区水土流失类型、地形、降雨等因素,为满足黄土高原农业人口发展、耕地需求、
建设潜力和相关规划要求推算。
表 1 研究数据
数据类型 数据年份 数据来源 备注说明
降水量 1954—2018 水文年鉴、国家级气象站数据、CMORPH卫星融合数据 流域内站点插值平均
年均气温 1960—2018 气象数据共享网 流域内站点插值平均
径流、输沙量 1954—2018 水文年鉴 皇甫站、甘谷驿站、白家川站、潼关站
淤地坝 1960—2011 黄河水利委员会 2011年水利普查结果
水保措施 1959—2018 黄河水利委员会 包括坝地面积
未来降水 2021—2070 CMIP5 RCP4.5,GFDL、IPSL、CMCC
3 研究结果与分析
3.1 流域水沙变化归因- 预测不确定性解析
3.1.1 流 域 水 沙 变 化 归 因 中 的 不 确 定 性 黄 河 流 域 年 均 输 沙 量 从 1919—1959年 16亿 t?a锐 减 至
2010—2020年 1.83亿t?a,减幅 89%。为探析黄河水沙变化机理及影响因素贡献率,自 1980年代以
来,国内学者运用多种方法开展大量研究。如图 2所示,为 2012年以来针对皇甫川流域开展的水沙变
化影响因素贡献率研究结果 [31] 。其中,研究成果中 40%采用经验模型法,而基于物理过程模型的贡
献率研究较少。相对于径流,经验模型的研究结果变化区间较大(气候变化贡献率为 10%~50%),基
于 Budyko假设的弹性系数法得到的气候变化平均贡献率最小,为 9%。相对于输沙,6种水文法求得
的气候变化平均贡献率为 35%,5种双累积曲线法为 29%,水文法的结果略高于双累积曲线法。显然,
造成研究结果不一致的主要原因在于研究时期、基准期、研究方法等不同。因此,黄河流域水沙变化
影响因素的贡献率仍未形成统一认识,影响了区域治理措施合理布局的科学指导,亟需集合评估方法
来评价各类成果的可信度。
注:LR表示水文法,DMC表示双累积曲线法,SCR表示 SCRAQ法,NP - E表示非参数式弹性系数法,
B - E表示基于 Budyko假设的弹性系数法,DM表示 DecompositionMethod,P - P表示基于过程的物理模型法。
图 2 皇甫川流域径流和输沙变化归因既有成果对比解析
3.1.2 流域水沙模拟精度评价的不确定性 流域内降雨产流产沙是一个复杂的过程,历来备受水文学
者的关注。基于现有降雨 - 水沙经验公式分析表明,降雨 - 水沙经验公式在形式、变量构成、数据要
求、模拟精度等方面均具有多样性,并无固定的输入要求,由此导致水沙模拟的输出亦具有差异性。
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