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水 利 学 报

２０２５年 ２月 ＳＨＵＩＬＩ ＸＵＥＢＡＯ 第 ５６卷 第 ２期

文章编号：０５５９ － ９３５０（２０２５）０２ － ０２１６ － １２

基于 ＳＴＬ时序分解的天然径流演变规律与影响因素分析

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赵轶琳 １，２，３ ，刘文丰 １，２，３ ，李 政 １，２，３ ，徐宗学 ４，５ ，阳 坤 ，吴德丰 １，２，３
（１．农业水资源高效利用全国重点实验室 中国农业大学，北京 １０００８３；
２．甘肃武威绿洲农业高效用水国家野外科学观测研究站，甘肃 武威 ７３３０００；
３．中国农业大学 中国农业水问题研究中心，北京 １０００８３；４．北京师范大学 水科学研究院，北京 １００８７５；
５．城市水循环与海绵城市技术北京市重点实验室，北京 １００８７５；６．清华大学 地球系统科学系，北京 １０００８４）

摘要：河川径流作为衡量区域水资源量的重要指标，其长期变化呈现出显著的时空变异特征。既往研究多针对实
测径流且未剔除短期因素的影响。为揭示天然径流的变化规律，并探究其影响机制，本研究选择 １９７９—２０１８年
我国天然径流格点数据集与区域地面气象要素驱动数据集，针对全国 ２１８个三级流域，应用时间序列分解与传统
趋势分析相结合的方法，对天然径流序列进行 ＳＴＬ分解后分析其时空变化趋势，利用多元线性回归探究天然径流
受气候变化影响的主要因素。结果表明：在 ２１８个三级流域中，原始天然径流序列呈显著变化趋势的比例仅为
３５．８％，经 ＳＴＬ分解后的天然径流序列更能展现出变化趋势的显著性，趋势显著的流域占比高达 ７５．７％；全国 ８４．４％
的三级流域天然径流呈增加趋势，且显著性明显；降雨是影响我国大多数流域天然径流变化的最主要驱动因素，
长波辐射和比湿次之；北方流域的影响因素较之南方更为复杂。本研究为变化环境下全面认识我国径流规律特征
提供参考。
关键词：天然径流；三级流域；ＳＴＬ分解；径流趋势；影响因素
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类
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文献标识码：Ａ ｄｏｉ：１０．１３２４３?ｊ．ｃｎｋｉ．ｓｌｘｂ．２０２４００８３
１ 研究背景
天然径流是水资源的重要组成部分和流域水循环的关键环节，气候变化使得天然径流的变异日益
显著，除了传统的随机性和周期性，趋势性和突变性日趋显著 ［１］ 。我国作为水资源相对脆弱的国家，
受东南亚季风和复杂地形的影响 ［２］ ，对气候变化的响应更为敏感，在未来可能会面临水资源短缺加
剧、时空分布更不均衡和极端水文事件频发等问题 ［３ － ４］ 。然而当前相关领域研究大多关注经过人工调
蓄、控制和影响的实测径流，难以客观揭示我国天然河川径流变化的自然规律，在气候变化下捕捉自
然水文过程的变化信号方面依然有待更深入的研究工作 ［５］ 。
目前，全国范围的径流变化研究已取得了较为丰富的研究成果，例如张建云等 ［６］ 依据中国代表性
水文站实测流量资料和水资源公报，发现在 １９５６—２０１８年期间，我国除长江流域以外的 ６条主要江河
实测径流量均呈现出不同程度的下降趋势；杨丽英等 ［７］ 选取了全国 ７大流域的 ３４７个控制站点分析其
１９５６—２０１０年降雨径流变化特征，发现近 １０年来北方流域径流量总体呈衰减趋势，归因分析表明主
要由于地下水开采、水保水利建设以及下垫面变化等造成，而南方流域的天然径流量变化趋势不显
著。显然，传统水文站的观测数据为历史径流研究提供了第一手资料，由此产生的针对我国实测径流
的研究对于流域实际管理及开发有极大参考价值，但目前对天然径流演变规律的研究较少，从更底层

收稿日期：２０２４ － ０２ － ０９；网络首发日期：２０２５ － ０１ － ２７
网络首发地址：ｈｔｔｐｓ：??ｌｉｎｋ．ｃｎｋｉ．ｎｅｔ?ｕｒｌｉｄ?１１．１８８２．ＴＶ．２０２５０１２７．０８３１．００１
基金项目：国家自然科学基金项目（３２３６１１４３８７１，５２２３９００２）；中央高校基本科研业务费专项项目（２０２４ＲＣ０３３）
作者简介：赵轶琳（ ２００１ － ），硕士生，主要从事气候变化与水资源研究。Ｅ － ｍａｉｌ：ｙｉｌｉｎ＠ｃａｕ．ｅｄｕ．ｃｎ
通信作者：刘文丰（１９８８ － ），教授，主要从事极端气候与农业水文过程研究。Ｅ － ｍａｉｌ：ｗｅｎｆｅｎｇ．ｌｉｕ＠ｃａｕ．ｅｄｕ．ｃｎ
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