基于水文分区的海河流域洪水演变影响因素分析

摘要

为定量研究气候变化和人类活动对流域尺度洪水演变的影响,以海河流域为研究对象,基于下垫面和气候要素,采用主成分分析法和聚类分析法对海河流域水文分区进行划分,在此基础上,采用Spearman秩相关系数、交叉小波变换和小波相干谱从线性和非线性角度开展流域尺度洪水要素与降水因子相关性分析,采用双累积曲线法定量揭示气候变化与人类活动对海河流域洪水演变的影响。结果表明:基于下垫面和气候要素海河流域共被划分为5个水文分区。第二-第五水文分区洪峰、最大3日洪量与最大3日降雨量均呈现显著相关性。在高能量区第二水文分区,洪峰、最大3日洪量与最大3日降雨在1959-1968年间存在0-8月的显著正相关区域;第三水文分区洪峰、最大3日洪量与最大3日降雨在1960-1966年间存在0-5月的显著相关关系;第四水文分区最大3日洪量与最大3日降雨在1977-1983年和1993-1997年间分别存在以13-15月和3-4月为共振周期的相关关系;第五水文分区洪峰、最大3日洪量与最大3日降雨在1955-1967年间存在以0-6月为共振周期的显著相关关系。低能量区4个水文分区洪峰、最大3日洪量与最大3日降雨均存在较多的显著共振正周期,相关性较强。人类活动是海河流域各水文分区不同时段洪水锐减的主要原因,且第二水文分区洪峰1963-1978年间洪水受人类活动影响最大,综合反映了大规模水利工程建设运行及水土保持措施实施对海河流域洪水减少作用的显著性。