王 隴, 宋孝玉, 李藍(lán)君, 張 玲, 劉 雨, 李懷有, 李垚林

(1.西安理工大學(xué) 省部共建西北旱區(qū)生態(tài)水利國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 西安 710048;2.黃委會(huì)西峰水土保持科學(xué)試驗(yàn)站, 甘肅 西峰 745000)

黃河流域是我國重要的糧食、能源和化工聚集地，但自古以來黃河水旱災(zāi)害頻發(fā)、水少沙多以及治理困難等問題始終存在。且20世紀(jì)80年代末以來，黃河干流實(shí)際來水量逐年減少，下游河道連年斷流[1]。這些問題產(chǎn)生的原因，表象似在黃河，根子實(shí)在流域[2]。地處黃河中游的黃土高原是我國四大高原之一，也是中華文明的發(fā)源地之一，總面積達(dá)64萬km2，是地球上分布最為集中且面積最大的黃土區(qū)域[3]，也是世界上水土流失最為嚴(yán)重、生態(tài)環(huán)境最為脆弱的區(qū)域之一[2]。為治理水土流失，我國自1999年以來實(shí)施了退耕還林(草)工程，使黃河的多年平均輸沙量從20世紀(jì)的16億t減少到了21世紀(jì)的3億t左右[4]，降幅達(dá)80%；但多年平均徑流量也從580億m3減少到了470億m3左右[4]；工業(yè)發(fā)展、農(nóng)業(yè)生活用水和生態(tài)恢復(fù)用水矛盾進(jìn)一步凸顯。因此，研究黃土高原水文循環(huán)的基本單元——小流域，探究其徑流變化趨勢(shì)及其歸因分析十分必要。

夏露等[5]以硯瓦川流域?yàn)檠芯繉?duì)象，對(duì)該流域1981—2012年的徑流變化進(jìn)行了演變特征和驅(qū)動(dòng)因素的分析，定量評(píng)價(jià)了降水和水土保持措施對(duì)于徑流變化的貢獻(xiàn)程度；蔣觀滔等[6]基于1971—2010年北洛河上游水文數(shù)據(jù)，定量分析了氣候因素和人類活動(dòng)對(duì)徑流變化的貢獻(xiàn)率；李志等[7]研究了1972—2000年黑河流域氣候和人類活動(dòng)對(duì)于徑流的影響。上述研究都揭示了研究流域在特定研究時(shí)段內(nèi)徑流變化歸因。但是，由于水文資料的限制，目前大部分對(duì)于小流域徑流的研究資料序列都較短，且數(shù)據(jù)系列多在我國第12個(gè)五年規(guī)劃之前，難以跟蹤最新的徑流變化情勢(shì)，匹配其他相關(guān)研究成果。而南小河溝作為黃委會(huì)于1952年確立的黃土溝壑區(qū)典型小流域，截至目前已經(jīng)進(jìn)行了近70 a的流域綜合治理探索實(shí)踐，擁有較為完整的水文實(shí)測(cè)資料。科技工作者們基于該流域進(jìn)行了較多研究，但對(duì)其徑流變化趨勢(shì)及其歸因分析的研究卻未見報(bào)道。

因此，本文以南小河溝流域?yàn)檠芯繀^(qū)域，在分析流域水文要素的變化趨勢(shì)及其徑流變化與氣候因子和人類活動(dòng)關(guān)系的基礎(chǔ)上，通過不同方法定量揭示氣候及人類活動(dòng)對(duì)徑流變化的貢獻(xiàn)率，綜合分析黃土高原溝壑區(qū)徑流變化歸因，為下一步小流域治理規(guī)劃的改進(jìn)、黃河流域生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展提供科學(xué)依據(jù)和研究參考。

1 研究區(qū)概況

南小河溝流域(107°30′—107°37′E，35°41′—35°44′N)地處甘肅省慶陽市后官寨鄉(xiāng)境內(nèi)[8]，系涇河二級(jí)支流。流域總面積38.9 km2。多年平均降水量為546.8 mm，年內(nèi)分配極為不均，5—9月份降水量占全年降水量的76.9%，年平均氣溫為9.3℃[9]。

流域自1951年開始進(jìn)行水土保持治理，1954年開始進(jìn)行水土流失觀測(cè)。流域主溝道溝口設(shè)置有流域控制站——十八畝臺(tái)徑流泥沙觀測(cè)站(107°32′09″E，35°42′02″N)。流域內(nèi)有兩條支溝，即楊家溝與董莊溝。其中，董莊溝作為對(duì)照觀測(cè)支溝，未進(jìn)行任何治理。在以生物固溝措施為主的楊家溝和非治理的董莊溝分別布設(shè)了楊家溝徑流站、董莊溝徑流站，在流域中游花果山水庫出口布設(shè)了花果山水庫出口徑流站。十八畝臺(tái)徑流站集水面積30.6 km2，主要進(jìn)行流域水土流失規(guī)律觀測(cè)和水土保持綜合治理效益觀測(cè)[10]；楊家溝徑流站集水面積0.87 km2，董莊溝徑流站集水面積1.15 km2，是生物固溝(楊家溝)與非治理溝(董莊溝)對(duì)比觀測(cè)站。1954年開始布設(shè)徑流場(chǎng)，主要進(jìn)行不同地形部位即不同下墊面徑流泥沙來源觀測(cè)、單項(xiàng)水土保持措施效益觀測(cè)和水土流失規(guī)律觀測(cè)，分為農(nóng)地、林地、人工牧草和天然荒坡4大類，數(shù)量一百余個(gè)。在觀測(cè)徑流泥沙的同時(shí)，南小河溝流域也設(shè)有雨量觀測(cè)站，包括十八畝臺(tái)、楊家溝、下寺肴(107°33′26″E，35°41′14″N)、南佐(107°35′19″E，35°41′37″N)、方家溝畎(107°36′01″E，35°42′56″N)、馬家集(107°34′14″E，35°43′37″N)、路家堡(107°33′08″E，35°43′15″N)等[10]。

2 數(shù)據(jù)來源和研究方法

2.1 數(shù)據(jù)來源

研究所用的數(shù)據(jù)來自于流域內(nèi)所設(shè)相關(guān)測(cè)站，包括：(1) 水文資料：南小河溝流域典型時(shí)期1958—2017年流域控制測(cè)站十八畝臺(tái)測(cè)站的年徑流量及十八畝臺(tái)、下寺肴、南佐、方家溝畎、馬家集、路家堡6個(gè)雨量站的年降雨量，面降雨量采用泰森多邊形法計(jì)算得到，十八畝臺(tái)測(cè)站的控制面積是30.6 km2；(2) 下墊面資料：1958—2017年，黃委會(huì)西峰水保站對(duì)南小河溝流域歷年植被恢復(fù)和土地利用面積的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，包括林地、草地恢復(fù)面積及農(nóng)地、未利用地和建筑用地面積的動(dòng)態(tài)變化。

2.2 研究方法

目前關(guān)于徑流問題的研究，研究者采用的方法各有特點(diǎn)，但都著眼于將資料序列分為兩個(gè)時(shí)期，一是基準(zhǔn)期，二是變化期[11]。基準(zhǔn)期一般為未大規(guī)模治理或者治理措施有限的時(shí)期，變化期為進(jìn)行了大規(guī)模人類活動(dòng)或者增加了新的水土保持措施之后，對(duì)研究區(qū)的徑流情況產(chǎn)生了明顯改變的時(shí)期。本文首先對(duì)年降雨、徑流數(shù)據(jù)進(jìn)行趨勢(shì)分析及突變點(diǎn)檢驗(yàn)，劃分出兩個(gè)時(shí)期。之后采用雙累積曲線法和彈性系數(shù)法定量分析氣候因子和人類活動(dòng)對(duì)于徑流變化的貢獻(xiàn)率，并引入土地利用面積，探討人類活動(dòng)的具體表現(xiàn)及其影響。

2.2.1 變化趨勢(shì)分析及突變點(diǎn)確定 進(jìn)行水文資料趨勢(shì)分析和突變點(diǎn)檢驗(yàn)經(jīng)常采用的方法可分為兩類：一是基于原始數(shù)據(jù)的參數(shù)統(tǒng)計(jì)分析，如距平累積法、滑動(dòng)t檢驗(yàn)法和線性回歸法；二是非參數(shù)秩檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)法，如斯波爾曼秩檢驗(yàn)和曼肯德爾秩和檢驗(yàn)[12]。本文選用了應(yīng)用廣泛的Mann-Kendall(M-K)檢驗(yàn)法。M-K法是一種非參數(shù)統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)方法[5]。該方法的優(yōu)點(diǎn)是不要求樣本遵從一定的分布，也不受少數(shù)特別值的干擾，更適用于類型變量和順序變量，計(jì)算也比較方便[5]。

2.2.2 徑流變化歸因分析 對(duì)于黃河流域徑流變化歸因分析，研究方法主要有5類：彈性系數(shù)法[13]、模型模擬法[14]、雙累積曲線法、累積量斜率變化率比較法[15]。其中雙累積曲線法使用簡(jiǎn)單，應(yīng)用最為廣泛，而彈性系數(shù)法則能系統(tǒng)考慮氣候變化與植物生長(zhǎng)的互饋關(guān)系，使徑流變化與各個(gè)因素關(guān)系更加明晰。因此，本文采用了雙累積曲線法和彈性系數(shù)法來進(jìn)行徑流變化的歸因分析：

(1) 雙累積曲線法。雙累積曲線法是對(duì)于時(shí)間序列進(jìn)行分析的一種常用方法[16]。本文采用年降雨—徑流深累積值，按照相同的時(shí)間步長(zhǎng)繪制雙累積曲線。根據(jù)曲線和基準(zhǔn)期的實(shí)測(cè)資料，經(jīng)過回歸分析可以得出基準(zhǔn)期的累積降雨量與累積徑流深的關(guān)系方程。將變化期的實(shí)測(cè)降雨累積值代入上述方程中，計(jì)算對(duì)應(yīng)的徑流深累積值，與變化期的實(shí)測(cè)資料進(jìn)行對(duì)比，相差部分即為人類活動(dòng)影響下的徑流量變化量。

(2) 彈性系數(shù)法。徑流的的氣候(下墊面)彈性系數(shù)的定義是：?jiǎn)挝坏臍夂?下墊面)要素變化所導(dǎo)致的流域徑流量的變化[17]。本研究中，氣候變化主要考慮降水和潛在蒸散發(fā)的變化，而下墊面因素主要考慮人類活動(dòng)，即修建水土保持工程措施和植樹、種草等植被恢復(fù)措施[18]。彈性系數(shù)法以流域的水量平衡方程[公式(1)]和傅抱璞水熱耦合平衡方程[公式(2)]為基礎(chǔ)，具體表示為：

P=E+R

(1)

(2)

式中：E，P，R分別為多年平均的年實(shí)際蒸散發(fā)量(mm)、多年平均的年降水量(mm)、多年平均的年徑流深(mm)；E0是多年平均潛在蒸發(fā)量(mm)；n是下墊面參數(shù)，由試算法計(jì)算得出。

根據(jù)公式(1)—(2)，徑流量對(duì)各P，E0以及n的偏導(dǎo)結(jié)果如下：

(3)

(4)

(5)

根據(jù)schaake[19]對(duì)彈性系數(shù)的定義，徑流的降水彈性系數(shù)(ερ)和徑流的潛在蒸散發(fā)彈性系數(shù)(εE0)以及下墊面的彈性系數(shù)(εn)可分別表示如下：

(6)

(7)

(8)

3 結(jié)果與分析

3.1 流域降雨徑流變化趨勢(shì)及突變點(diǎn)分析

采用M-K檢驗(yàn)法對(duì)南小河溝流域1958—2017年降雨量與徑流量序列進(jìn)行趨勢(shì)分析及突變檢驗(yàn)，結(jié)果分別如圖1—2所示。

圖1 南小河溝流域年降雨量M-K趨勢(shì)及突變檢驗(yàn)結(jié)果

圖2 南小河溝流域年徑流量M-K趨勢(shì)及突變檢驗(yàn)結(jié)果

由圖1可以看出，年降雨的M-K統(tǒng)計(jì)值在1958—1963年和1982—2017年都小于0，表明降雨呈減小趨勢(shì)，但趨勢(shì)并不顯著；1964—1981年則是大于0，呈增加趨勢(shì)，增加趨勢(shì)同樣不顯著；年降雨量M-K統(tǒng)計(jì)值并未超出95%置信區(qū)間，表明南小河溝流域降雨并未發(fā)生突變。由圖2可以看出，徑流的M-K值在1958—1959年和1964—1973年大于0，徑流呈增大趨勢(shì)，但并未超出置信上界，增加趨勢(shì)不顯著；其余年份徑流的M-K值均小于0，且超出了置信下界，減小趨勢(shì)顯著。UF和UB相交3次，且交點(diǎn)在突變區(qū)域和臨界線內(nèi)，因此需要使用雙累積曲線法來進(jìn)一步確定徑流的突變點(diǎn)，結(jié)果見圖3。

圖3 南小河溝降雨徑流雙累積曲線

由圖3可以看出，降雨—徑流雙累積曲線在1985年之后直線斜率發(fā)生了明顯變化，在2012年也出現(xiàn)了一定變化，這也與20世紀(jì)80年代初南小河溝流域大規(guī)模造林，林木減水作用期以及2010年補(bǔ)充造林的作用期相吻合，結(jié)合圖2可以判斷出徑流的突變點(diǎn)在1985年。根據(jù)突變檢驗(yàn)結(jié)果，本研究將資料序列分為兩個(gè)時(shí)期，以1958—1985年作為基準(zhǔn)期，以1986—2017年作為變化期，對(duì)這兩個(gè)時(shí)期內(nèi)氣候和人類活動(dòng)對(duì)于徑流變化的貢獻(xiàn)率進(jìn)行定量評(píng)估。

3.2 氣候和人類活動(dòng)對(duì)于流域徑流變化貢獻(xiàn)的定量分析

3.2.1 基于雙累積曲線法的徑流變化歸因分析 根據(jù)突變檢驗(yàn)的結(jié)果，分別統(tǒng)計(jì)南小河溝流域基準(zhǔn)期、變化期的降雨量、徑流量變化情況，結(jié)果見表1。

表1 南小河溝流域降雨徑流變化

比較基準(zhǔn)期和變化期降雨和徑流的均值、標(biāo)準(zhǔn)差和變差系數(shù)可知，變化期降雨的均值、標(biāo)準(zhǔn)差和變差系數(shù)分別為501.1 mm，76.8，0.15，均值比基準(zhǔn)期減少了9.47%，標(biāo)準(zhǔn)差和變差系數(shù)與基準(zhǔn)期相比變化微弱，與趨勢(shì)分析及突變檢驗(yàn)結(jié)果相吻合；變化期徑流量的均值、標(biāo)準(zhǔn)差和變差系數(shù)分別為22.6 mm，18.5，0.82，相比基準(zhǔn)期，均值減少了36.34%，標(biāo)準(zhǔn)差減少了32.73%，變差系數(shù)增大了6.49%，徑流的均值和標(biāo)準(zhǔn)差下降幅度較大，符合上文的結(jié)果。

降雨徑流雙累積曲線圖(圖3)結(jié)果顯示，變化期的降雨徑流累積曲線的斜率明顯小于基準(zhǔn)期，經(jīng)過回歸分析可以得到變化期和基準(zhǔn)期的線性擬合方程，將變化期的累積降雨量代入基準(zhǔn)期的回歸方程中，即可計(jì)算出單純氣候因素影響下的徑流量變化量，與實(shí)測(cè)值進(jìn)行比較差值部分即為人類活動(dòng)影響下的徑流變化量，進(jìn)而可以求得二者的貢獻(xiàn)率，結(jié)果見表2。

表2 基于雙累積曲線法的徑流歸因分析結(jié)果

由表2可知，變化期的多年平均徑流量較基準(zhǔn)期減少12.9 mm，其中，在氣候條件(多年平均降雨量減少)作用下，會(huì)減少0.9 mm，貢獻(xiàn)率為7.0%；人類活動(dòng)作用下，多年平均徑流量減少12.0 mm，貢獻(xiàn)率為93.0%。可以看出，在1958—2017年人類活動(dòng)是南小河溝流域徑流變化的主要原因。

3.2.2 基于彈性系數(shù)法的徑流變化歸因分析 由水量平衡公式計(jì)算出年均實(shí)際蒸散發(fā)E，依關(guān)系式反算出下墊面參數(shù)n。將E，n和潛在蒸散發(fā)E0[20-21]代入公式(2)—(8)中計(jì)算得到徑流的降雨、潛在蒸散發(fā)和下墊面彈性系數(shù)[17]，結(jié)果見表3。

表3 南小河溝流域徑流彈性系數(shù)

由表3可以看出，下墊面參數(shù)從基準(zhǔn)期的4.00減小到了3.24；由于研究時(shí)段內(nèi)流域的地形和土壤條件處于穩(wěn)態(tài)，因此，n的減小主要是由于人類活動(dòng)引起。氣候條件通過改變降水和潛在蒸散量來影響徑流量，而人類活動(dòng)主要通過改變實(shí)際蒸散發(fā)來影響徑流量[22]。根據(jù)1958—2017年南小河溝流域徑流的彈性評(píng)估結(jié)果(表3)來看，當(dāng)降水、潛在蒸散發(fā)、下墊面每變化1%時(shí)，徑流分別變化3.57%，-2.54%，-3.19%。3個(gè)彈性系數(shù)中，徑流的降雨彈性系數(shù)最大、下墊面彈性系數(shù)次之、潛在蒸散發(fā)彈性系數(shù)最小。說明南小河溝流域徑流變化對(duì)于降雨的敏感性最高、其次是下墊面，對(duì)潛在蒸散發(fā)的敏感性最弱。

由表4可知，對(duì)于徑流減少的貢獻(xiàn)中，降雨為-30.4%，潛在蒸散發(fā)為73.0%，下墊面變化為57.4%。由此可知，氣候變化對(duì)于徑流減少的總貢獻(xiàn)率為42.6%，下墊面變化對(duì)于徑流減少的貢獻(xiàn)率為57.4%，可見下墊面即人類活動(dòng)對(duì)于徑流變化的影響仍然占據(jù)主導(dǎo)地位。

表4 南小河溝流域徑流變化貢獻(xiàn)率結(jié)果

4 討 論

本文通過雙累積曲線法和彈性系數(shù)法兩種方法分別進(jìn)行了南小河溝流域徑流的歸因分析，得出了一致的結(jié)論，即南小河溝流域1958—2017年內(nèi)徑流變化的主要影響因素為人類活動(dòng)。夏露等[5]使用雙累積曲線法研究黃土高原溝壑區(qū)硯瓦川流域徑流變化驅(qū)動(dòng)力發(fā)現(xiàn)，降水對(duì)于徑流減少的貢獻(xiàn)率為-37.9%，水保措施對(duì)于徑流減少的貢獻(xiàn)率為137.9%，水保措施為主要驅(qū)動(dòng)力；張凱等[23]使用雙累積曲線法對(duì)汾河上中游研究顯示，降水和人類活動(dòng)對(duì)于徑流降低的貢獻(xiàn)率分別為29%，71%，人類活動(dòng)為主要影響因素；楊大文等[24]基于流域水熱耦合平衡方程，對(duì)黃河流域38個(gè)典型流域的徑流變化成因分析發(fā)現(xiàn)，人類活動(dòng)為主要驅(qū)動(dòng)力；黨素珍等[25]采用彈性系數(shù)法分析了涇河上游1973—2010年水沙變化，發(fā)現(xiàn)氣候變化對(duì)涇河上游流域徑流減少的貢獻(xiàn)率為36.8%～43.8%，而人類活動(dòng)的貢獻(xiàn)率為56.2%～63.2%。綜上所述，表明本文應(yīng)用雙累積曲線法和彈性系數(shù)法對(duì)于黃土高原典型小流域——南小河溝徑流變化的歸因分析結(jié)論與其他研究人員的已有研究成果一致。這是由于20世紀(jì)90年代末，我國開展了大規(guī)模的退耕還林(草)工程，植被覆蓋率大幅提高、水土保持效果顯著；經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，工農(nóng)業(yè)機(jī)械化、規(guī)模化等產(chǎn)生了大量的需水和耗水，之后人類活動(dòng)便成為了徑流變化的主要影響因素。

相比而言，南小河溝流域地處水土流失最為嚴(yán)重的區(qū)域，也是進(jìn)行系統(tǒng)治理探索最早的流域之一，徑流的影響也更為復(fù)雜，更有研究?jī)r(jià)值。根據(jù)實(shí)際的治理情況和收集到的1954年、1969年、1980年、2000年和2012年5期的土地利用數(shù)據(jù)(表5)[21]可以發(fā)現(xiàn)：南小河溝流域的土地主要分為林地、草地、農(nóng)地、未利用地和建筑用地這5類。林地的面積除在2000年時(shí)出現(xiàn)了減少以外，一直在不斷的增長(zhǎng)，從治理初期的83.5 hm2到2012年的974.4 hm2，增幅達(dá)到1 066.9%；草地面積則從1 161.1 hm2一直減少到了384.6 hm2，降幅達(dá)到201.9%；農(nóng)地面積則是從1954—2000年一直在穩(wěn)定增長(zhǎng)，到2000年時(shí)，增長(zhǎng)了近一倍，但在2012年又回落到了治理初期的水平；未利用地從610 hm2，下降到2012年的326.1 hm2，減少了46.5%；建筑用地從2.3 hm2增加到了159.1 hm2，增幅最大，但所占面積最小。南小河溝流域這一系列土地利用過程體現(xiàn)了人類活動(dòng)在干預(yù)水文循環(huán)過程中的波動(dòng)性、生態(tài)治理與經(jīng)濟(jì)民生發(fā)展的相互需要和妥協(xié)。結(jié)合本研究得出的結(jié)果，可以看出，流域變綠會(huì)增加耗水，使得徑流量顯著減少，或是會(huì)使得潛在蒸散發(fā)增大導(dǎo)致徑流的減少；同時(shí)，隨著開墾土地、發(fā)展經(jīng)濟(jì)也會(huì)使得徑流減少，用水矛盾將進(jìn)一步顯現(xiàn)。

表5 南小河溝流域5期土地利用類型及其面積 hm2

研究結(jié)果的相互驗(yàn)證，也表明了兩種研究方法在該區(qū)域的適用性和可靠性。同時(shí)，研究結(jié)果顯示，雙累積曲線法計(jì)算得到的氣候變化和人類活動(dòng)對(duì)于徑流變化貢獻(xiàn)率的絕對(duì)值與彈性系數(shù)法得到結(jié)果的絕對(duì)值相差較大，這是由于雙累積曲線法只是構(gòu)建了降雨與徑流的相關(guān)關(guān)系，忽略了氣候因素中潛在蒸散發(fā)對(duì)于徑流變化的影響，將被忽略的部分歸入了人類活動(dòng)之中，結(jié)果顯示便偏大，鄭培龍等[26]對(duì)涇河流域徑流歸因分析結(jié)果顯示人類活動(dòng)對(duì)于徑流變化占絕對(duì)主導(dǎo)地位，而氣候變化影響很小，與本文研究結(jié)果一致；而彈性系數(shù)法則充分考慮了水熱關(guān)系及下墊面變化對(duì)于徑流的作用，分離出了氣候條件中降雨和潛在蒸散發(fā)以及下墊面變化即人類活動(dòng)各自對(duì)于徑流變化的貢獻(xiàn)率。這便是上述差異產(chǎn)生的原因，二者的結(jié)果都是合理的，但根據(jù)計(jì)算結(jié)果，對(duì)于黃土溝壑區(qū)小流域徑流歸因分析的方法使用較之于雙累積曲線法，更推薦彈性系數(shù)法。

流域中，氣候條件和人類活動(dòng)對(duì)于徑流變化的作用事實(shí)上是復(fù)雜且相互交織的，研究發(fā)現(xiàn)，雙累積曲線法雖然能夠分離出氣候變化和人類活動(dòng)對(duì)于徑流變化的貢獻(xiàn)率，但是彈性系數(shù)法較之于雙累積曲線法的優(yōu)勢(shì)在于能夠適當(dāng)描述植被不同生長(zhǎng)階段與水文過程的互饋關(guān)系，因此能直接考慮植被生長(zhǎng)程度對(duì)徑流變化的影響。通過基于該類方法的數(shù)據(jù)分析，可以進(jìn)一步分離出氣候變化導(dǎo)致的下墊面變化(不同植被生長(zhǎng)情況)、人類活動(dòng)導(dǎo)致的下墊面變化(地貌與土地利用動(dòng)態(tài)變化)[27]。因此結(jié)果分析也更加全面。但本研究假設(shè)流域在研究時(shí)段內(nèi)降雨都轉(zhuǎn)化為蒸發(fā)和徑流，未考慮土壤含水量的變化，下一步應(yīng)該結(jié)合水文模型模擬流域水文循環(huán)過程對(duì)徑流的歸因分析開展深入研究。

5 結(jié) 論

(1) 通過M-K秩次檢驗(yàn)和雙累積曲線法可以得知，南小河溝流域年徑流量的突變點(diǎn)出現(xiàn)在1985年，而降雨并未發(fā)生突變。因而將資料序列分為基準(zhǔn)期(1958—1985年)和變化期(1986—2017年)，M-K值顯示，降雨的變化在基準(zhǔn)期存在波動(dòng)，但在變化期則表現(xiàn)為不顯著的下降趨勢(shì)；徑流在基準(zhǔn)期也存在波動(dòng)變化，但在變化期則表現(xiàn)為顯著的下降趨勢(shì)。

(2) 南小河溝流域徑流歸因分析結(jié)果表明：雙累積曲線法計(jì)算得到氣候變化和人類活動(dòng)對(duì)于徑流減少的貢獻(xiàn)率分別為7.0%，93.0%；彈性系數(shù)法計(jì)算得出氣候變化和人類活動(dòng)對(duì)于徑流減少的貢獻(xiàn)率分別為42.6%，57.4%；人類活動(dòng)為南小河溝流域徑流變化的主要影響因素。

(3) 相比于雙累積曲線法，對(duì)于黃土高原溝壑區(qū)典型小流域的徑流變化歸因分析更推薦彈性系數(shù)法。