王鴻翔，趙穎異，劉靜航，郭文獻(xiàn)

(華北水利水電大學(xué)，河南 鄭州 450046)

水文循環(huán)與自然條件的劇烈變化及人類活動(dòng)的影響通常會(huì)引起流域產(chǎn)水產(chǎn)沙的變化，進(jìn)而使得徑流序列發(fā)生變異、呈現(xiàn)出階段性特征，表現(xiàn)為變異前后的水文序列統(tǒng)計(jì)特征值的顯著改變[1]。黃河是世界上含沙量最大的河流，具有水少沙多、水沙異源的特點(diǎn)[2]。受自然條件及人為因素影響，近年來(lái)黃河下游來(lái)水來(lái)沙急劇減少，其中年均來(lái)水量由20世紀(jì)60年代的506億m3減少到2010年以后的276.6億m3，僅為20世紀(jì)50年代的54.7%；年均輸沙量由20世紀(jì)60年代的11.1億t減少到2010年以后的0.7億t，僅為20世紀(jì)50年代的6.3%。為此，很多學(xué)者就黃河水沙通量改變度及其成因進(jìn)行了大量研究論證[1-5]。這些研究主要集中在徑流泥沙長(zhǎng)時(shí)間序列的趨勢(shì)性突變性，對(duì)于水沙不同尺度下的變化缺少響應(yīng)研究。本文在采用累計(jì)距平法和Mann-Kendall非參數(shù)檢驗(yàn)法分析水沙長(zhǎng)時(shí)間序列趨勢(shì)變化的基礎(chǔ)上，利用小波分析對(duì)黃河近50年來(lái)不同尺度下的水沙變化進(jìn)行分析，并深入研究影響黃河下游水沙變化的影響因素。

1 研究資料

黃河花園口位于黃河中游和下游的分界點(diǎn)附近，上距河源約4 700 km，下距河口770 km，集水面積73萬(wàn)km2，占黃河流域總面積的97%，是黃河最重要的水沙控制站[6]?；▓@口站通常被認(rèn)為是黃河真正成為地上懸河的起點(diǎn)。黃河花園口水文站距離小浪底水庫(kù)約128 km，不僅是黃河中游重要的防洪基本站，同時(shí)是小浪底水庫(kù)下游重要的調(diào)度檢測(cè)站；在花園口水文站采樣觀測(cè)可以客觀反映出在水庫(kù)調(diào)度影響下黃河下游水沙變化特征。本文選用黃河花園口水文站1960年～2016年徑流量、輸沙量和年降雨量數(shù)據(jù)分析黃河下游水沙變化規(guī)律，數(shù)據(jù)來(lái)源于《中國(guó)河流泥沙公報(bào)》和中國(guó)氣象數(shù)據(jù)網(wǎng)。

2 研究方法

根據(jù)研究區(qū)內(nèi)徑流泥沙資料特點(diǎn)，采用累積曲線法、Mann-Kendall趨勢(shì)檢驗(yàn)法和小波分析法對(duì)黃河下游水沙控制站徑流泥沙變化情況進(jìn)行分析。

2.1 Mann-Kendall檢驗(yàn)法

Mann-Kendall非參數(shù)統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)法對(duì)長(zhǎng)時(shí)間序列進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。當(dāng)數(shù)據(jù)的長(zhǎng)時(shí)間序列順序標(biāo)準(zhǔn)變量UF為參照某一置信水平α(通常取α=0.05或0.01)下的臨界變量時(shí)，UF為正表示有上升趨勢(shì)，為負(fù)則表示有下降趨勢(shì)；當(dāng)UF超過(guò)臨界值時(shí)，表明上升或下降趨勢(shì)顯著。對(duì)原時(shí)間序列的逆序列UB統(tǒng)計(jì)量進(jìn)行同樣的計(jì)算，使得UB=-UF，UB。若兩條曲線在置信區(qū)間內(nèi)出現(xiàn)交點(diǎn)，則表明在該時(shí)間點(diǎn)發(fā)生突變，具體方法參考文獻(xiàn)[7-9]。

2.2 累積距平法

累積距平法通過(guò)曲線能夠?qū)⒕嗥浇Y(jié)果直觀反映在圖表上，從而判斷出年徑流輸沙變化趨勢(shì)。對(duì)于水文要素序列，其某一時(shí)刻t的累積距平表示為

(1)

(2)

將n個(gè)時(shí)刻的累積距平值全部算出，繪出累積距平曲線進(jìn)行趨勢(shì)分析[10]。

2.3 周期性分析法

水文系統(tǒng)變化是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，多時(shí)間尺度是水文時(shí)間序列變化過(guò)程中的重要特征。多時(shí)間尺度指水文系統(tǒng)不存在真正的周期，而是在不同的時(shí)間尺度下以不同變化周期出現(xiàn)，一般表現(xiàn)為大時(shí)間尺度的變化周期下包含了許多小時(shí)間尺度的變化周期。小波分析的時(shí)頻多分辨功能可更好地揭示水文時(shí)間序列在不同時(shí)間尺度下的多種變化周期以及識(shí)別突變點(diǎn)。

基于多時(shí)間尺度變化特征的連續(xù)性，本文選取復(fù)Morlet小波對(duì)花園口站長(zhǎng)時(shí)間序列進(jìn)行周期性分析。復(fù)Morlet小波函數(shù)方程為小波分析的關(guān)鍵，小波分析是有震蕩性、能迅速衰減到零的一類函數(shù)，即小波函數(shù)φ(t)∈L2(R)且滿足

(3)

式中，φ(t)為基小波函數(shù)，可通過(guò)尺度的伸縮和時(shí)間軸上的評(píng)議構(gòu)成一簇函數(shù)系。即

(4)

式中，φa，b(t)為子小波，若φa，b(t)是由式(2)給出的子小波，對(duì)于給定的能量有限信號(hào)f(t)∈L2(R)，其連續(xù)小波函數(shù)為

(5)

2.3 雙累積分析

雙累積曲線法作為檢驗(yàn)兩個(gè)參數(shù)間關(guān)系一致性及其變化趨勢(shì)的常見(jiàn)方法，被廣泛應(yīng)用于水文氣象因素的趨勢(shì)性變化及其強(qiáng)度分析[9，12-16]。當(dāng)流域的產(chǎn)匯流條件相對(duì)一致時(shí)，流域徑流-輸沙雙累積曲線基本呈線性關(guān)系。當(dāng)外界環(huán)境改變后，這種線性關(guān)系便隨之改變。本文主要利用水沙累積曲線的變化特點(diǎn)研究水沙變化。即：首先，將研究基準(zhǔn)期累積徑流量和累積輸沙量建立線性方程；然后，將基準(zhǔn)期和變異期的年徑流量帶入方程，從而求得基準(zhǔn)其年均輸沙量R1和人類活動(dòng)不改變情況下的年輸沙量R2。

3 水沙通量特征

3.1 水沙趨勢(shì)性變化分析

為揭示黃河下游多年徑流及泥沙變化趨勢(shì)，繪制花園口水文站年徑流量和年輸沙量變化曲線(見(jiàn)圖1)。

圖1 花園口水文站1960年～2016年徑流、輸沙量趨勢(shì)

由圖1可看出，花園口水文站年徑流量多年變化總體呈波動(dòng)性下降趨勢(shì)；多年輸沙量波動(dòng)性下降趨勢(shì)，主要表現(xiàn)為1988年前無(wú)波動(dòng)幅度較大，下降趨勢(shì)緩慢，1988年后呈明顯下降趨勢(shì)，2001年后年輸沙量基本維持平穩(wěn)。水沙在各時(shí)間段的變化趨勢(shì)基本保持一致。

為了定量評(píng)估黃河下游多年徑流及泥沙變化趨勢(shì)，采用Mann-Kendall趨勢(shì)檢驗(yàn)進(jìn)行定量分析。黃河下游沿程水文站統(tǒng)計(jì)序列年徑流量和年輸沙量Mann-Kendall非參數(shù)檢驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表1。

由表1可以看出，各站年徑流量和年輸沙量Mann-Kendall趨勢(shì)檢驗(yàn)值均為負(fù)值，呈下降趨勢(shì)，檢驗(yàn)值絕對(duì)值均超出2.32，通過(guò)99%水平的顯著性檢驗(yàn)，可知，從年際變化上看，各站年徑流量和年輸沙量隨時(shí)間呈現(xiàn)顯著性下降趨勢(shì)，且年輸沙量的減少更為明顯。這表明近50年來(lái)黃河下游徑流量和輸沙量均呈顯著性下降趨勢(shì)，且輸沙量減少趨勢(shì)較徑流量更為顯著。

3.2 水沙突變特征分析

對(duì)黃河下游花園口水文站年徑流量和年輸沙量進(jìn)行Mann-Kendall非參數(shù)檢驗(yàn)分析結(jié)果如圖2所示。

圖2 花園口水文站年徑流、輸沙量Mann-Kendall統(tǒng)計(jì)值

由圖2a可知，花園口站1960年至1970年，UF曲線為正值，表明這個(gè)時(shí)段徑流量總體偏多，1971年以來(lái)，UF均為負(fù)值，年徑流量減少。UF和UB曲線于1985年在95%的臨界線±1.96之間有一個(gè)明顯的交點(diǎn)，UF曲線總體呈持續(xù)下降趨勢(shì)，并突破臨界線-1.96，通過(guò)0.05水平的顯著性檢驗(yàn)，表明在0.05水平下，花園口站年徑流量于1985年發(fā)生了突變。

由圖2b可知，花園口站1960年至1963年、1985年到2016年，UF曲線為負(fù)值，表明這兩時(shí)段年輸沙量總體偏少，1964年到1984年，UF均為正值，年輸沙量增加。UF曲線總體呈先上升后持續(xù)下降趨勢(shì)，并突破臨界線-1.96，通過(guò)0.01水平的顯著性檢驗(yàn)。UF和UB曲線于1998年在99%的臨界線±2.58之間有一個(gè)明顯的交點(diǎn)，表明在0.01顯著性水平下，花園口站年輸沙量于1998年發(fā)生了突變。

運(yùn)用累積距平法對(duì)花園口水文站1960年～2016年徑流量和年輸沙量進(jìn)行距平累積年際變化過(guò)程如圖3所示。

圖3 花園口年徑流輸沙變化距平累積過(guò)程

由圖3可看出：①黃河下游1960年～2016年年徑流量可分為一個(gè)顯著的豐水段即1974年～1984年；一個(gè)顯著平水段即1968年～1973年；一個(gè)顯著枯水段即1985年～2016年，其中可明顯看出1985年為徑流突變年份。②黃河下游1960年～2016年年輸沙量可分為如下幾個(gè)階段：1960年～1982年年輸沙量呈上升趨勢(shì)，1983年～1998年年輸沙量基本維持平穩(wěn)階段，1999年～2016年年輸沙量呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，且年輸沙量突變年份為1998年。

綜上，通過(guò)Mann-Kendall突變檢驗(yàn)法和累積距平法檢測(cè)，花園口站年徑流量和年輸沙量突變年份分別為1985年和1998年，年輸沙量突變時(shí)間明顯滯后于年徑流突變時(shí)間。

3.3 水沙周期性變化分析

花園口站徑流量小波分析等值線和小波方差變化如圖4所示。

圖4 花園口站徑流量小波分析等值線圖和小波方差

從圖4a中可以看到徑流演變過(guò)程中存在的多時(shí)間尺度特征。總體來(lái)說(shuō)，花園口徑流演變過(guò)程中在大時(shí)間尺度上主要存在著3～6、7～17 a和18～32 a共3類時(shí)間尺度的周期變化規(guī)律。該3類周期性變化中以13 a為主周期的變化最為顯著，在該時(shí)間尺度上，年徑流量經(jīng)歷了枯→豐→枯→豐→枯→豐→枯→豐→枯→豐→枯→豐→枯的13次循環(huán)交替。從尺度較大的18～32 a分析可知，年徑流經(jīng)歷6次豐枯交替，主要表現(xiàn)為1960年～1966年、1976年～1988年、1995年～2001年為小波系數(shù)為正，表示為豐水期；1967年～1975年、1989年～1994年、2002年～2016年小波系數(shù)為負(fù)，表示為枯水期。同時(shí)可以看出，在整個(gè)分析時(shí)段內(nèi)，上述2個(gè)尺度的周期變化非常穩(wěn)定，具有全域性；在小尺度周期3～6 a上，年徑流量“豐→枯”交替更為頻繁，波動(dòng)性更強(qiáng)。在小時(shí)間尺度上主要分為2個(gè)階段，在1980年以前為在3～6 a尺度周期變化，在1980年以前表現(xiàn)的較為穩(wěn)定，在1980年以后不明顯。從圖4b中中可以看到徑流的小波方差圖中有兩個(gè)明顯的峰值，分別對(duì)應(yīng)于5、13 a的時(shí)間尺度。其中，最大峰值對(duì)應(yīng)13 a的時(shí)間尺度，說(shuō)明13 a左右的周期震蕩最強(qiáng)，為徑流變化的第一主周期；5 a對(duì)應(yīng)第二峰值，為徑流變化的第二主周期。

花園口站徑輸沙量小波分析等值線和小波方差變化如圖5所示。

圖5 花園口站輸沙量小波分析等值線圖和小波方差

從圖5a可以看出，輸沙演變過(guò)程中存在的多時(shí)間尺度特征，花園口站輸沙量周期性變化與徑流量完全不同。總體來(lái)說(shuō)，花園口輸沙演變過(guò)程中在大時(shí)間尺度上主要存在著3～7、11～25 a和26～32 a的3類時(shí)間尺度的周期變化規(guī)律。該3類周期性變化中以21 a為主周期的變化最為顯著，在該時(shí)間尺度上，年輸沙量經(jīng)歷了少→多→少→多→少→多→少→多→少的9次循環(huán)交替。從尺度較大的26～32 a分析可知，年輸沙量經(jīng)歷6次多、少交替，主要表現(xiàn)為1965年～1974年、1988年～1998年、2011年～2016年為小波系數(shù)為正，表示為多沙期；1960年～1964年、1975年～1987年、1999年～2010年小波系數(shù)為負(fù)，表示為少沙期。同時(shí)還可看出，在整個(gè)分析時(shí)段內(nèi)，上述2個(gè)尺度的周期變化是非常穩(wěn)定，具有全域性；在小尺度周期3～7 a上，年輸沙量“多→少”交替更為頻繁，波動(dòng)性更強(qiáng)。在小時(shí)間尺度上主要分為2個(gè)階段，在1999年以前為在3～7 a尺度周期變化，在1999年以前表現(xiàn)的較為穩(wěn)定，在1999年以后不夠明顯?？梢钥吹交▓@口輸沙量演變過(guò)程中存在的多時(shí)間尺度特征?；▓@口輸沙演變過(guò)程中在大時(shí)間尺度上主要存在著9～14 a和15 ～24 a的2類時(shí)間尺度的周期變化規(guī)律。其中，在15～24 a尺度上出現(xiàn)了“少→多”交替的準(zhǔn)4次震蕩；在9～14 a尺度上出現(xiàn)了“少→多”交替的準(zhǔn)6次震蕩；在小時(shí)間尺度上周期變化更為頻繁，在3～6 a尺度上多次連續(xù)出現(xiàn)“多→少”交替準(zhǔn)震蕩。從圖5b中可以看出，輸沙量的小波方差圖中存在兩個(gè)明顯的峰值，它們依次對(duì)應(yīng)著5 a、21 a的時(shí)間尺度。其中最大峰值對(duì)應(yīng)21 a的時(shí)間尺度，說(shuō)明21 a左右的周期震蕩最強(qiáng)，為輸沙變一主周期；5 a對(duì)應(yīng)第二峰值，為輸沙變化的第二主周期。

3.4 徑流泥沙雙累積分析

河道徑流量與輸沙量具有密切的因果關(guān)系，在相同的自然條件下二者累積曲線表現(xiàn)為顯著的直線關(guān)系[12]。下面用雙累積曲線來(lái)具體分析人類活動(dòng)對(duì)黃河下游水沙變異造成的影響。

根據(jù)徑流泥沙趨勢(shì)性、突變性分析和花園口站水沙雙累積曲線圖(見(jiàn)圖6)，將花園口站徑流泥沙時(shí)間序列劃分為3個(gè)階段，分別為1960年～1984年，1985年～1997年和1998年～2016年，對(duì)應(yīng)曲線上偏轉(zhuǎn)點(diǎn)是1985年和1998年，并以此為界限建立了3個(gè)時(shí)段的輸沙量與徑流量累計(jì)直線的擬合方程。即

1960年～1984年：y=278.430 0x-21.167 0R2=0.989 6。

1985年～1997年：y=252.380 0x-14.721 1R2=0.990 1。

1998年～2016年：y=39.130 0x+320.790 7R2=0.928 3。

圖6 花園口站水沙雙累積曲線

由圖6可以看出，3個(gè)階段的線性擬合方程斜率表現(xiàn)為減小趨勢(shì)，1985年～1997年線性擬合方程斜率較為平緩，而1998年～2016年線性擬合方程斜率減小較為明顯。這說(shuō)明花園口站年輸沙量在近20 a驟減。根據(jù)上述擬合方程參考文獻(xiàn)[17]，計(jì)算各個(gè)不同時(shí)段的累積輸沙減少量。分別將1997年和2016年花園口站的累積徑流量(15 129.7億m3和19 808.2億m3)代入到式(1)和式(2)中，得到1997年和2016年在曲線轉(zhuǎn)折前的累積輸沙量分別為399.44億t和484.45億t；將1997和2016年花園口站的累積徑流量(15 129.7億m3和19 808.2以m3)代入到式(2)和式(3)中，得到1997年和2016年在曲線轉(zhuǎn)折后的累積輸沙量分別為367.10億t和398.04億t。由此可得，1985年～1997年和1998～2016年的累積減沙量為32.34億t和86.40億t，兩時(shí)段年均減沙量分別為2.49億t和4.55億t。

4 徑流泥沙演變影響因素分析

4.1 自然因素

流域產(chǎn)水產(chǎn)沙是流域降水和下墊面共同作用的結(jié)果，而氣候和降水是影響流域水沙量最直接的因素[18]。氣溫上升致使流域蒸發(fā)量增加，一定程度上導(dǎo)致徑流輸沙量的減少及水沙演變規(guī)律的改變[19]。本文考慮氣候和降水對(duì)徑流輸沙的影響。

4.1.1氣候變化對(duì)水沙演變的影響

黃河流域氣候變化與下游來(lái)水來(lái)沙變化趨勢(shì)大體上基本一致。近年來(lái)黃河流域氣溫明顯升高[20]，黃河流域大部分處于半濕潤(rùn)季風(fēng)氣候帶與干旱半干旱大陸性氣候帶，對(duì)全球氣候變化反應(yīng)敏銳，氣溫上升致使流域蒸發(fā)量增加，一定程度上導(dǎo)致徑流輸沙量的減少[21]，水沙演變規(guī)律發(fā)生改變。

4.1.2降水變化對(duì)水沙演變的影響

根據(jù)黃河花園口站1960年～2016年徑流輸沙及降水?dāng)?shù)據(jù)資料，分別繪制降雨與徑流、泥沙年際變化過(guò)程曲線圖(見(jiàn)圖7)。

圖7 花園口站降水量與徑流泥沙變化曲線

由圖7可見(jiàn)，研究時(shí)段內(nèi)花園口站年降水量和年徑流量、年輸沙量1960年～20世紀(jì)末水沙趨勢(shì)與降水量基本保持一致，相關(guān)性較好；而20世紀(jì)末出現(xiàn)明顯偏差。這說(shuō)明這段時(shí)間黃河下游水沙變化的主導(dǎo)因素發(fā)生了明顯改變。進(jìn)一步運(yùn)用Mann-Kendall趨勢(shì)檢驗(yàn)法檢驗(yàn)降雨趨勢(shì)變化規(guī)律，結(jié)果發(fā)現(xiàn)年降水量的Mann-Kendall標(biāo)準(zhǔn)變量Z=0.324，表明時(shí)間序列具有增加的趨勢(shì)，且|Z|>2.32，序列趨勢(shì)通過(guò)了99%顯著性檢驗(yàn)，年降水量具有顯著增加趨勢(shì)，這與徑流輸沙趨勢(shì)變化不同。由此可判斷，導(dǎo)致水沙變異主要原因?yàn)槿祟惢顒?dòng)影響。

4.2 人類活動(dòng)

黃河下游水沙演變與流域人類活動(dòng)存在密切聯(lián)系。影響黃河下游水沙變化的人為因素主要包括各類水利樞紐建設(shè)、水土保持措施的實(shí)行以及引黃灌溉面積不斷擴(kuò)大、沿岸城市用水量增加等等，這些人為活動(dòng)因素不僅改變了水文循環(huán)過(guò)程和時(shí)空分布規(guī)律，同時(shí)對(duì)黃河徑流產(chǎn)沙條件產(chǎn)生了重大影響。黃河花園口上游人類活動(dòng)相關(guān)資料詳見(jiàn)參考文獻(xiàn)[22-24]。

4.2.1水利樞紐建設(shè)情況

黃河流域干支流水利工程眾多，其中以黃河干流龍羊峽至桃花峪河段共布置梯級(jí)樞紐工程36座，其中龍羊峽、劉家峽、大柳樹(shù)、磧口、古賢、三門(mén)峽和小浪底等七大控制性骨干工程構(gòu)成黃河水沙調(diào)控體系的主體，控制黃河干流水利樞紐總庫(kù)容的91.3%[22]。黃河后期水沙銳減，調(diào)水調(diào)沙變化較?。灰虼?，只考慮2000年前修建的大型水電站(裝機(jī)容量>100萬(wàn)kW)。

19世紀(jì)60年代起至20世紀(jì)初，我國(guó)先后在黃河上修建了三門(mén)峽、劉家峽、龍羊峽、萬(wàn)家寨、李家峽水電站和小浪底水利樞紐等。大型水利工程建設(shè)周期較長(zhǎng)，隨著水利水電工程的不斷建成，水庫(kù)的蓄水?dāng)r沙效益增大，水沙在此時(shí)間段出現(xiàn)波動(dòng)性下降趨勢(shì)。因此，大型水利樞紐的建設(shè)及運(yùn)行對(duì)黃河下游水沙情勢(shì)產(chǎn)生了影響。

4.2.2水庫(kù)調(diào)水調(diào)沙影響

黃河水利委員自2002年開(kāi)始有計(jì)劃地實(shí)行調(diào)水調(diào)沙，使淤積在黃河下游河道的泥沙通過(guò)水流的沖擊運(yùn)移入海，調(diào)水調(diào)沙效果十分顯著。截至2016年10月，《黃河泥沙公報(bào)》顯示的小浪底累積沖淤量達(dá)到32.62億m3。隨著調(diào)水調(diào)沙次數(shù)增多，淤積在下游河道的泥沙越來(lái)越少，黃河中游地區(qū)水土流失越來(lái)越少，黃河泥沙得不到補(bǔ)充，因此黃河年徑流量在不斷增加，但輸沙量依舊呈現(xiàn)減少趨勢(shì)。

4.2.3水土保持工程影響

水土保持工程可以有效減少河流輸沙能力，因此對(duì)流域泥沙輸移的具有重要影響。20世紀(jì)60年代末，黃土高原開(kāi)始開(kāi)展飛播試驗(yàn)。1968年～1986年間，隨著三北防護(hù)林工程、建設(shè)黃河防護(hù)林綠化工程、水土保持治溝骨干工程等項(xiàng)目陸續(xù)上馬，黃河下游徑流輸沙呈減小趨勢(shì)。依據(jù)上文中突變檢驗(yàn)結(jié)果，水沙在1985年出現(xiàn)突變點(diǎn)，表明黃河防護(hù)林綠化工程及水土保持治溝骨干工程的實(shí)施，對(duì)黃河水沙有著重要的影響。

此外，20世紀(jì)90 年代黃河下游長(zhǎng)時(shí)間斷流，1997年黃河斷流長(zhǎng)達(dá)227 d，黃河年徑流量、年輸沙量創(chuàng)歷史新低；1997年徑流量和輸沙量分別為18.61億m3和0.164億t，且上半年徑流量占全年的90%。這也成為導(dǎo)致黃河輸沙量在該年份附近發(fā)生突變的原因之一。

5 結(jié) 論

(1)根據(jù)花園口水文站徑流量和輸沙量年際變化數(shù)據(jù)分析，各站年徑流量和年輸沙量Mann-Kendall趨勢(shì)檢驗(yàn)值均為負(fù)值，呈下降趨勢(shì)，均通過(guò)99%水平的顯著性檢驗(yàn)。近幾十年來(lái)黃河下游徑流量和輸沙量均呈顯著性下降趨勢(shì)，且輸沙量減少趨勢(shì)較徑流減少趨勢(shì)更為顯著。

(2)通過(guò)Mann-Kendall突變檢驗(yàn)法和累積距平法檢測(cè)花園口站徑流泥沙突變特點(diǎn)可知，花園口站年徑流量于1985年發(fā)生突變，年輸沙量于1998年發(fā)生突變。

(3)小波分析顯示，年徑流量和年輸沙量的周期性變化存在一定的相似之處，徑流輸沙都存在2類時(shí)間尺度周期，年徑流和年輸沙量分別以13 a和21 a為主周期。

(4)通過(guò)對(duì)花園口徑流泥沙進(jìn)行雙累計(jì)分析可知，花園口徑流泥沙時(shí)間序列劃分為1960年～1984年、1985年～1997年、1998年～2016年3個(gè)階段。1985年～1997年和1998年～2016年2個(gè)階段的累計(jì)減沙量分別為32.34億t和86.40億t。

(5)徑流泥沙演變規(guī)律受氣溫、降水和人類活動(dòng)等多個(gè)因素影響。其中，多種人類活動(dòng)對(duì)水沙變異產(chǎn)生了重要作用。