1960—2020年青藏高原东部主要河流的径流和泥沙变化特征
2024-05-13张梦娇南熠吴永祥丁昱凯徐梦珍田富强
张梦娇 南熠 吴永祥 丁昱凯 徐梦珍 田富强
摘要：青藏高原作为“亚洲水塔”，对下游地区用水具有重要作用，在气候变化和人类活动影响下，河流的径流和输沙量已发生显著变化。选取青藏高原东部的黄河、长江、澜沧江、怒江和雅鲁藏布江五大河流源区，利用站点实测数据和Pettitt突变点检验、线性回归等统计方法，系统性地分析了1960—2020年间（近60 a）径流和泥沙的年际和季节性变化特征。主要结论为：① 近60 a来，长江和怒江流域的年径流显著上升，其余流域变化不显著，径流变化存在较强的空间变异性，在2006年左右存在突变点，大部分站点的年径流在此后的十几年中均呈上升趋势;年输沙量方面，长江流域呈不显著上升，黄河、澜沧江、雅鲁藏布江流域均呈不显著下降，年际变化趋势与径流变化总体一致，但变异性更大。② 对于60 a尺度的季节径流，上游站点冬、春季径流均呈增加趋势，所有站点夏、秋季径流的变化趋势与年径流总体一致，且夏季径流在空间分布上存在“北增南减”的特征。③ 澜沧江下游的水电梯级开发已经对下游天然径流过程产生干扰，主要表现为径流年内分布的突变，季节差异显著减小，趋于均匀化。以上结论深化了对青藏高原径流和泥沙变化特征的认识，可为开展径流趋势预估和水资源规划等提供科学参考。
关键词：径流变化;泥沙变化;季节性特征;水库影响;青藏高原东部河流
中图分类号：P332
文献标志码：A
文章编号：1001-6791（2024）02-0298-15
收稿日期：2023-10-15;网络出版日期：2024-01-09
网络出版地址：https：//link.cnki.net/urlid/32.1309.P.20240108.1413.004
基金项目：国家自然科学基金资助项目（92047301;51825902）
作者简介：张梦娇（2000—），女，浙江嘉善人，硕士研究生，主要从事水文水资源方面研究。
E-mail：zmj22@mails.tsinghua.edu.cn
通信作者：田富强，E-mail：tianfq@tsinghua.edu.cn
青藏高原及其周围的兴都库什山脉、喀喇昆仑山脉和喜马拉雅山脉等高山地区，被称为“第三极”、“亚洲水塔”，平均海拔超过4 000 m，以高寒著称，发育有丰富的冰川、冻土、高山湖泊，是黄河、长江、澜沧江、怒江、雅鲁藏布江、印度河、恒河等亚洲主要大江大河的发源地，其中包括多条跨境河流，流经众多国家及地区，提供了宝贵的水资源。
青藏高原总面积约250万km2，外流区和内流区面积约各占一半［1］，各河流源区的径流量变化对下游的水资源和水环境具有显著影响。径流变化是自然和人类活动等多种因素动态耦合的复杂过程［2］，而青藏高原特殊的环境条件和全球气候变化的背景，又增加了这一地区径流变化研究的复杂性。根据观测和相关研究，过去60 a中源区的径流已发生明显变化，且表现出极大的空间变异性［3］;第二次青藏高原综合科学考察研究发现，20世纪70年代以来源区河流径流量呈现不同程度的增加［4］，这势必会造成区域的水文情势发生变化，并影响用水。而河流输沙量受水量丰枯和含沙量影响，是反映土地退化和环境变化的重要指标之一，对气候和地表過程变化非常敏感［5-6］，已有研究指出在气候变暖背景下，寒区的动态变化会导致径流和输沙量增加，但河流输沙量变化受多种因素影响，存在较大的不确定性，其具体及长期的影响尚未得到充分研究［7-8］。
青藏高原受到广泛关注以来，国内外学者针对其径流及泥沙变化开展了大量研究，然而历史径流变化的研究较多限于径流量的年际变化特征，进一步研究年内径流分布、季节性特征的较少;同时，由于开展研究的时间、所用的数据范围等不同，变化趋势研究可能得到不一致的结论［9］，同一序列在不同尺度上也可能呈现不一样甚至相反的变化趋势，如澜沧江流域同一站点到2000年为止的径流数据，分别从1968年和1980年开始的趋势检验就得到相反的结果，较长序列呈增加趋势，较短序列却呈减少趋势［10］。而青藏高原的实测泥沙数据更为稀缺，目前黄河、长江源的研究相对较多［8，11-12］，对其他流域或整个区域的研究受数据限制仍较不足。因此，研究青藏高原河流源区的径流泥沙变化具有重要的学术价值和现实意义。
本文收集了研究区代表性测站较完整的实测径流数据及部分站点的泥沙数据，尽可能地统一各流域研究的时间范围、检验方法等，系统性地分析了各流域1960—2020年径流的年际变化趋势、季节性变化特征等，从而为青藏高原径流和泥沙变化研究提供全面的基准信息。
1 研究区域、数据和方法
1.1 研究区域及概况
根据地形和水系特征，青藏高原可划分为12个流域或区域［13］，本文选取高原东部的五大河流源区作为研究区域，包括黄河、长江、澜沧江、怒江、雅鲁藏布江5条大河的源区，均为发源于中国西南地区的外流河。黄河发源于青藏高原巴颜喀拉山北麓的约古宗列盆地，自西向东流入渤海;长江发源于唐古拉山脉主峰各拉丹冬峰西南侧，曲折东流注入东海;澜沧江发源于唐古拉山东北部，出中国国境后称为湄公河，注入南海;黄河、长江、澜沧江3条水系的发源地合称为三江源区，3河最终都流入太平洋。怒江发源于唐古拉山南麓，深入高原内部，流入缅甸后改称萨尔温江，最后注入印度洋的安达曼海;雅鲁藏布江发源于喜马拉雅山北麓的杰马央宗冰川，出境流入印度后改称布拉马普特拉河，到孟加拉国境内与恒河相汇，注入印度洋的孟加拉湾;怒江和雅鲁藏布江最终流入印度洋。其中，怒江、雅鲁藏布江流域的积雪分布较广泛［14］，且冰川面积占比较高［15］。
青藏高原地区气候独特，总体特点包括正积温少，降水集中于夏季，且降水量自高原东南部向西北部递减，边缘多于腹地;水汽主要来自于印度洋和西太平洋，并受到热力和地形动力的作用，存在复杂的大气-陆地-海洋相互作用，维持该地区活跃的水循环过程［16］。高原内部气候存在一定分异，除受地理位置、地形特征影响外，总体上大致以32°N为界，分为南、北2个区域，北部主要受西风控制，南部则主要受亚洲季风控制［16］，已有研究还指出，约20世纪80年代初以来，高原气候整体呈暖湿化趋势，但东南缘地区则整体呈现暖干化趋势［17］。水汽被输送后通过降水形式进入高原水循环是补给水资源的关键机制之一［16］，根据1980年起的实测资料统计结果发现，青藏高原东部区域外流河的径流与降水变化显示出较强的一致性，且变化趋势在空间上也以32°N为南北分界线，呈现出南北变化相反的变化规律，北部在1999年前后先减后增，南部则先增后减［18］。
1.2 数据资料
不同研究中所选取的代表水文站和划分的源区范围存在一定差异，综合已有研究和掌握的数据情况，本文选择各源区的出口水文控制站点及流域范围如图1所示，其中，黄河、长江流域与广泛采用的源区范围基本一致［11-12］，其余3河采用青藏高原边界附近的站点作为源区出口［1，3］，澜沧江为分析水库建设的影响还扩展至下游流域，5个出口测站的汇流面积共约71万km2，约占青藏高原总面积的28%。考虑到径流泥沙变化可能存在的空间变异性，在各河源区选取不同位置处的代表性站点，除出口外，在靠上游和中部位置也均选取代表水文站（长江仅有上、下游2个站点），各站点的基本信息见表1。所选的各河流源区范围内人类用水较少，且尚未建设大型水库，则站点的实测流量可基本反映自然环境变化下的河流天然径流［10］。此外，对于澜沧江流域，为分析流域开发对径流变化的可能影响，本文还收集到旧州站下游的戛旧和允景洪站的径流数据进行分析。
本文利用各测站年和月尺度的径流和部分泥沙资料，分析水沙的年际和季节性变化，资料主要来自相关的水文管理部门，整合时对数据进行了可靠性检验和不同来源之间的一致性检验。中国水文站网建设及水文资料收集大多开始于20世纪五六十年代，为统一研究的时段，更系统性地分析各流域的径流变化，本文选取1960—2020年（近60 a）为研究时段，大部分站点都有该时段完整的径流数据，部分站点数据起始年份在1960年后或存在个别年份的缺失。此外，为符合水文资料管理政策要求，在结果部分对实测水沙数据的序列过程统一进行了标准化处理。
1.3 研究方法
本文利用实测站点年际和逐月的径流、输沙量数据，采用Pettitt方法检验各时间序列的突变点;采用线性回归方法定量反映径流、输沙量随时间的变化趋势，计算得到变化的速率，并用t检验方法确定显著性。Pettitt检验是针对突变点的一种非参数检验方法［19］，可对水文序列进行突变分析获得突变点，检验较为直观可靠［20］;线性趋势分析则常用于对水文序列长期演变特征的分析，反映总体趋势，对水资源开发和利用具有指导意义［21］。
突变点检验对于长时间序列的趋势性更有意义［22］，故检验时要求数据序列长度至少达到20 a，在检验时若按得到的突变点划分的前/后时段仍较长（＞20 a），将对分时段再进行一次突变点检验，由此得到相对于第一次检验的一级突变点，为二级突变点，并计算总体及分时段的线性变化趋势。此外，以往研究表明时间序列的长度对变化趋势检验的结果可能存在一定影响，本文也对此进行了一定的分析和讨论。
2 结果与分析
2.1 径流年际变化
1960—2020年间，五大流域出口断面（取各源区下游站点，即唐乃亥、直门达、旧州、道街坝、奴下站）的年径流变化过程如图2所示，5河按平均年径流深排序，依次为怒江＞澜沧江＞雅鲁藏布江＞黄河＞长江;按平均年径流量排序，依次为雅鲁藏布江＞怒江＞澜沧江＞黄河＞长江。在60 a尺度上，长江和怒江流域的年径流呈显著上升的趋势，其他流域则均呈不显著的变化，但澜沧江和黄河流域呈不显著的下降趋势，而雅鲁藏布江流域呈不显著上升趋势。在变化速率方面，变化不显著的3个流域的变化速率均不到0.1 mm/a，长江和怒江除变化更显著外，变化速率也更大，从1960s（1960—1969年）到2010s（2010—2019年），长江流域直门达站平均年径流量由128.4亿m3增至159.7亿m3，增长约24.4%，怒江流域道街坝站平均年径流量由532.6亿m3增至567亿m3，增长约6.4%。
结合上游和中游站点的趋势检验结果，发现各流域的径流变化存在较强的空间变异性，不同河段站点的变化趋势和速率存在一定差异。表2为所有站点年径流变化的检验结果，黄河上游吉迈站的年径流呈现上升趋势，与中游玛曲站和下游唐乃亥站變化趋势相反；澜沧江上游昌都站的年径流也与其下游的旧州站相反，呈现上升趋势;雅鲁藏布江上游和中游的3个站与下游奴下站的增长趋势相反，均呈现下降趋势;就变化速率的数值而言，这3个流域都存在自上游到下游变化速率的绝对值减小的特点，如雅鲁藏布江流域从拉孜站的平均减小0.16 mm/a到羊村站平均减小0.09 mm/a，再到奴下站由减小趋势转变为增加，平均增加0.02 mm/a。长江、怒江流域上游和下游站点的变化趋势一致，均为上升，但变化速率也是上游大于下游站。
总体而言，各流域的年径流变化在空间上存在一定变异性，年径流显著上升的长江和怒江流域上、下游站变化趋势一致，变化趋势不显著的黄河、澜沧江、雅鲁藏布江流域则都存在不同位置的站点趋势不一致的情况，但其不同的变化趋势均不显著，说明这3个流域的年径流在目前的尺度上尚未显现明显变化;而一般上游站的变化速率比下游站大，靠上游站积雪和冰川对径流贡献比例较下游高，径流变化更敏感，在气候变化等因素综合影响下的变化幅度较下游站大。
年径流序列的突变性方面，所有站点中，突变年主要集中分布在1998年、2006年、1967年、1990年前后，距今最近的突变年为2006年。多数站点都在2006年前后存在径流突变点，且在此后均呈现较显著的上升趋势，包括黄河流域的吉迈站、唐乃亥站，长江流域的直门达站，澜沧江流域的昌都站，怒江流域的所有站点，雅鲁藏布江流域的羊村、奴下等站点;个别站点的年径流未检验得到2006年前后的突变点，但其年径流量也在2006年后呈显著上升趋势;在2006—2020年的15 a间，所有站点平均的年径流深增长速率约为3.9 mm/a，这与高原整体在近十几年中暖湿化的气候变化态势有关。
2.2 径流季节变化
青藏高原地区的径流年内分配不均，总体与降水和气温的变化较为一致，雨季一般为5—9月，10月至次年4月较干旱［23］，春季回暖开始有积雪消融;而径流主要集中于6—10月，为汛期，最大月径流一般出现在7月或8月。利用月径流量数据计算各季节的径流，对于所选站点，在近60 a中，各流域夏、秋季径流贡献大，夏季（6—8月）径流占年径流总量均达到40%以上，夏、秋季径流总量均达到75%以上，所有站点平均的夏季径流占比约为50%，夏、秋季总径流占比约81%，冬季（12—2月）径流贡献最小，不足10%。
表3为各站点的季节径流数据情况及检验结果，发现各流域上游站点的冬、春季径流普遍呈现上升的趋势，且变化较显著。图3为各流域上游站点冬、春径流深变化，其中，长江流域上游沱沱河站季节径流数据序列较短，怒江流域上游嘉玉桥站数据自1981年起，检验结果存在一定不确定性，其他流域均存在显著的上述特征，雅鲁藏布江流域上游拉孜站在年径流深总体呈减小趋势的情况下，冬、春季径流同样明显增加，这一特征与气候变暖下，上游冰雪消融加速、对径流贡献增加有关。
各流域夏、秋季径流的变化趋势普遍不显著，其中，秋季径流变化趋势总体与年径流较为一致，而夏季径流具有较明显的空间分布特征，如图4中各站点夏季径流变化趋势关于纬度的分布所示，呈现“北增南减”的特点。所选站点中昌都和嘉玉桥站大致位于31°N附近，而黄河和长江流域的所有站点位于这2个站以北;检验结果显示，黄河和长江流域所有站点及昌都、嘉玉桥站的夏季径流均明显增加，其余所有站点则均为减小。结合青藏高原地区的水汽输送特征，夏季径流“北增南减”与高原气候的变化态势相关，北部站点与整体暖湿化的特点一致，南部站点则与高原东南缘在1980年后呈暖干化趋势相符。
就径流的年内分配而言，各流域在60 a内的月径流分布特征总体变化较小，但在年代际尺度上有一定波动变化，如在2010—2020年和1980—1989年径流总体偏高，并且在这些平均径流量偏大的年代中，尽管汛期仍为6—10月，但7月和9月的径流量明显偏高，对年总径流贡献较大，8月的径流量则无明显变化，甚至低于历史时段，则径流过程表现为“双峰”，例如，图5所示的吉迈、唐乃亥、直门达3个站均表现出这一特征。
2.3 时间序列长度对变化趋势的影响
通过比较不同序列长度下径流数据的检验值来分析趋势检验结果是否会受其影响。选取的年径流时间序列除嘉玉桥站从1980年开始外，均从1960年开始，改变结束年份自2000至2020年，即序列长度从41 a逐年递增为61 a，分别进行突变点和变化趋势的检验;部分站点检验结果随序列长度的变化如图6所示，其中还将以往研究中的一些检验结果也汇总在图上以作比较。
结果发现，各站点突变年份受序列长度的影响总体较小，除了个别站点（如图6（d）直门达站、图6（f）旧州站）外，其余站点的突变年份均不随序列长度而改变;而对于变化趋势，序列长度对各流域检验结果存在不同程度的影响，其中，时间序列长度对长江、怒江流域站点的影响总体较小，对黄河、澜沧江和雅鲁藏布江流域站点的检验结果影响较大。
在60 a尺度上年径流呈显著上升趋势的长江和怒江流域，改變时间序列由1960—2000年变化至1960—2020年，各站点均保持上升的趋势，与以往研究结果基本一致，但变化速率有一定波动，且和以往有差异，如怒江流域嘉玉桥和道街坝站（图6（g）、图6（h））变化速率的数值明显高于文献结果［24-25］。
对于黄河、澜沧江、雅鲁藏布江流域，以往结果中均存在不同变化趋势的结论，如黄河流域唐乃亥站有不显著上升和不显著下降的结果［1-2］，雅鲁藏布江奴下站也有上升和不显著下降的结果［1-3］，本文基于源区出口站点1960—2020年的数据得到的结论为：黄河、澜沧江流域的年径流不显著下降，雅鲁藏布江流域年径流不显著上升。这几个流域部分站点基于不同时间序列数据得到的结果也存在一定变异性，如吉迈、昌都、旧州、奴下各站（图6（a）、图6（e）、图6（f）、图6（i））均存在变化趋势由增变为减或由减变为增的情况，但变化趋势总体都不显著，再次说明这3个流域的年径流在目前的尺度上尚未显现出明显变化;各站变化速率的数值同样有一定波动，其中，吉迈、唐乃亥、奴下站（图6（a）、图6（b）、图6（i））与以往结果存在一定偏差，而这些站的文献结果所用数据多为从1956年开始，说明1956—1959年的年径流数据对序列整体的变化趋势有较大影响。
此外，对有数据站点的平均季节径流也做类似的时间序列影响检验，发现各流域季节径流的检验结果受时间序列长度影响的情况与年径流基本一致，尤其关注上游站点冬、春季节的径流变化，以了解2.2节所述上游站点冬、春径流普遍增加的趋势是否只是选取特定分析时段时的偶然，结果发现该现象在近10 a左右以来都是总体成立的。其中，黄河吉迈站和澜沧江昌都站（图7（a）和图7（b））将序列结束年份分别选取至2012年和2013年之后，冬、春季径流均由减小转为增加趋势，并在此后保持上升，变化速率数值也逐渐增加;长江上游沱沱河站无冬、春季节径流数据;怒江嘉玉桥站（图7（c））冬、春季和雅鲁藏布江拉孜站春季径流的变化趋势受序列长度影响不显著，始终保持增加趋势，变化速率略有波动，但是否选取2020年的数据会对拉孜站冬季径流变化趋势的分析结果产生影响，基于1960—2020年的序列得到不显著增加趋势，若不选取2020年的数据则会得到减小趋势（图7（d））。因此，认为上游站点在近10 a左右以来都基本存在着冬、春季径流普遍呈较明显上升趋势的特征，但这有待于继续观察和分析更长时间序列结果的变异性。
2.4 泥沙变化特征及其与径流变化的关系
相较于径流数据，各流域水文站的泥沙观测数据更为稀缺，有资料站点空缺较多，连续性差，时间序列难以统一。据以往研究，5河按平均年输沙模数排序，依次为怒江（道街坝站）＞澜沧江（香达站）＞雅鲁藏布江（奴各沙站）＞黄河（唐乃亥）＞长江（直门达）［5］。本文基于部分有数据站点的输沙量进行变化趋势的检验与分析，各站点的数据情况及检验结果如表4所示，图8为年输沙量按突变年份划分的变化过程。在黄河、长江、澜沧江和雅鲁藏布江4河中，澜沧江源区出口（旧州站）的年均输沙量最大，长江源（直门达站）向下游输送泥沙量最少，近60 a中约950万t/a，黄河源（唐乃亥站）近60 a的平均输沙量约1 234万t/a，约为长江源的1.3倍。而输沙量的年内分布总体与各流域径流的年内分布较相似，最大月输沙量也一般为7月或8月，并且各流域自上游至下游年输沙量都逐渐变大，这与河流向下游流动携带泥沙越来越多的实际情况相符。
趋势检验的结果显示，黄河、澜沧江、雅鲁藏布江流域出口的年输沙量均呈现下降趋势，长江流域呈上升趋势，其变化均不显著;其中，黄河、澜沧江、雅鲁藏布江流域年输沙量变化不显著，与径流变化不显著有关，而长江流域年径流显著上升，且该流域输沙量受降水量影响较大，降水量亦呈显著增加趋势，年输沙量变化却不显著，则与流域内较大面积占比的湖泊、沼泽、湿地的存储效应的影响有关［5］。此外，黄河、长江流域不同位置站点的年输沙量变化趋势分别都相同，由于数据较有限，泥沙变化的空间分布特征并不明显。
为分析径流与泥沙变化的关系，选取了径流、泥沙同步观测的站点，检验其年径流和输沙量在同一时段中的变化情况，结果如表4所示。在11个同时有年径流和输沙量的趋势检验结果的站点中，有8个站点的径流和输沙量变化趋势都是一致的，比例超过70%，吉迈、奴各沙和奴下3个站的年径流和输沙量则呈现相反的变化趋势，即水沙变化不一致，但其趋势均不显著。因此，认为在相同时段中，输沙量的年际变化趋势与径流变化基本一致，而各站点年输沙量的突变年份则较分散，在突变特征上暂未有明显规律。此外，对比同一站点的年输沙量变化过程和年径流变化过程，发现输沙量的年际变化波动更大，不过这也与站点泥沙数据有限、且数据可靠度存在一定不确定性有关。
2.5 澜沧江下游水电站建设对径流泥沙的影响
流域水文情势的变化受到气候变化和人类活动、尤其是流域开发的影响，近年来澜沧江流域大力开发水能资源，梯级开发可能已对流域内的径流、泥沙过程产生影响。本节的讨论针对澜沧江全流域而言，上游河段为源头到旧州站附近，先后流经青海、西藏、云南，往下至出境前为中下游河段。上游西藏段，大致从昌都站下游起，拟建的8个水电站目前均处于前期考察中;云南段拟建上游“一库七级”和中下游“两库八级”，大部分均已建成投产，水电站的基本信息如表5所示，其中，上游段拟建的1个水库尚未建设，中下游段拟建的2个大型水库均已建成，即小湾水库和糯扎渡水库，分别于2010年和2014年完全建成并使用，均具有多年调节能力，旧州站以下几个已建成水电站的位置在图1中进行了标注。研究收集到旧州站以下的戛旧和允景洪站1960年起的实测径流数据，这2个站具有较长时段的年和月数据，分别到2018年和2020年，允景洪站还有1963—2018年的月输沙量数据，其检验结果一并汇总在表2—表4中。
在60 a左右的尺度上，戛旧和允景洪站的年径流变化特征與前述几点特点基本相符，其变化趋势与源区下游出口站旧州相同，呈减小趋势，且越往下游，减小的速率越大，变化的显著性提高，且2个站的年径流也均在2006年左右发生突变，允景洪站在此后呈增长趋势。季节径流方面，2个站冬、春季径流均呈显著增加趋势，而夏、秋季径流显著减小，进一步计算各月的平均径流量，发现2010年以来，戛旧和允景洪站的年内径流过程均已发生显著改变。
水库具有“调峰补枯”作用，可以对库区和下游进行径流调节。结果发现，这2个站年内径流过程发生突变的时间与流域内建设水库时间相对应，图9为戛旧、允景洪站的年径流过程及不同时段内的平均年内径流变化，其中以建库前后时段划分以比较其变化。如图9（b），戛旧站在2010年前、后10 a的平均径流过程存在着显著差异，原本在年内明显的径流丰枯变化变为各月径流量相差很小、年内径流分布较平均;类似地，允景洪站（图9（d））的年内径流过程也在2010年后发生显著改变，并在约2014年进一步发生变化，春季各月的径流量甚至超过了夏、秋季各月的径流量，而在2010年前，2个站的径流年内变化过程基本保持稳定，2000—2009年10 a的平均与2000年前约40 a的平均径流过程线基本一致。因此，2个站的季节径流检验结果与前述的特点并不相符，而是已受到流域开发的显著影响，不能完全反映天然径流的季节性变化特征。其中，戛旧站位于小湾水电站下游、漫湾水电站附近，发生的1次突变主要是受小湾水库的影响；允景洪站则位于糯扎渡水电站下游、景洪水电站附近，小湾和糯扎渡水库对其均有影响，故存在2次明显的突变。
3 结论
本文选取青藏高原东部的五大河流源区，基于详实的站点实测数据，系统性地分析了各流域近60 a（1960—2020年）径流及输沙量的年际和季节性变化特征，得到主要结论如下：
（1） 在约60 a的尺度上，长江和怒江流域的年径流量显著上升，而黄河、澜沧江流域不显著下降，雅鲁藏布江流域不显著上升;长江源区年输沙量呈不显著上升趋势，黄河、澜沧江、雅鲁藏布江流域则均不显著下降，各站年际变化趋势与同时段径流变化基本一致，但变化波动性相对更大。同时，发现各流域年径流在2006年左右存在突变点，大部分站點的年径流在此后呈上升趋势;各流域年径流变化存在较强的空间变异性，上、下游站点的变化趋势和速率大多存在一定差异。
（2） 在60 a尺度的季节性特征方面，各流域上游站点的冬、春季径流均呈增加趋势，这主要与上游在气温升高趋势下短期内的冰雪消融加速及冻土融化有关，夏、秋季径流的变化趋势则与年径流总体相同;结合各站点的空间分布，发现夏季径流呈现“北增南减”的趋势分布特征，这主要与南、北不同的水汽输送路径及气候变化态势相关。
（3） 利用澜沧江流域下游的站点数据，发现旧州站以下的水电梯级开发已对下游的天然径流过程产生显著干扰。突变主要发生于2010年和2014年2个水库建设后，具体表现为径流年内的明显丰枯变化特征逐渐被调节，各月径流量的差异大大减小，趋于均匀化。这对于减少洪旱灾害、提高资源利用可靠度有一定作用，在后续的流域开发中，应持续监测和分析径流和泥沙的变化，并制定相应措施以更合理地开发资源。
参考文献：
［1］张建云，刘九夫，金君良，等.青藏高原水资源演变与趋势分析［J］.中国科学院院刊，2019，34（11）：1264-1273.（ZHANG J Y，LIU J F，JIN J L，et al.Evolution and trend of water resources in Qinghai-Tibet Plateau［J］.Bulletin of Chinese Academy of Sciences，2019，34（11）：1264-1273.（in Chinese））
［2］徐宗学，周祖昊，姜瑶，等.西南河流源区径流量变化规律及其未来演变趋势［J］.水科学进展，2022，33（3）：360-374.（XU Z X，ZHOU Z H，JIANG Y，et al.Variation laws and future evolution trends of runoff in the headwaters region of Southwestern rivers［J］.Advances in Water Science，2022，33（3）：360-374.（in Chinese））
［3］LI D F，LU X X，OVEREEM I，et al.Exceptional increases in fluvial sediment fluxes in a warmer and wetter high mountain Asia［J］.Science，2021，374（6567）：599-603.
［4］姚檀栋，邬光剑，徐柏青，等.“亚洲水塔”变化与影响［J］.中国科学院院刊，2019，34（11）：1203-1209.（YAO T D，WU G J，XU B Q，et al.Asian water tower change and its impacts［J］.Bulletin of Chinese Academy of Sciences，2019，34（11）：1203-1209.（in Chinese））
［5］张凡，史晓楠，曾辰，等.青藏高原河流输沙量变化与影响［J］.中国科学院院刊，2019，34（11）：1274-1284.（ZHANG F，SHI X N，ZENG C，et al.Variation and influence of riverine sediment transport from Tibetan Plateau，China［J］.Bulletin of Chinese Academy of Sciences，2019，34（11）：1274-1284.（in Chinese））
［6］ZHANG F，ZENG C，WANG G X，et al.Runoff and sediment yield in relation to precipitation，temperature and glaciers on the Tibetan Plateau［J］.International Soil and Water Conservation Research，2022，10（2）：197-207.
［7］LI D F，LI Z W，ZHOU Y J，et al.Substantial increases in the water and sediment fluxes in the headwater region of the Tibetan Plateau in response to global warming［J］.Geophysical Research Letters，2020，47（11）：e87745.
［8］LI J L，WANG G X，LI K，et al.Impacts of climate change and freeze-thaw cycles on water and sediment fluxes in the headwater region of the Yangtze River，Qinghai-Tibet Plateau［J］.Catena，2023，227：107112.
［9］汤秋鸿，兰措，苏凤阁，等.青藏高原河川径流变化及其影响研究进展［J］.科学通报，2019，64（27）：2807-2821.（TANG Q H，LAN C，SU F G，et al.Streamflow change on the Qinghai-Tibet Plateau and its impacts［J］.Chinese Science Bulletin，2019，64（27）：2807-2821.（in Chinese））
［10］曹建廷，秦大河，康尔泗，等.青藏高原外流区主要河流的径流变化［J］.科学通报，2005，50（21）：2403-2408.（CAO J T，QIN D H，KANG E S，et al.Runoff variation of main rivers in outflow area of Qinghai-Tibet Plateau［J］.Chinese Science Bulletin，2005，50（21）：2403-2408.（in Chinese））
［11］李志威，王兆印，田世民，等.黄河源水沙变化及与气温变化的关系［J］.泥沙研究，2014（3）：28-35.（LI Z W，WANG Z Y，TIAN S M，et al.Variation of streamflow and sediment discharge rate and relationship with temperature change in Yellow River source area［J］.Journal of Sediment Research，2014（3）：28-35.（in Chinese））
［12］关颖慧，王淑芝，温得平.长江源区水沙变化特征及成因分析［J］.泥沙研究，2021，46（3）：43-49，56.（GUAN Y H，WANG S Z，WEN D P.Processes of runoff and sediment load in the source regions of the Yangtze River［J］.Journal of Sediment Research，2021，46（3）：43-49，56.（in Chinese））
［13］ZHANG G Q，YAO T D，XIE H J，et al.Increased mass over the Tibetan Plateau：from lakes or glaciers？［J］.Geophysical Research Letters，2013，40（10）：2125-2130.
［14］黄晓东，马英，李雨馨，等.1980—2020年青藏高原积雪时空变化特征［J］.冰川冻土，2023，45（2）：423-434.（HUANG X D，MA Y，LI Y X，et al.Spatiotemporal variation characteristics of snow cover over the Tibetan Plateau from 1980 to 2020［J］.Journal of Glaciology and Geocryology，2023，45（2）：423-434.（in Chinese））
［15］賀青山，杨建平，陈虹举，等.中国西部寒区流域冰川水文调节功能研究［J］.冰川冻土，2021，43（5）：1512-1522.（HE Q S，YANG J P，CHEN H J，et al.Study on hydrological regulation function of glaciers in the cold region basins of Western China［J］.Journal of Glaciology and Geocryology，2021，43（5）：1512-1522.（in Chinese））
［16］周天军，高晶，赵寅，等.影响“亚洲水塔”的水汽输送过程［J］.中国科学院院刊，2019，34（11）：1210-1219.（ZHOU T J，GAO J，ZHAO Y，et al.Water vapor transport processes on Asian water tower［J］.Bulletin of Chinese Academy of Sciences，2019，34（11）：1210-1219.（in Chinese））
［17］汤秋鸿，刘宇博，张弛，等.青藏高原及其周边地区降水的水汽来源变化研究进展［J］.大气科学学报，2020，43（6）：1002-1009.（TANG Q H，LIU Y B，ZHANG C，et al.Research progress on moisture source change of precipitation over the Tibetan Plateau and its surrounding areas［J］.Transactions of Atmospheric Sciences，2020，43（6）：1002-1009.（in Chinese））
［18］田富强，李琨彪，韩松俊，等.青藏高原东部流域径流偶极子时空变化规律［J］.水科学进展，2023，34（4）：481-489.（TIAN F Q，LI K B，HAN S J，et al.Dipole spatiotemporal variations of river runoff in Eastern Tibetan Plateau［J］.Advances in Water Science，2023，34（4）：481-489.（in Chinese））
［19］PETTITT A N.A non-parametric approach to the change-point problem［J］.Applied Statistics，1979，28（2）：126.
［20］邓清文，倪玲玲，王栋.年最大日降水量序列非一致性分析：以长江中下游干流8站为例［J］.水文，2023，43（2）：58-65.（DENG Q W，NI L L，WANG D.Nonstationary analysis of annual maximum daily precipitation series：taking 8 stations in the middle-lower reaches of main stream of the Yangtze River as the example［J］.Journal of China Hydrology，2023，43（2）：58-65.（in Chinese））
［21］李红刚，张攀全，管镇.近30年澜沧江上游径流演变特征分析［J］.长江科学院院报，2023，40（8）：24-29，38.（LI H G，ZHANG P Q，GUAN Z.Runoff evolution characteristics in the upstream of Lancang River in recent three decades［J］.Journal of Changjiang River Scientific Research Institute，2023，40（8）：24-29，38.（in Chinese））
［22］王永红，彭锦，黄畅，等.珠江流域下游1960—2019水沙异变诊断及其控制因素［J］.水土保持研究，2022，29（5）：21-31.（WANG Y H，PENG J，HUANG C，et al.Abnormal changes diagnosis and its control factors of water and sediment discharge in the lower reaches of Pearl River basin from 1960 to 2019［J］.Research of Soil and Water Conservation，2022，29（5）：21-31.（in Chinese））
［23］王遵娅，蒋兴文，柯宗建.青藏高原雨季的客观监测方法及其近60年的变化趋势［J］.地球物理学报，2023，66（2）：505-517.（WANG Z Y，JIANG X W，KE Z J.The objective monitoring method of the Tibetan Plateau rainy season and its changing trend over the past 6 decades［J］.Chinese Journal of Geophysics，2023，66（2）：505-517.（in Chinese））
［24］李楊，王婕，唐雄朋，等.变化环境下澜沧江-湄公河流域径流演变及年内分配特征［J］.水土保持研究，2021，28（3）：141-148.（LI Y，WANG J，TANG X P，et al.Characteristics of runoff variation and seasonal pattern of Lancang-Mekong River in the context of environment change［J］.Research of Soil and Water Conservation，2021，28（3）：141-148.（in Chinese））
［25］姚治君，段瑞，刘兆飞.怒江流域降水与气温变化及其对跨境径流的影响分析［J］.资源科学，2012，34（2）：202-210.（YAO Z J，DUAN R，LIU Z F.Changes in precipitation and air temperature and its impacts on runoff in the Nujiang River basin［J］.Resources Science，2012，34（2）：202-210.（in Chinese））
Streamflow and sediment change of major rivers in the Eastern Tibetan
Plateau from 1960 to 2020
The study is financially supported by the National Natural Science Foundation of China （No.92047301;No.51825902）.
ZHANG Mengjiao1，2，NAN Yi1，2，WU Yongxiang3，DING Yukai4，XU Mengzhen1，2，TIAN Fuqiang1，2
（1. Department of Hydraulic Engineering，Tsinghua University，Beijing 100084，China;
2. National Key Laboratory of
Hydrosphere Science and Hydraulic Engineering，Tsinghua University，Beijing 100084，China;
3. Nanjing Hydraulic
Research Institute，Nanjing 210029，China;
4. Information Center，Ministry of
Water Resources，Beijing 100053，China）
Abstract：Being recognized as the “Asian Water Tower”，the Tibetan Plateau （TP） plays a pivotal role in regulating downstream water resources.However，significant alterations in runoff and sediment transport have been witnessed within its headwaters region，primarily due to the combined impacts of climate change and human activities.This study focuses on five major river basins in the Eastern TP，including the Yellow River，Yangtze River，Lancang River，Nujiang River，and Yarlung Zangbo River.A comprehensive analysis of the annual and seasonal variations in streamflow and sediment data from 1960 to 2020 （recent 6 decades） was conducted，utilizing extensive hydrological station measurements and various statistical methods，including the Pettitt change-point test and linear regression algorithm.Key conclusions include：① Over the past six decades，the annual runoff in the Yangtze River and Nujiang River basins exhibited a significant upward trend，while changes in other basins remained less pronounced，with considerable spatial variability in runoff alterations.A majority of stations experienced an abrupt shift in annual runoff around 2006，followed by a sustained increase in the subsequent decade.As for the annual sediment transport，the Yangtze River basin showed an insignificant increase，while the Yellow River，Lancang River，and Yarlung Zangbo River basins all exhibited insignificant decreases.The variation trends was overall consistent with annual runoff，but with greater uncertainty.② In terms of seasonality in the past six decades，the winter and spring runoff in upstream stations displayed a consistent rising trend across all basins，while the variation in summer and autumn runoff mirrored that of annual runoff，and the summer runoff demonstrated a spatial pattern，characterized by a distinct “northward increase，southward decrease” trend.③ The development of water resources in the Lancang River basin has disrupted the natural runoff patterns downstream，notably manifesting as a sudden shift in the annual distribution of runoff，with reduction in seasonal variation.These findings enhance our understanding of streamflow and sediment changes in the Tibetan Plateau，offering valuable insights for predicting runoff trends and informing water resource management decisions.
Key words：streamflow change;sediment change;seasonality;reservoir impact;major rivers in Eastern Tibetan Plateau
