近期，水土保持科学与工程学院（水土保持研究所）王飞研究员团队在国际期刊Journal of Environmental Management和Journal of Hydrology: Regional Studies分别发表题目为“Have human activities been accurately evaluated in sediment yield changes in the middle reaches of the Yellow River?”和“Assessing the contributions of human activities to runoff and sediment transport change: A method for break point identification in double mass curves based on model fitting”的论文。水保学院博士研究生刘元昊为论文第一作者，王飞研究员为论文的通讯作者。
双累积曲线因数据要求低、方法简便、适用范围广等特点，被广泛应用于评估人类活动和气候变化对径流泥沙变化的贡献。这一类研究中最为关键的是识别径流泥沙突变点，根据突变点划定基准期与变化期，进而评估人类活动和气候变化的贡献。以往的一些研究中，突变点识别往往依赖经验判断，存在可重复性差的问题。不同研究者在同一地点可能识别出不同突变点；尽管使用 Mann-Kendall 检验等非参数检验的方法在一定程度上消除了主观偏差，但仍存在局限性，例如未结合降雨数据分析，难以确保变化期径流泥沙突变趋势仅由人类活动驱动。
针对这一科学问题，研究团队基于双累积曲线的理论基础，提出了一种基于模型拟合度（BMF）的突变点识别方法，该方法可以在理论水平上保证所识别的径流泥沙突变点仅由人类活动所驱动，同时确保基准期由受人类活动影响较小的一般年份组成。研究还总结了双累积曲线在水文效益评估中需要注意到的其他问题，并以黄河中游地区及主要子流域为例进行了分析。主要得出以下几个结论：（1）BMF方法更加适用于双累积曲线中的突变点识别；（2）在黄河中游地区及主要子流域，采用传统非参数检验方法识别的突变点相比于BMF方法，人类活动对泥沙变化的贡献平均被低估了42.73%；（3）黄河中游地区的减沙水代价仅仅下降了1.73%，表明减少相同数量泥沙所需的径流量略有减少。然而部分子流域的减沙水代价呈上升趋势，这些流域应成为未来水土保持措施规划的重点区域。
图1：基于不同方法所识别突变点构建的双累积曲线；a、b和c基于Mann-Kendall 检验，d、e和f基于BMF方法
图2：突变点偏移对人类活动贡献计算的影响
论文链接：
https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2024.123860
https://doi.org/10.1016/j.ejrh.2023.101589
编辑：王容娜
终审：韩锁昌
附件下载：
