Page 60 - 水利学报2021年第52卷第11期

大 。 残 差 方 面 ， 春 、 夏 、 秋 季 残 差 趋 势 呈 增 加 的 面 积 占 流 域 面 积 的 比 重 分 别 为 45.9%、 40.7%和
45.5%，且主要分布在永定河山区周边的林草地地区，而中部大部分区域 NDVI 受人类活动的促进作
用呈减弱趋势。
4.3 NDVI 变化对流域天然径流的影响 人类活动对河川径流的影响主要包括两部分内容，其一主
要为流域内人类取用水和水利工程调节的影响，其二主要为下垫面变化（土地利用和覆被变化）的影
响 ［29］ 。对于天然径流，鉴于已对社会经济取用水和水利工程调节进行还原，天然径流变化可不考虑
前一种影响，仅考虑下垫面变化的的影响。图 11 为永定河山区 1956—2016 年典型断面（册田水库断
面、响水堡水库断面、官厅水库断面）天然径流量，可以看出流域天然径流量的年际衰减趋势十分明
显，这是气候变化、土地利用和覆被变化共同作用的结果。
为了进一步探究 NDVI 变化对永定河山区天然径流的影响，首先对天然径流变异性进行了诊断，
采用滑动 T 检验法对各断面 1956—2016 年天然径流量进行了突变诊断（采用的显著性水平α=0.05，统
计量临界值为 1.67），诊断结果如图 12 所示。由该图可知，册田水库、响水堡水库、官厅水库断面的
滑动 T 检验统计量分别在 1982 年、1983 年、1983 年取得最大值，且均显著高于临界值，这说明桑干
河、洋河和永定河上游年际天然径流量在 1982 年、1983 年、1983 年发生了突变。为便于分析，本文统
一将 1983 年作为 3 个断面天然年径流量的变异点，同时下文将 1956—1982 年记作基准期，将 1983—
2016年记作变异期。结合图 11分析，官厅水库断面基准期年均天然径流量 43.4 mm， 变异期为 21.2 mm，
相对减少 51.1%；册田水库断面基准期、变异期年均天然径流量分别为 37.8 和 22.5 mm，相对减少
40.5%；响水堡水库断面基准期、变异期年均天然径流量分别为 51.0 和 21.9 mm，相对减少 57.1%。
图 13 给出了永定河山区干支流断面在不同阶段的年降水量-天然径流量散点图及线性回归关系。
从图 13 可知，基准期内降水量与天然径流量有较好相关性，册田水库、响水堡水库和官厅水库断面
降水-天然径流量线性回归方程的决定系数分别为 0.57、0.63 和 0.59，表明基准期降雨量对天然径流
有较强的解释能力；而变异期内降水-径流量线性回归方程的决定系数变为 0.17、0.07 和 0.10，降水

16
14
14
12
12 10
径流深/mm 10 8 y=-0.089x+8.38 径流深/mm 8 6 y=-0.124x+8.84

6 4
4 2
2 0
1956 1968 1980 1992 2004 2016 1956 1968 1980 1992 2004 2016
年份 年份
（a） 册田水库断面 （b） 响水堡水库断面
36
32
28
24
20
径流深/mm 14 y=-0.289x+22.70
16
12
10
8
6
4
2
0
1956 1968 1980 1992 2004 2016
年份
（c） 官厅水库断面
图 11 1956—2016 年永定河山区主要断面地表天然径流量
— 1318 —