基于随机森林模型的茹河流域水沙变化及其影响因素研究

水沙关系不协调已成为制约黄河高质量发展的关键问题,揭示径流量与输沙量变化的主要影响因素,对适应生态经济发展条件下的水土流失治理工作具有指导意义.以茹河流域为研究对象,采用M-K检验和Pettitt检验分析茹河流域 1989-2019年水沙变化趋势,运用双累积曲线法定量研究了降雨和人类活动对茹河流域径流量、输沙量变化的贡献率,通过随机森林回归分析探索了影响水沙变化的主控因子.结果表明:(1)茹河流域径流量和输沙量峰值对应情况良好,但在2012 年之后径流量和输沙量呈现出明显分异,径流量逐渐增加,输沙量平稳减小.(2)茹河流域径流量突变点为 1996 年和 2003 年,输沙量突变点为1996 年和 2004 年,影响期的两个阶段中,人类活动对径流量的贡献率分别为 95.95%和 77.52%,对输沙量的贡献率分别为78.31%和 77.91%.(3)显著影响径流量的因子为农作物播种面积、耕地面积、草地面积和人口密度,显著影响输沙量的因子为植被覆盖度、水利环境投资占比、人口密度和工业总产值.(4)农作物播种面积和耕地面积的变化对径流量的影响均呈显著正相关,草地面积和人口密度对径流量响应关系为显著负相关;植被覆盖度、水利环境投资占比、工业总产值等因子与输沙量呈现出显著负相关关系.人类活动对水沙变化的影响复杂多变,仅在单因子作用情况下对径流量与输沙量的作用易受到限制,现阶段水土流失治理需要结合经济—生态—社会等因素进行综合治理.