冶河枯季徑流變化趨勢及預測

□畢遠山

冶河枯季徑流變化趨勢及預測

□畢遠山

冶河為滹沱河支流，上游綿河，甘陶河支流于井陘縣秀林鎮(zhèn)北橫口匯合后稱為冶河。該區(qū)多年平均降水量531.3mm，降水年內(nèi)分配極不均勻，年降水量的70%～80%集中在汛期，流域徑流量主要來源于降水，多年平均徑流量7.56億m3，其中枯季徑流占總徑流量的55%。冶河流域最下游的水量控制站為平山水文站，集水面積6420 km2。平山上游有綿河、冶河兩大灌區(qū)及華能上岸電廠，冶河枯季時間長枯季徑流是沿岸工農(nóng)業(yè)用水關(guān)鍵時期。本文以平山為代表站采用相關(guān)Mann-Kendall檢驗對1952年以來平山枯季徑流變化趨勢進行分析，并根據(jù)汛期實測徑流對枯季徑流進行預報，為該區(qū)域水資源分配與合理利用提供參考。

1.枯季徑流變化趨勢

采用Mann-Kendall（M-k）秩次相關(guān)檢驗法分析平山枯季徑流的變化趨勢。M-k非參數(shù)秩次相關(guān)檢驗法是一種檢驗時間資料系列是否具有變化趨勢的方法,對于徑流序列xi,先確定所有對偶值(xi，xj；j＞i，i=1，2，…，n-1；j= i+1，i+2，…，n)中的xi＜xj的出現(xiàn)個數(shù)p，構(gòu)建M-k秩次相關(guān)檢驗的統(tǒng)計量:

n為序列樣本數(shù)。當n增加時，U很快收斂于標準化正態(tài)分布。假定序列無變化趨勢,當給定顯著水平α后，可態(tài)分布表中查得臨界值Uα/2,當U＞Uα/2,時拒絕假設，即序列的趨勢性顯著。|U|越大，則在一定程度上可以說明序列的趨勢性變化越顯著。

計算結(jié)果為:U=-6.2844。在給定顯著性水平α=0.05的條件下,Uα/2= 1.19,則|U|＞Uα/2,說明該流域枯季徑流趨勢顯著，而且U為負值，說明變化呈遞減趨勢。

2.枯季徑流影響因素

受降水影響，徑流有汛期與枯季之分?？菁緩搅魇侵府?shù)孛鎻搅鳒p少、河水主要接受地下水補給時的河川流量，為此枯季徑流呈現(xiàn)比較穩(wěn)定的消退過程。影響枯季徑流的因素很多包括前期水量的豐枯、各河流之間流域面積大小、下墊面條件、枯季降雨及用水情況等。前期水量的豐枯是指汛末滯留于流域內(nèi)的蓄水量的多少，是枯季徑流直接影響因素；流域面積越大，蓄水能力越強，則流域蓄水消退時間就越長；流域下墊面指流域的地形、地質(zhì)構(gòu)造、土壤和巖石性質(zhì)、植被、湖泊等情況，流域的地質(zhì)狀況和地質(zhì)構(gòu)造，對枯季徑流有明顯的作用，冶河巖峰-北防口之間的河道是盆地中的最低侵蝕排泄基準面，大量的巖溶裂隙水沿此河段溢出，是冶河枯季來水量主要補給。冶河枯季降水占年降水20%左右，枯季降雨對徑流補給較少，大部分以蒸發(fā)和下滲方式消耗掉。上游工農(nóng)業(yè)發(fā)展、人口增多導致用水量增大，使枯季徑流減少。

3．枯季徑流預測

枯季徑流預測的方法主要有退水曲線法、前后期徑流量相關(guān)法和河網(wǎng)蓄水量法。冶河枯季徑流呈現(xiàn)較穩(wěn)定消退規(guī)律,為此采用前后期徑流量相關(guān)法對枯季徑流進行預報。根據(jù)冶河流域平山水文站1980～2013年監(jiān)測資料，建立當年汛期（6～9月）和當年10月至次年5月相關(guān)關(guān)系。

平山站汛期實測徑流量與枯季來水量具有良好的對數(shù)型相關(guān)關(guān)系見圖1，相關(guān)系數(shù)達到0.85?？梢哉f，冶河流域汛期實測徑流量越大，枯季徑流的消退速度越是緩慢，越有利于工農(nóng)業(yè)用水需求。

經(jīng)驗公式為:

圖1 汛期與枯季徑流相關(guān)關(guān)系圖

4．結(jié)論

通過M-k秩次相關(guān)檢驗法分析冶河徑流呈現(xiàn)明顯的遞減趨勢；由于特殊水文地質(zhì)條件，枯季徑流占年徑流量比重較大為55%；汛期徑流與枯季徑流存在良好的相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)達0.85，通過汛期徑流可預測枯季徑流,為制定該區(qū)域工農(nóng)業(yè)用水方案提供科學依據(jù)。□

2014-05-13

畢遠山，男，蒙古族，石家莊市冶河灌區(qū)管理局，高級工程師。