西溝流域徑流量變化特征及影響因素

王文亮

摘 要：根據(jù)啕來(lái)廟水文站長(zhǎng)系列水文資料，對(duì)徑流量的變化特征（年內(nèi)、年際）進(jìn)行分析和研究。通過(guò)分析人類活動(dòng)對(duì)下墊面的影響及徑流量發(fā)生變化（年內(nèi)、年際）的原因，估算降水和下墊面變化對(duì)徑流量的影響。該區(qū)域年內(nèi)、年際變化較大；多年徑流量系類呈減少趨勢(shì)；下墊面變化時(shí)徑流量減少的主要原因。

關(guān)鍵詞：徑流量；變化特征；下墊面；西溝

西溝位于張家口市西北部，海河流域永定河水系清水河流域，集水面積706km2，處于半濕潤(rùn)半干旱區(qū)，屬溫帶大陸性季風(fēng)氣候，四季分明。

上游有山岔、圪料溝兩支流于驛馬圖匯合，下游東側(cè)有六間房溝于石嘴子流入主流，西側(cè)有五十家子溝于下四桿旗以下約1km處匯入主流，本溝屬典型的山溪性河流，多年平均降水量450mm。流域內(nèi)植被很差，水土流失嚴(yán)重。河床坡度大，遇較大降水極易產(chǎn)流，洪水暴漲暴落，流域內(nèi)無(wú)水利工程。

1 降水量特征分析

降水是補(bǔ)給地下水源和產(chǎn)生地表徑流的重要來(lái)源，降水量的多少和時(shí)空、時(shí)間分布都將決定產(chǎn)匯流量的大小。根據(jù)地形地貌特征，西溝為山區(qū)。該流域林草植被覆蓋率低，隨著小流域治理力度的不斷加大，植樹造林力度的不斷加大，荒山禿嶺面積逐漸縮小，植被覆蓋面積不斷加大。土壤組成多為栗鈣土、棕壤土，并伴有碎石不均勻分布。

依據(jù)山區(qū)站雨量1959～2010年系列資料進(jìn)行分析計(jì)算（根據(jù)啕來(lái)廟水文站提供資料），張家口市西部山區(qū)多年平均降水量450mm。依據(jù)頻率分析計(jì)算方法對(duì)多年降水量系列進(jìn)行計(jì)算，頻率曲線采用皮爾遜Ⅲ型曲線，利用適線法計(jì)算頻率。對(duì)變差系數(shù)Cv，在適線過(guò)程中出現(xiàn)的極大值、極小值一般不做處理。一般用Cs/Cv來(lái)表示偏差系數(shù)。西溝流域年降水量不同頻率計(jì)算成果如表1所示。

張家口西溝流域多年來(lái)降水量變化較為明顯，且連續(xù)多年降水量偏多或偏少現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。以西溝流域多處雨量站年降水資料做分析，各站最大年降水量與最小年降水量比值常在3.9以上，其中五十家和圪料溝兩處雨量站變化幅度最大，比值分別為9.2和8.6。

張家口西部西溝降水量具有年內(nèi)分配較集中的特點(diǎn)，75%以上的降水集中在汛期的6～9月份，其中以汛期的7、8月份降水最為集中，非汛期降水量占全年降水量的25%。

2 徑流量變化特征

2.1 年內(nèi)變化特征分析

采用啕來(lái)廟水文站1959～2010年天然年徑流量系列，計(jì)算不同年代及多年月平均徑流量并點(diǎn)繪曲線如圖1所示。由圖可知，啕來(lái)廟站不同年代徑流變化過(guò)程相似，以單峰形式出現(xiàn)且峰值在7、8月份出現(xiàn)為主。徑流量年內(nèi)分配不均，1～5月份徑流量小且變化緩慢，6月份逐步增加，7、8月份開始逐漸增加并達(dá)到最大值，9月份迅速減小，10～12月份逐步減小且變化緩慢但總量較1～5月份偏大?？傊?，年徑流量主要集中在汛期的6～9月份，7、8月份為最大值，6～9月份占全年徑流量的70%～80%。

2.2 年際特征變化分析

通過(guò)對(duì)啕來(lái)廟水文站天然徑流量（1959～2010年系列）進(jìn)行分析計(jì)算得到，年最大徑流量為1959年0.59億m3，年最小徑流量為2000年0.0463億m3，最大值與最小值的比值為12.7，該數(shù)據(jù)結(jié)果說(shuō)明本區(qū)域徑流量的年際變化很大。

3 徑流變化成因分析

隨著山區(qū)經(jīng)濟(jì)的不斷崛起，各種民營(yíng)和鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)也孕育而生，人口數(shù)量不斷加大，用水規(guī)模和總量逐年增加，地表水已無(wú)法承擔(dān)用水需求的不斷增加，自20世紀(jì)70年代至今，山間河谷及盆地地下水開采力度不斷加大。有數(shù)據(jù)表明，1980年河北省山區(qū)地下水開采量占其自身排泄量的25%，到2000年此數(shù)值增長(zhǎng)至39%。逐年增加的山區(qū)開采地下水實(shí)際是以爭(zhēng)奪部分河川基流以及河床潛水量為代價(jià)的，此舉也導(dǎo)致了部分河水?dāng)嗔饕约暗叵滤幌陆档群蠊?。此外，西溝還是張家口市區(qū)重要的生產(chǎn)、生活用水水源所在區(qū)域，隨著城市規(guī)模和經(jīng)濟(jì)建設(shè)的不斷擴(kuò)大，對(duì)地下水開采的力度也大為增加，也極大地影響了山區(qū)的產(chǎn)匯流。

流域內(nèi)取水需求以及下墊面的不斷變化，導(dǎo)致該流域內(nèi)水文狀態(tài)隨之改變，從而水文要素轉(zhuǎn)換和分配方式進(jìn)行調(diào)整，要素間在時(shí)程及比例分配空間分配都將發(fā)生改變。如小流域的綜合治理，加大了地表植被覆蓋率，增加了地表對(duì)降水的攔擋，延長(zhǎng)了產(chǎn)匯流時(shí)間，增加了地下水的儲(chǔ)蓄，從而改變了基流的產(chǎn)生、洪峰的大小等。因?yàn)橹脖桓采w率增加，使得地表蒸發(fā)量增加，產(chǎn)匯流減少，從而影響到年徑流量的降低。

與此同時(shí)，開采地下水量逐年增加，導(dǎo)致基流較少趨勢(shì)更為明顯，從而地表徑流減少加劇。

4 結(jié)論

通過(guò)對(duì)西溝區(qū)域1959～2010年年徑流量的系列資料分析得出，徑流量年內(nèi)分配不均勻，汛期6～9月份集中了全年70%～80%的水量。徑流量年際變化大，極大值是極小值的12.7倍。根據(jù)多年徑流量系列資料分析，徑流量總體呈現(xiàn)減小的趨勢(shì)，尤為自20世紀(jì)70年代開始，年徑流量明顯減小。

造成年徑流量減少的原因很多，以氣候變化和下墊面條件等人類活動(dòng)的影響最為明顯。做好水土保持，提倡可持續(xù)發(fā)展和水資源合理配置是解決當(dāng)前水資源狀況的根本途徑。所以，水資源保護(hù)需要全社會(huì)各用水部門和行政主管部門的共同努力，以科學(xué)發(fā)展和可持續(xù)發(fā)展為基礎(chǔ)，以經(jīng)濟(jì)杠桿為主要手段，以總量控制和部分配置為依據(jù)共建本地區(qū)水資源合理調(diào)控機(jī)制。

參考文獻(xiàn)

[1]丁愛(ài)中，趙銀軍，郝弟，等.永定河流域徑流變化特征及影響因素分析[J].南水北調(diào)與水利科技，2013（1）：17-22.