海河流域2001—2010年降水量及地表水資源量分析

李 婕 張 揚(yáng) 張育德

海河流域2001—2010年降水量及地表水資源量分析

李 婕 張 揚(yáng) 張育德

根據(jù)海河流域水資源公報(bào)等資料，以海河流域4個(gè)水資源二級(jí)區(qū)和8個(gè)省級(jí)行政區(qū)為單元，分析海河流域2001—2010年降水量及地表水資源量成果。與水資源綜合規(guī)劃成果[1]對(duì)比，海河流域2001—2010年系列降水量、地表水資源量均比1956—2000年系列值有所減少。

海河流域 降水量 地表水資源量

海河流域位于東經(jīng)112°～120°、北緯35°～43°之間，西以山西高原與黃河流域接界，北以蒙古高原與內(nèi)陸河流域接界，南界黃河，東臨渤海，面積32.06萬(wàn)km2。流域內(nèi)涉及北京、天津、河北、山西、河南、山東、內(nèi)蒙古和遼寧等8個(gè)省、市、自治區(qū)。

1 計(jì)算分區(qū)

以流域內(nèi)4個(gè)水資源二級(jí)區(qū)和8個(gè)省級(jí)行政區(qū)為計(jì)算單元。其中4個(gè)水資源二級(jí)區(qū)分別為灤河及冀東沿海、海河北系、海河南系、徒駭馬頰河，所占面積比分別為17%、26%、46%和11%；各省市所占面積比為北京5.1%、天津3.7%、河北53.5%、山西18.4%、河南4.8%、山東9.7%、內(nèi)蒙古4.2%和遼寧0.5%。

2 計(jì)算內(nèi)容及方法

根據(jù)海河流域水資源公報(bào)及省市上報(bào)數(shù)據(jù)，從以下3個(gè)方面進(jìn)行2001—2010年降水量及地表水資源量成果分析：

（1）采用算術(shù)平均值法統(tǒng)計(jì)4個(gè)水資源二級(jí)區(qū)、8個(gè)省級(jí)行政區(qū)逐年降水量及地表水資源量成果。

（2）分析4個(gè)水資源二級(jí)區(qū)、8個(gè)省級(jí)行政區(qū)逐年降水量及徑流量豐枯變化情況；其中采用的豐水年、枯水年標(biāo)準(zhǔn)為：

豐水年：Xi>+0.33σ相應(yīng)頻率p<37.5%

枯水年：Xi>-0.33σ相應(yīng)頻率p>62.5%

式中 Xi——逐年的年降水量；

σ——年降水量均方差。

（3）結(jié)合水資源綜合規(guī)劃1956—2000年系列成果，對(duì)比分析不同系列降水量及徑流量統(tǒng)計(jì)參數(shù)及相對(duì)值的變化情況。主要統(tǒng)計(jì)參數(shù)包括均值、Cv以及不同頻率 （P=20%、50%、75%和95%）的計(jì)算值。在計(jì)算統(tǒng)計(jì)參數(shù)時(shí)，均值統(tǒng)一采用算術(shù)平均值，適線時(shí)不做調(diào)整。Cv值先用矩法計(jì)算，再用適線法調(diào)整確定。Cs/Cv值采用2.0～3.5。適線時(shí)照顧大部分點(diǎn)據(jù)，主要按平、枯水年份的點(diǎn)據(jù)趨勢(shì)定線，對(duì)系列中特大、特小值不做處理。

3 成果分析

3.1 2001—2010年成果

4個(gè)二級(jí)區(qū)2001—2010年降水量及徑流量成果見(jiàn)表1。

3.2 2001—2010年降水量及徑流量豐枯分析

按1956—2000年降水系列多年平均值分析，2001—2010年降水量中6年為枯水年，3年為平水年，1年為豐水年。2001—2002年為連續(xù)2年枯水年，2005—2007為連續(xù)3年枯水年，僅2003年為豐水年。2001—2010年平均降水量為 491 mm，比 1956—2000年多年平均降水量減少 44 mm，相對(duì)減少約8.2%，海河流域2001—2010年降水量偏少，整體偏枯。

根據(jù)1956—2000年徑流系列多年平均值分析，2001—2010年徑流量全部為枯水年。海河流域1956—2000年 多 年 平 均 徑 流 量 為 216.1億m3，2001—2010年平均徑流量為113.2億m3，較1956—2000年多年平均徑流量減少102.9億m3，相對(duì)減少約47.6%。

表1 水資源二級(jí)區(qū)2001—2010年成果

3.3 不同系列成果對(duì)比

3.3.1 不同系列平均降水量及平均徑流量成果對(duì)比

海河流域以及各二級(jí)區(qū)1956—2000年，1956— 2010年，2001—2010年的平均降水量及徑流量見(jiàn)表2。

表2 海河流域水資源二級(jí)區(qū)成果對(duì)比

1956—2010年降水系列與1956—2000年降水系列相比較，海河流域平均降水量減少1.5%，4個(gè)二級(jí)區(qū)的平均降水量變化范圍為-0.2%~-2.2%，整體呈減小態(tài)勢(shì)。2001—2010年降水系列與1956—2000年降水系列相比，海河流域平均降水量減少8.2%，4個(gè)水資源二級(jí)區(qū)的變化范圍為-1.4%~-11.9%，整體呈減小態(tài)勢(shì)。海河流域2001—2010年平均降水量減少明顯，屬于連續(xù)枯水期。

1956—2010年徑流系列與1956—2000年徑流系列相比較，海河流域平均徑流量減少8.7%，4個(gè)二級(jí)區(qū)的平均徑流量變化范圍為1.3%~-10.6%，除徒駭馬頰河呈增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)外，其余3個(gè)二級(jí)區(qū)均呈減小態(tài)勢(shì)。2001—2010年徑流系列與 1956—2000年徑流系列相比，海河流域平均徑流量減少47.6%，4個(gè)水資源二級(jí)區(qū)的變化范圍為 6.9%~-58.2%，除徒駭馬頰河呈增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)外，其余3個(gè)二級(jí)區(qū)均呈減小態(tài)勢(shì)。海河流域2001—2010年平均徑流量減少明顯，屬于連續(xù)枯水期。

3.3.2 不同系列統(tǒng)計(jì)參數(shù)及不同頻率計(jì)算值成果對(duì)比

海河流域不同降水系列的統(tǒng)計(jì)參數(shù)及不同頻率的降水量計(jì)算值相對(duì)變化情況見(jiàn)表3。

表3 海河流域不同降水系列特征值比較

海河流域 1956—2010年降水系列與1956—2000年降水系列相比，降水量均值減小8 mm，約-1.5%，Cv沒(méi)有變化，不同頻率的計(jì)算值均減小，偏豐年 （P＝20%）降水量減少9 mm，平水年（P＝50%）降水量減少7 mm，偏枯年 （P＝75%）降水量減少7 mm，枯水年 （P＝95%）降水量減少5 mm。因兩系列Cv及Cs/Cv保持不變，其不同頻率的設(shè)計(jì)值減小幅度與均值的減小幅度基本一致。

比較 4個(gè)水資源二級(jí)區(qū) 1956—2010年與1956—2000年不同頻率計(jì)算值：4個(gè)水資源二級(jí)區(qū)Cv值除海河南系減小外，其余均增大。不同頻率的降水量變化差異較大，偏豐年 （P＝20%）降水量徒駭馬頰河增加2.1 mm，相對(duì)增加0.3%，其余二級(jí)區(qū)均減小，減小范圍為-3.8~-13.4 mm，相對(duì)減少范圍為-0.7%~-2.0%；平水年 （P＝50%）降水量在4個(gè)二級(jí)區(qū)均減少，減小范圍為-2.2~-13.0 mm，相對(duì)減少范圍為-0.4%~-2.4%；偏枯年 （P＝75%）降水量在4個(gè)二級(jí)區(qū)均減少，減小范圍為-1.8~-18.1 mm，相對(duì)減少范圍為-0.4%~-3.7%；枯水年 （P＝95%）降水量海河南系增加2.2 mm，相對(duì)增加0.6%，其余3個(gè)二級(jí)區(qū)均減少，減小范圍為-8.2~-24.6 mm，相對(duì)減少范圍為-2.7%~-6.0%。海河流域不同徑流系列的統(tǒng)計(jì)參數(shù)及不同頻率的徑流量計(jì)算值相對(duì)變化情況見(jiàn)表4。

表4 海河流域不同徑流系列特征值比較

海河流域 1956—2010年徑流系列與 1956—2000年徑流系列相比，徑流量均值減小19億m3，約-8.7%，Cv增加為0.47，不同頻率的計(jì)算值均減小，偏豐年 （P＝20%）徑流量減少17億m3，約-6.1%，平水年 （P＝50%）徑流量減少21億m3，約-10.6%，偏枯年 （P＝75%）徑流量減少22億m3，約-14.4%，枯水年 （P＝95%）徑流量減少19億m3，約-18.8%。比較4個(gè)水資源二級(jí)區(qū) 1956—2010年與1956—2000年不同頻率計(jì)算值：4個(gè)水資源二級(jí)區(qū)Cv值均增大。不同頻率的計(jì)算值變化差異較大，偏豐年 （P＝20%）徑流量徒駭馬頰河增加1億m3，約4.3%，其余二級(jí)區(qū)均減小，減小范圍為-3.9億~-5.8億m3，相對(duì)減少范圍為-4.4% ~-7.6%；平水年 （P＝50%）徑流量在4個(gè)二級(jí)區(qū)均減少，減小范圍為-1.1億~-14.2億m3，相對(duì)減少范圍為-10.8%~-16.3%；偏枯年 （P＝75%）徑流量在4個(gè)二級(jí)區(qū)均減少，減小范圍為-1.3~-14.4 mm，相對(duì)減少范圍為-18.3%~-26.6%；枯水年（P＝95%）徑流量4個(gè)二級(jí)區(qū)均減少，減小范圍為-0.7億~-9.7億m3，相對(duì)減少范圍為-22.3%~-56.1%。

4 結(jié)語(yǔ)

經(jīng)分析，海河流域2001—2010年系列降水量、地表水資源量均比1956—2000年系列值有所減少：

（1）海河流域 2001—2010年平均降水量為491 mm，比1956—2000年多年平均降水量減少44 mm，相對(duì)減少約8.2%，4個(gè)水資源二級(jí)區(qū)的變化范圍為-1.4%~-11.9%。2001—2010年海河流域降水量整體偏少。

（2）海河流域 2001—2010年平均徑流量為113.2億m3，比1956—2000年多年平均徑流量減少102.9億m3，相對(duì)減少約47.6%；4個(gè)水資源二級(jí)區(qū)的變化范圍為6.9%~-58.2%，徒駭馬頰河呈增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，其余3個(gè)二級(jí)區(qū)均呈減小態(tài)勢(shì)。2001—2010年10年中，海河流域徑流量全部小于1956—2000年平均徑流量，整體偏少。

李 婕 女 工程師 中水北方勘測(cè)設(shè)計(jì)研究有限責(zé)任公司 天津 300222

張 揚(yáng) 女 工程師 中水北方勘測(cè)設(shè)計(jì)研究有限責(zé)任公司 天津 300222

張育德 男 工程師 中水北方勘測(cè)設(shè)計(jì)研究有限責(zé)任公司 天津 300222

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