郁江南寧站含沙量變化趨勢(shì)分析

李偉娟

(廣西壯族自治區(qū)水文水資源局南寧水文站, 廣西 南寧　530007)

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郁江南寧站含沙量變化趨勢(shì)分析

李偉娟

(廣西壯族自治區(qū)水文水資源局南寧水文站, 廣西 南寧530007)

本文介紹了南寧郁江水文基本情況，運(yùn)用Excel回歸擬合曲線分析了郁江流域含沙量、輸沙量、徑流量三者變化趨勢(shì)，對(duì)三者進(jìn)行了回歸擬合分析，得出結(jié)論：郁江流域水沙關(guān)系平穩(wěn)，水土流失現(xiàn)象呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。

郁江流域； 含沙量變化； Excel擬合曲線； 研究分析

1　基本情況

1.1流域概況

郁江是珠江流域西江的主要支流之一，它由上游左江、右江兩條支流及郁江干流組成。其中，左江發(fā)源于越南北部的涼山省境內(nèi)，右江發(fā)源于我國(guó)云南省的廣南縣龍山，二江在南寧市郊區(qū)宋村匯合后稱為“郁江”。郁江(南寧段稱為邕江)自西向東穿越南寧市區(qū)，將其自然分劃成南北兩岸。南寧水文站(簡(jiǎn)稱南寧站)是郁江上游的控制站，即為邕江的控制站，集水面積72656km2。

1.2泥沙概況

郁江的泥沙來源于流域表層的巖石風(fēng)化和上游河床中床沙的運(yùn)移。非汛期河水含沙量很小，只有少量河道小粒徑床沙運(yùn)移。汛期，每發(fā)生暴雨洪水，大量泥沙隨坡面流匯入河道。同時(shí)，隨著河流水量加大，水流流速增大，河道挾沙能力呈指數(shù)規(guī)律增長(zhǎng)，沙峰陡漲，沙峰一般與洪峰基本相應(yīng)，也有峰前沙和峰后沙。其變化的特征和規(guī)律為：汛期(5—10月)大，非汛期(1—4月、11—12月)?。回S水年大，枯水年小。南寧站年最大斷面含沙量和年最大日平均輸沙率主要集中在6—9月。

1.3水利工程概況

目前，南寧站上游左江、右江已建成了許多水利工程，主要有百色水利樞紐、澄碧河水庫、金雞灘水電站、那板水庫、左江水電站、客蘭水庫、山秀水電站等，這些水利工程攔蓄洪水、調(diào)度運(yùn)行對(duì)南寧的洪水都有一定的影響，尤其是左江干流上的左江水電站，右江干流上的百色水利樞紐、金雞灘等電站，對(duì)邕江南寧河段中小洪水影響相當(dāng)明顯。

2　分析資料

本文采用郁江南寧站1954—2013年60年逐年平均含沙量、輸沙量和徑流量資料，分析懸移質(zhì)含沙量的變化趨勢(shì)。分析結(jié)果見下表。

南寧站多年平均含沙量、輸沙量、徑流量計(jì)算分析表

2.1流域年徑流量變化趨勢(shì)分析

圖1　郁江流域徑流量變化趨勢(shì)

馬學(xué)尼等人于1989年研究認(rèn)為地表水資源量主要取決于河川徑流量。所謂徑流，是地球水體自然循環(huán)的重要環(huán)節(jié)，河川徑流量則能夠很好地表明陸地水循環(huán)與水量平衡的關(guān)系。影響徑流的因素主要有降雨、地質(zhì)地貌、人為活動(dòng)等。根據(jù)南寧站水文統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，采用Excel折線圖對(duì)郁江流域徑流量的年份變化趨勢(shì)特征(見圖1)進(jìn)行分析。分析表明:郁江流域的徑流量總體表現(xiàn)出減少趨勢(shì)。1954—1970年，年徑流量隨年份變化較小，總量偏?。?0世紀(jì)70年代到80年代初期，徑流量變化較大，出現(xiàn)徑流量明顯增大的趨勢(shì)；1989—1997年，表現(xiàn)出遞減趨勢(shì)；1998—2009年，徑流量明顯趨于增加，階段性變化特征比較復(fù)雜，隨后一直到2013年徑流量呈階段性減少的趨勢(shì)。徑流量變化趨于平穩(wěn)，2013年為336.7億m3[1]。

2.2流域輸沙量變化趨勢(shì)分析

圖2　郁江流域輸沙量變化趨勢(shì)

雨水沖刷攜帶地表泥沙進(jìn)入河流，并由河流上游向下游移動(dòng)，形成的河水挾帶的泥沙數(shù)量，稱為輸沙量。河流流經(jīng)的流域如果降水量多、降水強(qiáng)度比較大、河流所在流域的植被破壞嚴(yán)重、地面坡度變化比較大，將會(huì)造成輸沙量增加；反之，輸沙量就小。為了很好地分析郁江流域輸沙量變化特征趨勢(shì)，采用Excel折線圖對(duì)輸沙量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析(見圖2)。分析表明：近60年來，郁江流域輸沙量總體趨于減少。20世紀(jì)50年代到60年代初期，流域植被破壞較小，河流徑流量偏小，流域輸沙量趨于穩(wěn)定，且含量較低；1968—2002年，由于國(guó)內(nèi)環(huán)境影響，存在亂砍濫伐、任意開荒的情況，造成植被破壞嚴(yán)重，尤其是1968年和1986年，存在突變的趨勢(shì)，分別達(dá)到了2190萬t和2150萬t；而在2007年,隨著大面積干旱蔓延，降低幅度最大，為105萬t。因此，這一時(shí)期郁江流域輸沙量變化趨勢(shì)明顯，輸入量增加，特征趨勢(shì)比較復(fù)雜；2002年以后，隨著國(guó)家環(huán)境治理力度加大，國(guó)家對(duì)水利、環(huán)保的重視，郁江流域水利設(shè)施得到重建，流域植被得到很好保護(hù)，而且，隨著降雨量的變化趨于穩(wěn)定，降雨偏少，流域輸沙量明顯減少[2]。

2.3流域年平均含沙量變化趨勢(shì)分析

河流年平均含沙量反映的是流域徑流攜帶泥沙的能力， 直接客觀地反映了流域水沙關(guān)系?；谀蠈幩恼居^測(cè)到的資料數(shù)據(jù)，對(duì)20世紀(jì)50年代以來郁江流域年平均含沙量的演變過程、變化趨勢(shì)進(jìn)行分析(見圖3)。

圖3　郁江流域年平均含沙量變化趨勢(shì)

分析表明：近60年來，南寧郁江流域年均含沙量呈現(xiàn)減少趨勢(shì)。這充分說明了隨著年份的變化，郁江流域徑流和泥沙的協(xié)同性趨于減弱的態(tài)勢(shì)，尤其近10年來，隨著國(guó)家相關(guān)政策的出臺(tái)，國(guó)家治理水利設(shè)施和環(huán)境保護(hù)的力度加大，水土保持較好，河流疏浚和綜合治理效果顯著[3]。

2.4流域水沙關(guān)系擬合分析

河流徑流量變化與泥沙輸入量變化具有密切的相關(guān)性。在Excel 中利用繪制年徑流量—輸沙量關(guān)系散點(diǎn)圖，再根據(jù)散點(diǎn)圖添加曲線的方法對(duì)兩者關(guān)系進(jìn)行對(duì)數(shù)曲線、直線擬合分析。兩者關(guān)系的擬合效果通過回歸曲線分析，R2表示復(fù)回歸系數(shù)，R表示擬合優(yōu)度，通過R的大小可以檢驗(yàn)出兩者關(guān)系的擬合程度。圖4中回歸分析得到的復(fù)回歸系數(shù)為0.8051。

圖4　郁江流域年徑流量、年輸沙量擬合曲線

圖5為郁江流域年平均含沙量、年徑流量、年輸沙量三者擬合曲線。圖5表明:三者擬合度為0.8614，擬合程度比較好。經(jīng)過近10年來水土保持治理以及退耕還林的強(qiáng)化治理，郁江流域水沙關(guān)系平穩(wěn)，水土流失現(xiàn)象呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，從另外一個(gè)方面也說明了水土流失治理措施以及退耕還林工程實(shí)施，對(duì)流域水沙動(dòng)力關(guān)系有削弱作用，南寧郁江流域徑流量、輸沙量以及含沙量關(guān)系存在減少程度趨弱的態(tài)勢(shì)[4]。

圖5　郁江流域年平均含沙量、年徑流量、年輸沙量擬合曲線

3　結(jié)　語

通過Excel擬合曲線的分析方法，分析郁江流域徑流、輸沙、年均含沙量等水沙關(guān)系，有助于水土保持以及水域的管理和保護(hù)。研究表明：郁江流域水沙關(guān)系趨于平穩(wěn)，水土流失現(xiàn)象呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。也在某種程度上反映出水土流失治理措施以及退耕還林工程實(shí)施，對(duì)流域水沙動(dòng)力關(guān)系有削弱作用。郁江流域環(huán)境較為復(fù)雜，水沙關(guān)系影響因素比較多，對(duì)于郁江流域的保護(hù)還需要做進(jìn)一步研究。

[1]李世強(qiáng),鄒紅梅.長(zhǎng)江中游螺山站水位流量關(guān)系分析[J].人民長(zhǎng)江,2011，42(6):87-88.

[2]付艷玲.近50年來黃河中游典型流域水沙變化趨勢(shì)分析[D].咸陽：西北農(nóng)林科技大學(xué)，2011.

[3]張春海.Excel回歸分析擬合河流水位-流量關(guān)系[J].吉林水利，2013(9)：41-43.

[4]徐偉成,白雪.贛州上游河流含沙量變化趨勢(shì)分析[J].江西水利科技,2001,27(4):242-245.

Analysis on sediment content change trend in Yujiang Nanning Station

LI Weijuan

(GuangxiZhuangAutonomousRegionHydrologyWaterResourcesBureauNanningHydrologicalStation,Nanning530007,China)

In the paper, the basic hydrological situation of Nanning Yujiang is introduced. Excel regression fitting curve is utilized for analyzing change trend of sediment content, water conveyance and runoff in Yujiang River Basin. Regression fitting analysis is implemented on the three aspects. The following conclusion is obtained: water-sediment relationship is stable in Yujiang River Basin, and water loss and soil erosion phenomenon show a decline trend.

Yujiang river basin; sediment content change; Excel fitting curve; research and analysis

10.16616/j.cnki.10-1326/TV.2016.03.020

TV14

A

2096- 0131(2016)03- 0072- 03