渭河源區(qū)徑流量變化情勢分析

姜麗紅，賈 杰

（甘肅省定西水文水資源勘測局，甘肅 定西 743000）

渭河源區(qū)徑流量變化情勢分析

姜麗紅，賈 杰

（甘肅省定西水文水資源勘測局，甘肅 定西 743000）

通過渭河源區(qū)渭源水文站1981～2010年30年的月年實測徑流資料,分析了渭河源區(qū)徑流年內(nèi)分配的變化特征。結(jié)果表明：渭河源區(qū)徑流年內(nèi)分配逐漸趨于均勻，集中期的長期變化呈滯后趨勢；年徑流量30年呈減小趨勢，趨勢線具有513.0萬m3/10a的負(fù)傾向率；年徑流量在1993年發(fā)生突變，之后呈顯著減少；累積濾波器法和斯波曼秩次相關(guān)檢驗法對比分析，所得結(jié)果一致，呈顯著減少趨勢；得出渭源站發(fā)生洪水的風(fēng)險減小，發(fā)生干旱的風(fēng)險持續(xù)穩(wěn)定。

渭河源區(qū)；徑流量；累積濾波器法；極端水情

1 流域概況

清源河系渭河源頭河流，發(fā)源于甘肅省渭源縣南部的豁豁山，地形特征南部高，北部低，流域內(nèi)有天然林分布，下墊面條件較好。流域地處內(nèi)陸，屬溫帶大陸性季風(fēng)氣候，多年平均氣溫6.0℃。在甘肅省渭源縣張家灣村設(shè)渭源水文站，集水面積100km2，至河口距離6km。

2 資料來源和研究方法

選取渭河源區(qū)渭源水文站1981～2010年逐月徑流數(shù)據(jù)，采用徑流年內(nèi)分配不均勻系數(shù)、完全調(diào)節(jié)系數(shù)、集中程度分析源區(qū)徑流年內(nèi)變化特征。利用累積濾波器法和斯波曼秩次相關(guān)檢驗法對年徑流變化趨勢進(jìn)行分析對比，通過M-K突變檢驗法分析年徑流量序列的變異特征。

3 渭河源區(qū)徑流年內(nèi)變化特征

3.1 徑流的年內(nèi)分配不均勻性

渭河源區(qū)1981～2010年徑流量年內(nèi)分配不均勻系數(shù)多年平均值3.09，歷年最大值5.59（1999年），最小值0.97（2009年）；年內(nèi)分配完全調(diào)節(jié)系數(shù)多年平均值0.351，歷年最大值0.528（1999年），最小值0.106（2009年）。渭河源區(qū)徑流年內(nèi)分配不均勻系數(shù)和年內(nèi)分配完全調(diào)節(jié)系數(shù)的變化規(guī)律總體上一致，處于減小趨勢，說明徑流年內(nèi)分配逐漸趨于均勻。渭河源區(qū)徑流年內(nèi)分配不均勻系數(shù)和完全調(diào)節(jié)系數(shù)變化如圖1。

圖1 不均勻系數(shù)和完全調(diào)節(jié)系數(shù)變化

3.2 徑流的年內(nèi)分配集中程度

渭河源區(qū)1981～2010年徑流量年內(nèi)分配集中度多年平均值0.453，歷年最大值0.722（1999年），最小值0.128（2009年）；年內(nèi)分配集中期多年平均為7月7日，出現(xiàn)最早的年份是1997年，集中期為4月15日，出現(xiàn)最遲的年份是2001年，集中期為9月16日。渭河源區(qū)徑流年內(nèi)分配集中度與合成向量變化如圖2。

從圖2中可以看出，渭河源區(qū)徑流量年內(nèi)集中度的長期變化總體上呈下降趨勢，徑流量年內(nèi)分配逐漸趨于均勻，集中期的長期變化總體上呈滯后趨勢。

圖2 集中度與合成向量變化

4 渭河源區(qū)徑流的年代際變化特征

4.1 徑流的年代際變化趨勢

渭河源區(qū)多年平均年徑流量2081萬m3，趨勢線具有513.0萬m3/10a的負(fù)傾向率，呈減少趨勢，即30年間年徑流量減少了1539萬m3。80年代為2708萬m3，為正距平（偏豐3成），90年代為1820萬m3，為負(fù)距平（偏枯1成），21世紀(jì)最初10年為1715萬m3，為負(fù)距平（偏枯2成）。渭河源區(qū)年徑流量過程線及年代變化如圖3。

圖3 過程線及年代變化

圖4 渭源站徑流累積平均曲線

根據(jù)累積濾波器法和斯波曼秩次相關(guān)檢驗法對年徑流變化趨勢進(jìn)行計算。渭河源區(qū)渭源站徑流累積平均曲線如圖4，從圖4可以看出，總體上渭源站徑流累積平均曲線呈下降趨勢。1981～1982年表現(xiàn)出明顯下降，1983～1984年明顯上升，1985～2010年表現(xiàn)出波動式下降。從表1中的趨勢性檢驗結(jié)果可知，累積濾波器法反映的序列變化趨勢和斯波曼秩次相關(guān)檢驗法所得結(jié)果一致，呈減少趨勢。斯波曼秩次相關(guān)檢驗統(tǒng)計量值為3.75大于α=0.05時的臨界值2.01，即通過了置信度為95%的顯著性檢驗，趨勢顯著。

4.2 徑流序列變異點診斷

表1 徑流變化趨勢檢驗結(jié)果

圖5給出了渭河源區(qū)渭源站年徑流量的MK時程變化，可以看出，渭源站年徑流量在1993年發(fā)生突變，之后呈顯著減少。渭河源區(qū)渭源站年徑流量多年平均MK值為-1.46，20世紀(jì)80年代多年平均MK值為0.02大于0；20世紀(jì)90年代多年平均MK值為-1.43，2000年以后多年平均MK值為-2.97，均小于0，說明渭河源區(qū)渭源站年徑流量總體處于減少趨勢。20世紀(jì)80年代多年平均徑流量處于上升趨勢，從90年代開始多年平均徑流量呈減少趨勢。

圖5 年徑流量的MK統(tǒng)計量時程變化

5 渭河源區(qū)極端水情分析

運用皮爾遜Ⅲ型頻率計算方法計算出最大洪峰流量、枯季最小流量的設(shè)計頻率值，選取頻率為20%（5年一遇）、10%（10年一遇）的設(shè)計值，統(tǒng)計系列資料各年代超過5年一遇、10年一遇的最大洪峰流量、最小枯季流量發(fā)生的個數(shù)，進(jìn)而分析洪水、干旱災(zāi)害發(fā)生的風(fēng)險程度。

利用渭河源區(qū)渭源水文站1981～2010年年最大洪峰流量、最小枯季流量分析，結(jié)果如表2。

表2 年最大洪水流量、最小枯季流量

由表2可以看出，渭源站自1980～2010年發(fā)生5年一遇、10年一遇洪水的頻次減少，發(fā)生5年一遇最小枯季流量的頻次減少、發(fā)生10年一遇最小枯季流量的頻次穩(wěn)定；渭源站發(fā)生洪水的風(fēng)險減小，發(fā)生干旱的風(fēng)險持續(xù)穩(wěn)定。

6 結(jié)語

（1）渭河源區(qū)徑流年內(nèi)分配不均勻系數(shù)和年內(nèi)分配完全調(diào)節(jié)系數(shù)的變化規(guī)律總體上一致，處于減小趨勢；集中度的長期變化總體上呈下降趨勢，集中期的長期變化總體上呈滯后趨勢。總體上來說，渭河源區(qū)徑流年內(nèi)分配逐漸趨于均勻。

（2）渭河源區(qū)年徑流量近30年呈減小趨勢，趨勢線具有513.0萬m3/10a的負(fù)傾向率，即30年間年徑流量減少了1539萬m3。渭源站年徑流量在1993年發(fā)生突變，之后呈顯著減少。通過累積濾波器法和斯波曼秩次相關(guān)檢驗法對比、分析，所得結(jié)果一致，呈減少趨勢。

（3）通過對渭源站極端水情分析，得出渭源站發(fā)生洪水的風(fēng)險減小，發(fā)生干旱的風(fēng)險持續(xù)穩(wěn)定。

［1］楊成有，劉金琪.甘肅江河地理名錄［M］.甘肅：甘肅人民出版社，2013.

［2］丁晶，鄧育仁.隨機水文學(xué)［M］.成都：成都科技大學(xué)出版社，1988.

［3］潘承毅，何迎輝.數(shù)理統(tǒng)計的原理與方法［M］.上海：同濟大學(xué)出版社，1992.

［4］劉賢趙，李嘉竹，宿慶，等.基于集中度與集中期的徑流年內(nèi)分配研究［J］.地理科學(xué)，2007，27（6）：791-795.

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［6］馬正耀.黑河徑流年內(nèi)分配格局變化趨勢研究［J］.水文，2011.31（4）:92-96.

（責(zé)任編輯：姜彤宇）

Analysis of Wei River Source Area Runoff Variation Situation

JIANG Li-hong,JIA Jie
（Dingxi Hydrology and Water Resources Survey Bureau of Gansu Province,Dingxi 743000,China）

Through the runoff data of Wei River source area measured from 1981 to 2010 years，30 years in total，analyzed from the distribution in homogeneity and concentration degree of annual runoff.The research results show that:the annual runoff of Wei River source area tended to be uniform gradually,and the long-term change of the concentration period showed a trend of lag;The annual runoff of the Wei River source area showed a trend of decrease,and the trend line has a negative trend rate of 5.13 million m3/10a;the mutations of annual runoff occurred in 1993,and there was a significantly decrease after 1993;a significant decrease trend showed by the cumulative filter method and Spomann rank correlation test; Through the extreme hydrologic analysis of Wei River source area station,it concluded that the risk of flooding occurring in Weiyuan hydrological station was decreasing,and the risk of drought occurring in the station was stable continuously.

Wei River source area；runoff；cumulative filter method；extreme hydrologic

TV12

：B

：1672-9900（2017）02-0041-03

2017-02-21

姜麗紅（1987-），女（漢族），甘肅會寧人，工程師，主要從事水文水資源的監(jiān)測、評價和研究工作，（Tel）18093262969。