1956—2013年汾河入黃河川徑流量演變特性分析

閆夏嬌

（山西省水利水電科學(xué)研究院，山西 太原 030002）

1 流域概況與研究方法

河川徑流是地表水資源的主要形式，河川徑流、地表水資源的變化，將對區(qū)域水資源管理帶來嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)[1，2]。汾河是山西省內(nèi)最大的河流，流域面積39 826 km2，水資源總量為33.58億m3，占山西省水資源總量的27.2%。汾河作為黃河的第二大支流，是黃河中游流域水資源的重要補(bǔ)給來源，汾河河川徑流量的變化，對黃河中下游的水沙演變過程及水生態(tài)環(huán)境有著重要影響。近年來，受降水空間分配格局、氣溫上升、經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展等的影響[3，4]，汾河河川徑流已發(fā)生了顯著的時(shí)空變化。因此，依據(jù)汾河河津站1956—2013年實(shí)測流量資料，系統(tǒng)分析汾河入黃實(shí)測徑流量的變化趨勢及演變特征。

根據(jù)汾河河津站1956—2013年的實(shí)測河川徑流量資料，采用豐枯率法對徑流量年內(nèi)分配規(guī)律進(jìn)行分析，采用距平累計(jì)法和Mann-Kendall[5]法對河川徑流年際變化特征進(jìn)行研究。

2 實(shí)測流量資料分析

2.1 徑流年內(nèi)分配規(guī)律

由河津站多年平均徑流量年內(nèi)分配表（表1）可知，多年平均月徑流量最大值出現(xiàn)在8月份，為1.84億m3，占全年徑流量的19.91%；月徑流量最小值出現(xiàn)在4月份，為0.33億m3，占全年徑流量的3.59%，月徑流量的豐枯比為5.76?？梢?，汾河入黃徑流量年內(nèi)分配極不均勻，但河川徑流量的豐枯時(shí)間與夏雨豐枯時(shí)間基本同步。

表1 河津站多年平均徑流量年內(nèi)分配

豐枯率是指雨季徑流總量與旱季徑流總量的比值，即β=R雨季/R旱季，是反映年徑流中降雨補(bǔ)給所占比重大小的一個(gè)指標(biāo)。根據(jù)汾河流域?qū)嶋H情況，取每年的5—10月為雨季，每年的11月至次年的4月為旱季，計(jì)算汾河河津站河川徑流量的豐枯率，見圖1。

由圖1可知，從20世紀(jì)50年代到21世紀(jì)初，河津站河川徑流量豐枯率大都在4.0以內(nèi)波動，1996年出現(xiàn)了豐枯率最大值，為13.74，1972年豐枯率出現(xiàn)了最小值，為0.34?？傮w上，汾河入黃徑流量豐枯率呈下降趨勢，說明汾河流域雨季降雨逐年減少，降雨對徑流的補(bǔ)給也逐年減少，最終導(dǎo)致了年徑流量的逐漸減小。

圖1 河津站豐枯率多年變化圖

2.2 徑流年際變化特征

河津站歷年徑流累計(jì)距平曲線見圖2。

圖2 河津站徑流量距平累計(jì)曲線

由圖2可知，1956—2013年的58年中，河津年徑流量呈現(xiàn)先增加后減少的趨勢。50～60年代河川徑流量總體呈增加趨勢，70年代屬于相對平穩(wěn)階段，80年代至21世紀(jì)初，河川徑流量開始逐年減少。

在1956—2013年的58年中，河津站年徑流量總體上呈下降趨勢，見圖3，下降幅度為3.2億m3/10年，特別是1997—2010年間，徑流量減小尤為明顯。

圖3 河津站歷年徑流量圖

河津站歷年河川徑流量Mann-Kendall趨勢檢驗(yàn)結(jié)果見表2，汾河入黃河川徑流量在1956—2013年的58年間呈波動起伏狀態(tài)，但總體上呈減小趨勢，且這種趨勢通過了0.01的顯著性檢驗(yàn)，說明河津站河川徑流量在觀測期內(nèi)下降趨勢非常顯著，且這種下降趨勢在1976年發(fā)生了突變見表3，突變前多年平均徑流為15.56億m3，突變后多年平均年徑流量為5.64 億m3，兩者相差 9.92億 m3。

表2 河津站年徑流量Mann-Kendall檢驗(yàn)結(jié)果

表3 Mann-Kendall法突變檢驗(yàn)結(jié)果

3 結(jié)論

通過對汾河河津站1956—2013年實(shí)測河川徑流量進(jìn)行分析，得出以下結(jié)論：

（1）汾河入黃河河川徑流量年內(nèi)分配不均，最大徑流量出現(xiàn)在每年的8月，最小徑流量出現(xiàn)在每年的4月，多年平均月徑流量的豐枯比為5.76。

（2）1956—2013年的58年間，汾河入黃河川徑流量總體呈現(xiàn)出下降趨勢，且這種趨勢通過了0.01的顯著性檢驗(yàn)，并在1976年發(fā)生了突變。