伊洛河徑流變化特征分析

□郭衛(wèi)寧 □趙文舉

（1黃河水利委員會(huì)水文局；2新鄉(xiāng)水文水資源勘測(cè)局）

1 概述

伊洛河是黃河三門峽以下的最大支流，流經(jīng)陜西、河南兩省，在鞏義市神北村注入黃河，流域面積18881km2，形狀狹長(zhǎng)，水多沙少。干流洛河發(fā)源于陜西省藍(lán)田縣灞源鄉(xiāng)，流經(jīng)陜西省的洛南縣和河南省的盧氏、洛寧、宜陽、洛陽、偃師、鞏義等縣市，河長(zhǎng)447km。伊河發(fā)源于河南省欒川縣陶灣鄉(xiāng)，流經(jīng)嵩縣、伊川縣，在偃師縣顧縣鄉(xiāng)楊村注入洛河，河長(zhǎng)265km，流域面積6041km2。

文章選取伊洛河入黃控制站黑石關(guān)水文站1951-2010年的實(shí)測(cè)月、年徑流數(shù)據(jù)，對(duì)伊洛河徑流的年內(nèi)分配、年際變化、變化趨勢(shì)等特征進(jìn)行定性和定量分析。

2 徑流年內(nèi)分配

用以描述流域徑流年內(nèi)分配特征的方法和指標(biāo)有很多，例如連續(xù)多月徑流量占年徑流量的百分比、汛期徑流量占年徑流量的百分比、徑流年內(nèi)分配不均勻性分析等，文章采用上述指標(biāo)，來定量描述伊洛河徑流的年內(nèi)分配特征。

2.1 汛期及連續(xù)多月占年徑流量的比例

伊洛河徑流年內(nèi)分配不均，受降雨影響較大，徑流量多集中在每年的7-10月。汛期（7-9月）徑流量占全年總徑流量的46.50%，最多年份可占到70%以上。連續(xù)最大4個(gè)月（7-10月）徑流量占全年總徑流量的58.50%，最多年份可占到80%以上。連續(xù)最小4個(gè)月（1-4月）徑流量?jī)H占全年總徑流量的17.10%，最少年僅占不到4%。最大月徑流一般出現(xiàn)在8月，可占到全年徑流量的18%，最多年份可占到50%以上。最小月徑流一般出現(xiàn)在2月，僅占到全年徑流量的3.40%。

2.2 徑流年內(nèi)分配的不均勻性分析

采用徑流年內(nèi)分配不均勻系數(shù)Cu和徑流年內(nèi)分配完全調(diào)節(jié)系數(shù)Cr兩個(gè)指標(biāo)來對(duì)伊洛河徑流年內(nèi)分配的不均勻性進(jìn)行分析，并繪制Cu、Cr變化曲線，具體見圖1。從圖1可以看出，伊洛河徑流的年內(nèi)分配不均勻系數(shù)和完全調(diào)節(jié)系數(shù)均較大，從年際變化上來看，兩者變化規(guī)律基本一致，具有較好的同步性，表明了各月徑流量在年內(nèi)分配的較不均勻性。從年代間的變化上來看，20世紀(jì)50年代以及70-80年代年內(nèi)分配相對(duì)集中，60年代及90年代之后年內(nèi)分配相對(duì)均勻，徑流的年內(nèi)分配總體上逐步趨向相對(duì)均勻。

圖1 伊洛河徑流年內(nèi)分配不均勻性變化圖

3 徑流年際變化

徑流年際間的變化情況一般可通過年徑流量的多年變化幅度及徑流的豐平枯變化情況等方面來反映。文章采用變差系數(shù)Cv、年極值比K兩個(gè)指標(biāo)分析伊洛河徑流的多年變化幅度，并通過豐、平、枯水年的劃分來分析徑流的多年豐枯變化情況。

3.1 徑流的多年變化幅度分析

變差系數(shù)Cv值反映年徑流量系列的的總體離散程度，Cv值越大，離散程度越大，表示年徑流量的年際間變化幅度越大，變化越劇烈。年極值比K為年徑流系列中最大年徑流量與最小徑流量的比值，與變差系數(shù)存在一定的相關(guān)關(guān)系，反映年際間的差異。

伊洛河年徑流的變差系數(shù)Cv值為0.63，年極值比K為17.20，反映出伊洛河徑流多年變化幅度較劇烈，年際間存在較大的差異，不利于水資源的綜合利用。

3.2 年徑流的豐枯變化

文章根據(jù)距平百分率P，將徑流量劃分為枯水年、偏枯水年、平水年、偏豐水年和豐水年5種年型：P>20%為豐水年；10%

利用上述劃分標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)伊洛河黑石關(guān)站1951-2010年共60a的年徑流系列進(jìn)行豐、平、枯水年的劃分，各年代的豐、平、枯水年統(tǒng)計(jì)見表1?？梢钥闯?，伊洛河年徑流系列豐枯變化明顯，年際變化幅度劇烈。豐水年份在整個(gè)徑流系列中占比較少，僅占31.70%，且多集中在20世紀(jì)90年代之前，50年代曾出現(xiàn)連續(xù)7a（1952-1958年）的最長(zhǎng)連豐年份，90年代之后僅出現(xiàn)2次豐水年份?？菟攴菰谡麄€(gè)徑流系列中占到60%，尤其是20世紀(jì)90年代之后，枯水年份占的比例更大，甚至出現(xiàn)1990-2002年連續(xù)13a的最長(zhǎng)連枯年份，反映出伊洛河年徑流量的存在著持續(xù)減少的規(guī)律。

表1 伊洛河不同年代豐、平、枯水年統(tǒng)計(jì)表

4 徑流變化趨勢(shì)分析

繪制黑石關(guān)水文站的年徑流量系列及五年滑動(dòng)平均曲線，見圖2，可以看到伊洛河的年徑流量在過去的60a中呈現(xiàn)出一定的遞減趨勢(shì)。

為定量分析伊洛河年徑流的變化趨勢(shì)，進(jìn)一步采用Mann-Kendall秩次檢驗(yàn)法對(duì)伊洛河徑流變化趨勢(shì)進(jìn)行分析。Mann-Kendall法是一種基于秩的非參數(shù)統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)方法，可以對(duì)氣溫、降雨、徑流等時(shí)間序列的變化趨勢(shì)進(jìn)行定量的分析，還可用以檢驗(yàn)時(shí)間序列的可能突變點(diǎn)，已廣泛用于水文氣象等時(shí)間序列的趨勢(shì)分析與突變檢驗(yàn)中。

圖2 1951-2010年黑石關(guān)水文站年徑流量變化過程圖

用Mann-Kendall法對(duì)伊洛河黑石關(guān)站年徑流序列進(jìn)行定量的趨勢(shì)分析，計(jì)算得Mann-Kendall統(tǒng)計(jì)值Z=-4.17。取置信度水平為99%，查得相應(yīng)的臨界值為2.32。，通過了置信度99%的顯著性檢驗(yàn)，表明伊洛河年徑流量在1951-2010年中呈現(xiàn)明顯的減少趨勢(shì)。

5 結(jié)語

伊洛河徑流年內(nèi)分配不均，多集中在每年的7-10月。汛期（7-9月）徑流量占全年總徑流量的46.50%，連續(xù)最大4個(gè)月（7-10月）徑流量占全年總徑流量的58.50%。20世紀(jì)50年代和70、80年代這兩段時(shí)間年內(nèi)分配較不均勻，60年代及90年代之后年內(nèi)分配相對(duì)均勻，徑流的年內(nèi)分配總體上趨向相對(duì)均勻。伊洛河徑流多年變化幅度較劇烈，徑流豐枯變化明顯，豐水年份多集中在20世紀(jì) 90年代之前，50年代曾出現(xiàn)連續(xù) 7a（1952-1958）的最長(zhǎng)連豐年份。20世紀(jì)90年代之后，枯水年份占的比例更大，出現(xiàn)1990-2002年連續(xù)13a的最長(zhǎng)連枯年份。由Mann-Kendall秩次檢驗(yàn)法分析可知，伊洛河年徑流量在1951-2010年呈現(xiàn)出明顯減少的趨勢(shì)。

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