山東省主要河流徑流量變化情況分析

封得華 相 華 徐效濤

（山東省水文局 濟南 250002 濟南市水文局 濟南 250014 濰坊市水文局 濰坊 261000）

1 引言

在水文系統(tǒng)中，水文時間序列變化常常具有趨勢特征。受自然條件及人類活動影響，流域水文特征時間序列的演變特征將發(fā)生變化。徑流的變化直接關(guān)系著水資源的變化，分析徑流的變化趨勢對水資源可持續(xù)利用具有十分重要的現(xiàn)實意義。本文基于實測徑流量資料，以山東省海河流域、淮河流域、黃河流域徑流主要河流為研究對象，對1950～2009年三個流域主要河流變化特征進行研究。此研究對指導(dǎo)山東省水資源的規(guī)劃和利用起到一定作用。對于水資源匱乏省份的水資源研究具有十分重要的現(xiàn)實意義，可為區(qū)域水資源管理提供理論依據(jù)。

2 山東省河流概況

山東省河流均為季風(fēng)區(qū)雨源型河流，分屬黃河、淮河、海河流域。境內(nèi)主要河道除黃河橫貫東西、京杭運河縱穿南北外，其他中小河流密布全省。干流長度大于10km的河流共計1552條，流域面積超過1000km2的河流有46條，300～1000km2的河流有107條，河網(wǎng)密度為0.24km/km2。全省河流按地形條件可分為山溪性河流和平原坡水河流兩大類。

山溪性河流主要分布在魯中南山區(qū)和膠東半島地區(qū)。較大河流有沂河、沭河、濰河、彌河、白浪河、小清河、大汶河、泗河、大沽夾河、大沽河、五龍河、母豬河、乳山河、南膠萊河、北膠萊河等。

平原坡水河流主要分布在魯北平原區(qū)及魯西平原區(qū)，較大河流主要有漳衛(wèi)新河、徒駭河、馬頰河、德惠新河、洙趙新河、萬福河和東魚河等。

3 水利工程建設(shè)情況

3.1 水庫工程

新中國成立前，山東省只有小（二）型水庫兩座。1958年在山丘地區(qū)掀起了修建水庫、塘壩等蓄水工程的高潮，到1963年全省建成大型水庫31座，中型水庫84座，數(shù)千座小型水庫和數(shù)萬座塘壩。20世紀(jì)60年代中后期和70年代，又修建一批新水庫。至2000年底，全省共建成大型水庫32座，中型水庫152座，防洪總庫容達67.39億m3。

3.2 河道治理

（1）漳衛(wèi)河：1949年前只能防御400m3/s的洪水，1957～1958年經(jīng)治理臨清和四女寺站的保證流量分別提高到1820m3/s、1520m3/s；1971～1974年臨清站安全行洪流量提高到3500m3/s。

（2）徒駭、馬頰河：1949年前徒駭河在葦河入口處只能通過30m3/s，馬頰河大道王安全行洪流量50m3/s。經(jīng)過治理馬頰河大道王可達1004m3/s。為了根治徒駭、馬頰河的洪澇災(zāi)害，1968～1969年在兩河之間新開德惠新河，可增加排澇流量259m3/s。

（3）沂河、沭河：沂河安全行洪能力由1949年的4500m3/s提高到現(xiàn)在的15400m3/s；沭河安全行洪能力由2000m3/s提高到現(xiàn)在的5170m3/s；1998年又實施了分沂入沭工程，沂河、沭河防洪能力達到了20年一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)。

（4）小清河：1977～1978年，河道行洪能力由過去不足100m3/s增加到303m3/s；1996年按除澇標(biāo)準(zhǔn)5年一遇，防洪標(biāo)準(zhǔn)濟南市區(qū)段按50年一遇，其他河段按20年一遇洪水進行了全河綜合治理。

（5）濰河：經(jīng)過治理現(xiàn)在行洪能力達到了5000m3/s。

（6）大沽河：新中國成立前，大沽河行洪能力不到2000m3/s，現(xiàn)在南村站安全行洪流量達到3800m3/s。

4 代表站選擇

圖1 海河流域漳衛(wèi)河不同年份徑流量均值圖

山東省河流分屬海河、黃河、淮河流域，各流域主要河流徑流量采用分布于各主要河流上的水文站1960～2009年的流量觀測資料。海河流域選擇漳衛(wèi)新河、馬頰河、德惠新河、徒駭河；黃河流域選擇大汶河；淮河流域選擇小清河、彌河、濰河、大沽河、大沽夾河、東五龍河、沂河、沭河、泗河、洙趙新河、東魚河。各時間序列變化趨勢的顯著性采用Mann-Kendall方法檢驗（M-K檢驗）。

5 徑流量的年際變化分析

5.1 海河流域

海河流域臨清站具有1950年以來的長系列資料，四女寺閘站具有1962年以來的資料，其他站的資料起始于20世紀(jì)70年代。臨清站上游建有岳城水庫，1960年攔洪，1961年蓄水，1970年全部建成。1950～1959年臨清站平均徑流量為41.73億m3，比系列平均徑流量20.29億m3偏大106%，比1960～2009年平均徑流量16.01億m3偏大161%。另外系列中1960～1969年平均徑流量較大，為37.38億m3，因為海河流域1961年、1964年發(fā)生歷史性暴雨洪水，導(dǎo)致系列均值明顯偏大（見圖1）。

從1950～1959年和1960～1969年的資料系列來看，水利工程對河道的徑流影響明顯。從70年代以后，臨清站徑流量逐漸減少，但其下游四女寺閘站、慶云閘站變化趨勢與臨清站并不同步，且下游站的徑流量較上游站歷史同期逐漸減少，原因是魯北河流徑流除受降雨影響外，另外的主要影響因素是河道攔河閘攔蓄利用。由于河道引水以及引黃因素的增加，導(dǎo)致了徑流量的變化趨勢比較復(fù)雜，但總的趨勢是同時期從上游到下游變大。

5.2 黃河流域

黃河流域大汶河代表站中北望、大汶口、戴村壩站具有1956年以來的水文資料，其他站大部分起始于20世紀(jì)60年代中期。大汶河支流上建有2座大型水庫，即雪野水庫和光明水庫，分別于1959年及1958年開工建設(shè)。從萊蕪、北望、大汶口、戴村壩等河道站資料來看，大汶河建大型水庫前即1950～1959年平均徑流量偏大，1960～1969年平均徑流量也偏大，因為大汶河1957年和1964年分別發(fā)生歷史性暴雨洪水；1980～1989年平均徑流量較多年平均值明顯偏小，其中萊蕪、北望、大汶口、戴村壩站分別偏小41%、50%、56%、63%，即相對于各站本身而言從上游到下游徑流量逐漸減少，從側(cè)面反映了水利工程對河道來水的攔蓄影響；其他年代的平均徑流量與系列的多年平均值比較變化幅度不是很大，在16%以內(nèi)（見圖2）。

圖2 黃河流域大汶河不同年份徑流量圖

從萊蕪、北望、大汶口、戴村壩等河道站資料來看，大汶河建大型水庫前即1950～1959年平均徑流量偏大，1960～1969年平均徑流量也偏大，因為大汶河1957年和1964年分別發(fā)生歷史性暴雨洪水；1980～1989年平均徑流量較多年平均值明顯偏小，其中萊蕪、北望、大汶口、戴村壩站分別偏小41%、50%、56%、63%，即相對于各站本身而言從上游到下游徑流量逐漸減少，從側(cè)面反映了水利工程對河道來水的攔蓄影響。

5.3 淮河流域

淮河流域可劃分為沂沭河水系、南四湖水系及山東半島水系，由于下墊面的差異，導(dǎo)致各河同時段的徑流量相比變化并不一致。

（1）沂沭河水系

沂沭河水系上共建有大型水庫9座，其中沂河5座，沭河4座，均集中在1958～1960年建設(shè)完成。該水系歷史上發(fā)生較大洪水的年份為1957年、1964年、1974年、2003年，其中以1957年最大。該水系徑流量變化總體規(guī)律是從20世紀(jì)60年代逐漸減少，到80年代達到最低值，以后又逐漸增加（見圖3、圖4）。

沭河上沒有能基本反映自然條件下的測站，沂河的二級支流溫涼河上有王家邵莊站，基本能反映自然條件下的水流情況，該站為小河站，上游水利工程很少。王家邵莊站2000～2009年平均徑流量比1970～1979年值偏大13%，比1980～1989年值偏大160%，比1990～1999年值偏大46%，而臨沂站同等條件下分別偏小1%，偏大154%、15%，反映出水利工程對河道的攔蓄作用明顯。

（2）洙趙新河水系

東魚河、洙趙新河屬于湖西平原河流，河道上建立了很多攔河閘，極大地改變了河道的天然狀況，從而徑流量的變化規(guī)律很難尋求。以洙趙新河為例，上游魏樓閘站2000～2009年平均徑流量比1980～1989年值偏大6%，比1990～1999年值偏大19%，而下游梁山閘站同等條件下分別偏小57%和38%，從而反映出攔河閘對河道的攔蓄利用作用明顯（見圖5）。

（3）山東半島水系

山東半島水系以大沽河為例，上游建有2座大型水庫，即產(chǎn)芝水庫和尹府水庫。歷史上較大洪水年份為1955年，從而1950～1959年平均徑流量較大，另外1970～1979年值也較大，從20世紀(jì)80年代以來，徑流量逐漸增大，但均在系列均值以下（見圖6）。

（4）濰河水系

濰河上建有4座大型水庫，分別為墻夼水庫、峽山水庫、高崖水庫、牟山水庫，均于1960年竣工。1974年發(fā)生歷史性暴雨洪水，從而導(dǎo)致1970～1979年平均徑流量偏大。只有郭家屯站為河道站，由于大型水庫的多年調(diào)節(jié)作用，極大地改變了河道的天然狀態(tài)，導(dǎo)致各控制站變化方向不一致，如郭家屯2000～2009年平均徑流量比1990～1999年值偏小15%，而峽山水庫站同等條件下偏大52%（見圖7）。

（5）彌河水系

彌河建有冶源水庫，為大型水利工程，于1958年5月開工，1959年9月竣工。上游黃山站以上水利工程較少，基本上能反應(yīng)自然條件下的徑流情況，2000～2009年平均徑流量較1980～1989年值偏大85%，而譚家坊站同等情況下偏大354%，冶源水庫能夠?qū)嵭卸嗄暾{(diào)節(jié)，從側(cè)面反映出水利工程的攔蓄作用明顯（見圖8）。

6 結(jié)論

圖3 淮河流域沂河不同年份徑流量圖

圖4 淮河流域沭河王家邵莊與臨沂站徑流量對比圖

圖5 淮河流域洙趙新河不同年份徑流量圖

圖6 淮河流域大沽河不同年份徑流量圖

圖7 淮河流域濰河不同年份徑流量圖

圖8 淮河流域彌河不同年份徑流量圖

本文利用水文測站實測流量資料，分析了1950～2009年山東省海河流域、黃河流域、淮河流域主要河流徑流變化特征，得到了如下結(jié)論：

（1）山東省主要河流在1950～1969年徑流量充沛，1970～1979年徑流量逐漸減少，1980～1989年徑流量達到最低點，1990～2009年徑流量緩慢增加，但增加幅度不大。

（2）1950～1989年主要河流為天然河道，受水利工程影響較小，徑流量呈現(xiàn)有規(guī)律遞減。1990～2009年因于受水利工程攔蓄影響，河道徑流量變化規(guī)律比較復(fù)雜。水利工程的開發(fā)建設(shè)，極大地改變了河道的天然徑流情況，在攔蓄利用水資源的同時，應(yīng)注意對河道生態(tài)環(huán)境的保護，不能僅注重眼前利益，更要立足于長遠發(fā)展■