伊洛河流域水沙特征變化分析

李玉中，胡潤停，高亞軍

（1.河南省豫東水利工程管理局趙口分局，河南 開封 475000；2.河南省水利科學(xué)研究院，河南 鄭

州 450004；3.黃河水文水資源科學(xué)研究院，河南 鄭州 450004）

1 研究區(qū)概況

伊洛河是黃河一級支流，流域面積18 881 km2。干流洛河長446.90 km。支流伊河河長264.80 km，流域面積6 041 km2。

2 水文要素變化

2.1 降水量

伊洛河流域年降水量總體隨年代的增加有所減小，但變幅變化不大，見圖1。

圖1 伊洛河黑石關(guān)站以上區(qū)域年降水量變化趨勢圖

研究區(qū)多年平均降水量695.10 mm，1971-1989 年年均降水量比1956-1970 年（基準(zhǔn)期）的小41.10 mm，比多年（1956-2020 年）均值大3.60 mm，距平為0.50%；1990-2007 年年均降水量比基準(zhǔn)期的小76.20 mm，比多年（1956-2020 年）均值小31.40 mm，距平為-4.50%；2008-2020 年年均降水量比基準(zhǔn)期的小58.30 mm，比多年（1956-2020 年）均值小13.50 mm，距平為-1.90%，見表1。

表1 伊洛河黑石關(guān)站以上區(qū)域不同時段年均降水量變化表

2.2 徑流量

由圖2 可以看出，徑流量隨年代的增加，減小的趨勢十分明顯。由表2可知徑流量變化較為顯著。

表2 伊洛河黑石關(guān)站不同時段年均徑流量的變化表

圖2 伊洛河黑石關(guān)站年徑流量變化趨勢圖

2.3 輸沙量

黑石關(guān)站輸沙量減小趨勢更加明顯見圖3。由表3 可知，1971-1989年年均輸沙量比基準(zhǔn)期年均輸沙量減少1 713萬t，距平為-3.90% ; 1990-2007 年年均輸沙量比基準(zhǔn)期年均徑流量減少2 443 萬t，距平為-89.30% ; 2008-2020 年年均輸沙量比基準(zhǔn)期年均輸沙量減少2 512萬t，距平為-97.40%。

圖3 伊洛河黑石關(guān)站輸沙量變化趨勢圖

表3 伊洛河黑石關(guān)站不同時段年均輸沙量變化表

3 變化成因分析

3.1 突變分析

從伊洛河流域年降水量的M-K 突變點檢驗可知: 年降水量不存在明顯的變化趨勢; 年徑流量和年輸沙量序列均存在顯著的減小趨勢，年徑流量在1990年前后發(fā)生了一次突變；年輸沙量在1967、1989 和2007 年前后發(fā)生了3 次突變；綜合考慮徑流和泥沙的年含沙量后，年含沙量在1970、1989 和2007年前后發(fā)生了3次突變，與年輸沙量的突變趨勢基本一致。

3.2 降水量與徑流量、徑流量與輸沙量的關(guān)系

由圖4 可以看出，在相同降水量條件下，1990 年后的多數(shù)年份徑流量明顯小于1990 年前的，說明伊洛河流域的實測降水徑流關(guān)系發(fā)生了變化。降水徑流關(guān)系的變化除受雨強變化的影響外，人類活動也是變化的主要原因。

圖4 伊洛河流域不同時段降水量與徑流量關(guān)系圖

由圖5 可以看出，在相同徑流量條件下，隨著年代的增加，多數(shù)年份的輸沙量明顯減少，說明伊洛河流域徑流量輸沙量關(guān)系也發(fā)生了變化。輸沙量的減少除了與大暴雨場次的減少有關(guān)，更重要的是與流域的下墊面變化有關(guān)。

圖5 伊洛河流域不同階段徑流量與輸沙量關(guān)系圖

3.3 水沙年內(nèi)變化分析

①與基準(zhǔn)期相比，1971-1989 年、1990-2007 年和2008-2020 年年均降水量分別減小5.60%、10.30% 和7.90%，汛期降水量分別減小2.40%、8.40%和5.50%；主汛期降水量分別減小5.50%、12.70% 和11.20%。3 個時段中，1971-1989 年和1990-2007 年各月降水量減少最大的月份是4 和11 月，均達(dá)到了30% 以上，增加最大的月份是12月和2 月，均達(dá)到了15% 以上；2008-2020 年各月降水量減少最大的月份是1月、3月和10 月，達(dá)到了30% 以上，增加最大的月份是2 月、5 月、9月和11月，均達(dá)到了20% 左右。除了1971-1989 年主汛期與年降水量減少相當(dāng)外，1990-2007 年和2008-2020 年2 個時段主汛期降水量的減少量均大于年降水量的減少量，說明降水量在年內(nèi)分配更加趨于均勻化。②與基準(zhǔn)期相比，1971-1989年、1990-2007 年和2008-2020 年年均徑流量分別減小31.60%、55.70%和56.70%，汛期徑流量分別減小30.50%、59.50% 和60.50%，主汛期徑流量分別減小37.50%、67.10%和72.10%。3 個時段中，各月降水量減少最大的月份是7 月，均達(dá)到了56%以上，1990-2007 年和2008-2020 年甚至達(dá)到了76%，1971-1989 年減少幅度最小的月份是10 月，僅減少3.30%；1990-2007 年和2008-2020 年各月徑流量減少最小的月份是3月和6月，減少幅度也達(dá)到了30% 以上。3 個時段隨著年代的增加，汛期、主汛期和年值減少的幅度也在增加，增減的趨勢大致相同，主汛期略高于汛期和年值，與基準(zhǔn)期相比，徑流量在年內(nèi)分配均有一定的減少趨勢。③與基準(zhǔn)期相比，1971-1989 年、1990-2007 年和2008-2020 年年均輸沙量分別減小67.60%、96.40% 和99.10%，汛期徑流量分別減小69.50%、96.20% 和99.10%，主汛期輸沙分別減小73.50%、97% 和99.50%。3 個時段中，與基準(zhǔn)期相比，1971-1989 年各月減少的幅度為32.40%～95.20%，1990-2007 年各月減少的幅度為88.10%～100%，2008-2020 年各月減少的幅度為94.10%～100%。

4 結(jié)語

以1990 年為界，伊洛河流域降水量僅減小了6.40%，徑流量減小了23.30%，輸沙量減小了96.00%。經(jīng)突變分析得知，年降水量不存在明顯的變化趨勢，年徑流量在1990年前后發(fā)生了一次突變，年輸沙量在1967年、1989年、和2007年前后發(fā)生了3 次突變，綜合考慮徑流和泥沙的年含沙量后，年含沙量在1970年、1989年和2007年前后發(fā)生了3 次突變；伊洛河流域的水沙減少主要與流域的下墊面變化有關(guān)，特別是與流域的水土保持措施治理密切相關(guān)。