陕西省径流丰枯变化及其资料系列代表性分析

葛芬莉

(陕西省水文水资源勘测局，西安 710068)

陕西省径流丰枯变化及其资料系列代表性分析

葛芬莉

(陕西省水文水资源勘测局，西安 710068)

摘 要：选用陕西15 处水文站长系列径流资料，应用差积曲线分析径流的周期性丰枯变化;采用径流连丰连枯统计及其丰枯水年所占比例，分析径流的丰枯变化规律;通过对径流长短系列相对误差对比及不同频率年径流分析，评价径流资料系列的代表性。结果表明：1956—2000年系列丰水期、枯水期长度基本相同，也基本包括了完整的丰枯周期，是最具有代表性的水文短系列。

关键词：径流；丰枯变化；代表性；陕西省

1 资料选用

根据全国水资源综合规划技术细则[1]要求，全省共选用了15个实测系列在47 a以上、观测质量较好的径流量长系列区域代表站，其中陕北3个，关中7个，陕南5个，资料系列最长的张家山站为1932—2000年，最短的高石崖、温家川站为1954—2000年，陕西省径流量代表站见表1。

表1 陕西省径流量代表站情况

2 径流丰枯变化

2.1 周期性丰枯变化

差积曲线的不同形状，反映年径流量的周期性丰、枯交替变化规律。曲线的上升段，表示多水期，下降段表示少水期，在某时段内，曲线总的趋势上升，表示处于丰水期，曲线总的趋势下降，表示处于枯水期，曲线的丰水期、枯水期构成了一个完整的丰、枯周期[2-4]。全省部分代表站年径流量差积曲线见图1。差积曲线可反映各河流丰枯水段交替循环的大致趋势，但具体到各站及其对应的各条河流，由于循环周期规律差异，其丰水期、枯水期持续时间也就大有不同，但从总体来看，代表站1956—2000年45 a系列所包含的丰水期、枯水期基本相同。

2.2 丰枯规律分析

2.2.1 连丰连枯统计 为分析径流量连丰、连枯的严重程度，采用丰、平、枯水年划分标准[1-4]，对连丰、连枯作进一步的统计分析。丰、平、枯水年判断标准如下：丰水年为径流量频率P<37.5%；平水年为径流量频率37.5%≤P<62.5%；枯水年为径流量频率P≥62.5%。根据上述标准，判别代表站年径流量起始年至2000年长系列中的丰水年、枯水年，统计连丰期、连枯期出现的频次，计算连丰期、连枯期平均年径流量与长系列多年平均年径流量的比值，即极值比(见表2)。极值比是反映径流年际变化的指标,表示年径流的最大最小年变率，K丰和K枯分别表示连丰期和连枯期极值比。

Ki表示逐年模比系数图1 陕西省部分代表站径流量差积曲线

分析表明：所有站连丰、连枯期以2 a出现频次最多，3 a次之，5 a或5 a以上的连丰、连枯期较少。所有站连丰期最长为5 a，连枯期最长为7 a。涝峪口、安康、白河站皆发生了5 a最长的连丰期，分别为1948—1952年、1980—1984年、1980—1984年；林家村、咸阳、升仙村、略阳站皆发生了7 a最长的连枯期，分别为1994—2000年、1994—2000年、1991—1997年、1994—2000年。有些站连丰、连枯期虽不很长，但均值偏离长系列均值程度较大，如：连丰2 a(1980—1981年) 的武侯镇站K丰达2.03，连枯2 a(1941—1942年)的白河站K枯仅0.30。

表2 陕西部分代表站年径流量连丰、连枯统计

2.2.2 丰枯水年对比分析 统计代表站在不同系列中年径流量为丰水年、枯水年的频次，分析丰枯年所占比例(见表3)，结果表明：1956—1979年，丰水年所占比例大于枯水年；1971—2000年、1980—2000年，丰水年所占比例小于枯水年；1956—2000年、起始年至2000年，丰水年、枯水年所占比例基本持平。

表3 陕西省代表站年径流量不同系列丰枯年占比分析 %

3 径流资料系列代表性分析

3.1 长短系列参数相对误差对比

计算1956—1979年、1971—2000年、1980—2000年、1956—2000年4个短系列年径流量均值Χ和离差系数Cv值(离差系数也叫变差系数，是反映径流年际变化的指标)，并分别与长系列的径流量均值、Cv值对比，求其相对误差：

ΔΧ=(Χn-ΧN)/ΧN×100%，

ΔCv= (Cvn-CvN)/CvN×100%，

式中，n为短系列年长度，N为长系列年长度；Χn、Cvn为短系列均值、Cv值；ΧN、CvN为长系列均值、Cv值[1，5]。

全省代表站年径流量长短系列相对误差对比结果见表4。1956—1979年系列：径流量均值2站偏小，13站偏大；径流量Cv值2站无偏离，7站偏小，6站偏大。1971—2000年系列：径流量均值1站偏大，14站偏小；径流量Cv值5站偏小，10站偏大。1980—2000年系列：径流量均值13站偏小，2站偏大；径流量Cv值1站无偏离，4站偏小，10站偏大。1956—2000年系列：径流量均值系统偏离程度有较大改善，有1站无偏离，5站偏大，9站偏小；径流量Cv值系统偏离程度也有较大改善，有5站无偏离，3站偏小，7站偏大。无论系统偏离程度还是长短系列相对误差分析，结果均表明1956—2000年45 a系列具有较好的代表性。

3.2 不同频率年径流量对比

为进一步分析不同系列数据的代表性，对4个短系列与长系列资料进行年径流量频率计算，将适线(配线)求得的不同频率数据对比分析。

全省代表站不同频率年径流量分析结果(见表5)表明：1956—1979年不同频率预估值相对长系列值(除涝峪口、秦渡镇两站偏小外)系统偏大，这是因为1956—1979年基本处于丰水期；1971—2000年不同频率预估值相对长系列值(除状头站偏大外)系统偏小，是因为1971—2000年基本处于枯水期；1980—2000年不同频率预估值相对长系列值也偏小，其偏小程度较1971—2000年系列陕南地区减弱，陕北、关中地区增强，是因为1980—2000年较1971—2000年系列枯水期陕北、关中地区偏强，陕南地区偏弱； 1956—2000年系列不同频率预估值相对长系列值偏大、偏小比例持平，无系统偏离，说明1956—2000年系列处在一个完整的丰枯周期内，具有很强的代表性。

表4 陕西省代表站年径流量长短系列统计参数相对误差分析 %

表5 陕西省代表站短系列与长系列不同频率年径流量对比分析

4 结论

选用陕西15 处水文站长系列径流资料，应用差积曲线分析径流的周期性丰枯变化，采用径流连丰连枯统计及其丰枯水年所占比例，分析径流的丰枯变化规律，通过对径流长短系列相对误差对比及不同频率年径流分析，评价径流资料系列的代表性。结果表明：1956—2000年系列丰水期、枯水期长度基本相同，也基本包括了完整的丰枯周期，是最具有代表性的水文短系列。

参考文献：

[1] 全国水资源综合规划技术细则(试行)[S].北京：水利部水规总院，2002.

[2] 史鉴，陈兆丰，邢大韦，等.关中地区水资源合理开发利用与生态环境保护[M].郑州：黄河水利出版社，2002：35-37.

[3] 陶林威，马洪，葛芬莉.陕西省降水特性分析[J].陕西气象，2000(5)：7-9.

[4] 陈兆丰，史登武，胡长根，等.陕西省地表水资源[G].西安：陕西省水文总站，1984：44-45.

[5] 水资源评价导则(SL/T 238—1999)[S].

中图分类号：P333

A

文章编号：1006-4354(2013)05-0020-05

收稿日期：2013-02-28

作者简介：葛芬莉(1964—)，女，陕西兴平人，学士，高工，从事水文水资源调查及其开发利用分析评价、规划等。