浑河流域径流萎缩情况浅析

王玉成

（辽宁省防汛抗旱指挥部办公室，110003，沈阳）

浑河流域径流萎缩情况浅析

王玉成

（辽宁省防汛抗旱指挥部办公室，110003，沈阳）

针对浑河流域面积50 km2以上山区性河流进行萎缩情况分析。通过收集查证水利志、地方志等文献资料，依据工程情况及流域取用水调查，采用Spearman秩次相关检验分析方法，考虑降水径流及水资源利用率等特性，定量分析河流的萎缩程度，从而实现水资源优化配置的目的。

程度分析；径流萎缩；浑河流域

水文过程是一种动态的自然过程，年际之间存在着较大变化，在大的时间尺度上水文情势会发生较大幅度的变化。实测年径流的减少最能直观表征河流萎缩程度，因此新中国成立后至今的萎缩趋势可采用水文站实测年径流进行长系列定量分析。分析方法主要为查证水利志、地方志等文献资料，对于有实测水文资料的河流，采用Spearman秩次相关检验法分析，对于无水文观测资料的河流，依据工程情况及流域取用水调查资料分析，现状河流萎缩程度分析以近10年实测径流占多年平均天然径流的百分比为指标判断河流萎缩程度，考虑降水径流及水资源利用率等特性，将河流的萎缩情况分级确定。本文以浑河流域为例，分析50 km2以上河流近代演变、萎缩趋势、萎缩程度，并对典型河流进行演变调查。

浑河为辽宁省东部地区的较大河流，发源于辽宁省抚顺市清原县长白山支脉滚马岭，河源海拔高程750 m，源头区山高林密，水清见底。流经清原、新宾、抚顺、沈阳、辽中、海城、台安等市县，在三岔河与太子河汇合。根据2013年辽宁省水利普查资料，浑河包括大辽河及太子河，流域总面积28 260 km2，河道总长度495 km，有集水面积50 km2以上的河流136条（流域水系图略）。

一、分析方法

本文采用Spearman秩次相关检验法。Spearman秩次相关检验主要是通过分析水文序列Xt与其时序i的相关性来检验水文序列是否存在趋势性。在运算时，用其秩次Rt（即把序列Xt从大到小排列时，Xt所对应的原来序列中的序号i），i仍为时序（1，2，…n）。

秩次相关系数为：

n为序列长度，dt=Rt-t，显然如果秩次Rt与序号t相近时，则dt小，秩次相关系数大，r接近1，趋势显著；若反过来，则Σdt2达最大，r接近-1。

通常采用检验法检验序列的趋势性是否显著，统计量的计算公式为：

T服从自由度为n-2的t分布，假设原水文时间序列没有变化趋势，则根据水文序列的秩次相关系数计算出T统计量，然后选择显著水平α，在t分布表中查出临界值tα/2，当｜T｜≤tα/2时，则接受原假设，该时间序列的趋势不显著；反之，拒绝原假设，说明该时间序列有显著变化趋势。

二、定量指标确定

选取典型河流代表水文站，统计其新中国成立以来的实测年径流，系列长度在52～62年之间，用Spearman秩次相关检验法分别计算参数，参数成果见表1。

表1 河流代表站实测径流Spearman秩次相关检验法参数成果表

表2 河流代表站月平均实测流量Spearman秩次相关检验法参数表

表3 河流萎缩程度指标划分表

Spearman秩次相关检验法计算的T值越大，说明实测年水量萎缩趋势越明显，T值为负值代表趋势是上升的。为便于分析比较，将实测年径流萎缩趋势进行分级，定义T值≥4.5为萎缩趋势严重，T值介于4.5～2.5之间具有中度萎缩趋势，T值介于2.5～T之间具有轻度萎缩趋势，小于T标准值的不具有萎缩趋势。

三、径流萎缩趋势分析

1.年径流系列萎缩趋势分析

通过实测年径流长系列趋势检验，浑河干流抚顺段呈中度萎缩趋势；沈阳段、辽阳段呈轻度萎缩趋势，其他河段没有萎缩趋势；东洲河、牤牛河、南沙河实测径流呈增加趋势。各河流径流萎缩趋势分析见表2。

2.枯水期系列萎缩趋势分析

对浑河流域支流的不受大中型水库工程影响的水文站，因不受水库放水的影响，其枯水季节的流量变化更能反映河流的萎缩趋势。统计水文站新中国成立以来的4月份实测月平均流量，系列长度在52～62年之间，用Spearman秩次相关检验法计算参数，参数成果见表2。

由表2可以看出，浑河北口前以上、海城河、兰河有萎缩趋势，其他支流没有萎缩趋势。

3.萎缩趋势原因分析

根据河流的径流萎缩趋势检验及年降水长系列萎缩趋势分析。其年降水长系列并没有明显的萎缩趋势。说明年径流呈现萎缩趋势不是年降水量减少引起，浑河干流抚顺段径流呈中度萎缩趋势，这与抚顺上游1958年大伙房水库的建设及1973—1990年陆续修建4个中型水库直接相关。

四、现状径流萎缩程度分析

1.萎缩程度指标确定

现状河流萎缩程度用径流分析最为直观可靠。近10年是辽宁省经济快速发展的10年，各项用水量比以往任何时期都要多。以近10年实测径流均值代表现状河流水量，因辽宁省绝大部分水利工程都在新中国成立后开始逐渐兴建，多年平均天然年径流可代表20世纪50—80年代的实际径流。以近10年实测径流占多年平均天然径流的百分比为指标判断河流萎缩程度。因国际上公认的水资源利用率极限为40%，考虑降水径流及水资源利用率等特性，将河流的萎缩情况分为四级，具体见表3。河流的用水量自上游向下游是不断增加的，因此离河口最近的水文站径流最能反映河流的萎缩程度，本次现状河流萎缩程度用最下游水文站径流进行分析。

2.萎缩程度分析

浑河大伙房水库以上的北口前站最近10年实测径流为5.01亿m3，1953—1999年多年平均天然径流为5.64亿m3，最近10年水量为天然径流的88.8%，大伙房水库以上属轻度萎缩；浑河沈阳水文站最近10年实测径流为15.07亿m3，多年平均天然径流为21.87亿m3，最近10年水量为天然径流的68.9%，沈阳河段属中度萎缩；浑河下游的邢家窝堡水文站最近10年实测径流为18.31亿m3，多年平均天然径流为28.46亿m3，最近10年水量为天然径流的64.3%，浑河下游段属中度萎缩。太子河观音阁水库坝下至河口均属轻度萎缩。各河萎缩程度见表4。

3.萎缩特性分析

采用套绘水文站各年代实测大断面的方法分析，自20世纪60年代以来，每个年代选取1年的实测断面进行套绘。如浑河沈阳水文站大断面套绘如图1。

表4 河流萎缩程度统计表

图1 浑河沈阳水文站大断面套绘图

经过比较，表现为河道下切严重的河流，如浑河、海城河、汤河西支，下切深度均在3～5 m之间；浑河邢家窝棚站有主河槽摆动，30年摆动200 m左右；本溪段冲淤相间，变幅不大；辽阳段20世纪70年代后主槽变幅不大，近年边滩有较大下切。

五、结语

浑河流域（包括太子河流域）136条50 km2以上的山区性河流中，严重萎缩河流有小孤家子河和柳壕河两条；中度萎缩河流有浑河、汤河、运粮河、杨柳河及北地河等5条；轻度萎缩河流有41条；没有萎缩的河流有86条。不同程度萎缩河流占河流总数的35.3%。浑河太子河流域河流水量萎缩有两方面的主要原因：一是新中国成立后不断修建的水库、水闸、橡胶坝等水利工程拦截了部分河流水量，使下游水量不断减少，甚至断流；二是由于工农业的发展需要，对河流的取用水量逐年增加，无节制地开采地下水，沿河布设的大量取水泵站及取水井工程使河流水量不断减少。■

[1]何自立.气候变化对流域径流的影响研究[D].西北农林科技大学,2012.

[2]张爱静.东北地区流域径流对气候变化与人类活动的响应特征研究[D].大连理工大学,2013.

[3]田烨.气候变化对极端径流影响评估中的不确定性研究[D].浙江大学,2013.

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[5]张淑兰，王彦辉，于澎涛，等.定量区分人类活动和降水量变化对泾河上游径流变化的影响[J].水土保持学报，2010（4）.

责任编辑 杨轶

Situation of runoff atrophy in Hunhe River Basin

Wang Yucheng

Situation of runoff atrophy is analyzed for mountain rivers of more than 50 km2in Hunhe River Basin.It is quantitatively analyzed by collecting literature materials of water conservancy,local Chronicles and so on,surveying the situation of project and river basin water withdrawal,and using the Spearman Rank Correlation Test Analysis Method. Finally,the aim of optimizing allocation of water resources is realized by considering the rainfall runoff and the utilization rate of water resources.

situation analysis;runoff atrophy;Hunhe River Basin

TV121

B

1000-1123（2016）01-0059-03

2015-12-08

王玉成，高级工程师，研究方向为防汛抗旱技术与管理。