渭河源区径流量变化情势分析
2017-07-12姜丽红
姜丽红，贾 杰
（甘肃省定西水文水资源勘测局，甘肃 定西 743000）
渭河源区径流量变化情势分析
姜丽红，贾 杰
（甘肃省定西水文水资源勘测局，甘肃 定西 743000）
通过渭河源区渭源水文站1981～2010年30年的月年实测径流资料,分析了渭河源区径流年内分配的变化特征。结果表明：渭河源区径流年内分配逐渐趋于均匀，集中期的长期变化呈滞后趋势；年径流量30年呈减小趋势，趋势线具有513.0万m3/10a的负倾向率；年径流量在1993年发生突变，之后呈显著减少；累积滤波器法和斯波曼秩次相关检验法对比分析，所得结果一致，呈显著减少趋势；得出渭源站发生洪水的风险减小，发生干旱的风险持续稳定。
渭河源区；径流量；累积滤波器法；极端水情
1 流域概况
清源河系渭河源头河流，发源于甘肃省渭源县南部的豁豁山，地形特征南部高，北部低，流域内有天然林分布，下垫面条件较好。流域地处内陆，属温带大陆性季风气候，多年平均气温6.0℃。在甘肃省渭源县张家湾村设渭源水文站，集水面积100km2，至河口距离6km。
2 资料来源和研究方法
选取渭河源区渭源水文站1981～2010年逐月径流数据，采用径流年内分配不均匀系数、完全调节系数、集中程度分析源区径流年内变化特征。利用累积滤波器法和斯波曼秩次相关检验法对年径流变化趋势进行分析对比，通过M-K突变检验法分析年径流量序列的变异特征。
3 渭河源区径流年内变化特征
3.1 径流的年内分配不均匀性
渭河源区1981～2010年径流量年内分配不均匀系数多年平均值3.09，历年最大值5.59（1999年），最小值0.97（2009年）；年内分配完全调节系数多年平均值0.351，历年最大值0.528（1999年），最小值0.106（2009年）。渭河源区径流年内分配不均匀系数和年内分配完全调节系数的变化规律总体上一致，处于减小趋势，说明径流年内分配逐渐趋于均匀。渭河源区径流年内分配不均匀系数和完全调节系数变化如图1。
图1 不均匀系数和完全调节系数变化
3.2 径流的年内分配集中程度
渭河源区1981～2010年径流量年内分配集中度多年平均值0.453，历年最大值0.722（1999年），最小值0.128（2009年）；年内分配集中期多年平均为7月7日，出现最早的年份是1997年，集中期为4月15日，出现最迟的年份是2001年，集中期为9月16日。渭河源区径流年内分配集中度与合成向量变化如图2。
从图2中可以看出，渭河源区径流量年内集中度的长期变化总体上呈下降趋势，径流量年内分配逐渐趋于均匀，集中期的长期变化总体上呈滞后趋势。
图2 集中度与合成向量变化
4 渭河源区径流的年代际变化特征
4.1 径流的年代际变化趋势
渭河源区多年平均年径流量2081万m3，趋势线具有513.0万m3/10a的负倾向率，呈减少趋势，即30年间年径流量减少了1539万m3。80年代为2708万m3，为正距平（偏丰3成），90年代为1820万m3，为负距平（偏枯1成），21世纪最初10年为1715万m3，为负距平（偏枯2成）。渭河源区年径流量过程线及年代变化如图3。
图3 过程线及年代变化
图4 渭源站径流累积平均曲线
根据累积滤波器法和斯波曼秩次相关检验法对年径流变化趋势进行计算。渭河源区渭源站径流累积平均曲线如图4，从图4可以看出，总体上渭源站径流累积平均曲线呈下降趋势。1981～1982年表现出明显下降，1983～1984年明显上升，1985～2010年表现出波动式下降。从表1中的趋势性检验结果可知，累积滤波器法反映的序列变化趋势和斯波曼秩次相关检验法所得结果一致，呈减少趋势。斯波曼秩次相关检验统计量值为3.75大于α=0.05时的临界值2.01，即通过了置信度为95%的显著性检验，趋势显著。
4.2 径流序列变异点诊断
表1 径流变化趋势检验结果
图5给出了渭河源区渭源站年径流量的MK时程变化，可以看出，渭源站年径流量在1993年发生突变，之后呈显著减少。渭河源区渭源站年径流量多年平均MK值为-1.46，20世纪80年代多年平均MK值为0.02大于0；20世纪90年代多年平均MK值为-1.43，2000年以后多年平均MK值为-2.97，均小于0，说明渭河源区渭源站年径流量总体处于减少趋势。20世纪80年代多年平均径流量处于上升趋势，从90年代开始多年平均径流量呈减少趋势。
图5 年径流量的MK统计量时程变化
5 渭河源区极端水情分析
运用皮尔逊Ⅲ型频率计算方法计算出最大洪峰流量、枯季最小流量的设计频率值，选取频率为20%（5年一遇）、10%（10年一遇）的设计值，统计系列资料各年代超过5年一遇、10年一遇的最大洪峰流量、最小枯季流量发生的个数，进而分析洪水、干旱灾害发生的风险程度。
利用渭河源区渭源水文站1981～2010年年最大洪峰流量、最小枯季流量分析，结果如表2。
表2 年最大洪水流量、最小枯季流量
由表2可以看出，渭源站自1980～2010年发生5年一遇、10年一遇洪水的频次减少，发生5年一遇最小枯季流量的频次减少、发生10年一遇最小枯季流量的频次稳定；渭源站发生洪水的风险减小，发生干旱的风险持续稳定。
6 结语
（1）渭河源区径流年内分配不均匀系数和年内分配完全调节系数的变化规律总体上一致，处于减小趋势；集中度的长期变化总体上呈下降趋势，集中期的长期变化总体上呈滞后趋势。总体上来说，渭河源区径流年内分配逐渐趋于均匀。
（2）渭河源区年径流量近30年呈减小趋势，趋势线具有513.0万m3/10a的负倾向率，即30年间年径流量减少了1539万m3。渭源站年径流量在1993年发生突变，之后呈显著减少。通过累积滤波器法和斯波曼秩次相关检验法对比、分析，所得结果一致，呈减少趋势。
（3）通过对渭源站极端水情分析，得出渭源站发生洪水的风险减小，发生干旱的风险持续稳定。
［1］杨成有，刘金琪.甘肃江河地理名录［M］.甘肃：甘肃人民出版社，2013.
［2］丁晶，邓育仁.随机水文学［M］.成都：成都科技大学出版社，1988.
［3］潘承毅，何迎辉.数理统计的原理与方法［M］.上海：同济大学出版社，1992.
［4］刘贤赵，李嘉竹，宿庆，等.基于集中度与集中期的径流年内分配研究［J］.地理科学，2007，27（6）：791-795.
［5］牛最荣.气候变化对祁连山区水文循环的影响研究［M］.兰州：甘肃人民出版社，2013.
［6］马正耀.黑河径流年内分配格局变化趋势研究［J］.水文，2011.31（4）:92-96.
（责任编辑：姜彤宇）
Analysis of Wei River Source Area Runoff Variation Situation
JIANG Li-hong,JIA Jie
（Dingxi Hydrology and Water Resources Survey Bureau of Gansu Province,Dingxi 743000,China）
Through the runoff data of Wei River source area measured from 1981 to 2010 years，30 years in total，analyzed from the distribution in homogeneity and concentration degree of annual runoff.The research results show that:the annual runoff of Wei River source area tended to be uniform gradually,and the long-term change of the concentration period showed a trend of lag;The annual runoff of the Wei River source area showed a trend of decrease,and the trend line has a negative trend rate of 5.13 million m3/10a;the mutations of annual runoff occurred in 1993,and there was a significantly decrease after 1993;a significant decrease trend showed by the cumulative filter method and Spomann rank correlation test; Through the extreme hydrologic analysis of Wei River source area station,it concluded that the risk of flooding occurring in Weiyuan hydrological station was decreasing,and the risk of drought occurring in the station was stable continuously.
Wei River source area；runoff；cumulative filter method；extreme hydrologic
TV12
：B
：1672-9900（2017）02-0041-03
2017-02-21
姜丽红（1987-），女（汉族），甘肃会宁人，工程师，主要从事水文水资源的监测、评价和研究工作，（Tel）18093262969。
