淮河洪泽湖以上流域水资源量时空分布特征研究

刘开磊 戴丽纳 汪跃军 胡友兵 王敬磊

淮河洪泽湖以上流域水资源量时空分布特征研究

刘开磊1戴丽纳1汪跃军1胡友兵1王敬磊2

一、概述

为贯彻落实最严格水资源管理制度，推进依法行政，加强对水资源的宏观调控，优化水资源配置格局，促进水资源的合理开发利用，预防水事纠纷、维护社会和平稳定，开展流域水资源量时空分布特征研究，是十分必要的。

淮河流域地处我国东部，介于长江和黄河之间，跨河南、湖北、安徽、江苏、山东五省，1956～2000年多年平均年降水量为875mm，多年地表水资源量595×108m3。淮河流域地表水资源量分布状况是淮河上游大于中下游，淮南大于淮北。淮河流域地表水资源主要来源于大气降水，由于降水年内分配不均、年际变化大，导致径流量年内分配不均匀加剧，年际变化更大。径流年际变幅大，年内分布十分不均，兼之大多属平原型河流，因此，丰水年常水多为患，经常发生洪、涝灾害；枯水年经常发生严重旱灾。水旱灾害频繁发生使得淮河成为我国水旱灾害最严重地区之一。在枯水年份和枯水期内，从客观上决定了淮河区枯水年份需要调用外水，以缓解水资源严重不足的紧张局面。考虑到淮河洪泽湖以上流域集中了淮河流域61.7%的地表水资源量，年平均水资源量为367×108m3，年平均径流深232mm。同时该流域内取用水户多样化，下垫面状况复杂多变，流域内水资源供需矛盾尖锐，因此选择该流域作为试验流域，针对水资源量的时空分布特征进行研究。

二、数据介绍

该研究的数据基础为第二次全国水资源调查评价中，淮河洪泽湖以上流域22个控制站的逐年水资源量数据，数据长度跨1956～2000年。为方便比较不同面积、不同流域区间的水资源量特征，排除流域面积大小的影响，该研究采用年径流深指标，以控制流域单位面积上的平均水资源量作为评价水资源量在淮河流域的时空分布特征的依据。

由于原始数据为控制站以上流域水资源量，该数据与该站点上游控制站的水资源量之间存在重复统计的现象，不能够准确的反映不同分区的水资源量分布特征，因此该研究在进行数据统计分析之前，需要根据各控制流域的范围及面积数据，辨识出被重复计算的水资源量，将原始数据中“控制站以上流域水资源量”转换为“控制站区间水资源量”。尤其下游控制站的区间流域（如王家坝）的统计指标是包括区间以及上游控制站（如王家坝流域内的息县、班台、潢川等）在内统计指标的均值。对于王家坝控制站的水资源量数据，需要在其中去除息县、潢川、班台各控制站水资源量得到王家坝区间水资源量，该数值除以区间流域面积得到王家坝区间年径流深值。区间的范围以及重心位置（图1白点）。为与原始数据中各控制站以上流域相区别，控制站以上至上游控制站区间称作“区间”流域，如图1中编号为9的王家坝区间流域。

图1 淮河洪泽湖以上流域及控制站位置示意图

三、统计成果与分析

1.流域水资源总量年际分布特征

（1）流域水资源总量年际分布特征

以淮河洪泽湖以上流域45年的逐年径流深为分析对象，采用MK（Mann-Kendall）检验方法对该流域水资源总量的变化趋势进行分析（图2纵坐标为无量纲值）。若UF、UB的值大于0，则表明序列呈上升趋势，反之呈下降趋势。当他们超出临界虚线时，表明上升或下降趋势显著。

如图2所示，从1956～2000年变化趋势来看，淮河洪泽湖以上流域年径流深未出现明显的突变；大部分的数据点小于0，表明淮河洪泽湖以上流域水资源量大体呈现逐年减少的趋势。实际上该流域水资源量平均变化速率为：-1.377×108m3/y，年径流深平均变化速率为：-0.871mm/y。

（2）各控制站区间流域水资源总量年际分布特征

为能够更精细化地了解淮河洪泽湖以上流域，不同的控制站的年径流深的逐年变化情况，绘制各站年径流深逐年变化图，并比较各站年径流深变化速率的差异性。

图3中a～e分别展示了响洪甸水库、息县区间、周口区间、三河闸区间、蒙城区间年径流深的逐年变化过程。参照图 3（f）可知，除梅山水库（15）、阜阳区间（17）的年径流深变化速率略高于0外，其余20站的年径流深变化速率均明显小于0。结果表明，淮河洪泽湖以上各站水资源量变化趋势一定程度上呈现出地区差异，总体呈现下降的趋势。以上结果与MK检验所得到淮河洪泽湖以上结果相对应。

图2 径流深MK检验图

图3 各站年径流深变化示意图

2.水资源量地域分布特征

参照淮河流域水资源调查评价结果，将以上22个控制站多年径流深数据，取平均值获得各站多年平均年径流深，并以此为依据绘制淮河洪泽湖以上流域径流深年等值线图。

图4以50mm年径流深为间隔，绘制淮河洪泽湖以上流域年径流深等值线图。从图中可以明显看出；流域水资源量呈现明显的南北差异，淮河南部地区水资源量较多，最多的如横排头区间多年平均年径流深达780.33mm，多年平均年径流量22.925×108m3；淮河流域北部地区水资源量相对较少，最少的为玄武站，该站点多年平均年径流深为59.59mm，多年平均年径流量 2.392×108m3。

图4 各站年径流深变化示意图

四、结论

流域水资源是与经济、社会发展密切相关的重要战略资源，水资源的开发利用程度反映着地区生产力发展水平。水资源的数量、分布及质量，在相当大程度上制约着区域社会、经济的发展。因此，科学地开展区域水资源量的调查研究，对于促进水资源可持续利用，以及支撑区域社会、经济、建设的健康可持续发展，具有举足轻重的作用。

该研究基于1956～2000年淮河洪泽湖以上流域水资源量调查成果，以流域22个控制站的逐年径流量为依据，分别对流域水资源量的年际、空间分布特征进行统计分析。依据分析成果可知，在考察时段内，淮河洪泽湖以上流域水资源量整体未出现明显的突变；水资源总量呈现下降趋势，但是流域各处水资源量的年际变化呈现不同的涨落趋势；流域水资源空间分布不均，淮河以南水资源量丰沛程度明显比淮河以北更高

（作者单位：1.淮河水利委员会水文局（信息中心） 233001 2.安徽淮河水资源科技有限公司 233000）