近60 a来丹江口水库控制流域降水量及降水径流关系变化分析

卢明龙，丁志宏，孙子淇

（1.南水北调中线干线工程建设管理局，北京 100038；2.天津市中水科技咨询有限责任公司，天津 300170）

近60 a来丹江口水库控制流域降水量及降水径流关系变化分析

卢明龙1，丁志宏2，孙子淇1

（1.南水北调中线干线工程建设管理局，北京 100038；2.天津市中水科技咨询有限责任公司，天津 300170）

以丹江口水库控制流域的8个气象站点历年逐月降水量以及相应的入库流量数据为基础，分析了近60 a来丹江口水库控制流域降水量的年内分布特征以及年降水量的变化趋势，探讨了流域降水径流关系的演化特征。结果表明：丹江口水库控制流域降水量主要集中在6—9月，占全年降水量的60%以上；各站年降水量的增加或减少趋势均不显著；流域降水径流关系没有发生显著变化，这对于南水北调中线工程的安全高效运行和海河流域水资源安全保障工作是有利的。

丹江口水库；南水北调中线工程；降水量；降水径流关系；海河流域

丹江口水库是南水北调中线工程的水源区调蓄水库，汇入丹江口水库的两大支流分别为汉江和丹江，河流的补给来源是大气降水。分析和评价丹江口水库控制流域近60 a来降水量的变化特性以及流域降水径流关系的演化特征对于南水北调中线工程水源区的水资源情势评价、南水北调中线工程的正常运行、海河流域水资源安全保障均具有重要参考价值。

1 降水量变化特性

笔者以丹江口水库控制流域内的的汉中、佛坪、石泉、安康、镇安、郧县、商县、西峡8个气象站1956—2015年的历年逐月降水量为代表，分析近60 a来丹江口水库控制流域的降水量变化特性。

1.1 年内及年际分配

各个气象站点多年平均降水量的年内分配情况，见表1。

由表1可知，就降水量的多年平均情况而言，有以下特点：①6—9月降水量最多，其间降水量占全年降水量的比重汉中为63.2%、佛坪为66.2%、石泉为63.3%、安康为61.8%、镇安为61.7%、郧县为56.3%、商县为61.1%、西峡为62.6%、流域平均为62.0%；②2—5月降水量次多，其间降水量占全年降水量的比重汉中为22.4%、佛坪为20.9%、石泉为22.1%、安康为23.8%、镇安为23.1%、郧县为27.3%、商县为23.7%、西峡为23.2%、流域平均为23.3%；③10—1月降水量最少，其间降水量占全年降水量的比重汉中为14.4%、佛坪为12.9%、石泉为14.3%、安康为14.3%、镇安为15.0%、郧县为16.4%、商县为15.4%、西峡为14.2%、流域平均为14.7%。

各气象站点年降水量序列的分布特征，见表2。

由表2可知，就降水量年际分布特征而言，有以下特点：①就多年平均降水量而言，佛坪最大，为923.1 mm；石泉次之，为883.9 mm；汉中和西峡居中，分别为865.2和852.6 mm；镇安次小，为779.0 mm；商县最小，为701.7 mm；安康和郧县相差不大，分别为813.8和815.9mm。②就降水极值及其出现年份而言，汉中和佛坪具有较强的一致性，其最大值同时出现在1983年，最小值则分别出现在1997和1995年，极值比分别为2.8和2.3；石泉和镇安也具有较强的一致性，其最大值均出现在1983年，最小值则分别出现在1966和1968年；镇安的降水量极值比最大、为3.9，佛坪和安康的降水量极值比最小、均为2.3。

1.2 降水量年际变化趋势

笔者采用Mann-Kendall非参数检验方法[1]对丹江口水库控制流域各站的年降水量变化的趋势性进行检验，结果见表3。

表1 各气象站多年平均降水量年内分配

表2 各气象站降水量年际分布特征

表3 各气象站年降水量变化趋势（α=0.1）

从表3可知，丹江口水库控制流域各气象站的年降水量的变化趋势中，除了石泉和安康两站点呈不显著的增加趋势外，其余各站和流域平均年降水量均呈不显著的下降趋势。

2 降水径流关系变化特性

双累积曲线法常用来检验两个相关变量之间关系的一致性及其变化特征，降水量与径流量的双累积曲线斜率的变化反映了单位降水量所产生的径流量的变化，可以用来识别人类活动对径流量形成的影响[2]。笔者采用双累积曲线法来分析丹江口水库控制流域降水径流关系的变化特性，其中入库月径流量采用文献[3]中的1960—2012年的时段月平均入库流量，降水量采用同期的流域各气象站月降水量的算数平均值。各时段的降水径流双累积曲线，如图1—7所示。

图1 丹江口水库控制流域1960—2012年的月均降水量与月均流量双累积曲线

图2 丹江口水库控制流域1960—1969年的月均降水量与月均流量双累积曲线

图3 丹江口水库控制流域1970—1979年的月均降水量与月均流量双累积曲线

图4 丹江口水库控制流域1980—1989年的月均降水量与月均流量双累积曲线

图5 丹江口水库控制流域1990—1999年的月均降水量与月均流量双累积曲线

图6 丹江口水库控制流域2000—2009年的月均降水量与月均流量双累积曲线

图7 丹江口水库控制流域2010—2012年的月均降水量与月均流量双累积曲线

从图1—7可知，就降水径流关系而言，有以下特点：①丹江口水库控制流域的降水径流关系在近60 a来没有发生明显变化，无明显拐点，其总体拟合直线的斜率为17.26；②丹江口水库控制流域的降水径流关系在不同时段之间略有变化，就拟合直线的斜率而言，其中大于总体拟合直线斜率的时段有1960—1969、1980—1989年，小于总体拟合直线斜率的时段有 1970—1979、1990—1999、2000—2009、2010—2012年，说明丹江口水库控制流域的单位降水量的产流量在20世纪60和80年代稍大，而在20世纪70、90年代和21世纪以来至今稍小，产生这种现象的原因可能与不同时段的降水强度变化有关。

3 结语

笔者以丹江口水库控制流域内的8个气象站点的历年逐月降水量及相应入库流量数据为基础，运用统计方法分析了近60 a来丹江口水库控制流域降水量的年内分布与年际变化的趋势特性，丹江口水库控制流域的年降水量基本呈不显著的下降趋势且降水径流关系没有发生显著变化。丹江口水库是南水北调中线工程的水源地，其控制流域的年降水量和降水径流关系的基本稳定对于南水北调中线工程的安全高效运行和海河流域水资源安全具有良好的保障作用。

[1]柴元方，李义天，许炜阳，等.螺山站水位变化特征及其影响因素贡献率分析[J].水电能源科学，2017，35（7）：43-46，29.

[2]穆兴民，张秀勤，高鹏，等.双累积曲线方法理论及在水文气象领域应用中应注意的问题[J].水文，2010，30（4）：47-51.

[3]王若晨.丹江口水库入出库径流多时间尺度变化特征分析[J].人民长江，2016，47（22）：47-50.

TV125

A

1004-7328（2017）05-0001-03

10.3969/j.issn.1004-7328.2017.05.001

2017—05—21

水利部公益性行业科研专项经费项目（201101016）

卢明龙（1985—），男，硕士，工程师，主要从事南水北调中线工程运行调度管理工作。