呼图壁河径流变化规律分析

王学斌

（昌吉水文勘测局,新疆 昌吉 831100）

1 研究区域及资料

呼图壁河是天山北坡中段第二大河流，河道总长度176 km，上游山区支流呈树枝状分布，两岸有一级支流30 条，其中10 条支流源头在冰川和永久积雪区，其余支流皆源于中山、低山区，靠季节性积雪消融和夏季降水补给。上游河道坡降较大，石门水文站以上达23.3‰，自上而下分别建有石门水文站、呼图壁县水管站所属青年渠首及芨芨坝渠分水闸站，其中石门站集水面积为1840 km2，其控制年径流量占该河全流域年径流量的93.3%，石门站以下主要为径流散失区。本文采用石门水文站1978年～2017年共40 年天然月径流资料展开分析[1]。

2 径流年际变化规律分析

2.1 径流年际变化趋势分析

通过对石门站年径流过程线进行曲线拟合建立年径流量二次回归方程和5年滑动平均值计算，对年径流曲线变化趋势进行大致分析。二次回归方程为：y=-0.2027 x2+811.94 x-812669，二次系数为负值表明石门站年径流量在整个研究年份内呈先增长后减小的趋势，回归曲线顶点在2002年；5年滑动平均值也呈现年径流量先是增长趋势，2002年后呈现下降趋势，2010年后趋于平缓。

运用M-K非参数趋势检验法对石门站年、汛期、非汛期各月径流量变化趋势进行定量分析，见图1。由图1可得出：①年径流量增长趋势特别显著，接近99%置信度，其中非汛期增长趋势最为显著，超过99%置信度，汛期增长趋势也超过95%置信度；②年内各月径流量序列中，仅5月呈现下降趋势且趋势不显著；2月～4月即春季径流量增长趋势最为显著，超过99%置信度；9月～11月即汛期结束后，径流量增长趋势不显著。

图1 石门站年径流量M-K检验成果

2.2 径流年际和年代变化特征分析

按年代将石门站天然径流系列进行统计分析，见表1。结合图1可得：①年际变化上，研究期内1999年径流量最大为634.1×106m3，1986年径流量最小为363.0×106m3，极值比为1.75，变差系统为14.90%；②20 世纪90 年度之前距平值均为负值，之后均为正值，极值介于1.03～1.52 之间，变差系数介于2.27%～15.23%之间，说明不同年代间径流量波动相差不大，2000年～2009年变差系数最大，说明此年代年际波动幅度最大。

3 径流年内分布规律分析

3.1 径流年内分布过程分析

绘制石门站各年代及多年平均年内分布比例曲线分析石门站天然径流年内分布规律，见图2。

由图2 可得出：径流在各年代分布规律的一致性特别强，呈现基本对称的单峰形态，且峰值均出现在7 月，径流集中在6 月～8 月，这三个月的径流量之和占全年的70%左右。

表1 石门站各年代径流量统计表

图2 石门站径流量年内分布过程及分布比例曲线图

3.2 径流年内分布特征分析

呼图壁河天然径流年内分布特征[2]可通过计算径流年内分布不均匀系数Cv、年内分布完全调节系数Cr、集中度Cd、集中期D等指标从多个角度进行定量分析。经分析可知，集中度和集中期能够更客观展现出呼图壁河径流量年内分布特征[3]。绘制集中度和集中期指标变化过程曲线，见图3。

图3 石门站径流量Cd和D分布特征图

对石门站年内分配指标进行分析，可得出：①Cv和Cr变化趋势一致，反映了径流量年内分布的集中情况，且两个指标的值均偏大，表明研究期内呼图壁河的径流年内分布非常集中；②D值的分布范围是6.9～7.6，平均值是7.2，表明呼图壁河径流基本都集中在7月上旬，Cd值的范围是0.59～0.73，平均值为0.67，表明径流集中期的径流量占全年的67%，集中度较高；③D值2005 年前波动幅度较大且无规律，2005 年之后有逐步前移的趋势。

4 结论

本文通过呼图壁河石门水文站近40 年月径流数据分析了呼图壁河径流年际变化规律和年内分配特征[4]，主要有如下结论：

（1）呼图壁河年径流量增长趋势显著，接近99%置信度，其中非汛期增长趋势最为显著，超过99%置信度，汛期增长趋势也超过95%置信度；2 月～4 月即春季径流量增长趋势显著，超过99%置信度；9 月～11 月即汛期结束后，径流量增长趋势趋势不显著。

（2）呼图壁河天然径流年内分布过程分析与Cv、Cr、Cd的分析结果一致，各种分析方法都表明呼图壁河径流年内分布集中度较高。集中度和集中期的分析最具代表性，能够定量直观地给出径流年内分布特征：D值的分布范围是6.9～7.6，平均值是7.2，表明呼图壁河径流基本都集中在7 月上旬，Cd值的范围是0.59～0.73，平均值为0.67，表明径流集中期的径流量占全年的67%，集中度较高；D 值2005 年前波动幅度较大且无规律，2005年之后有逐步前移的趋势，结合呼图壁河春季径流量增长趋势特别显著的现象，表明呼图壁河上半年径流量增加明显。