1956—2013年汾河入黄河川径流量演变特性分析

2020-11-22闫夏娇

山西水利 2020年6期

闫夏娇

（山西省水利水电科学研究院，山西太原 030002）

1 流域概况与研究方法

河川径流是地表水资源的主要形式，河川径流、地表水资源的变化，将对区域水资源管理带来严峻的挑战[1，2]。汾河是山西省内最大的河流，流域面积39 826 km2，水资源总量为33.58亿m3，占山西省水资源总量的27.2%。汾河作为黄河的第二大支流，是黄河中游流域水资源的重要补给来源，汾河河川径流量的变化，对黄河中下游的水沙演变过程及水生态环境有着重要影响。近年来，受降水空间分配格局、气温上升、经济社会发展等的影响[3，4]，汾河河川径流已发生了显著的时空变化。因此，依据汾河河津站1956—2013年实测流量资料，系统分析汾河入黄实测径流量的变化趋势及演变特征。

根据汾河河津站1956—2013年的实测河川径流量资料，采用丰枯率法对径流量年内分配规律进行分析，采用距平累计法和Mann-Kendall[5]法对河川径流年际变化特征进行研究。

2 实测流量资料分析

2.1 径流年内分配规律

由河津站多年平均径流量年内分配表（表1）可知，多年平均月径流量最大值出现在8月份，为1.84亿m3，占全年径流量的19.91%；月径流量最小值出现在4月份，为0.33亿m3，占全年径流量的3.59%，月径流量的丰枯比为5.76。可见，汾河入黄径流量年内分配极不均匀，但河川径流量的丰枯时间与夏雨丰枯时间基本同步。

表1 河津站多年平均径流量年内分配

丰枯率是指雨季径流总量与旱季径流总量的比值，即β=R雨季/R旱季，是反映年径流中降雨补给所占比重大小的一个指标。根据汾河流域实际情况，取每年的5—10月为雨季，每年的11月至次年的4月为旱季，计算汾河河津站河川径流量的丰枯率，见图1。

由图1可知，从20世纪50年代到21世纪初，河津站河川径流量丰枯率大都在4.0以内波动，1996年出现了丰枯率最大值，为13.74，1972年丰枯率出现了最小值，为0.34。总体上，汾河入黄径流量丰枯率呈下降趋势，说明汾河流域雨季降雨逐年减少，降雨对径流的补给也逐年减少，最终导致了年径流量的逐渐减小。

图1 河津站丰枯率多年变化图

2.2 径流年际变化特征

河津站历年径流累计距平曲线见图2。

图2 河津站径流量距平累计曲线

由图2可知，1956—2013年的58年中，河津年径流量呈现先增加后减少的趋势。50～60年代河川径流量总体呈增加趋势，70年代属于相对平稳阶段，80年代至21世纪初，河川径流量开始逐年减少。

在1956—2013年的58年中，河津站年径流量总体上呈下降趋势，见图3，下降幅度为3.2亿m3/10年，特别是1997—2010年间，径流量减小尤为明显。

图3 河津站历年径流量图

河津站历年河川径流量Mann-Kendall趋势检验结果见表2，汾河入黄河川径流量在1956—2013年的58年间呈波动起伏状态，但总体上呈减小趋势，且这种趋势通过了0.01的显著性检验，说明河津站河川径流量在观测期内下降趋势非常显著，且这种下降趋势在1976年发生了突变见表3，突变前多年平均径流为15.56亿m3，突变后多年平均年径流量为5.64 亿m3，两者相差 9.92亿 m3。