庄浪县水资源量变化趋势研究

2021-11-10王玉平

地下水 2021年5期

王玉平

(甘肃省临洮水文水资源勘测局，甘肃临洮 730500)

随着全球气候环境的变化以及水资源开发利用影响，水资源以及水文过程存在着一定的变化趋势，尤其是全球气候变化，对陇中黄土高原的影响较为明显，特别是下垫面条件的剧烈变化使得区域水循环过程与格局发生了时间和空间上的重大变化，局部地区产汇流机制发生了变化。庄浪县作为陇中黄土高原的代表地区，为能够及时掌握地表水资源变化趋势，开展地表水资源的演变趋势研究趋势分析十分有必要。

1 研究区概况

庄浪县位于甘肃省中部，六盘山西麓，属平凉市，东邻华亭县，西依静宁县，北与宁夏隆德县、泾源县毗邻，南和张家川县、秦安县接壤。全县年均降雨量489 mm，年平均气温8.1℃，无霜期142 d。人多地少，是甘肃省18个干旱贫困县和43个国家扶贫开发重点县之一。庄浪县属黄土高原丘陵沟壑区，境内群山起伏，地势东高西低，六盘山耸峙于东，余脉分六支回环盘互，贯穿全境。基岩山地和丘陵沟壑占总面积的93.5%，境内海拔高度在1 405～2 857 m之间，气候属大陆性季风区。气候属大陆性季风区，水文属贫水区，植被属森林草原向半干旱过渡类型。县境处于新生代以来地壳运动比较活跃的构造地区。

2 河流站网分布概况

庄浪县属黄河流域渭河水系，县境内葫芦河干流基本贯穿全境，从上至下(由北至南)有葫芦河较大支流：滥泥河(少部分区间)、长易河(部分区间)、狗娃子河、渝河、高界河、甘沟河、甘渭河、李店河、清水河(区间)9条主要河流，对县内葫芦河干流及其支流水资源总量分析计算是本次研究的主要任务。河流及站网分布图见图1。

图1 庄浪县河流水系站网分布图

3 基本资料

3.1 资料收集整理

由于庄浪县境内未设水文监测站，本次评价根据邻近地区水文站网分布情况，选用葫芦河干流静宁、秦安和支流南河仁大水文站作为庄浪县地表水资源计算的参证站。参证站资料摘自历年《水文年鉴》、《甘肃省水文统计》、近期《水文资料整编成果》、黄委会水文局所属秦安站资料，共计123站年实测径流资料。所收集的径流资料全部按照国家《水文资料整编规范》要求，进行严格审查并录入数据库，资料翔实可靠。庄浪县地表径流参证站基本情况见表1。

表1 庄浪县地表径流参证站基本情况表

3.2 资料插补延长[1-2]

根据全国水文系列整体情况，第一次《中国水资源评价》中，确定同步系列的起始年份为1956年，采用了1956-1979年(24年)系列，对空缺站年做了插补延长；2000年《全国水资源综合规划》时，根据我国水文资料积累情况，并考虑系列代表性的要求，全国统一采用1956-2000年(45年)同步期水文系列作为水资源评价的基本依据。本次庄浪县水资源评价中，1979年以前的插补值采用第一次水资源评价插补成果，1979年以后，评价所采用的基本控制站，都有实测值。插补延长方法多数采用相似流域站径流相关法，少数站采用降雨～径流关系插补延长。本次评价统一采用经插补延长后的1956-2009年54 a同步期资料系列。

4 估算方法[3]

在对单站径流分析和分区降水量计算的基础上，根据地形地貌、河流特征等下垫面条件分别采用以下方法分析计算各水资源分区的1956-2009年天然年径流系列。

(1)葫芦河干流区间、庄浪河、下洛河分区移用南河仁大站年降水量～年径流量关系类比估算。

(2)北洛河、南洛河、清水河区间分区移用静宁—秦安区间年降水量～年径流量关系类比估算。

(3)分区某年的径流量计算公式为：

Wab=Wa×(Pb×Fb)/(Pa×Fa)

(1)

式中：Wab为计算分区某年的径流量，104m3；Wa为参证站的同一年径流量，104m3；Fa和Fb分别为参证站和计算分区的面积，km2；Pa和Pb分别为参站站和计算分区同一年的面平均降水量，mm。

5 径流量变化特征[4]

5.1 径流量的时空变化特征

以历年极值统计，庄浪县最大年径流量22 461.2万 m3，发生在1968年；最小年径流量1 531.5万 m3，发生在1997年，极值比为14.7。以变差系数Cv值统计，年径流Cv为0.64，而年降水量Cv为0.18，说明庄浪县径流量年际变化大，丰枯相差悬殊。

从不同年代段径流量变化来看(表2、图2)，庄浪县上世纪50年代、60年代和70年代是丰水时期，平均径流量分别为12 715.1万 m3和10 691.1万 m3，与多年均值相比，偏多46.4%和23.1%； 80年代略大于多年均值，为8 726.4万 m3；90年代以来进入连续枯水期，河道来水量不断减少，2000-2009年径流量与多年均值相比，减少了48.6%，仅为4 464.4万 m3，除2003年略大于多年均值外，其他年份相对较小，2009年仅2 483.5万 m3，为多年均值的28.6%。

表2 庄浪县各分区不同年代段径流量

图2 庄浪县多年平均径流量变化过程

5.2 径流量的年内变化特征

应用静宁—秦安区间多年平均径流量年内分配比例，分析庄浪县径流的年内变化，结果见表3和图3。受季风气候的影响，庄浪县径流的年内变化与降水量变化基本一致，呈现年内高度集中，季节性变化明显的特点。从全县多年平均年内变化情况来看(图3)，年径流量主要集中在7-10月，占到全年的59.6%，并且多集中在7-8月，占全年径流量的37.4%；3-6月径流量占全年的26.2%，11-2月径流量仅占年径流量的14.2%。

图3 庄浪县多年平均径流量年内变化

表3 庄浪县水资源分区多年平均径流量年内分配

最大月径流量发生在8月，为1 658.6万 m3，占全年径流量的19.1%；最小月径流量发生在1月，为112.9万 m3，仅占全年的1.3%。

5.3 径流量的地区分布特征

庄浪县自产水资源主要分布在水洛河流域，为6 730.6万 m3，占全县的77.5%，为庄浪县的主要产水区，其中北洛河为2 661.5万 m3，占水洛河流域的39.5%，南洛河为3 452.5万 m3，占51.3%，下洛河为616.6万 m3，占9.2%；其次为葫芦河流域1 520.6万 m3，占全县的17.5%；清水河流域自产水资源量最少，为432.9万 m3，仅占全县的5.0%。年径流地区间差异较大。从径流深分布来看，总的分布趋势是东部山区大，西部黄土台区小，由东向西递减，等值线走向多呈南北走向。多年平均径流深一般在25～100 mm之间，其中庄浪河和葫芦河干流区间在25 mm左右，为径流低值区，东部六盘山区高达150 mm以上，为径流深高值区，高值区与低值区相差6倍以上，年径流深的地区分布很不均匀。庄浪县自产水资源量区域分布见图4。

图4 庄浪县自产水资源量区域分布

6 降水量变化特征[5]

以历年极值统计，庄浪县最大年降水量753.3 mm，发生在1964年；最小年降水量271.2 mm，发生在1997年，极值比为2.78。以变差系数Cv值统计，年降水量Cv为0.18，说明庄浪县降水量年际变化相对于径流量变化较小，丰枯相差不是很明显。

从不同年代段降水量变化来看(表4、图5)，庄浪县上世纪50年代、60年代丰水时期，平均降水量分别为546.6 mm和523.9 mm，与多年均值相比，偏多7.2%和2.7%； 90年代略小于多年均值，501.5 mm；90年代以来进入连续少雨期，降水量不断减少，尤其是1990-1999年降水量与多年均值相比，减少了10.7%，仅为455.6 mm，除1992年和1993年略大于多年均值外，其他年份相对较小，1997年仅271.2 mm，为多年均值的53.2%。进入21世纪，降水量与多年平均值基本相同，庄浪县降水进入平水期。从图5可以看出，庄浪县降水量总体趋势为减少，趋势线公式为y=-1.457 4x+550.03。减少量大约为14.6 mm/10a。