伊洛河流域水沙特征变化分析

李玉中，胡润停，高亚军

（1.河南省豫东水利工程管理局赵口分局，河南 开封 475000；2.河南省水利科学研究院，河南 郑

州 450004；3.黄河水文水资源科学研究院，河南 郑州 450004）

1 研究区概况

伊洛河是黄河一级支流，流域面积18 881 km2。干流洛河长446.90 km。支流伊河河长264.80 km，流域面积6 041 km2。

2 水文要素变化

2.1 降水量

伊洛河流域年降水量总体随年代的增加有所减小，但变幅变化不大，见图1。

图1 伊洛河黑石关站以上区域年降水量变化趋势图

研究区多年平均降水量695.10 mm，1971-1989 年年均降水量比1956-1970 年（基准期）的小41.10 mm，比多年（1956-2020 年）均值大3.60 mm，距平为0.50%；1990-2007 年年均降水量比基准期的小76.20 mm，比多年（1956-2020 年）均值小31.40 mm，距平为-4.50%；2008-2020 年年均降水量比基准期的小58.30 mm，比多年（1956-2020 年）均值小13.50 mm，距平为-1.90%，见表1。

表1 伊洛河黑石关站以上区域不同时段年均降水量变化表

2.2 径流量

由图2 可以看出，径流量随年代的增加，减小的趋势十分明显。由表2可知径流量变化较为显著。

表2 伊洛河黑石关站不同时段年均径流量的变化表

图2 伊洛河黑石关站年径流量变化趋势图

2.3 输沙量

黑石关站输沙量减小趋势更加明显见图3。由表3 可知，1971-1989年年均输沙量比基准期年均输沙量减少1 713万t，距平为-3.90% ; 1990-2007 年年均输沙量比基准期年均径流量减少2 443 万t，距平为-89.30% ; 2008-2020 年年均输沙量比基准期年均输沙量减少2 512万t，距平为-97.40%。

图3 伊洛河黑石关站输沙量变化趋势图

表3 伊洛河黑石关站不同时段年均输沙量变化表

3 变化成因分析

3.1 突变分析

从伊洛河流域年降水量的M-K 突变点检验可知: 年降水量不存在明显的变化趋势; 年径流量和年输沙量序列均存在显著的减小趋势，年径流量在1990年前后发生了一次突变；年输沙量在1967、1989 和2007 年前后发生了3 次突变；综合考虑径流和泥沙的年含沙量后，年含沙量在1970、1989 和2007年前后发生了3次突变，与年输沙量的突变趋势基本一致。

3.2 降水量与径流量、径流量与输沙量的关系

由图4 可以看出，在相同降水量条件下，1990 年后的多数年份径流量明显小于1990 年前的，说明伊洛河流域的实测降水径流关系发生了变化。降水径流关系的变化除受雨强变化的影响外，人类活动也是变化的主要原因。

图4 伊洛河流域不同时段降水量与径流量关系图

由图5 可以看出，在相同径流量条件下，随着年代的增加，多数年份的输沙量明显减少，说明伊洛河流域径流量输沙量关系也发生了变化。输沙量的减少除了与大暴雨场次的减少有关，更重要的是与流域的下垫面变化有关。

图5 伊洛河流域不同阶段径流量与输沙量关系图

3.3 水沙年内变化分析

①与基准期相比，1971-1989 年、1990-2007 年和2008-2020 年年均降水量分别减小5.60%、10.30% 和7.90%，汛期降水量分别减小2.40%、8.40%和5.50%；主汛期降水量分别减小5.50%、12.70% 和11.20%。3 个时段中，1971-1989 年和1990-2007 年各月降水量减少最大的月份是4 和11 月，均达到了30% 以上，增加最大的月份是12月和2 月，均达到了15% 以上；2008-2020 年各月降水量减少最大的月份是1月、3月和10 月，达到了30% 以上，增加最大的月份是2 月、5 月、9月和11月，均达到了20% 左右。除了1971-1989 年主汛期与年降水量减少相当外，1990-2007 年和2008-2020 年2 个时段主汛期降水量的减少量均大于年降水量的减少量，说明降水量在年内分配更加趋于均匀化。②与基准期相比，1971-1989年、1990-2007 年和2008-2020 年年均径流量分别减小31.60%、55.70%和56.70%，汛期径流量分别减小30.50%、59.50% 和60.50%，主汛期径流量分别减小37.50%、67.10%和72.10%。3 个时段中，各月降水量减少最大的月份是7 月，均达到了56%以上，1990-2007 年和2008-2020 年甚至达到了76%，1971-1989 年减少幅度最小的月份是10 月，仅减少3.30%；1990-2007 年和2008-2020 年各月径流量减少最小的月份是3月和6月，减少幅度也达到了30% 以上。3 个时段随着年代的增加，汛期、主汛期和年值减少的幅度也在增加，增减的趋势大致相同，主汛期略高于汛期和年值，与基准期相比，径流量在年内分配均有一定的减少趋势。③与基准期相比，1971-1989 年、1990-2007 年和2008-2020 年年均输沙量分别减小67.60%、96.40% 和99.10%，汛期径流量分别减小69.50%、96.20% 和99.10%，主汛期输沙分别减小73.50%、97% 和99.50%。3 个时段中，与基准期相比，1971-1989 年各月减少的幅度为32.40%～95.20%，1990-2007 年各月减少的幅度为88.10%～100%，2008-2020 年各月减少的幅度为94.10%～100%。

4 结语

以1990 年为界，伊洛河流域降水量仅减小了6.40%，径流量减小了23.30%，输沙量减小了96.00%。经突变分析得知，年降水量不存在明显的变化趋势，年径流量在1990年前后发生了一次突变，年输沙量在1967年、1989年、和2007年前后发生了3 次突变，综合考虑径流和泥沙的年含沙量后，年含沙量在1970年、1989年和2007年前后发生了3 次突变；伊洛河流域的水沙减少主要与流域的下垫面变化有关，特别是与流域的水土保持措施治理密切相关。