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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
关键词:河川距平汾河

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。

表2 河津站年径流量Mann-Kendall检验结果

表3 Mann-Kendall法突变检验结果

3 结论

通过对汾河河津站1956—2013年实测河川径流量进行分析,得出以下结论:

(1)汾河入黄河河川径流量年内分配不均,最大径流量出现在每年的8月,最小径流量出现在每年的4月,多年平均月径流量的丰枯比为5.76。

(2)1956—2013年的58年间,汾河入黄河川径流量总体呈现出下降趋势,且这种趋势通过了0.01的显著性检验,并在1976年发生了突变。

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