伊洛河徑流變化特征分析

□郭衛(wèi)寧 □趙文舉

（1黃河水利委員會(huì)水文局；2新鄉(xiāng)水文水資源勘測(cè)局）

1 概述

伊洛河是黃河三門(mén)峽以下的最大支流，流經(jīng)陜西、河南兩省，在鞏義市神北村注入黃河，流域面積18881km2，形狀狹長(zhǎng)，水多沙少。干流洛河發(fā)源于陜西省藍(lán)田縣灞源鄉(xiāng)，流經(jīng)陜西省的洛南縣和河南省的盧氏、洛寧、宜陽(yáng)、洛陽(yáng)、偃師、鞏義等縣市，河長(zhǎng)447km。伊河發(fā)源于河南省欒川縣陶灣鄉(xiāng)，流經(jīng)嵩縣、伊川縣，在偃師縣顧縣鄉(xiāng)楊村注入洛河，河長(zhǎng)265km，流域面積6041km2。

文章選取伊洛河入黃控制站黑石關(guān)水文站1951-2010年的實(shí)測(cè)月、年徑流數(shù)據(jù)，對(duì)伊洛河徑流的年內(nèi)分配、年際變化、變化趨勢(shì)等特征進(jìn)行定性和定量分析。

2 徑流年內(nèi)分配

用以描述流域徑流年內(nèi)分配特征的方法和指標(biāo)有很多，例如連續(xù)多月徑流量占年徑流量的百分比、汛期徑流量占年徑流量的百分比、徑流年內(nèi)分配不均勻性分析等，文章采用上述指標(biāo)，來(lái)定量描述伊洛河徑流的年內(nèi)分配特征。

2.1 汛期及連續(xù)多月占年徑流量的比例

伊洛河徑流年內(nèi)分配不均，受降雨影響較大，徑流量多集中在每年的7-10月。汛期（7-9月）徑流量占全年總徑流量的46.50%，最多年份可占到70%以上。連續(xù)最大4個(gè)月（7-10月）徑流量占全年總徑流量的58.50%，最多年份可占到80%以上。連續(xù)最小4個(gè)月（1-4月）徑流量?jī)H占全年總徑流量的17.10%，最少年僅占不到4%。最大月徑流一般出現(xiàn)在8月，可占到全年徑流量的18%，最多年份可占到50%以上。最小月徑流一般出現(xiàn)在2月，僅占到全年徑流量的3.40%。

2.2 徑流年內(nèi)分配的不均勻性分析

采用徑流年內(nèi)分配不均勻系數(shù)Cu和徑流年內(nèi)分配完全調(diào)節(jié)系數(shù)Cr兩個(gè)指標(biāo)來(lái)對(duì)伊洛河徑流年內(nèi)分配的不均勻性進(jìn)行分析，并繪制Cu、Cr變化曲線，具體見(jiàn)圖1。從圖1可以看出，伊洛河徑流的年內(nèi)分配不均勻系數(shù)和完全調(diào)節(jié)系數(shù)均較大，從年際變化上來(lái)看，兩者變化規(guī)律基本一致，具有較好的同步性，表明了各月徑流量在年內(nèi)分配的較不均勻性。從年代間的變化上來(lái)看，20世紀(jì)50年代以及70-80年代年內(nèi)分配相對(duì)集中，60年代及90年代之后年內(nèi)分配相對(duì)均勻，徑流的年內(nèi)分配總體上逐步趨向相對(duì)均勻。

圖1 伊洛河徑流年內(nèi)分配不均勻性變化圖

3 徑流年際變化

徑流年際間的變化情況一般可通過(guò)年徑流量的多年變化幅度及徑流的豐平枯變化情況等方面來(lái)反映。文章采用變差系數(shù)Cv、年極值比K兩個(gè)指標(biāo)分析伊洛河徑流的多年變化幅度，并通過(guò)豐、平、枯水年的劃分來(lái)分析徑流的多年豐枯變化情況。

3.1 徑流的多年變化幅度分析

變差系數(shù)Cv值反映年徑流量系列的的總體離散程度，Cv值越大，離散程度越大，表示年徑流量的年際間變化幅度越大，變化越劇烈。年極值比K為年徑流系列中最大年徑流量與最小徑流量的比值，與變差系數(shù)存在一定的相關(guān)關(guān)系，反映年際間的差異。

伊洛河年徑流的變差系數(shù)Cv值為0.63，年極值比K為17.20，反映出伊洛河徑流多年變化幅度較劇烈，年際間存在較大的差異，不利于水資源的綜合利用。

3.2 年徑流的豐枯變化

文章根據(jù)距平百分率P，將徑流量劃分為枯水年、偏枯水年、平水年、偏豐水年和豐水年5種年型：P>20%為豐水年；10%

利用上述劃分標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)伊洛河黑石關(guān)站1951-2010年共60a的年徑流系列進(jìn)行豐、平、枯水年的劃分，各年代的豐、平、枯水年統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表1。可以看出，伊洛河年徑流系列豐枯變化明顯，年際變化幅度劇烈。豐水年份在整個(gè)徑流系列中占比較少，僅占31.70%，且多集中在20世紀(jì)90年代之前，50年代曾出現(xiàn)連續(xù)7a（1952-1958年）的最長(zhǎng)連豐年份，90年代之后僅出現(xiàn)2次豐水年份。枯水年份在整個(gè)徑流系列中占到60%，尤其是20世紀(jì)90年代之后，枯水年份占的比例更大，甚至出現(xiàn)1990-2002年連續(xù)13a的最長(zhǎng)連枯年份，反映出伊洛河年徑流量的存在著持續(xù)減少的規(guī)律。

表1 伊洛河不同年代豐、平、枯水年統(tǒng)計(jì)表

4 徑流變化趨勢(shì)分析

繪制黑石關(guān)水文站的年徑流量系列及五年滑動(dòng)平均曲線，見(jiàn)圖2，可以看到伊洛河的年徑流量在過(guò)去的60a中呈現(xiàn)出一定的遞減趨勢(shì)。

為定量分析伊洛河年徑流的變化趨勢(shì)，進(jìn)一步采用Mann-Kendall秩次檢驗(yàn)法對(duì)伊洛河徑流變化趨勢(shì)進(jìn)行分析。Mann-Kendall法是一種基于秩的非參數(shù)統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)方法，可以對(duì)氣溫、降雨、徑流等時(shí)間序列的變化趨勢(shì)進(jìn)行定量的分析，還可用以檢驗(yàn)時(shí)間序列的可能突變點(diǎn)，已廣泛用于水文氣象等時(shí)間序列的趨勢(shì)分析與突變檢驗(yàn)中。

圖2 1951-2010年黑石關(guān)水文站年徑流量變化過(guò)程圖

用Mann-Kendall法對(duì)伊洛河黑石關(guān)站年徑流序列進(jìn)行定量的趨勢(shì)分析，計(jì)算得Mann-Kendall統(tǒng)計(jì)值Z=-4.17。取置信度水平為99%，查得相應(yīng)的臨界值為2.32。，通過(guò)了置信度99%的顯著性檢驗(yàn)，表明伊洛河年徑流量在1951-2010年中呈現(xiàn)明顯的減少趨勢(shì)。

5 結(jié)語(yǔ)

伊洛河徑流年內(nèi)分配不均，多集中在每年的7-10月。汛期（7-9月）徑流量占全年總徑流量的46.50%，連續(xù)最大4個(gè)月（7-10月）徑流量占全年總徑流量的58.50%。20世紀(jì)50年代和70、80年代這兩段時(shí)間年內(nèi)分配較不均勻，60年代及90年代之后年內(nèi)分配相對(duì)均勻，徑流的年內(nèi)分配總體上趨向相對(duì)均勻。伊洛河徑流多年變化幅度較劇烈，徑流豐枯變化明顯，豐水年份多集中在20世紀(jì) 90年代之前，50年代曾出現(xiàn)連續(xù) 7a（1952-1958）的最長(zhǎng)連豐年份。20世紀(jì)90年代之后，枯水年份占的比例更大，出現(xiàn)1990-2002年連續(xù)13a的最長(zhǎng)連枯年份。由Mann-Kendall秩次檢驗(yàn)法分析可知，伊洛河年徑流量在1951-2010年呈現(xiàn)出明顯減少的趨勢(shì)。

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