趙靜敏

（長(zhǎng)治市水文水資源勘測(cè)分局，山西 長(zhǎng)治 046011）

石梁水文站是濁漳河流域的主要控制站，控制流域面積9 652 km2。該控制站斷面上流域多年平均降水量528.9 mm，多年平均徑流量57 308萬(wàn)m3。流域內(nèi)溝壑縱橫，坡陡谷深，地貌特征復(fù)雜多樣。石梁水文站上游在20世紀(jì)70年代以前人類活動(dòng)對(duì)流域的產(chǎn)水影響較小，但自80年代開始，隨著礦產(chǎn)開采、工民建筑、林木砍伐等人類活動(dòng)的加劇，使水文下墊面發(fā)生變化，改變了產(chǎn)匯流條件，河川徑流量發(fā)生明顯變化。

1 降水量和河川徑流量時(shí)段變化分析

在20世紀(jì)70年代以前，石梁站上游流域內(nèi)的人類活動(dòng)基本以農(nóng)業(yè)用水和少部分工業(yè)用水為主，經(jīng)過(guò)還原計(jì)算的年徑流量可認(rèn)為是天然年徑流量。從石梁站天然年徑流量與年降水量雙累積曲線可看出，在1978年有一個(gè)比較明顯的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，說(shuō)明1978年前后流域下墊面情況不一致?，F(xiàn)以人類活動(dòng)相對(duì)較少的1956—1978年作為對(duì)比分析的基準(zhǔn)期，將分析時(shí)段劃分為 1956—1978年、1979—1990年、1991—2000年、2001—2010年4個(gè)時(shí)段。

1.1 降水量變化趨勢(shì)分析

1956—2010年流域平均降水量變化及各時(shí)段平均降水量變化情況見表1。

表1 石梁站不同時(shí)段降水量變化表 單位：mm

由表1可知，1956—2010年流域多年平均降水量528.9 mm，基準(zhǔn)期降水量551.6 mm，較多年平均值偏豐4.3%；1979—1990年降水量為495.0 mm，較多年平均值偏少6.4%；1991—2000年降水量為513.4 mm，較多年平均值偏少 2.9%；2001—2010年降水量為533.0 mm，僅比多年平均值增加了0.8%。

與基準(zhǔn)期相比，各時(shí)段年降水量均呈減少態(tài)勢(shì)。1979—1990年時(shí)段平均減少 10.3%；1991—2000年時(shí)段平均減少6.9%；2001—2010年時(shí)段平均減少3.4%。與基準(zhǔn)期相比，降水量減少了7.1%。

1.2 河川徑流量變化趨勢(shì)分析

石梁站不同時(shí)段河川徑流量變化見表2。

表2 石梁站不同時(shí)段河川徑流量變化表 單位：mm

由表2可見，1956—2010年均徑流量57 308萬(wàn)m3，基準(zhǔn)期平均徑流量為81 280萬(wàn)m3，較多年平均值偏豐41.8%；1979—1990年徑流量為40 782萬(wàn)m3，較多年平均值偏枯 28.8%；1991—2000年徑流量為36145萬(wàn)m3，較多年平均值偏枯36.9%；2001—2010年徑流量為43 168萬(wàn)m3，較多年平均值偏枯24.7%。

與基準(zhǔn)期相比，各時(shí)段河川徑流量呈偏少態(tài)勢(shì)，1991—2000年段減幅最大，減少55.5%，1979—1990年段減少49.8%，2001—2010年段減少46.9%。人類活動(dòng)期間的1979—2010年段與基準(zhǔn)期相比，減少了50.7%。1956—2010年極值比高達(dá)7.6，且最大值出現(xiàn)在基準(zhǔn)期內(nèi)的1963年，最小值出現(xiàn)在非基準(zhǔn)期內(nèi)的1986年。

由表 1、表 2可知，1979—1990年、1991—2000年和2001—2010年3個(gè)時(shí)段平均降水量分別比基準(zhǔn)期減少了10.3%，6.9%和3.4%，1979—2010年期間平均降水量比基準(zhǔn)期減少了7.1%。3個(gè)時(shí)段平均年徑流量與基準(zhǔn)期相比分別減少了 49.8%，55.5%，46.9%，1979—2010年平均徑流量比基準(zhǔn)期減少了50.7%。從降水量和河川徑流量時(shí)序?qū)?yīng)可以看出，由于人類活動(dòng)的加劇及下墊面的改變，徑流減少幅度遠(yuǎn)大于降水量的減少幅度。

2 河川徑流量影響因素分析

流域內(nèi)的產(chǎn)流取決于流域的降雨和下墊面情況，如果只考慮降雨而不考慮流域下墊面的變化情況，則為天然條件下的降雨產(chǎn)流關(guān)系。流域河川徑流的產(chǎn)生不僅與當(dāng)年降水量有關(guān)，而且與流域的前期雨量有關(guān)。通過(guò)多種形式的模型比較分析，建立如下模型，率定期選取受人類活動(dòng)影響較小的時(shí)段，即1956—1978年。

模型形式為：

式中：H——天然年徑流量，以徑流深表示，mm；

P——降水因子，P=0.003 1×Pt+0.001 8×Pt-1，Pt，

Pt-1分別為當(dāng)年降水量和前一年降水量，mm。

采用社會(huì)科學(xué)統(tǒng)計(jì)軟件回歸分析進(jìn)行參數(shù)的率定，率定結(jié)果表明：天然徑流量與降水因子關(guān)系密切，相關(guān)系數(shù)達(dá)0.965 2。

將分析系列各年降雨量代入以上降雨徑流關(guān)系式，即可得出天然條件下的產(chǎn)流量（即模擬徑流量）系列。分析人類活動(dòng)對(duì)河川徑流的影響，將各時(shí)段模擬徑流量與本時(shí)段還原的徑流量相比較，結(jié)果見表3。

表3 人類活動(dòng)對(duì)河川徑流影響定量分析成果表

由表3可知，受人類活動(dòng)影響，1979—1990年河川徑流量減少了17.4 mm，占該時(shí)段天然來(lái)水量的29.1%；1991—2000年河川徑流量減少了18.5 mm，占該時(shí)段天然來(lái)水量的33.1%；2001—2010年河川徑流量減少了21.2 mm，占該時(shí)段天然來(lái)水量的32.2%；1979—2010年河川徑流量減少了19.0 mm，占該時(shí)段天然來(lái)水量的31.4%。

3 結(jié)語(yǔ)

各時(shí)段的影響量與石梁水文站上游流域面積之積即為各時(shí)段人類活動(dòng)影響量。通過(guò)計(jì)算得出，石梁站上游1979—2010年影響量為年均18 273萬(wàn)m3。1979—1990年影響量為年均 16 837萬(wàn) m3、1991—2000年影響量為年均17 806萬(wàn)m3、2001—2010年影響量為年均20 466萬(wàn)m3。由此可知，人類活動(dòng)對(duì)河川徑流量的影響逐時(shí)間的推進(jìn)呈增加趨勢(shì)。