□李 柯 柳金杰

隨著武安市經(jīng)濟迅猛發(fā)展，對水資源利用量也不斷加大，而該地區(qū)水資源量在連年減少，通過Mann-Kendall檢驗法和趨勢線法可以較好的揭示該區(qū)域內(nèi)天然降水量和徑流量未來的變化趨勢，為該地區(qū)的水資源配置提供參考。

1.概況

武安地區(qū)總體地勢西高東低，四面環(huán)山，中部丘陵，其間呈現(xiàn)盆地景觀，全區(qū)水資源補給基本靠大氣降水，又無過境河流，空間相對比較獨立，故此次選擇武安地區(qū)作為研究對象。武安市位于邯鄲市城區(qū)的西側(cè)，屬河北省管轄的擴權(quán)縣級市，地理位置在東經(jīng)113°45′～114°22′，北緯 36°30′～37°02′之間。區(qū)域北部與沙河市、邢臺縣毗鄰，南部與峰峰礦區(qū)、磁縣接壤，東部與永年縣、邯鄲縣相連，西部與涉縣及山西省左權(quán)縣以太行山為界。市境東西寬55km，南北長56km，土地面積約1806km2。武安市地處太行山東麓，大地構(gòu)造屬太行隆起與華北沉降帶的過渡帶，地貌類型有中低山區(qū)、丘陵區(qū)、盆地及漫灘階地。區(qū)域內(nèi)主要有子牙河和漳衛(wèi)南運河兩大水系。子牙河水系包括北洺河、南洺河、淤泥河、牤牛河和馬會河，都屬于滏陽河的支流；漳衛(wèi)南運河水系包含部分漳河流域在武安的支溝，該地區(qū)河流均為季節(jié)性河流，除北洺河與南洺河上游有基流外，其余河流在豐水年非汛期的大部分時間內(nèi)及枯水年全年河流干涸。

2.區(qū)域內(nèi)降水量與徑流量分析

2.1 Mann-Kendall檢驗法介紹

Mann-Kendall檢驗法是世界氣象組織推薦并已廣泛使用的非參數(shù)檢驗方法，它可以分析降水、徑流、氣溫和水質(zhì)等要素的時間序列變化趨勢。Mann-Kendall檢驗無需樣本服從一定的分布，也不受個別異常值的干擾影響，非常適用于水文非正態(tài)分布數(shù)據(jù)，且計算簡便。在Mann-Kendall檢驗中，原假設(shè)H0為時間序列數(shù)據(jù)(x1-xn)，是n個獨立的、同分布的隨機變量樣本；假設(shè)H1是雙邊檢驗，對于所有的 k，j≤n，且k≠j，xk和xj的分布是不相同的，檢驗的統(tǒng)計變量S計算如下式：

s為正態(tài)分布，其均值為0，方差var（s）=n(n-1)(2n+5)/18。 當 n≥10 時，標準的正態(tài)統(tǒng)計變量通過下式計算：

這樣，在雙邊的趨勢檢驗中，在給定的a置信水平上，如果z≥z1-a/2，則原假設(shè)是不可接受的，即在a置信水平上，時間序列數(shù)據(jù)存在明顯的上升或下降趨勢；當z﹤z1-a/2時，接受原假設(shè)，即趨勢不顯著。

2.2 降雨量變化趨勢分析

根據(jù)武安地區(qū)1958年～2012年有連續(xù)紀錄的車谷、馬店頭、賀進、陽邑、徘徊、武安這6個雨量站的實測資料。分別采用趨勢線和Mann-Kendall檢驗法對比檢驗降水量突變情況在時間序列中的趨勢。

圖1為武安市境內(nèi)6個雨量站1958年～2012年平均降水量變化圖，可以看出降水量的變化趨勢線呈不明顯的下降趨勢，而用m-k檢驗法檢驗，置信水平0.95，無明顯趨勢，接受原假設(shè)。

2.3 徑流量變化趨勢分析

圖1 武安市年平均降水量趨勢線圖

圖2 武安市1958-2012年徑流量趨勢線圖

圖3 武安市1971-2012年徑流量趨勢線圖

由于武安市大多區(qū)域為巖溶發(fā)育區(qū)，且境內(nèi)除口上、車谷、大洺遠3座中型水庫有水文觀測資料外，其他河流無水文控制站。故選用市境內(nèi)的口上、車谷、大洺遠3處中型水庫控制站實測資料進行計算。如圖2趨勢線可以看出，徑流量有較明顯的上升趨勢，與實際情況不符。調(diào)查分析其原因，是由于1970年后人類活動影響顯著，各種水利工程及礦山開采興建和開采，導(dǎo)致1970年以后的實測資料已經(jīng)不能代表天然徑流量。為了更好地反映現(xiàn)狀及未來來水情勢，現(xiàn)采用1971年～2012年徑流系列分析成果。

1970年以前天然徑流量受人類活動影響較小，而為了更好代表現(xiàn)狀來水情況，本次地表水資源量評價對1956年～2008年和1980年～2008年兩種徑流系列分別進行了分析計算。為了更好反映現(xiàn)狀及未來來水情況勢，采用1980年～2008年徑流系列分析成果，見圖3。用m-k檢驗法檢驗，置信水平0.95，呈下降趨勢，突變點發(fā)生在1990年。

3.結(jié)論

一是由以上分析結(jié)果證明，m-k方法能較好揭示降水量及徑流量序列未來的趨勢特征。二是大氣降雨量是直接影響徑流量變化的主要原因之一，降水量不變的情況下，綜合考慮因起該地區(qū)徑流量的減少主要原因為人類活動，主要表現(xiàn)在：河道外引用消耗的水量不斷增加，造成河川的徑流量不斷減少，生態(tài)環(huán)境、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)建設(shè)改變了流域內(nèi)下墊面產(chǎn)流條件，包括地面土壤、植被、水面等眾多因素，導(dǎo)致蒸發(fā)、入滲、徑流等水平衡各要素發(fā)生了變化，從而造成了區(qū)域內(nèi)徑流量不斷減少，特別是市域內(nèi)新建有了許多的大、中型采礦、冶煉等企業(yè)，大量開采地下水和外排礦井疏干水，造成局部地下水位持續(xù)不斷下降，以致于地表徑流急劇衰減。□