延河流域主要水文要素時變過程分析

延河流域主要水文要素時變過程分析

摘要對延河流域降水、徑流和泥沙等水文要素從20世紀中葉到21世紀初的年內(nèi)分配及年際變化進行了時變過程分析。以探求區(qū)域植被重建對流域水文過程的影響情況。結(jié)果表明，三個水文基本要素都有不同程度的年內(nèi)分布趨于均勻和年際變化趨緩的趨勢。20世紀70—90年代比60年代流域平均面雨量分別減少了%，%和%，年徑流量分別減少了%，%和%，年輸沙量分別減少了，%%和%。

關(guān)鍵詞延河流域時變主要水文要素

2降雨徑流年內(nèi)分配

式中：CL—降水、徑流年內(nèi)不均勻系數(shù)；Pm、Qm—大于月均值的各月降水、徑流量；P0、Q0—月平均降水徑流量；K—月降水、徑流量大于月平均降水、徑流量的個數(shù)。年內(nèi)分配分析延河流域各水文要素的年內(nèi)分配很布均勻，其中多年平均降水量年內(nèi)分配主要集中在夏季，尤其汛期3個月占年降水量的％，其中7—8月份最大，12月和1月份最?。粡搅鞯哪陜?nèi)分配情況與降水略有不同，除了汛期所占比例達到％外，3月份的徑流量相對枯季其它月份的大一些，出現(xiàn)了小的汛情，這與少量冰雪融水補給有關(guān)；而含沙量的年內(nèi)分配和季節(jié)變化與暴雨洪水分布有密切關(guān)系，且比降水、徑流量更集中。最大月平均含沙量出現(xiàn)在7或8月,約占年含沙量的90%，連續(xù)最大4個月含沙量占全年的95%—99%，除5月份有少量泥沙外，其余月份幾乎沒有河流泥沙情況。

從長系列年內(nèi)分配變化情況及不同年代分配變化過程看(表1、表2及圖2)：降水量多年平均CL為,最大的,最小的?？梢钥闯鼋邓緾L的年際變化不大，總體上略有下降的趨勢，和超過機率略有分散的趨勢，說明降水分布略趨均勻。超過月平均值的月份也主要集中在5—10月，其中7月份年年超過了均值，8月份次之，而12—翌年2月歷來沒有超過均值；徑流量多年平均CL為，最大的，最小的,與降水相比變幅更大而且在上下波動中也有逐步變小的趨勢，超過機率分布情況也出現(xiàn)了分散趨勢，說明年內(nèi)分配趨于緩和。超過均值的月份主要集中在7—10月，而并沒有出現(xiàn)年年都超過均值的現(xiàn)象，其中7，8月超過機率最高，3月份和6，9，10月份差不多，平均也有40%左右的超過均值機率，12和1月一直小于均值；泥沙的分配情況也隨徑流的變化和暴雨洪水的分布變化而變化，而且7，8月占比例明顯趨平了。表1延河流域水文要素不同年代年內(nèi)分配統(tǒng)計表2延河流域降水和徑流不同年代超過平均月值的機率統(tǒng)計

3年際變化化分年際變析時，降水量考慮到延河流域面積相對小、雨量站分布基本均勻而且站點密度較高的特點，直接采用了算術(shù)平均法求出流域面雨量；徑流分析中，考慮到流域控制站資料系列的單位統(tǒng)一和站點遷移所帶來的面積因素影響，采用徑流深代替了徑流量；各要素頻率分析采用了PⅢ型頻率分析軟件*進行適線和頻率計算。年值分析

延河流域多年平均面雨量為，流域最大為840mm，最小。1952—2001年的變差系數(shù)Cv＝，Cs＝2Cv，1952—1969年的Cv＝，Cs＝，1970—2001年Cv＝，Cs＝2Cv，呈逐步減小趨勢。流域面雨量歷年時變過程和不同年代變化也呈弱減小趨勢；流域徑流量的年際變化總的趨勢是逐漸減少，1957—2003年Cv＝，Cs＝3Cv，1957—1969年Cv＝，Cs＝，1970—1989年Cv＝，Cs＝，1990—2003年Cv＝，Cs＝3Cv，隨著年代的向后推移，流域不同年代平均徑流量、極值比和變差系數(shù)等特征值都出現(xiàn)了減少趨勢；從年輸沙量過程線中可以看出延河流域輸沙量年際變化很大，除了1977年，其余年份自20世紀70年代以來有明顯減小的趨勢。1953—2000年Cv＝，Cs＝2Cv，1953—1969年Cv＝，Cs＝2Cv，1970—1979年Cv＝，Cs＝2Cv，1980—1989年Cv＝，Cs＝，1990~2000年Cv＝，Cs＝2Cv，隨著年代的推進，流域不同年代平均輸沙量、極值比和變差系數(shù)等特征值也都出現(xiàn)了明顯減少的趨勢。

暴雨分析本文分析了1952—1989年間延河流域降雨資料。流域最大1d降水量出現(xiàn)在1983年8月14日為，從1952—1989年暴雨頻率分析中可以看出，此次暴雨已經(jīng)接近了100a一遇的強度，而1977年在招安站出現(xiàn)的為次最大值，也超過了50a一遇的強度。頻率小于25％的特大暴雨在70年代之前沒有出現(xiàn)過，而70年代出現(xiàn)了1次，80年代2次。從1952年以來，盡管面雨量有逐漸減少趨勢，但最大1d降水量次數(shù)則有增加的情況，說明暴雨分布的不確定性很大。洪水分析延河流域出口控制站的洪峰流量在實測資料中特大值出現(xiàn)在1977年7月6日，為9050m3/s，超過了該站實測資料頻率分析結(jié)果的1000a一遇洪量。從不同年代最大洪峰流量分析，70年代前后的洪量大小有明顯差異，超過2000m3/s的20世紀60年代有3次，而70、80年代各只有1次，說明流域下墊面條件的改變對流域降水產(chǎn)流機制所產(chǎn)生的影響很大，對流域暴雨洪水一定的削峰和滯洪作用。經(jīng)流系數(shù)分析

徑流系數(shù)是指流域出口斷面徑流量與相應集水區(qū)降水量的比值。通過分析徑流系數(shù)可以在消除集水面積影響下能夠衡量單位降水在流域內(nèi)產(chǎn)水量的大小及變化情況。流域徑流系數(shù)有逐年減小的趨勢，也就是單位降水量所產(chǎn)生的徑流量在逐步減少，說明流域生態(tài)治理增強了下墊面的降雨入滲能力，增大了流域植被的下滲量和截留量，從而影響了流域產(chǎn)匯流機制的通常狀況，對出口控制站的洪峰流量起到了緩解和削峰的作用。4結(jié)論經(jīng)過對延河流域自20世紀50年代初以來的降水、徑流及泥沙實測資料進行時變過程分析，可以判斷出，區(qū)域水土流失治理措施對流域水文響應的影響程度，其中對降水量變化的影響相對小些，而對徑流尤其是對河流泥沙的影響很明顯。降水量的年內(nèi)分配變化不大，不均勻系數(shù)變幅也很小，面雨量的年際變化也不大，變差系數(shù)隨年代在緩慢變??；徑流量的年內(nèi)分配變化比降水要大，不均勻系數(shù)在波動中逐步變小趨勢，年徑流量的年際變化比降水劇烈，變差系數(shù)也比降水量大，而且逐步在減?。缓恿髂嗌城闆r，隨降水、徑流的變化而變化，尤其是受流域暴雨洪水的分布和變化的影響更大。含沙量年內(nèi)分配的變化情況，主要是最大兩個月間逐步趨向平均，年輸沙量的年際變化比徑流的變化還大，變差系數(shù)也大，并隨著流域治理程度的逐步加大，年輸沙量在顯著變小。各水文要素總體從20世紀70年代以來開始呈現(xiàn)明顯的減少趨勢。上世紀70—90年代流域面雨量phngj面雨量，較60年代分別減少了%，%和%；phngj年徑流量分別減少了%，%和%；年輸沙量分別減少了%，%和%。

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