巢湖流域徑流量時(shí)間分配及趨勢變化分析

　　一、引言

　　在水文系統(tǒng)中，水文時(shí)間序列變化具有趨勢性。由于自然條件及人類活動(dòng)影響，流域水文特征隨時(shí)間序列的演變特征將發(fā)生變化。徑流的變化直接關(guān)系水資源的變化，分析徑流的變化趨勢對(duì)水資源可持續(xù)利用及防汛減災(zāi)具有重要意義。水資源的合理分配與利用可以帶來巨大的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)為可持續(xù)發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。通過對(duì)巢湖流域徑流數(shù)據(jù)的分析，推求其年內(nèi)分配及變化趨勢，分析變化原因，可為區(qū)域開發(fā)規(guī)劃提供參考，為區(qū)域水資源管理提供理論依據(jù)。

　　二、流域概況

　　巢湖流域位于長江下游左岸，處于安徽省中部。流域以西以江淮分水嶺為界，東瀕長江，南與菜子湖、白蕩湖、陳瑤湖及皖河流域毗鄰。流域總面積 13486km(含銅城閘以下 2 牛屯河流域面積 404km2 )，約占安徽省總面積的 9.3%。其中，巢湖閘以上 9153km2 ，巢湖閘以下 4333km2 。流域形狀東西長，南北窄。跨合肥、巢湖、六安及安慶 4 市的 16 個(gè)縣(市區(qū))。主要支流發(fā)源于大別山區(qū)，自西向東流經(jīng)巢湖，由裕溪河、牛屯河入長江。巢湖居流域中心，四周河流呈放射狀注入。其中，較大的支流有杭埠河、派河、南淝河、柘皋河、白石天河和兆河等。巢湖閘以下為裕溪河，主要支流有清溪河、西河等。流域上游為山丘區(qū)，中下游沿巢湖和沿長江為平原圩區(qū)。

　　屬亞熱帶濕潤性季風(fēng)氣候區(qū)。多年平均氣溫為 16℃，極端最高氣溫為 41.3℃，極端最低氣溫零下 15.7℃。相對(duì) 濕 度 76%。流域最大年降水量 1826mm，發(fā)生于 1991 年;年最小降水量 672mm，發(fā)生于 1978 年。暴雨主要集中在汛期 5～8 月，總體分布規(guī)律是南大北小。除長江洪水頂托倒灌外，流域內(nèi)的洪水由暴雨形成。

　　三、采集數(shù)據(jù)及分析方法

　　巢湖流域徑流量采用出口長江斷面：鳳凰頸排灌站、鳳凰頸閘、裕溪閘、銅城閘 4 個(gè)水文站 1991～2015 年的流量實(shí)測資料。同時(shí)也收集了吳山、柘皋、巢湖閘、銅城閘、新橋、開城橋、泥河、兆河閘、白山、梁家壩、湯池、曉天、主簿源、張家店、桃溪、山南、董鋪、元疃 18 個(gè)巢湖流域雨量代表站點(diǎn)的降水資料。各時(shí)間序列變化趨勢的顯著性采用非參數(shù)統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)方法，并采用年份內(nèi)分配不均勻系數(shù)法分析變量的年內(nèi)分布特性。同時(shí)加入龍河口、董鋪、巢湖閘三個(gè)站點(diǎn)蒸發(fā)量及巢湖、萬佛湖、董鋪、眾興等水庫庫容變量因素。

　　四、徑流量的時(shí)間分配

　　1.年內(nèi)變化特征

　　(1)徑流年內(nèi)分配特點(diǎn)

　　根據(jù)凰頸排灌站、鳳凰頸閘、裕溪閘、銅城閘流量及前述湖庫水位資料，計(jì)算出多年平均月徑流量年內(nèi)分配(見圖 1)。

　　表 1 給出了 1991～2015 年各月平均徑流量、最大徑流量、最小徑流量值，因處長江中下游區(qū)域，受梅雨、汛期暴雨及臺(tái)風(fēng)的多種因素影響，巢湖流域徑流年內(nèi)分配不均勻。6 月、7 月、 8 月約占多年平均年徑流量 56%;1 月、2 月、3 月、11 月、12 月徑流量比較接近。百分比基本都維持在 3%左右，反映了流域年內(nèi)分配不均勻，變化幅度較大的特征。

　　(2)徑流年內(nèi)不均勻系數(shù)

　　徑流不均勻系數(shù)反映了徑流年內(nèi)分配的豐枯差別變化幅度，巢湖流域徑流量年內(nèi)分配不均勻系數(shù)見圖 2。

　　1993 年、1999 年、2004 年、2012 年、2015 年不均勻系數(shù)最小，基本等于本時(shí)間序列多年平均徑流量，比例為 20%。多年年內(nèi)分配不均勻系數(shù) C'vy 的平均值為 0.12，約 15 個(gè)年份年內(nèi)分配不均勻系數(shù)明顯大于平均值，說明這些年份分配不均勻，約占 40%，洪澇比較頻繁?？傮w上看分配均勻與不均勻交替變化，沒有明顯規(guī)律性。

　　2.徑流的年際變化

　　巢湖流域長江出口本序列年份平均徑流量為 158m3 /s, 徑流量的年際變化徑流量較大的依次為 457m3 /s(1991 年)、338m3 /s(2003 年)、252m3 /s(2010 年)，徑流量較小的為 46m3 /s(2001 年)、50 m3 /s (1994 年)、61 m3 /s(1997 年)、61 m3 /s (2000 年)、77 m3 /s(1995 年)、85m3 /s (1992 年)、90 m3 /s(2013 年)，其他年際尤其是 2004～2015 年間變化幅度基本較小，多年平均徑流的量 158 m3 /s。通過對(duì)比巢湖及流域內(nèi)各水庫調(diào)蓄等因素參加計(jì)算后，年際變化幅度略有減小?？梢娏饔騼?nèi)湖泊水庫對(duì)徑流量調(diào)蓄有一定作用。

　　五、多年平均降水量的時(shí)間分配

　　1.降水量的年內(nèi)分配

　　巢湖流域?qū)賮啛釒駶櫺约撅L(fēng)氣候區(qū)，降水較豐沛，對(duì) 1991～2015 年多年平均月降水年內(nèi)進(jìn)行分析見圖 3，可以看出降水量集中的月份是 3～8 月，占全年降水的 71.3%，其他月份降水占全年 28.7%，可見降水集中在春夏季，易形成春夏澇、秋冬旱的局面。

　　根據(jù)季節(jié)劃分，3～5 月為春季，6～8 月為夏季，9～11 月為秋季，12～2 月為冬季。各季節(jié)平均、最大和最小降雨量占全年降雨量的百分比數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析見表 2，一般狀況下，該區(qū)域降水主要集中在夏春季，分別占全年的 45.2%、26.2%。秋冬季降水偏少，分別占 15.6%、13.1%。近 25 年最大降水量出現(xiàn)在夏季約 88%，最小降水量全部出現(xiàn)在冬秋季。

　　2.降水量的年際變化

　　巢湖流域此次樣本序列降水量較大的 依 次 為 1826mm (1991 年)、1508mm (2003 年)、1434mm(2010 年)、1359mm (1993 年)、1326mm(2014 年)。降水量較小的依次為 837mm (2001 年)、854mm (1995 年)、868mm (1994 年)、880mm (1997 年)、945mm(2013 年)，25 年均值為 1151mm。豐枯降水交替出現(xiàn)，變化趨勢不明顯，沒有通過置信度 95%的檢驗(yàn)。

　　3.降水量對(duì)徑流趨勢變化的影響

　　巢湖流域多年平均月降水量和平均流量的年內(nèi)分配對(duì)比見圖 4，徑流量年內(nèi)變化顯著，和降水量變化基本一致。 6～8 月降水明顯，相應(yīng)徑流量明顯增大，流域上游為山丘區(qū)，下游主要以圩區(qū)為主，產(chǎn)匯流較快，雖然氣溫較高，農(nóng)業(yè)灌溉、土壤蒸發(fā)及植物蒸散發(fā)有所增多，但期間雨水豐沛，前期土壤含水量較大，故對(duì)徑流量影響不明顯。8 月之后至次年 5 月，降水明顯減少，徑流量也隨之明顯變化，氣候?yàn)閬啛釒駶櫺约撅L(fēng)氣候區(qū)，期間農(nóng)業(yè)用水很少，一般不會(huì)發(fā)生缺水現(xiàn)象。

　　六、結(jié)論

　　通過對(duì)巢湖流域 1991～2015 年降水?dāng)?shù)據(jù)分析，流域內(nèi)降水年內(nèi)分配不均勻，主要集中在 6～8 月，而冬季降水很少。對(duì)降雨量年際變化進(jìn)行檢驗(yàn)，沒有發(fā)現(xiàn)明顯趨勢。流域徑流量年內(nèi)分配不均勻，變化幅度較大，總體也無明顯變化趨勢，徑流偏枯不多，豐水徑流年份較少。通過降水量和徑流量數(shù)據(jù)比較，降水變化對(duì)徑流變化影響明顯，通過巢湖湖容及流域內(nèi)水庫統(tǒng)計(jì)分析，可以看出對(duì)年際間徑流量變幅過大發(fā)揮了一定調(diào)蓄作用，能夠更為充分地對(duì)水資源進(jìn)行利用。

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