冶河枯季径流变化趋势及预测

□毕远山

冶河枯季径流变化趋势及预测

□毕远山

冶河为滹沱河支流，上游绵河，甘陶河支流于井陉县秀林镇北横口汇合后称为冶河。该区多年平均降水量531.3mm，降水年内分配极不均匀，年降水量的70%～80%集中在汛期，流域径流量主要来源于降水，多年平均径流量7.56亿m3，其中枯季径流占总径流量的55%。冶河流域最下游的水量控制站为平山水文站，集水面积6420 km2。平山上游有绵河、冶河两大灌区及华能上岸电厂，冶河枯季时间长枯季径流是沿岸工农业用水关键时期。本文以平山为代表站采用相关Mann-Kendall检验对1952年以来平山枯季径流变化趋势进行分析，并根据汛期实测径流对枯季径流进行预报，为该区域水资源分配与合理利用提供参考。

1.枯季径流变化趋势

采用Mann-Kendall（M-k）秩次相关检验法分析平山枯季径流的变化趋势。M-k非参数秩次相关检验法是一种检验时间资料系列是否具有变化趋势的方法,对于径流序列xi,先确定所有对偶值(xi，xj；j＞i，i=1，2，…，n-1；j= i+1，i+2，…，n)中的xi＜xj的出现个数p，构建M-k秩次相关检验的统计量:

n为序列样本数。当n增加时，U很快收敛于标准化正态分布。假定序列无变化趋势,当给定显著水平α后，可态分布表中查得临界值Uα/2,当U＞Uα/2,时拒绝假设，即序列的趋势性显著。|U|越大，则在一定程度上可以说明序列的趋势性变化越显著。

计算结果为:U=-6.2844。在给定显著性水平α=0.05的条件下,Uα/2= 1.19,则|U|＞Uα/2,说明该流域枯季径流趋势显著，而且U为负值，说明变化呈递减趋势。

2.枯季径流影响因素

受降水影响，径流有汛期与枯季之分。枯季径流是指当地面径流减少、河水主要接受地下水补给时的河川流量，为此枯季径流呈现比较稳定的消退过程。影响枯季径流的因素很多包括前期水量的丰枯、各河流之间流域面积大小、下垫面条件、枯季降雨及用水情况等。前期水量的丰枯是指汛末滞留于流域内的蓄水量的多少，是枯季径流直接影响因素；流域面积越大，蓄水能力越强，则流域蓄水消退时间就越长；流域下垫面指流域的地形、地质构造、土壤和岩石性质、植被、湖泊等情况，流域的地质状况和地质构造，对枯季径流有明显的作用，冶河岩峰-北防口之间的河道是盆地中的最低侵蚀排泄基准面，大量的岩溶裂隙水沿此河段溢出，是冶河枯季来水量主要补给。冶河枯季降水占年降水20%左右，枯季降雨对径流补给较少，大部分以蒸发和下渗方式消耗掉。上游工农业发展、人口增多导致用水量增大，使枯季径流减少。

3．枯季径流预测

枯季径流预测的方法主要有退水曲线法、前后期径流量相关法和河网蓄水量法。冶河枯季径流呈现较稳定消退规律,为此采用前后期径流量相关法对枯季径流进行预报。根据冶河流域平山水文站1980～2013年监测资料，建立当年汛期（6～9月）和当年10月至次年5月相关关系。

平山站汛期实测径流量与枯季来水量具有良好的对数型相关关系见图1，相关系数达到0.85。可以说，冶河流域汛期实测径流量越大，枯季径流的消退速度越是缓慢，越有利于工农业用水需求。

经验公式为:

图1 汛期与枯季径流相关关系图

4．结论

通过M-k秩次相关检验法分析冶河径流呈现明显的递减趋势；由于特殊水文地质条件，枯季径流占年径流量比重较大为55%；汛期径流与枯季径流存在良好的相关关系，相关系数达0.85，通过汛期径流可预测枯季径流,为制定该区域工农业用水方案提供科学依据。□

2014-05-13

毕远山，男，蒙古族，石家庄市冶河灌区管理局，高级工程师。