白龙江近60年水文水资源演变及变异趋势分析研究

李文燕

(甘肃省水文水资源局，甘肃 兰州730000)

2013年7月，《甘肃“两江一水”区域综合治理规划》获国家发改委批准并启动实施。估算总投资将达320.58亿元，建设期限为2013—2020年，其中的两江为白龙江及其一级支流白水江。因此:开展白龙江甘肃境内水资源变异趋势分析，不仅对于流域水资源的规划与开发、评价与管理，水利工程的勘查、设计、施工具有指导意义，同时也可为《甘肃“两江一水”区域综合治理规划》提供有力的技术支撑。

1 流域概况

白龙江流域地处甘肃省东南部，呈西北—东南向的狭长梭形，东北部和西北部隔着西秦岭分别与西汉水流域和洮河流域毗邻，西部以岷山为界，连接四川省闽江流域，南部则以摩天岭和四川培江流域为邻，流域面积32 181 km2，地跨甘肃省迭部、舟曲、武都、文县等县和四川省九寨沟、青川、昭化三县，在甘肃省流域面积为27 391 km2，占总面积的83%。

白龙江发源于川、陕、甘交界的处西倾山东侧郭尔莽梁北麓的甘肃省郎木寺，曲折东南流，经过四川若尔盖，甘肃省迭部、舟曲、武都、文县，复进入四川省，经青川、昭化二县汇入嘉陵江。河道全长576 km，其中甘肃省境内475 km，河源高程4 072 m，河口高程465 m，落差达3 607 m。白龙江水系呈不规则的树枝状分布，支流大部分在右岸汇入。主干及主要支汊向西北伸展。白龙江流域面积大于300 km2的一级支流有 13条;大于500 km2的有11条。［2］

2 水资源要素趋势检验及变异分析

运用累积滤波器、坎德尔秩次相关、斯波曼秩次相关、均值跳跃性检验等趋势检验方法［3］，对白龙江流域降水、流量进行趋势检验，从中发现流域水资源变化趋势规律。

2.1 研究资料

甘肃省水文水资源局自1958年开始在白龙江流域开展水文监测，在流域内自上而下设置白云、舟曲、武都、碧口水文站。为了分析区域水资源变异趋势，整理了4个水文站建站至2010年的年、汛期、非汛期降水量，年、汛期、非汛期平均流量，用于趋势检验。测站基本信息见表1。

表1 白龙江水文测站基本信息表

表2 水文站监测降水量基本情况

表3 降水量趋势检验

2.2 趋势检验与变异分析

2.2.1 降水量

白龙江自上游到下游，气候要素因为地理位置和地势高程的变化，依次由高寒阴湿气候区，经过温带半湿润区，过度到亚热带湿润气候区。上游西北部海拔高，年降水量大于600 mm，气候垂直分带明显，冷暖空气交换激烈，常有冰雹和暴雨等灾害发生。监测降水量基本情况见表2，累积滤波器、坎德尔秩次相关、斯波曼秩次相关趋势检验见表3，均值跳跃性检验见表4。

表4 降水量均值跳跃性检验

分析表2、3、4，可发现白龙江自上而下四个测站降水量有以下特点:1)上游的白云和下游的碧口站降水量大于两站之间的舟曲、武都站;非汛期降水量是汛期的四分之一左右;90年前降水量均减少，除舟曲减少幅度较大外，其余测站减少幅度较小。2)降水量系列资料趋势检验表明均有减少趋势，其中减少趋势最为剧烈的为舟曲站，其余站依剧烈程度依次为武都、碧口、白云站。3)除白云站无明显的跳跃性外，舟曲、武都站以1993年为跳跃点表现出显著的减少跳跃性，跳跃点前后均值降水跳跃量分别为172.6 mm和75.5 mm，碧口站在跳跃点1968年前后均值降水跳跃量为163.4 mm。

2.2.2 流量

白龙江多年平均径流量389 m3/s，年径流量122.68亿m3，其中:白云站多年平均径流量 17.51 m3/s，年径流量5.52亿 m3;舟曲站多年平均径流量73.81 m3/s，年径流量23.28亿 m3;武都站多年平均径流量126.08 m3/s，年径流量39.76亿 m3;碧口站多年平均径流量254.31 m3/s，年径流量80.20亿 m3。流域径流基本靠降水补给，年径流量深从上游向下游递增，水量丰沛。监测流量基本情况见表5，累积滤波器、坎德尔秩次相关、斯波曼秩次相关趋势检验见表6，均值跳跃性检验见表7。

表5 水文站监测流量基本情况

表6 流量趋势检验

表7 流量均值跳跃性趋势检验

分析表5、6、7，可发现白龙江自上而下四个测站流量有以下特点:1)非汛期平均流量是汛期的40%左右;90年前后流量均减少，自上而下减少幅度呈增加趋势。2)降水量系列资料趋势检验表明均有显著减少趋势。3)白云、舟曲站以1968年为跳跃点表现出显著的减少跳跃性，跳跃点前后均值流量水跳跃量分别为8.34 m3/s和41.63 m3/s;武都、碧口站以1993年为跳跃点表现出显著的减少跳跃性，跳跃点前后均值流量水跳跃量分别为38.42 m3/s和72.90 m3/s。

3 结语

通过对白龙江白云、舟曲、武都、碧口水文站降水量及流量的趋势检验分析:监测降水量均有减少趋势，且舟曲站减少趋势十分显著;舟曲、武都、碧口降水量有跳跃性表现，跳跃减少幅度较大;监测流量减少趋势均为显著，且跳跃性表现显著，跳跃幅度大。降水量与径流量减少的总趋势相一致，跳跃点不一致的原因与资料系列长度有一定的关系。

因此，白龙江碧口以上区域水资源要素降水量、流量自有监测以来程减少趋势，且发生变异现象，其中舟曲至碧口区间降水量减少趋势尤为显著，应为流量减少的主要原因。

［1］谢平，许斌，章树安，等.变化环境下区域水资源变异问题研究［M］.北京:科学出版社.2012.

［2］杨成有，刘进琪.甘肃省河流名录［M］.兰州:甘肃人民出版社.2014.

［3］潘承毅，何迎辉.数理统计的原理与方法［M］.上海:同济大学出版社.1992.