基于分布式水文模型的长江上游水资源时空变异性分析

秦丝丝　宋小燕　向晓宇

摘 要：主要对长江流域气象站的降水总量和干、支流水文站水流量变化的主要趋势进行了研究，分析了水量的变化对水资源的影响。在此基础上，构建了很多物理分布的水文模型，并模拟了自然河道中的水文过程，分析了长江流域河流水流量发生变化的原因。

关键词：长江流域；水资源；降水量；水文情况

中图分类号：TV131.6 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.13.096

当前，有两个问题需要水文机构进行管理：①在气候变化条件之下，时空之中变化的基本态势；②人类的基本活动对流域的汇流等产生的影响。目前大多数人认为气候的变暖会让水循环的速度加快，增加河川和径流中的水量，但是因为气候逐渐变暖，使得气候出现异常变化，很容易造成局部出现旱涝灾害，并且水资源系统具有的脆弱性更加明显。例如在降水时出现的时空变异很有可能使得水资源的供应与需求出现矛盾，这种情况主要是发生在多雨的季节，降水总量增加。但是增加之后所产生的河流主要是通过洪水的方式出现，可以投入使用的水资源也在不断地减少。除了影响气候之外，还有很多河道会出现断流现象，生态环境也会恶化，对土地进行利用的方式也会发生变化。气候和人为影响都会对水资源变化的规律产生一系列的影响，本文主要对河道的变化趋势进行分析，然后通过对长江水文的全过程进行模拟，继而对其演变的方式进行探讨。

1 降水量和河道水量变化的趋势

1.1 年降水量的变化

长江流域之内很多站点的降水总量没有出现非常明显的变化，在鄱阳湖、洞庭湖和金沙江等流域中，有部分地方出现了增长的趋势，但是四川盆地以及周围的一些站点却出现了减少的趋势。

1.2 各个季节的降水量出现的变化

从总体的趋势来看，冬季和夏季的时候，降水的总量主要呈增加的趋势，但是在春季和秋季的时候，降水量呈现下降的趋势。这一特点在不同区域有着较大的差别，例如在夏季的时候，降水量呈现增长趋势的各个站点主要分布在长江流域的东南方向，但是秋季，降水总量呈现减少趋势的站点主要出现在长江流域的中部和西部地区。

1.3 每月降水总量的变化

出现增长趋势的月份主要是1月、6月和7月，主要分布在长江流域的中游和下游的区域；降水总量呈现出不断减少趋势的月份主要在4月、5月、9月和10月，例如在10月份的时候集中在四川盆地或者是周边的一些地方。

1.4 各个河道干流和支流在流量上的变化

总体而言，各个干流和支流在每年内的平均流量和各个季节之内的平均流量变化不是特别明显，比如在7月份的时候，平均流量在最近的50年之间增长了大约有50%.各个比较大的支流河道在变化的趋势上除了受到了降水等方面的影响，还会受到各个水库中人为因素的影响，例如嘉陵江的支流和渠江以及罗渡溪等站台在20世纪90年代的时候，9月份河道的平均流量已经小于1 000 m3/s，很有可能与渠江在20世纪80年代的中后期出现很多中小型的水库有关系。

2 长江上游的水文分布模拟和分析

2.1 构建相应的模型

从20世纪80年代以来，很多地方都对河流的地形、地貌具有的特征及其对流域之内的水文情况积极地进行了研究，以山坡上分布的一些水文模型为基础，利用山坡、河沟组成一定的模型来模拟河流具有的特征。文章主要结合这一模型构造的原理，采用100 m的网格或者与其相关的一些地理信息来确定水文模型的分布。在这一模型的基础上，宏观上可以认为同一个网格中的山坡在几何中具有相似的特点，这样就可以把网格看作是山坡上的一些几何图形，然后利用相关公式来计算。

2.2 分析研究结果

笔者主要对长江流域在近40年间的水文过程进行了模拟，利用传统的评价方法进行评估，即利用河道中流量的值来评价一个流域或者是一个区域中水资源的流量值。在此，本文主要采用了分布方式的水文模型对河的径流深度在空间上的分布结果进行了模拟，分析了这一区域之内的水资源流量在时空之中的基本分布情况和最近变化趋势。

2.2.1 径流深度在时空中的分布规律

研究结果表明，长江流域每年径流深度约为434 mm。每个流域各季节的径流深度差距非常大，在空间分布上也很不均匀。例如，在春季的时候，流量比较大的地方是云南和四川等西部地区，夏季主要集中在四川的西部等地区，秋季非常分散，冬季集中在四川的西部等地区。总体来看，在河源地区和嘉陵江的上游等地区，每年的径流量非常少，但是岷江等上游的一些地区每年的径流量非常大。

2.2.2 径流深度演变的基本趋势

同样利用另一种方法对每一个网格中的季节流深比值进行分析，可发现上游的一些地区每个季节出现的径流深度所占据的比例在近40年来几乎没有变化，尤其是在夏季，径流深度所占的比例主要呈现出增加的态势，但是秋季的时候却恰好相反。

3 结束语

本文主要对长江流域的降水量和一些主要的水文、河道的流量的变化趋势进行了分析，以长江上游为例，探讨了所采用的模型与水资源在时空中的分布情况。对于那些水资源利用程度非常高的地区，其河道受到水库蓄水等人为因素的干扰，使得一些比较单一的地区主要依照河流的流水量作为主要依据，不是特别全面，利用分布的方式对其进行研究，研究的结果非常准确，这种方式很值得推广。

参考文献

[1]刘志雨，侯爱中，王秀庆.基于分布式水文模型的中小河流洪水预报技术[J].水文，2015（01）：1-6.

[2]韩思伟，赵建明，叶水根.基于WMS模型的大石河上游降雨产流模拟[J].节水灌溉，2014（11）：44-47.

〔编辑：王霞〕