郁江南宁站含沙量变化趋势分析

李伟娟

(广西壮族自治区水文水资源局南宁水文站, 广西 南宁　530007)



郁江南宁站含沙量变化趋势分析

李伟娟

(广西壮族自治区水文水资源局南宁水文站, 广西 南宁530007)

本文介绍了南宁郁江水文基本情况，运用Excel回归拟合曲线分析了郁江流域含沙量、输沙量、径流量三者变化趋势，对三者进行了回归拟合分析，得出结论：郁江流域水沙关系平稳，水土流失现象呈现下降趋势。

郁江流域； 含沙量变化； Excel拟合曲线； 研究分析

1　基本情况

1.1流域概况

郁江是珠江流域西江的主要支流之一，它由上游左江、右江两条支流及郁江干流组成。其中，左江发源于越南北部的凉山省境内，右江发源于我国云南省的广南县龙山，二江在南宁市郊区宋村汇合后称为“郁江”。郁江(南宁段称为邕江)自西向东穿越南宁市区，将其自然分划成南北两岸。南宁水文站(简称南宁站)是郁江上游的控制站，即为邕江的控制站，集水面积72656km2。

1.2泥沙概况

郁江的泥沙来源于流域表层的岩石风化和上游河床中床沙的运移。非汛期河水含沙量很小，只有少量河道小粒径床沙运移。汛期，每发生暴雨洪水，大量泥沙随坡面流汇入河道。同时，随着河流水量加大，水流流速增大，河道挟沙能力呈指数规律增长，沙峰陡涨，沙峰一般与洪峰基本相应，也有峰前沙和峰后沙。其变化的特征和规律为：汛期(5—10月)大，非汛期(1—4月、11—12月)小；丰水年大，枯水年小。南宁站年最大断面含沙量和年最大日平均输沙率主要集中在6—9月。

1.3水利工程概况

目前，南宁站上游左江、右江已建成了许多水利工程，主要有百色水利枢纽、澄碧河水库、金鸡滩水电站、那板水库、左江水电站、客兰水库、山秀水电站等，这些水利工程拦蓄洪水、调度运行对南宁的洪水都有一定的影响，尤其是左江干流上的左江水电站，右江干流上的百色水利枢纽、金鸡滩等电站，对邕江南宁河段中小洪水影响相当明显。

2　分析资料

本文采用郁江南宁站1954—2013年60年逐年平均含沙量、输沙量和径流量资料，分析悬移质含沙量的变化趋势。分析结果见下表。

南宁站多年平均含沙量、输沙量、径流量计算分析表

2.1流域年径流量变化趋势分析

图1　郁江流域径流量变化趋势

马学尼等人于1989年研究认为地表水资源量主要取决于河川径流量。所谓径流，是地球水体自然循环的重要环节，河川径流量则能够很好地表明陆地水循环与水量平衡的关系。影响径流的因素主要有降雨、地质地貌、人为活动等。根据南宁站水文统计数据，采用Excel折线图对郁江流域径流量的年份变化趋势特征(见图1)进行分析。分析表明:郁江流域的径流量总体表现出减少趋势。1954—1970年，年径流量随年份变化较小，总量偏小；20世纪70年代到80年代初期，径流量变化较大，出现径流量明显增大的趋势；1989—1997年，表现出递减趋势；1998—2009年，径流量明显趋于增加，阶段性变化特征比较复杂，随后一直到2013年径流量呈阶段性减少的趋势。径流量变化趋于平稳，2013年为336.7亿m3[1]。

2.2流域输沙量变化趋势分析

图2　郁江流域输沙量变化趋势

雨水冲刷携带地表泥沙进入河流，并由河流上游向下游移动，形成的河水挟带的泥沙数量，称为输沙量。河流流经的流域如果降水量多、降水强度比较大、河流所在流域的植被破坏严重、地面坡度变化比较大，将会造成输沙量增加；反之，输沙量就小。为了很好地分析郁江流域输沙量变化特征趋势，采用Excel折线图对输沙量数据进行分析(见图2)。分析表明：近60年来，郁江流域输沙量总体趋于减少。20世纪50年代到60年代初期，流域植被破坏较小，河流径流量偏小，流域输沙量趋于稳定，且含量较低；1968—2002年，由于国内环境影响，存在乱砍滥伐、任意开荒的情况，造成植被破坏严重，尤其是1968年和1986年，存在突变的趋势，分别达到了2190万t和2150万t；而在2007年,随着大面积干旱蔓延，降低幅度最大，为105万t。因此，这一时期郁江流域输沙量变化趋势明显，输入量增加，特征趋势比较复杂；2002年以后，随着国家环境治理力度加大，国家对水利、环保的重视，郁江流域水利设施得到重建，流域植被得到很好保护，而且，随着降雨量的变化趋于稳定，降雨偏少，流域输沙量明显减少[2]。

2.3流域年平均含沙量变化趋势分析

河流年平均含沙量反映的是流域径流携带泥沙的能力， 直接客观地反映了流域水沙关系。基于南宁水文站观测到的资料数据，对20世纪50年代以来郁江流域年平均含沙量的演变过程、变化趋势进行分析(见图3)。

图3　郁江流域年平均含沙量变化趋势

分析表明：近60年来，南宁郁江流域年均含沙量呈现减少趋势。这充分说明了随着年份的变化，郁江流域径流和泥沙的协同性趋于减弱的态势，尤其近10年来，随着国家相关政策的出台，国家治理水利设施和环境保护的力度加大，水土保持较好，河流疏浚和综合治理效果显著[3]。

2.4流域水沙关系拟合分析

河流径流量变化与泥沙输入量变化具有密切的相关性。在Excel 中利用绘制年径流量—输沙量关系散点图，再根据散点图添加曲线的方法对两者关系进行对数曲线、直线拟合分析。两者关系的拟合效果通过回归曲线分析，R2表示复回归系数，R表示拟合优度，通过R的大小可以检验出两者关系的拟合程度。图4中回归分析得到的复回归系数为0.8051。

图4　郁江流域年径流量、年输沙量拟合曲线

图5为郁江流域年平均含沙量、年径流量、年输沙量三者拟合曲线。图5表明:三者拟合度为0.8614，拟合程度比较好。经过近10年来水土保持治理以及退耕还林的强化治理，郁江流域水沙关系平稳，水土流失现象呈现下降趋势，从另外一个方面也说明了水土流失治理措施以及退耕还林工程实施，对流域水沙动力关系有削弱作用，南宁郁江流域径流量、输沙量以及含沙量关系存在减少程度趋弱的态势[4]。

图5　郁江流域年平均含沙量、年径流量、年输沙量拟合曲线

3　结　语

通过Excel拟合曲线的分析方法，分析郁江流域径流、输沙、年均含沙量等水沙关系，有助于水土保持以及水域的管理和保护。研究表明：郁江流域水沙关系趋于平稳，水土流失现象呈现下降趋势。也在某种程度上反映出水土流失治理措施以及退耕还林工程实施，对流域水沙动力关系有削弱作用。郁江流域环境较为复杂，水沙关系影响因素比较多，对于郁江流域的保护还需要做进一步研究。

[1]李世强,邹红梅.长江中游螺山站水位流量关系分析[J].人民长江,2011，42(6):87-88.

[2]付艳玲.近50年来黄河中游典型流域水沙变化趋势分析[D].咸阳：西北农林科技大学，2011.

[3]张春海.Excel回归分析拟合河流水位-流量关系[J].吉林水利，2013(9)：41-43.

[4]徐伟成,白雪.赣州上游河流含沙量变化趋势分析[J].江西水利科技,2001,27(4):242-245.

Analysis on sediment content change trend in Yujiang Nanning Station

LI Weijuan

(GuangxiZhuangAutonomousRegionHydrologyWaterResourcesBureauNanningHydrologicalStation,Nanning530007,China)

In the paper, the basic hydrological situation of Nanning Yujiang is introduced. Excel regression fitting curve is utilized for analyzing change trend of sediment content, water conveyance and runoff in Yujiang River Basin. Regression fitting analysis is implemented on the three aspects. The following conclusion is obtained: water-sediment relationship is stable in Yujiang River Basin, and water loss and soil erosion phenomenon show a decline trend.

Yujiang river basin; sediment content change; Excel fitting curve; research and analysis

10.16616/j.cnki.10-1326/TV.2016.03.020

TV14

A

2096- 0131(2016)03- 0072- 03