三峡水库蓄水前后对乌江流域径流影响分析

徐成汉

(长江工程职业技术学院，武汉 430212)

三峡水库蓄水前后对乌江流域径流影响分析

徐成汉

(长江工程职业技术学院，武汉 430212)

以长江三峡水库蓄水运行的2003年为分界点，将乌江流域1956～2014合计59年降水、径流资料分为两部分，定量分析了三峡水库2003年蓄水前后乌江流域降水径流的趋势变化。根据乌江流域在三峡水库2003年蓄水后的降水资料插补出其径流资料，并与实测径流资料相比较，定量分析在气候等条件不变情况下，因下垫面条件改变对径流有何种程度的影响，为长江上游控制性水库优化调度，径流预报模型的选用，水资源合理配置提供技术支撑。

乌江流域；径流；趋势分析；三峡水库

1 概 述

长江三峡水利枢纽位于湖北宜昌三斗坪镇，坝址控制流域面积100万km2，坝址多年平均流量14 300m3/s，多年平均径流量4 510亿m3，是一个具有防洪、发电、航运等多项综合效益的大型水利工程。三峡工程1992年获得全国人民代表大会批准建设，1994年正式动工兴建，2003年6月1日开始蓄水，2009年三期工程通过验收，2010年10月26日成功达到正常蓄水位175m。

三峡水库蓄水后所产生的环境问题引起国内外学者的普遍关注。林承坤[1]认为长江径流量居全国之首，径流量与降水量关系密切，且年际径流分配均匀，这些特征对长江的洪水成因与预报的研究和水资源的开发与利用均有重要意义。许继军[2]等认为长江流域年降水总量整体变化趋势不显著，但各季节和月份的降水量存在的增加或减小趋势显著，流域内各主要支流径流量变化趋势与其降水量变化趋势基本一致。庞树森[3]等依据三峡水库蓄水前后上下游水文站的观测资料，表明三峡水库运行对径流总量无明显影响，但对径流的年内过程有一定影响。郭文献[4]等对125年来宜昌水文站流量资料分析，认为三峡水库蓄水初期表现了较大水流调节作用，远大于葛洲坝水库的影响，出现了枯水期流量加大，丰水期流量减小的趋势。

乌江为贵州省第一大河，是长江上游右岸支流，古称黔江，发源于贵族省威宁县香炉山花鱼洞，流经黔北及渝东南酉阳彭水，在重庆市涪陵注入长江。干流全长1 037km，流域面积8.79万km2。流域内年均径流深600mm，但年内分配不均，汛期5～9月占全年径流量的80%。乌江水系呈羽状分布，流域地势西南高，东北低，以流急、滩多、谷狭而闻名。

为探讨长江三峡水库蓄水前后对径流过程的影响，本文结合长江上游乌江流域1956～2014年实测59年降雨、径流资料，以三峡水库蓄水运行的2003年为分界点，建立乌江流域的降水径流相关关系，分别分析了乌江流域降水、径流资料的趋势变化规律。根据分界点后的乌江流域实测降雨资料，插补变化后的径流，然后与实测径流资料相比较，定量分析在气候等环境保持不变条件下，因下垫面变化而导致的径流改变的程度，进而掌握径流序列的演变规律，为《长江上游控制性水库优化调度方案》编制提供科学依据，对后续径流预报模型的选用，水资源合理配置提供技术支撑。

2 乌江流域降水径流趋势分析

2.1 乌江流域降水资料线性倾向分析

以三峡水库蓄水运行的2003年为分界点，将乌江流域1956～2014年共计59年降水资料分成两部分，分别做出其趋势线，如图1、图2所示。由趋势图可以看出,乌江流域在三峡水库2003年蓄水运行前的1956～2002年其降水量趋势线方程为:y=0.1915x+770.19，说明乌江流域降水量略有增加，但趋势不明显；在三峡水库蓄水运行后的2003～2014年其降水量趋势线方程为:y=-1.1266x+3314.7，说明乌江流域的降水量略有减少，且趋势也不明显。

图1 乌江流域2003年以前降水量趋势图

图2 乌江流域2003年以后降水量趋势图

2.2 乌江流域径流趋势分析

以三峡水库蓄水运行的2003年为分界点，将乌江流域1956～2014年共计59年径流深资料分成两部分，分别做出其趋势线，如图3、图4所示。三峡水库2003年蓄水运行前乌江流域1956～2002年的径流深趋势线为:y=1.6072x-2554.2，说明乌江流域径流深呈增加趋势,但趋势不明显；在三峡水库蓄水运行后乌江流域2003～2014年的径流深趋势线方程为:y=-2.1846x+4934.2，说明乌江流域径流深呈递减趋势，且递减趋势不明显。

图3 乌江流域2003年以前径流深趋势图

图4 乌江流域2003年以后径流深趋势图

2.3 乌江流域径流系数趋势分析

以三峡水库蓄水运行的2003年为分界点，将乌江流域1956～2014年共计59年径流系数资料分成两部分，分别做出其趋势线，如图5、图6所示。由图可知,在三峡水库2003年蓄水运行前乌江流域1956～2002年径流系数趋势线方程为:y=0.0013x-2.0511，说明乌江流域径流系数略有增加，但增加趋势不明显；三峡水库蓄水运行后乌江流域2003～2014年径流深趋势线方程为:y=-0.0018x+4.1554，说明其径流系数略有减少，且减少趋势不显著。

图5 乌江流域2003年以前径流系数趋势图

图6 乌江流域2003年以后径流系数趋势图

3 三峡水库蓄水前后乌江流域降水径流对比分析

3.1 降水径流对比分析

将三峡水库2003年蓄水运行前后乌江流域的1956～2014年合计59年降水径流资料分成两部分，即蓄水前和蓄水后，分别统计其降水量、径流深、径流系数及水资源量，如表1所示。由此可以看出，在三峡水库2003年蓄水运行前后，乌江流域的降水量、径流深、径流系数及水资源量的变化量分别减小为97.27mm、80.07mm、0.02、70.27亿m3，变化幅度分别为8.46%、12.78%、3.7%和12.78%。由此说明三峡水库蓄水运行后乌江流域径流量的减少主要原因是由于流域降水量减少所引起，可能也与人类活动及下垫面影响有关。

表1 三峡水库2003年蓄水前后乌江流域降水径流对比分析

3.2 双累积曲线分析

把三峡水库蓄水运行前后乌江流域1956～2014年合计59年的降水量径流深做出双累积曲线如图7所示，蓄水以前的趋势线方程为：y=0.5475x-341.08，蓄水以后的趋势线方程为：y=0.5158x+1626.2。由此看出，2003年三峡工程蓄水前后两条双累积曲线斜率变化不大，仅减少了5.8%，说明蓄水前后乌江流域降水径流关系变化不大。

图7 三峡水库蓄水前后乌江流域降水径流双累积曲线图

3.3 降水径流相关图分析

以三峡水库蓄水运行的2003年为分界点，将乌江流域1956～204年合计59年降水径流资料分成两部分，即蓄水前和蓄水后的降水径流资料，分别作出其趋势线如图8所示。由此可以看出，在三峡水库蓄水运行之后，乌江流域降水径流相关关系有所下降，与2000年前后乌江流域大规模的水电开发有关。

图8 三峡水库蓄水运行前后乌江流域降水径流相关图

3.4 插补前后的径流对比分析

以三峡水库蓄水运行的2003年为分界点,根据乌江流域降水径流相关方程：y=0.8942x-401.13，以乌江流域2003年以后的降水资料，插补出乌江流域2003年以后的径流资料，然后与实测径流资料相比较，结果如表2所示。可以看出，自三峡水库蓄水运行后，整个乌江流域的实测径流量比插补径流深增加了82.4mm，幅度为1.26%，略有上升。

表2 三峡水库蓄水前后乌江流域插补径流对比分析

4 结 论

通过对三峡水库2003年蓄水运行前后乌江流域1956～2014年降水、径流、径流系数等资料的分析，得到其成果如表3所示。

表3 三峡水库蓄水运行前后乌江流域径流趋势分析成果表

根据表3及前面分析,可得出如下结论:

(1)三峡水库蓄水运行前乌江流域降水量系列呈上升趋势，在信度水平a=0.05情况下，其检验值小于临界值，故其降水量系列上升趋势不显著；蓄水运行后降水量系列呈下降趋势，在信度水平a=0.05情况下，其检验值小于临界值，故乌江流域降水量系列下降趋势不显著。

(2)三峡水库蓄水运行前乌江流域径流深系列呈上升趋势，在信度水平a=0.05情况下，其检验值小于临界值，故其径流深系列上升趋势不显著；三峡蓄水运行后径流深系列呈下降趋势，在信度水平a=0.05情况下，其检验值小于临界值，故乌江流域径流深系列下降趋势不显著。

(3)三峡水库蓄水运行前乌江流域径流系数系列略有增加，在信度水平a=0.05情况下，其检验值大于临界值，故其径流系数系列增加趋势显著；三峡水库蓄水运行后径流系数系列呈下降趋势，在信度水平a=0.05情况下，其检验值小于临界值，故乌江流域径流系数系列下降趋势不显著。

(4)三峡水库蓄水运行前后，乌江流域的降水量减小了97.27mm，减小幅度为8.46%；径流深减小了80.07mm，减小幅度为12.78%；径流系数减小了0.02，减小幅度为3.7%；水资源量的变化量减小为70.27亿m3，变化幅度为12.78%。

乌江流域的径流情势在三峡水库2003年蓄水运行前后有了较大变化，究其原因，一是近十年以来整个乌江流域的降水量偏少，且降水分布不均匀；二是乌江上游经济社会发展，用水量、耗水量逐年增多；三是乌江上游一些大型水利水电工程的建设，水库蓄、渗损失增多。

[1] 林承坤，吴小根.长江径流特性及其重要意义的研究[J].自然杂志，1999，21(4)：200-205.

[2] 许继军，杨大文，等.长江流域降水量和径流量长期变化趋势检验[J].人民长江，2006，37(9)：63-67.

[3] 庞树森，许继军，等.三峡水库蓄水运行初期对径流过程影响分析[J].长江科学院院报，2011，28(12)：118-124.

[4] 郭文献，王鸿翔，等.三峡梯级水库对长江中下游水文情势影响研究[J].中国农村水利水电，2009(12)：7-10.

Analysis of Influences of Three Gorges Reservoir on Runoff of Wujiang Basin before and after Impoundment

XU Cheng-han

(Changjiang Institute of Technology, Wuhan 430212, China)

Taking 2003 when the Three Gorges Reservoir began to run as the dividing point, the total precipitation and runoff data of Wujiang basin among 59 years from 1956 to 2014 are divided into two parts and the quantitative analysis of precipitation and runoff change before and after 2003 of Wujiang basin is made. According to the rainfall data of Wujiang basin after the impoundment of the Three Gorges Reservoir, the runoff data are interpolated and compared with the measured runoff data. The influences of the change of underlying surface conditions on runoff are analyzed quantitatively in the same climate condition, providing technical support for optimal scheduling of controlling reservoirs in upper reaches of the Yangtze River, the selection of runoff forecasting model and the rational allocation of water resources.

Wujiang basin; runoff; trend analysis; Three Gorges Reservoir

2017-01-19

徐成汉(1965-)，男，湖北仙桃人，副教授，大学，主要从事水文与水资源教学研究工作。

TV121

B

1673-0496(2017)02-0004-04

10.14079/j.cnki.cn42-1745/tv.2017.02.002