金堤河径流年内分配变化规律分析

□郝立新 李爽 李向鹏

（河南省濮阳水文水资源勘测局）

金堤河径流年内分配变化规律分析

□郝立新 李爽 李向鹏

（河南省濮阳水文水资源勘测局）

以金堤河濮阳站1956-2013年的实测径流序列为基础，综合运用年内不均匀系数、年内分配比例、变化幅度、集中度和集中期系列指标，分析了金堤河径流年内变化规律。结果表明：金堤河濮阳站近60 a径流年内分配变化较大，不均匀性逐渐减小，集中度逐渐增加。为新时期金堤河水资源开发利用提供了科学依据。

径流；集中度；非线性；年内分配特征；金堤河

1 研究区概况

金堤河位于河南省新乡县境内，金堤河干流河道长158.60 km，流域面积为5 047 km2，流域下游为黄河北金堤滞洪区，滞洪影响面积为2 918 km2，约占全流域的57.80%。河南省内流经新乡、鹤壁、安阳和濮阳，山东省境内流经聊城，共5个地市的12个县，在河南省台前县张庄汇入黄河。金堤河流域属于季风型大陆性气候，夏季盛行偏南风，湿热多雨，多年平均气温为13.70℃，多年平均降雨量为566.30 mm。

2 研究方法

径流年内分配特征的研究方法较多，常见的有通过各月、各季；汛期、非汛期；连续最大三月以及连续最小三月径流所占年径流量的百分比等方法，但是这些方法没有用比较简明的数据反映出年最大径流量出现的时段及在年内各时段的集中程度。为了定量分析金堤河年内分配特征，利用年内分配不均匀系数（CV）、集中度（Cd）和集中期（D）以及变化幅度等特征指标，采用非线性法从不同角度分析径流年内分配特征的变化趋势及规律为最佳方法。

2.1 不均匀性

现代的气候季节性波动导致了气温、降水等关键气象要素明显的随季节变化，从而极大程度上导致了年内径流不均匀分配。用径流年内分配不均匀系数CV和径流年内分配完全调节系数Cr两个指标来分析径流年内分配的不均匀性。公式如下

其中：

式中：CV代表径流年内分配不均匀系数；Cr代表径流年内分配完全调节系数；t代表月序；R（t）为各月年内径流量；R-为每月平均径流量；ψ（t）为符号函数。由公式（1）可知，CV越大，年内各月径流量之间数值差越大，径流量年内分配不均匀的程度越高，反之则代表年内分配更均匀。

2.2 集中度和集中期

指标的计算方式是把12个月份的月径流量用向量表示，所处的月份为向量的方向，月径流量的大小为向量长度。具体的方法是将一年的365 d看成是一个圆周360°，以每个月的中间日期15日作为这个月向量的方向，12个月向量的和向量所指的位置为12个月径流量集中的总结果。文章各月所包含的角度数及月中值代表的的角度数值如表1所示，计算公式为：

式中：Rx，Ry分别为12个月径流矢量的和向量的水平和垂直分量；θi为各个月向量的角度。

2.3 变化幅度

径流年内分配的变化幅度值越大，就代表水资源开发利用及管理过程中的难度随之增加，水利调节控制的力度相应的就必须要作出调整。采用相对变化幅度，指标计算公式为：

式中：Cmax为极大比；Cmin为极小比；Rmax为最大月平均经流量；Rmin为最小月平均径流量。

3 结果与分析

基于以上研究方法，结合1956-2013年金堤河濮阳站的实测径流序列，分别上述三种指标定量方法，分析金堤河年内分配特征，采用非线性法通过多个角度对径流年内分配特征进行分析，探索径流变化规律及变化趋势。

3.1 不均匀性分析

将月径流资料按照公式（1）和公式（2）对金堤河径流年内分配不均匀系数及完全调节系数进行计算，结果见表1。

表1 径流年内分配不均匀系数和完全调节系数表（金堤河濮阳站）

结果表明：金堤河濮阳站的两个指标在年代之间有较大的变化，自1956年以来，径流年内分配集中度逐渐减小，其中1980-2000年3个年代中，径流集中度呈现先增加后减小的趋势。

3.2 集中度和集中期分析

对金堤河濮阳站的月径流资料按照式（3）计算径流年内分配集中度，结果见表2。

从集中度来看，20世纪60年代相对较大，70年代相对较小，80年代以后集中度变化不大；集中期大多在6、7月份，并且集中期有滞后现象。

3.3 变化幅度分析

金堤河最大月平均流量设为Rmax，金堤河最小月平均流量设为Rmin，Rmax与Rmin的比值即为相对变化幅度，金堤河濮阳站径流年内变化幅度计算如下表表3所示。

表2 径流年内分配集中度与集中期表（金堤河濮阳站）

表3 径流年内变化幅度表（金堤河濮阳站）

从各时期的计算结果（表3）可以看出，月平均径流量最大比值出现在1970-1979年间，最小比值出现在1980-1989年间；Cmax最大值出现在70年代，最小值出现在90年代；Cmin最大值出现在80年代，最小值出现在60年代。金堤河濮阳站径流年内分配变化幅度年代间的变化趋势较大。

4 结语

对金堤河濮阳站近60 a的径流资料进行计算，从径流年内分配不均匀性、集中度、变化幅度及变化趋势等特征指标方面研究径流年内变化规律，研究结果表明，金堤河濮阳站近60 a径流年内分配变化较大，不均匀性逐渐减小，集中度逐渐增加，集中期主要在6、7月，并且有滞后现象。计算结果对金堤河流域未来的水资源管理等方面具有一定的指导意义。

［1］王旭.建国后金堤河河道治理浅析［J］.河南水利与南水北调，2012（12）.

［2］张晓晓，张钰，徐浩杰.疏勒河上游径流年内分配变化规律分析［J］.人民黄河，2014（6）:58-60.

P333.1

A

1673-8853（2017）07-0026-02

2017-03-09

编辑：刘长垠韦诗佳

郝立新（1967-），女，工程师，主要从事水文水资源方面的研究工作。