嘉陵江水资源分析

任军旗

（河南省地质矿产勘查开发局第五地质勘查院，郑州 450000）

人类活动和气候变化对径流的影响日益加剧，进而影响流域水资源量。流域水资源是工业生产和居民生活的重要资源，因此本文对变化环境下嘉陵江流域水资源进行分析。

1 概述

嘉陵江是长江上游左岸最大的支流，大致位于东经102°30′～109°，北纬29°40′～34°30′，干流流域面积8.883万km2。流域大部分处于亚热带湿润季风气候，多年平均降水量为931 mm，年降水量有减小的趋势，降水量年内分配不均，5-10月份的降水量占全年降水量的82%。嘉陵江径流主要由降雨补充，主要集中在5-10月，水量充足[1]。

2 嘉陵江流域径流分析——以水文站略阳站和武侯站为例

本文对嘉陵江流域主要水文站略阳站和武侯站进行流域径流分析。径流特征主要包括平均流量、趋势性、周期性等，其是水文径流的主要特征，本文对径流的以上特征进行分析[2-3]。采用略阳和武侯水文站1967-2014年的逐月入库径流资料进行分析，如图1所示，资料包括足够的丰、平、枯组合，可靠性、代表性强。线图（见图2），并对略阳和武侯水文站的年径流量进行统计分析（见表1）。

图1 武侯和略阳水文站年径流资料

从图2可知，略阳和武侯水文站径流年际变化较大，略阳站径流距平累积均有三个明显的变化阶段：1967-1974年和1993-2014年径流量表现出逐时段递减的趋势，为枯水时段；1974-1993年径流量表现出逐时段递增的趋势，为丰水时段。武侯站径流距平累积均有四个明显的变化阶段：1967-1979年和1990-2008年径流量表现出逐时段递减的趋势，为枯水时段；1979-1990年和2008-2014年径流量表现出逐时段递增的趋势，为丰水时段。

图2 年径流距平累积曲线

表1 略阳和武侯站径流代际变化率（与多年平均径流相比）

从表1可以看出，略阳在20世纪60年代径流量相比多年平均值增加了65.12%，增加幅度最大；武侯站20世纪80年代径流量相比多年平均值增加了43.56%，增加幅度最大。略阳站在21世纪初径流量相比多年平均值减小了35.60%，减小幅度最大。武侯站在20世纪90年代径流量相比多年平均值减小了30.33%，减小幅度最大。略阳站径流量除在20世纪80年代有急剧增加的变化外，相对多年平均径流，随着时间的推移整体呈现出减少的趋势，而武侯站呈现出有增有减的波动性，没有明显趋势。

利用略阳和武侯站年径流资料，笔者绘制了年径流量随时间变化的趋势图，如图3所示。

图3 略阳站（左）和武侯站（右）年径流变化趋势

由图3可以看出，嘉陵江流域的略阳水文站的年径流在波动中呈下降趋势，其年径流量48年间共减少19.40亿m3（2010-2014年均相比1967-1969年均），平均下降速率为4.04亿m3/10 a。嘉陵江流域的武侯水文站的年径流量在48年间趋于平稳，没有明显变化趋势。

采用Mann-Kendall法及经典重标极差法（R/S分析法）对略阳和武侯站的径流资料进行趋势性、持续性分析，结果如表2所示。

M-K检验结果显示，略阳站径流量的Z值为负，且其绝对值均大于1.96，说明汉江流域上略阳站呈显著性减少趋势。M-K检验结果显示，武侯站径流没有明显趋势。由Hurst指数值可知，略阳站径流Hurst值大于0.5，正持续性强，也即时间序列具有持续性，说明在未来一段时间内略阳站的径流将继续保持减少的趋势。利用小波分析对略阳水文站和武侯水文站径流序列进行多时间尺度分析，结果如图3所示。

表2 径流量趋势性及持续性检验结果

图4 略阳站（左）和武侯站（右）小波系数实部等值线图

从图4可以看出，略阳水文站和武侯水文站的径流序列在演变过程中存在着多时间尺度特征。略阳水文站径流演变存在3～8年、15～30年尺度的周期变化规律；武侯水文站径流演变存在3～8年、20～30年尺度的周期变化规律。其中，略阳水文站和武侯水文站在3～8年时间尺度上存在丰-枯交替的五次震荡；略阳水文站在15～30年尺度上出现了丰-枯交替的两次震荡；武侯水文站在20～30年尺度上出现了一次丰-枯交替震荡。同时可以看出，3～8年尺度的周期变化在整个分析时段表现得很稳定，具有流域性。

3 结语

本文对略阳水文站和武侯水文站径流进行分析，结果表明，略阳水文站水资源量充沛，但径流呈减少趋势。未来一段时间内，略阳站的径流将继续保持减少的趋势，流域应做好水资源合理利用以应对水资源减少的情况。武侯站径流量趋于平稳，但武侯水文站水资源量较少，流域管理者应做好水资源规划，以促进水资源的可持续利用。周期性分析表明，略阳水文站径流演变存在3～8年、15～30年尺度的周期变化规律；武侯水文站径流演变存在3～8年、20～30年尺度的周期变化规律。