西溝流域徑流量變化特征及影響因素

王文亮

摘 要：根據啕來廟水文站長系列水文資料，對徑流量的變化特征（年內、年際）進行分析和研究。通過分析人類活動對下墊面的影響及徑流量發生變化（年內、年際）的原因，估算降水和下墊面變化對徑流量的影響。該區域年內、年際變化較大；多年徑流量系類呈減少趨勢；下墊面變化時徑流量減少的主要原因。

關鍵詞：徑流量；變化特征；下墊面；西溝

西溝位于張家口市西北部，海河流域永定河水系清水河流域，集水面積706km2，處于半濕潤半干旱區，屬溫帶大陸性季風氣候，四季分明。

上游有山岔、圪料溝兩支流于驛馬圖匯合，下游東側有六間房溝于石嘴子流入主流，西側有五十家子溝于下四桿旗以下約1km處匯入主流，本溝屬典型的山溪性河流，多年平均降水量450mm。流域內植被很差，水土流失嚴重。河床坡度大，遇較大降水極易產流，洪水暴漲暴落，流域內無水利工程。

1 降水量特征分析

降水是補給地下水源和產生地表徑流的重要來源，降水量的多少和時空、時間分布都將決定產匯流量的大小。根據地形地貌特征，西溝為山區。該流域林草植被覆蓋率低，隨著小流域治理力度的不斷加大，植樹造林力度的不斷加大，荒山禿嶺面積逐漸縮小，植被覆蓋面積不斷加大。土壤組成多為栗鈣土、棕壤土，并伴有碎石不均勻分布。

依據山區站雨量1959～2010年系列資料進行分析計算（根據啕來廟水文站提供資料），張家口市西部山區多年平均降水量450mm。依據頻率分析計算方法對多年降水量系列進行計算，頻率曲線采用皮爾遜Ⅲ型曲線，利用適線法計算頻率。對變差系數Cv，在適線過程中出現的極大值、極小值一般不做處理。一般用Cs/Cv來表示偏差系數。西溝流域年降水量不同頻率計算成果如表1所示。

張家口西溝流域多年來降水量變化較為明顯，且連續多年降水量偏多或偏少現象時有發生。以西溝流域多處雨量站年降水資料做分析，各站最大年降水量與最小年降水量比值常在3.9以上，其中五十家和圪料溝兩處雨量站變化幅度最大，比值分別為9.2和8.6。

張家口西部西溝降水量具有年內分配較集中的特點，75%以上的降水集中在汛期的6～9月份，其中以汛期的7、8月份降水最為集中，非汛期降水量占全年降水量的25%。

2 徑流量變化特征

2.1 年內變化特征分析

采用啕來廟水文站1959～2010年天然年徑流量系列，計算不同年代及多年月平均徑流量并點繪曲線如圖1所示。由圖可知，啕來廟站不同年代徑流變化過程相似，以單峰形式出現且峰值在7、8月份出現為主。徑流量年內分配不均，1～5月份徑流量小且變化緩慢，6月份逐步增加，7、8月份開始逐漸增加并達到最大值，9月份迅速減小，10～12月份逐步減小且變化緩慢但總量較1～5月份偏大?？傊?，年徑流量主要集中在汛期的6～9月份，7、8月份為最大值，6～9月份占全年徑流量的70%～80%。

2.2 年際特征變化分析

通過對啕來廟水文站天然徑流量（1959～2010年系列）進行分析計算得到，年最大徑流量為1959年0.59億m3，年最小徑流量為2000年0.0463億m3，最大值與最小值的比值為12.7，該數據結果說明本區域徑流量的年際變化很大。

3 徑流變化成因分析

隨著山區經濟的不斷崛起，各種民營和鄉鎮企業也孕育而生，人口數量不斷加大，用水規模和總量逐年增加，地表水已無法承擔用水需求的不斷增加，自20世紀70年代至今，山間河谷及盆地地下水開采力度不斷加大。有數據表明，1980年河北省山區地下水開采量占其自身排泄量的25%，到2000年此數值增長至39%。逐年增加的山區開采地下水實際是以爭奪部分河川基流以及河床潛水量為代價的，此舉也導致了部分河水斷流以及地下水位下降等后果。此外，西溝還是張家口市區重要的生產、生活用水水源所在區域，隨著城市規模和經濟建設的不斷擴大，對地下水開采的力度也大為增加，也極大地影響了山區的產匯流。

流域內取水需求以及下墊面的不斷變化，導致該流域內水文狀態隨之改變，從而水文要素轉換和分配方式進行調整，要素間在時程及比例分配空間分配都將發生改變。如小流域的綜合治理，加大了地表植被覆蓋率，增加了地表對降水的攔擋，延長了產匯流時間，增加了地下水的儲蓄，從而改變了基流的產生、洪峰的大小等。因為植被覆蓋率增加，使得地表蒸發量增加，產匯流減少，從而影響到年徑流量的降低。

與此同時，開采地下水量逐年增加，導致基流較少趨勢更為明顯，從而地表徑流減少加劇。

4 結論

通過對西溝區域1959～2010年年徑流量的系列資料分析得出，徑流量年內分配不均勻，汛期6～9月份集中了全年70%～80%的水量。徑流量年際變化大，極大值是極小值的12.7倍。根據多年徑流量系列資料分析，徑流量總體呈現減小的趨勢，尤為自20世紀70年代開始，年徑流量明顯減小。

造成年徑流量減少的原因很多，以氣候變化和下墊面條件等人類活動的影響最為明顯。做好水土保持，提倡可持續發展和水資源合理配置是解決當前水資源狀況的根本途徑。所以，水資源保護需要全社會各用水部門和行政主管部門的共同努力，以科學發展和可持續發展為基礎，以經濟杠桿為主要手段，以總量控制和部分配置為依據共建本地區水資源合理調控機制。

參考文獻

[1]丁愛中，趙銀軍，郝弟，等.永定河流域徑流變化特征及影響因素分析[J].南水北調與水利科技，2013（1）：17-22.