嘉陵江水資源分析

任軍旗

（河南省地質礦產勘查開發局第五地質勘查院，鄭州 450000）

人類活動和氣候變化對徑流的影響日益加劇，進而影響流域水資源量。流域水資源是工業生產和居民生活的重要資源，因此本文對變化環境下嘉陵江流域水資源進行分析。

1 概述

嘉陵江是長江上游左岸最大的支流，大致位于東經102°30′～109°，北緯29°40′～34°30′，干流流域面積8.883萬km2。流域大部分處于亞熱帶濕潤季風氣候，多年平均降水量為931 mm，年降水量有減小的趨勢，降水量年內分配不均，5-10月份的降水量占全年降水量的82%。嘉陵江徑流主要由降雨補充，主要集中在5-10月，水量充足[1]。

2 嘉陵江流域徑流分析——以水文站略陽站和武侯站為例

本文對嘉陵江流域主要水文站略陽站和武侯站進行流域徑流分析。徑流特征主要包括平均流量、趨勢性、周期性等，其是水文徑流的主要特征，本文對徑流的以上特征進行分析[2-3]。采用略陽和武侯水文站1967-2014年的逐月入庫徑流資料進行分析，如圖1所示，資料包括足夠的豐、平、枯組合，可靠性、代表性強。線圖（見圖2），并對略陽和武侯水文站的年徑流量進行統計分析（見表1）。

圖1 武侯和略陽水文站年徑流資料

從圖2可知，略陽和武侯水文站徑流年際變化較大，略陽站徑流距平累積均有三個明顯的變化階段：1967-1974年和1993-2014年徑流量表現出逐時段遞減的趨勢，為枯水時段；1974-1993年徑流量表現出逐時段遞增的趨勢，為豐水時段。武侯站徑流距平累積均有四個明顯的變化階段：1967-1979年和1990-2008年徑流量表現出逐時段遞減的趨勢，為枯水時段；1979-1990年和2008-2014年徑流量表現出逐時段遞增的趨勢，為豐水時段。

圖2 年徑流距平累積曲線

表1 略陽和武侯站徑流代際變化率（與多年平均徑流相比）

從表1可以看出，略陽在20世紀60年代徑流量相比多年平均值增加了65.12%，增加幅度最大；武侯站20世紀80年代徑流量相比多年平均值增加了43.56%，增加幅度最大。略陽站在21世紀初徑流量相比多年平均值減小了35.60%，減小幅度最大。武侯站在20世紀90年代徑流量相比多年平均值減小了30.33%，減小幅度最大。略陽站徑流量除在20世紀80年代有急劇增加的變化外，相對多年平均徑流，隨著時間的推移整體呈現出減少的趨勢，而武侯站呈現出有增有減的波動性，沒有明顯趨勢。

利用略陽和武侯站年徑流資料，筆者繪制了年徑流量隨時間變化的趨勢圖，如圖3所示。

圖3 略陽站（左）和武侯站（右）年徑流變化趨勢

由圖3可以看出，嘉陵江流域的略陽水文站的年徑流在波動中呈下降趨勢，其年徑流量48年間共減少19.40億m3（2010-2014年均相比1967-1969年均），平均下降速率為4.04億m3/10 a。嘉陵江流域的武侯水文站的年徑流量在48年間趨于平穩，沒有明顯變化趨勢。

采用Mann-Kendall法及經典重標極差法（R/S分析法）對略陽和武侯站的徑流資料進行趨勢性、持續性分析，結果如表2所示。

M-K檢驗結果顯示，略陽站徑流量的Z值為負，且其絕對值均大于1.96，說明漢江流域上略陽站呈顯著性減少趨勢。M-K檢驗結果顯示，武侯站徑流沒有明顯趨勢。由Hurst指數值可知，略陽站徑流Hurst值大于0.5，正持續性強，也即時間序列具有持續性，說明在未來一段時間內略陽站的徑流將繼續保持減少的趨勢。利用小波分析對略陽水文站和武侯水文站徑流序列進行多時間尺度分析，結果如圖3所示。

表2 徑流量趨勢性及持續性檢驗結果

圖4 略陽站（左）和武侯站（右）小波系數實部等值線圖

從圖4可以看出，略陽水文站和武侯水文站的徑流序列在演變過程中存在著多時間尺度特征。略陽水文站徑流演變存在3～8年、15～30年尺度的周期變化規律；武侯水文站徑流演變存在3～8年、20～30年尺度的周期變化規律。其中，略陽水文站和武侯水文站在3～8年時間尺度上存在豐-枯交替的五次震蕩；略陽水文站在15～30年尺度上出現了豐-枯交替的兩次震蕩；武侯水文站在20～30年尺度上出現了一次豐-枯交替震蕩。同時可以看出，3～8年尺度的周期變化在整個分析時段表現得很穩定，具有流域性。

3 結語

本文對略陽水文站和武侯水文站徑流進行分析，結果表明，略陽水文站水資源量充沛，但徑流呈減少趨勢。未來一段時間內，略陽站的徑流將繼續保持減少的趨勢，流域應做好水資源合理利用以應對水資源減少的情況。武侯站徑流量趨于平穩，但武侯水文站水資源量較少，流域管理者應做好水資源規劃，以促進水資源的可持續利用。周期性分析表明，略陽水文站徑流演變存在3～8年、15～30年尺度的周期變化規律；武侯水文站徑流演變存在3～8年、20～30年尺度的周期變化規律。