烏裕爾河流域依安縣水文站徑流演變特征分析

袁立月，袁方正，丁 黔

(黑龍江大學 水利電力學院，哈爾濱 150040)

1 概 述

隨著城鎮化快速發展，烏裕爾河流域的水量在不斷減少。因此，對于區域內河流徑流的變化趨勢及規律進行研究不僅對河流本身的內在特性有所了解，而且對水資源的合理利用與開發具有十分重要的意義。近年來，對于不同地區的流域徑流演變特征規律均進行了分析[1-5]。基于此，本文以依安縣烏裕爾河流域為例，分析河川徑流的演化過程，認識其演化規律和驅動因素不僅有助于流域水資源的可持續利用，同時也可為流域系統的生態恢復和保育提供理論依據。

2 概 況

烏裕爾河依安水文站(依安太東站)，位于躍進水庫上游，距水庫4 km。1941年建站觀測水位，1957年起有完整的年徑流資料，1993年依安站由太東移至躍進水庫下游的依安大橋測流。太東以上流域面積7 432 km2，依安大橋測流斷面以上流域面積7 354 km2。烏雙規劃階段及躍進水庫原設計中，用水位資料插補了1953-1956年的徑流資料。

3 年徑流量演變趨勢分析

依安縣水文站具有1953-2020年共計68年實測及還原插補的長系列資料，其水文資料的測驗、整編執行國家行業標準，經過歷次專項規劃等審查，精度滿足水文規范的規定，水文資料可靠。

3.1 差積曲線法

差積曲線法是反映某地區年徑流豐、平、枯期的變化趨勢，其計算公式：

式中：Pi為第i年的累積距平值，108m3;ti為第i年的徑流量，108m3;ˉt為徑流多年平均值，108m3;n為統計時段總年數。

天然徑流量差積曲線見圖1；天然徑流年際距平百分比見圖2。

圖1 天然徑流量差積曲線

圖2 天然徑流年際距平百分比

從圖1可以看出，豐水段可以分為1954-1966、2012-2014和2018-2020年。枯水期為1967-1971、1972-1983和1998-2002年，豐枯交替段為1967-1971和1984-1998年。枯水期時段要比豐水期時段長的多，且豐枯交替持續周期也比較長。豐、平、枯水交替出現，具有連豐、連枯的特征，枯水年多于豐水年，豐、枯水變化幅度劇烈，該系列具有一定的代表性。

通過對天然徑流百分比(圖2)分析可知，在1953-1964年距平百分比基本為正值，且數值較大，表明此時間段徑流量比較豐沛。而從1965年開始，天然徑流距平百分比突然下降，為負值且持續時間較長。在2013-2020年期間，雖然距平值出現負值，但相對正值來說，總體呈現正值，表明徑流量有所回升，這與圖分析形式完全一致。

3.2 年徑流過程線圖法

徑流量的累計均值變化過程能很好地反映徑流量的多年平均值隨年數的加長而趨于穩定的變化特性，通過對圖3進行分析，在天然年際徑流變化上，1953-2020年天然徑流平均值為6.165 9×108m3,其中最大值在2019年為20.766 9×108m3，最小值在2008年僅為0.321 8×108m3。通過對多年徑流量累計均值過程線分析，依安縣水文站多年徑流平均值的波動幅度逐漸減小，從1977年開始趨于穩定。

圖3 天然徑流量平均變化過程

通過對烏裕爾河流域1953-2020年徑流量分析可知，以5a為時間間隔，最大年平均徑流量在1961-1965年，為11.55×108m3；最小平均年徑流量在1976-1980年，為1.6×108m3。再根據5 a滑動平均值可知，在1963-1980年呈現先下降、后上升、再下降的變化趨勢，其中1963-1968年下降趨勢最為顯著。1981-2020年沒有很顯著的上升或下降趨勢。結合表1分析變差系數和極值比發現，在2001-2005年徑流量變化最為明顯，其中變差系數為1.18，極值比為6.96；在1953-1955年變差系數和極值比最小，分別為0.33和1.70，相比其他年份最不顯著，表明依安縣水文站1953-2020年徑流序列具有代表性。

表1 不同時段徑流變化特征

3.3 年內變化分析

天然徑流量各月份分配見圖4。由圖4可知，平均徑流量為單曲峰形式，徑流量從4月份開始逐漸增加，主要集中在4-10月份，占比為91.95%。6-8月份徑流量急劇增加，其中8月份徑流量最大，達到76.75 m3/s，所占百分比為32.27%。從10月份開始進入枯水期，1-2月份徑流量為0，主要是此時間段黑龍江地區處于氣溫最低時刻，河流處于凍結狀態。

圖4 天然徑流年內分配過程

3.4 來水量分析

根據依安縣水文站1953-2020年共68年天然年徑流系列分析，采用矩法初估統計參數，按P-Ⅲ型理論頻率曲線適線，確定水文站年徑流均值、Cv值，Cs按常規取Cs=2.0Cv。依安縣水文站天然設計年徑流成果見表2，頻率曲線見圖5。

表2 依安縣水文站設計年徑流成果表

圖5 依安縣水文站年徑流量P-Ⅲ頻率曲線圖

4 結 語

1) 基于依安縣水文站1953-2020年共68年的天然徑流量資料，通過不同方法分析其徑流演變規律，對于該流域內的水資源合理利用與開發以及可持續化發展提供可行性參考依據。

2) 通過差積曲線法分析，徑流年際變化共有3個豐水段、3個枯水段、2個豐枯交替段。其中，最長豐水段持續9年，最長枯水段持續10年。

3) 該流域內，月徑流量分配極不均勻，主要集中在4-10月份，且各年徑流量分配變化基本一致呈單峰型，在8月份達到最大值。