1954-1993年间窟野河径流量变化趋势及其影响因素分析.pdf
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1、第 2 1 卷 第5期 2 0 1 0年1 0月 水 资 源 与 水 工 程 学 报 J o u r n a l o f Wa t e r Re s o u r c e s&Wa t e r E n g i n e e ri n g Vo I 21 No 5 Oc t,2 01 0 1 9 5 41 9 9 3年间窟野河径流量变化趋势 及其影响因素分析 赵晓坤,王随继,范小黎l,(1 中国科学院地理科学与资源研究所,中国科学院陆地水循环及地表过程重点实验室,北京 1 0 0 1 0 1;2 中国科学院研究生院,北京 1 0 0 0 4 9)摘要:采用窟野河温家川站 1 9 5 41 9 9 3
2、年的水文资料和降水量资料,应用多种统计分析方法,系统分析了窟野 河径流的年内分配及年际变化规律及其影响因素。研究表明:窟野河流域径流年内分配极不均匀,主要集中于 7 9月。径流的年际变化剧烈,且呈减少趋势,1 9 8 0年代以后基本处于枯水时段,与降水量的变化趋势基本一致。从 多年平均值来看,温家川站 1 9 7 31 9 7 9年平均年径流量较前期减少 2 4 6,2 0世纪 8 0年代以来径流量锐减,年均 径流量较 1 9 7 3年以前减少 3 8 6。在各项水土保持措施中,造林对径流量的影响最大。通过降水 一径流双累积 曲线的分析表明,径流变化趋势在 1 9 7 3年发生系统性向右偏转,
3、说明径流量变化受降水量和人类活动共同影响。关键词:径流量;变化趋势;双累积曲线;距平百分率;影响因素;窟野河 中图分 类号:T V I 2 1 4 文献标识码:A 文章编号:1 6 7 2-6 4 3 X(2 0 1 0)0 5-0 0 3 2-0 5 Ana l y s i s o n t he c h a n g e t r e nd o f r u no f f a nd i n flu e nc e f a c t o r s i n Kuy e Ri v e r Ba s i n f r o m 1 9 5 4 t o 1 9 9 3 Z HA O X i a o k u n ,W
4、A N G S u i-j i F AN X i a o i i (1 K e y L a b o r a t o r y o f W a t e r C y c le a n d R e l a t e d S u rf a c e P r o c e s s e s,I n s t i t u t e ofG e o g r a p h i c a l S c i e n c e s a nd N a t u r a l R e s o u r c e s R e s e a r c h,C h i n e s e A c a d e m y of S c i e n c e s,B e
5、ij i n g 1 0 0 1 0 1,C h i n a;2。G r a d u a t e U n i v e r s i t y ofC h i nes e A c a demy o fS c i e n c e s,B e n g 1 0 0 0 4 9,C h i na)Ab s t r a c t:B a s e d o n t h e h y d r o l o g i c a n d p r e c i p i t a t i o n d a t a f r o m t h e We n j i a e h u a n s t a t i o n o f t h e K u
6、y e R i v e r f r o m 1 9 5 4 t o 1 9 9 3,u s i n g t h e mu l t i s t a t i s t i c me t h o d s,t h e p a p e r a n a l y z e d t he s e a s o n a l a n d a n nu a l c h a n g e t r e n d o f r u n o ff,a s we l l a s t h e i n f l u e n c i n g f a c t o r T h e r e s u l t s s h o w t h a t t h
7、e s e a s o n a l d i s t ri b u t i o n o f r u n o ff wa s q u i t e u n e v e n ma i n l y c e n l e r e d fr o m J u l y t o S e p t e mb e r,wh i l e t h e a n n u a l d i s t ri b u t i o n o f r u n o ff Wa S d i f-f e r e n t i n g r e a t s c o p e T o a n a l y s i s t h e t r e n d o f ru
8、n o ff c h a n g e,i t i n d i c a t e d t h a t t h e r e w a s o b v i o u s d e c l i n e i n flu e n c e d b y p r e c i p i t a t i o n a nd h u ma n a c t i v i t y,e v e n r a i n l e s s s i n c e t h e 1 9 8 0s Co mp a r e d w i t h p r e v i o u s p e r i o d s(b e f o r e 1 9 7 4),t h e a
9、 n n u a l a v e r a g e run o ff d e c r e a s e d b y 2 4 6 fr o m 1 9 7 3 t o 1 9 7 9,a n d s i n c e 1 9 8 0 s i t r e d u c e d a b rup t l y b y 3 8 6 F u r t h e r mo r e,t h e c h a n g e t r e n d o f r u n o ff i s i n g e n e r a l a c c o r d w i t h t h e c h a n g e t r e n d o f p r e
10、 c i p i t a t i o nAmo n g t he d i f f e r e n t s o i l c o ns e r v a t i o n me a s u r e s,a f f o r e s t a t i o n e x e r t s t h e s t r o n g e s t e ffe c t o n ru n o ffAc c o r d i n g t o t h e d o ub l e ma s s c u r v e o f p r e c i p i t a t i o n a n d r u n o ff,t h e run o ff d
11、 e v i-a t e d i n 1 9 7 3 Ke y wo r ds:run o ff;c h a n g e t r e n d;d o u b l e a c c u mu l a t i n e c u r v e;a n o ma l y p e r c e n t a g e;i nfl u e n c i n g f a c t o r;t h e Ku y e Ri v e r 0 引言 窟野河地处干旱半干旱地 区,是黄河河 口镇至 龙 门段右岸一条较大支流,流域内植被稀少,长期受 到干旱的威胁,加之人类活动 的影响,生态环境十分 脆弱,水 土 流失 异 常 严 重,侵
12、 蚀 模 数 高 达 3 8 5 万 t k m 。近年来随着人类活动的加剧 以及气候 变化等因素的影响,水土流失更加严重,是黄河洪水 泥沙尤其是粗泥沙 的主要来源区之一。窟野河是暴雨多发 区,是黄河北干流洪水主要 收稿日期:2 0 1 0-08 1 5;修回E t 期:2 0 1 0-0 9-02 基金项目:国家重点基础研究发展计划(9 7 3)项 目资助(2 0 1 0 C I M2 8 4 0 4)作者简介:赵晓坤(1 9 8 6 一),男,山东维坊人,硕士研究生,研究方向为地貌学及地表过程。通讯作者:王随继(1 9 6 6 ),男,甘肃静宁人,博士,副研究员,主要研究方向为河流沉积学、
13、地貌学及流域地表过程。第 5期 赵晓坤,等:1 9 5 41 9 9 3年间窟野河径流量变化趋势及其影响因素分析 3 3 来源区之一 J。其特点是 时间集 中,大洪水发生几 率较大,洪水过程 陡涨陡落,含沙量大、历时短,泥沙 颗粒粗L 3 J,这在一定程 度上也增加 了入 黄水沙量。值得 一 提 的是 1 9 5 8年 7月 1 0 1 3发 生 的 洪 水(“1 9 5 8 0 7 1 0”洪水),它区别于一般 高含 沙洪水,该 次洪水温家川站最大含沙量高达 1 7 0 0 k g m ,创河 流有记载 以来 的实测 含沙 量最 高值 J,居 世界之 首;在神温区间传播时间(历时 4 8 h
14、)明显 比类似 洪水时间(历时小于 4 h)长;温家川站沙 峰超前水 峰,并发生了“浆河”现象,实测 1 7 0 0 k g m 含沙 量是在“浆河”的特殊水情条件下发生的。根据政府间气候变化专 门委员会(I P C C:I n t e r g o v e mm e n t a l P a n e l o n C l i ma t e C h a n g e)2 0 0 7年 的气候 变化评估报告 显示,全球气 温与工业革命之前相 比已经增长了 0 7 4 o C,在这 种情况下,探索 自然变 化和人类活动影响的西北干旱区的水资源演变规律 是水科学 领域 的一个 新问题L 6 J。目前 对窟野
15、河流 域的研究已有不少-2,4,7-1 3 ,但大多关注水沙运行 规律 I 2 引,关于径 流变化 以及影响径流变化 的 因素的研究还较少。本文重点分析窟野河流域径流 的演化过程,认识演化的规律和影响因素,不仅有助 于深入了解水资源的特性,为水资源的合理开发利 用提供依据,同时也为黄河 中游 的进一步治理提供 科学依据,对改善黄河生态环境,防止水土的进一步 流失具有重要的现实意义。1 概况、资料数据及方法 窟野河发源于内蒙古 自治区伊克昭盟东胜市 巴 定沟,从神木县石圪 台进入陕西境内,于陕西省神木 县贺家川乡沙峁头村汇人黄河,介 于北纬 3 8。2 3 与 3 9。5 2 ,东经 1 0 9
16、。与 1 1 0。5 2 之 间,干流全长 2 4 1 8 k m,流域面积 8 7 0 6 k m ,属黄河一级支流。支流粹 牛川与干流的交汇口以上为乌兰木伦河。交汇 口以 下称为窟野河。窟野河 流域 海拔约为 8 0 01 3 0 0 m,河源高程 1 4 9 8 7 m,河 口高程 7 4 0 6 m,总落差 7 5 8 1 m,河道平均比降2 5 5 0。地势西北高东南 低,河流随地势倾 向而流入黄河,越靠近黄河土层越 薄,沟谷深度多在 1 5 0 m以上。该流域地处毛乌苏 沙地和黄土高原的过渡地带,可划分为三种地貌类 型区:砾质丘陵区、沙质丘 陵区和黄土丘陵区,分别 占6 1 8 、
17、6 4、3 1 2 ,上游为砾质丘陵区,新月形沙丘和沙梁绵延起伏,川道开阔平缓,下湿滩 地和海子较多;中游为沙质丘陵区;下游为黄土丘陵 沟壑区,黄土和红土层较厚,墚峁起伏,沟壑纵横,是 黄河 中游水土流失严重的一条多沙粗沙支流。窟野河流域现有王道恒塔、新庙、神木、温家川 等 4个基本水文站(图 1),温家川水文站以上流域 控制面积 8 6 4 5 k m ,是窟野河流域的出 口控制站。本文 以温家川 站为代表,主要采用 1 9 5 4年 一1 9 9 3 年间温家川站的径流量资料数据和窟野河面降水量 资料分析窟野河流域径流量的变化规律并分析其影 响因素。2 流域径流量变化特点 2 1 年内分配
18、 窟野河流域属暖温带大陆性季风气候,冬季寒 冷干燥,夏短多暴雨。径流来源于天然降水,只有一 次汛期,即夏汛,径流的年内分配极不均匀。利用温 家川站 1 9 5 41 9 9 3年的逐月平均径流量作 出年内 径流分配图(图 2(a)。由图中可 以看 出,窟野河 的枯水期和汛期 的界 限分 明,径 流量 集 中于 79 月,其径 流量可以 占到年径流总量 的 5 2 ,8月最 大,最小径流出现在每年 的 l 2 2月,受其影响,总 体上呈现塔状曲线(图 2(a)。图 1 窟 野河流域 图 2 2 年际变化 窟野河流域径流 的年 际变化较大(图 2(b),历年最大年径流量为 1 9 5 9年,1 4
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- 1954 1993 年间 窟野河 径流 变化 趋势 及其 影响 因素 分析
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