葫芦河径流年际变化分析

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1、葫芦河径流年际变化分析（天水市水利水电勘测设计院甘肃天水741000）摘要径流的变化对整个水文系统的演化起主导作用，会对资源环境和区域经济产生重大影响，本文依据葫芦河下游秦安水文站实测月、年径流量资料，运用数理统计法对葫芦河径流的年际变化进行了分析计算，得出葫芦河近50a来的径流情势：年际变化总体呈现出先增大后减小的趋势，特别近几年，葫芦河进入相对枯水期，年径流变差系数和极值比较大，反映出葫芦河径流丰枯水年变化剧烈，流域调蓄能力不强；径流M-K趋势反映葫芦河径流总体呈现减小趋势，径流在1989年和2003年发生突变。关键词葫

2、芦河，径流，年际变化，数理统计，Mann-kendall秩次检验法序言河川径流量是水循环的重要环节，会对资源环境和区域经济产生重大影响，近年来，由于人类活动频繁，各流域的河川径流量都出现了不同程度的增大和减小趋势。葫芦河是黄渭河上游较大的支流，为甘肃省中部静宁县、庄浪县、秦安县提供丰富的水资源，同时也是这一地区防洪减灾重要设防河流。因此有必要对葫芦河径流变化规律进行深入研究，以便深入了解葫芦河流域地表水资源的变化趋势，为水资源的合理开发利用、流域的生态安全和防洪减灾提供科学依据。1研究区概况葫芦河属渭河一级支流，发源于宁夏回

3、族自治区西吉县月亮山，河源处海拔高程2550m，由北向南流经静宁县、庄浪县、秦安县至麦积区南河川汇入渭河。河流全长287km，流域面积10740km2，河道平均比降0.44%。整个流域地处六盘山以西地区，地貌类型为高黄土梁，黄土梁相对高度达200m以上。河流多年平均径流量3.09亿m3。多年平均输沙量776万t。图1-1葫芦河流域地理位置图2研究内容及方法2.1研究内容本次研究以葫芦河下游秦安站1956-2006年实测径流资料为基础，对径流年际变化特点进行分析，揭示葫芦河流域径流系统的演化规律和趋势变化特点。2.2研究方法（

4、一）距平法距平是常用的表示径流偏离正常情况的统计量，即xi-。（二）变差系数和年际极值比变差系数是衡量系列相对离散程度的参数，变差系数大小反映河川径流在多年中的变化情况，计算式为：（2-5）其中：Ki为第i年的年径流变率，Ki=，n为资料年数。（三）Mann-kendall秩次检验法在M-K秩次检验中，原假设H0：时间序列数据（x1,x2，……xn）是n个独立同分布的随机变量样本；备择假设H1是双边检验；对于所有的k，j＜n且k≠j，xk和xj的分布是不相同的，检验的统计变量S计算如下式： S=（2-6）其中，sign()为

5、符号函数。当xj-xk小于、等于或大于零时sign(xj-xk)分别为-1、0或1。S为正态分布，其均值为0，方差s＞0s＝0s＜0(2-7)使用连续Mann-Kendall检验来清晰看到趋势随时间的变化过程。连续值U（t）为一标准化变量，具体计算如下xi＞xjxi＞xj1≤j≤i（2-12）t=2，3，……，nE（t）=t（t-1）/4Var（st）=t（t-1）（2t+5）/72t=1，2，…….，n采用双边趋势检验，统计量U称为M-K秩次检验系数，在给定一显著性水平=5%，查正态分布表得到临界值=±1.96。若，拒绝原

6、假设，即表明原序列存在一个显著的增长或减少趋势。若，接受原假设，U服从标准正态分布，即序列无趋势变化。即所有U随时间变化曲线落在置信区间内，那么原序列不存在变化趋势，反之，原序列存在显著的变化趋势。将原时间序列x按顺序排列，按以上公式计算得出U（t）为统计量UF；原时间序列x按逆序排列，再按上式计算得出的U（t）为统计量UB，将统计量曲线UF、UB和信度线（u0.05=±1.96）绘制在同一张图上，如果UF值大于0，则表明原序列呈上升趋势，反之则呈下降趋势；当UF超过置信度线时，表明上升或下降趋势显著，超过置信度线的范围确定

7、为出现突变的时间区域。3成果分析（一）径流的年际变化河川径流是流域自然地理因素综合作用的产物，各河流径流量年际变化呈现不同的特点。根据葫芦河1956-2006年共51年年径流资料系列，计算径流距平，分析葫芦河径流多年变化特征。根据水文预报规范，径流丰枯情况的划分标准为：P＜-20%为枯水；-20%≤P＜-10%为偏枯；-10%≤P≤10%为平水；10%＜P≤20%为偏丰；P＞20%为丰水。图3-1葫芦河径流距平图从图3-1中看出：葫芦河径流年际波动较大，总体表现为先增大后减小的趋势，丰平枯水年交替出现，秦安站枯水年出现的次数

8、最多，丰水年次之，平水年最少。50年代为葫芦河径流平水期，60年代至70年代为葫芦河丰水期，80年代至21世纪初为葫芦河连续枯水期。（二）径流变差系数和年极值比对水文现象来说，变差系数Cv，年反映河川径流在多年中的变化情况，Cv，年值越大，表明丰枯水年的年径流变化剧烈，容易引发干旱或洪涝灾