简介: 通过对南盘江上段流域降雨、径流的地区分布、年内分配、年际变化及近年来的变化趋势进行分析,得出影响本流域径流变化的主要因素是降雨的分布及变化,人类活动对径流量的影响甚微,对水质及环境的破坏则很明显。
关键字:径流变化 影响因素
南盘江上段是珠江的源头,从发源地到陆良西桥水文站,控制径流面积3253平方公里,河长162.4公里。径流区内有松林、沾益、曲靖、陆良坝子是曲靖市经济较为发达的腹心地带,也是云南省商品粮、生猪、蚕桑养殖基地。该区域不但经济发达,而且水利化程度也很高,在云南省来说,是人类活动对流域的自然形态影响较大的区域。通过对该流域年径流变化的分析,探索影响径流变化的主要因素。
1、基本概况
1.1自然地理
流域位于曲靖市中部。山势以平缓的中山、低山为主,顶部保存有较好的高原面;河谷以开阔的坝区为主,被第四系松散沉积物厚厚覆盖,最厚达568米,有利于农业开垦种植;土壤以红壤为主,大量分布于山区、坝区;山区植被覆盖率高达50%以上,坝区则被大量开垦成农田,且大部分以水稻种植为主。
流域处于东经103°33′--104°09′北纬25°01′--25°56′之间,属亚热带季风气候区,兼有高原气候特征,冬暖夏凉,干湿季节分明的特点。流域多年平均降水量921.1mm,而5—10月的汛期降水量达798.2mm,占全年降水的86.7%。流域多年平均径流深338.2mm,年径流系数为0.37。
1.2 水利工程概况
为了开发利用南盘江流域上段松、沾、曲、陆坝子的水土资源,保护两岸人民的生命财产,从五十年代开始,在南盘江上段蓄水、引水和堤防工程。经过近五十年的努力,流域内建成中型水库9件,蓄水总量26772万立方米;小(一)型水库28件,蓄水总量7360万立方米;小(二)型水库122件,蓄水总量2791万立方米。各类蓄水工程蓄水总量38224万立方米,控制径流面积2070平方公里,占到流域面积的63.6%。除了各类蓄水工程外,在南盘江干流上修建大型水闸9座和众多的灌溉渠道,为南盘江大型灌区的建成打下很好的基础。
1.3 测站概况
在南盘江干流先后设立过5个水文站,其中3个是临时的,两个为基本站。三个临时站枪子山有6年的观测资料,潦浒石有13年的观测资料,响水坝有9年的观测资料;两个基本站沾益站建于1942年,西桥站建于1951年。在流域内现在还设有19个雨量站,其中有12站的观测年限有30年以上。本次分析将以西桥站径流资料系列为主。站网分布及流域水系图如上图所示。
附图1 南盘江上段水系图
![](http://co.163.com/neteaseivp/resource/paper/doc/2006611149149129736/clip_image002.jpg)
2、流域降雨分析
在南盘江上段流域,降雨是径流的唯一补给源,降雨的分布、降雨的变化直接影响径流的分布及变化。为了保证资料系列的长度和足够站点,选取流域内12个雨量站点进行分析,资料系列从1960~~2000年,对个别站作适当插补。
2.1 流域年降雨分布
流域自上而下分布着松林、沾曲、陆良坝子,用松林、沾益、西桥三站作代表,点绘三站年降雨对照图,如附图2所示,降雨对照关系非常好。从图中可以看出,松林站降雨量最大,沾益次之,西桥最小,可见,年降雨量上游大于下游。分别对沾益站以上流域和西桥站以上流域计算流域平均降雨量,沾益以上流域多年平均降雨量997.1mm, 西桥以上流域多年平均降雨量921.1mm,说明降雨自上游向下游减小。
2.2 降雨年内及年际变化
年内降雨集中,年际变化大是本流域的降雨特点。流域多年平均降雨量921.1mm,5~~10月汛期降雨量798.2mm,占全年降雨的86.7%,降雨主要集中在汛期。流域最大年降雨量1310.0mm,最小年587.2mm,相差722.8mm,可见年际间降雨量的差别很大。
2.3 降雨近年变化形式
以5年为时段,逆时序统计年降雨和月降雨量。年降雨量没有表现出明显变化趋势,仍然在多年平均值附近摆动。在年内分配方面,汛期降雨所占比重再逐渐减小(如下表所示)。
附表1 流域降雨量分时段统计表
时段 (年) | 61~65 | 66~70 | 71~75 | 76~80 | 81~85 | 86~90 | 91~95 | 96~00 |
年降雨量(mm) | 936.6 | 922.0 | 993.3 | 890.7 | 911.9 | 875.5 | 899.6 | 937.5 |
汛期所占比重(%) | 91.2 | 89.6 | 86.0 | 89.1 | 83.0 | 86.4 | 83.8 | 84.4 |
从表中可看出,61年到80年期间,各时段平均年降雨量较多年大,20年平均达935.7mm,比81年到2000年的906.1mm仅大29.6mm。而汛期降雨所占比重前20年为89.0%,比后20年的84.4%高出4.6个百分点。平均年降雨量在96~2000年已超过多年平均,但汛期所占比重仍低于多年平均。
3、年径流系列分析
3.1 径流量的区间组成
在上游的沾益站,控制径流面积552Km2,占西桥站的17.0%;多年平均径流量2.2亿立方米,占西桥站的20.3%。上游产流量大于下游,径流深从上游向下游递减,与降雨的分布情况吻合。
3.2 年径流系列的年际变化
根据西桥站(控制径流面积3253Km2)1953~~2001年径流资料统计,流域多年平均径流量为10.8亿立方米,最大年径流量23.2亿立方米,最小年径流量3.7亿立方米,最大年是最小年的6.3倍,可见年径流的年际变化很大。椐K=Ri年/R多年-1计算年径流距平变化值,点绘历年过程线,如附图2所示,年径流的年际变化也是很大的。用数理统计矩法计算年径流系列的Cv=0.40,符合南方湿润地区的Cv值变化规律。
从年径流的年际变化图上可以看出,年径流丰枯变化频繁,丰枯交替出现,多以2~~3年为一个变化周期,最长的枯水年组1980~~1984年,5年的年平均流量在21.8~~29.8m3/s之间,小于多年平均流量34.1m3/s。在每一个变化周期内,丰枯值相差较大,一般丰值是枯值的2~~4倍,最大达到4.6倍。
3.3 径流的年内分配
和降雨的年内分配一样,径流量在年内也是集中汛期。从月径流柱状图可看出,7、8两月的流量最大,汛期占全年径流量的84.4%。径流在年内的分配极不平衡,且与农业用水向悖,4~~5月是农业用水的高峰期,径流则是最小。
3.4 年径流系数及变化规律
径流系数K=R/P(式中R为径流深,P为降雨量)是反映降雨转化为径流的比例系数。它所显示的意义是整个下垫面对降雨产流过程的影响程度。流域多年平均径流系数0.37,最大0.53,最小0.15。径流系数与降雨表现出很好的关系,相关系数高达0.71,特别是降雨量大的年份,径流系数都较大;在连续干旱年份,径流系数逐渐变小;而在丰水年组出现的枯水年,径流系数则没有明显变小。这一方面反映出降雨在向径流的转化过程中,降雨必须首先满足地下水的补给,在连续干旱年份,土壤缺水量大,降雨的产流量少,径流系数就变小。另一方面也反映出蓄水工程对径流的调节作用,蓄丰补枯,使得在丰水年组出现枯水年时,径流系数没有明显变小。
3.5 年径流近年的变化趋势
以5年为时段,逆时序统计年径流量和月径流量。见下表:
附表2 年径流统计表
单位:m3/s.月
1月 | 2月 | 3月 | 4月 | 5月 | 6月 | 7月 | 8月 | 9月 | 10月 | 11月 | 12月 | 年平均 | 时段 |
8.70 | 5.95 | 6.71 | 4.36 | 16.5 | 37.7 | 131 | 102 | 53.3 | 53.0 | 37.8 | 13.2 | 39.4 | 96--00 |
12.8 | 6.08 | 9.81 | 3.62 | 9.67 | 50.5 | 65.1 | 69.9 | 93.4 | 98.8 | 32.4 | 27.2 | 40.1 | 91--95 |
3.11 | 2.49 | 0.81 | 0.71 | 12.5 | 43.5 | 47.8 | 43.0 | 67.1 | 66.1 | 15.2 | 10.0 | 26.1 | 86--90 |
7.37 | 5.20 | 4.58 | 2.08 | 14.4 | 70.5 | 72.4 | 54.6 | 66.0 | 35.2 | 18.7 | 9.17 | 30.1 | 81--85 |
4.71 | 4.76 | 1.59 | 1.44 | 9.16 | 51.4 | 99.9 | 95.5 | 72.4 | 36.3 | 16.4 | 9.19 | 33.8 | 76--80 |
8.59 | 5.17 | 1.52 | 1.86 | 23.5 | 91.9 | 72.3 | 88.3 | 75.8 | 27.6 | 18.8 | 11.9 | 35.7 | 71--75 |
9.36 | 4.33 | 1.94 | 1.72 | 3.84 | 64.1 | 98.9 | 81.9 | 77.8 | 53.0 | 18.8 | 12.2 | 35.8 | 66--70 |
9.82 | 6.79 | 2.59 | 2.16 | 7.99 | 65.0 | 81.1 | 106. | 70.8 | 78.9 | 41.1 | 18.4 | 41.0 | 61--65 |
7.46 | 4.85 | 3.61 | 1.22 | 23.1 | 66.4 | 80.7 | 85.2 | 42.8 | 39.8 | 12.7 | 10.1 | 26.7 | 56--60 |
7.89 | 4.03 | 2.37 | 0.99 | 12.9 | 34.9 | 77.9 | 112. | 63.6 | 42.5 | 34.5 | 15.2 | 32.5 | 53--57 |
由于流域的蓄水工程大多在58年建成,对53~~57年作一个单独时段统计。从表中可看出,年径流没有明显的变大变小,仍在围绕均值变动;径流年内分配才显示出,11月份的径流有减小趋势。从53~~57年的统计看,年径流量32.5m3/s.月,11月平均流量34.5m3/s,而58年以后,66~~70年、76~~70年、81~~85年年径流分别为35.8 m3/s.月、33.8 m3/s.月、30.1 m3/s.月,11月份平均流量分别为18.8 m3/s、16.4 m3/s、18.7 m3/s,都比53~~57年的大;而11月平均流量与53~~57年相差不大的91~~95、96~~2000年,年径流分别为40.1 m3/s、39.4 m3/s比53~~57年大23.4%、21.2%。这主要是流域内的水库都为年调节水库,对年径流造不成影响;而用水最大的是农业灌溉,退水仍回归本流域,所以年径流没有大的变化。水库蓄水主要是汛末的10月才开始,主汛期水库以防洪为主。
4、水环境及水质变化
南盘江上段流域近20年来水环境急剧恶化,水中动物的品质下降,南盘江的鱼近年就有一股柴油味。水质恶化是水环境恶化的直接原因,近20年的观测表明,水质污染加剧,工业废水、生活污水的排放激增是水环境恶化的主要原因。据80年水资源评价表明,南盘江上段水质受到轻度污染,该段工业废水年排放量为0.22亿立方米,城镇生活污水0.014亿立方米;到2001年,南盘江上段水质达到I~~II类水的河段仅有8公里,占全河长的4.9,其余河段水质均为V类和劣V类水,该河段年废水排放量为1.31亿立方米,为80年的5.7倍,其中工业废水1.00亿立方米,增长了4.5倍,城镇生活污水0.31亿立方米,增长了22.1倍。可见城市化发展的加快,也带来了污水排放的激增。人类活动对径流量的影响较小,但对水质、水环境的影响却是很明显的。
5、结语
(1)、降雨是影响本流域径流变化的主要原因,径流的分布和变化起决于降雨的分布和变化。径流年内集中,年际变化大。
(2)、降雨量不但影响径流量,还对径流系数有很大影响,降雨量大的年份径流系数也大。
(3)、人类活动对径流量没有造成明显影响,但对环境和水质都较大的破坏。
(4)、降雨和径流都没有表现出明显的变大或变小趋势,仍在多年平均值上下变动。
参考文献
[1] 朱晓原、张学成著《黄河水资源变化研究》,黄河水利出版社
[2] 伍立群著《南盘江上段洪水灾害研究》,曲靖地区水电局
[3]《云南省地表水资源水质调查评价成果》,云南省水利水电厅
[4]《曲靖市水资源公报2001》,曲靖市水务局
[5] 资料来源于水文年鉴